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摘要:高层建筑的施工难度较大、建材耗损较多、施工工艺复杂且交叉作业施工频繁,与普通工程的施工技术存在一定的差异,且施工技术难度较大。本文分析了高层建筑工程施工的特点及难点,并总结了高层建筑施工的重要技术。
关键词:高层建筑;建筑工程;施工技术
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
一、现代高层建筑施工的特点和难点
高层建筑具有层数多、体积大、高空作业多、工程量大、基础置埋度深等特点,相比于普通建筑,因此与普通的建筑工程具有一定的差异。
(一)工程量大、施工布置难度大
高层建筑的工程量及体积量较大,涉及的建筑单位及施工人员数量较多。据相关建工系统分析资料表明,一般多层建筑的建筑面积平均每栋约2500m2,而高层建筑平均每栋约15000 m2,单位面积上的工程量比一般建筑要大很多,这给施工现场的平面布置增加了较大的难度。在施工时,在确保工程质量的前提下,提高工程设计质量,尽量减少临设工程、现场材料以及设备制品储存量,并按照施工进度安排分阶段地对施工现场进行布置,以节约施工用地。
(二)空中作业高度大,安全隐患多
高层建筑的工程量大,且垂直运输量随着高度增大而增大,对垂直运输设备的高度、运量以及安全可靠性都提出了较高的要求。在施工的全过程中,应做好安全防护工作,尤其应重视百米以上的高空落物打击事故。此外,在施工过程中应注意防火、用水、用电、通信、临时厕所问题,这些问题在低层多层施工中较易解决,但在高层尤其是超高层施工中难度较大。
(三)基础开挖深度大,支护结构的费用高
为了确保高层建筑的稳定性,在施工过程中因确保地基的深度大于整体建筑高度的1/12。基础的深度一般随着建筑高度增高而加深。由于在城市建筑施工中无法进行放坡开挖,这就使得支护结构工程量增大,尤其是施工周边临近建筑物、城市道路、地下管线等,对支护结构的强度以及位移变形等都有很高要求,这就使得支护结构的费用大大提高,部分规模较大的工程的支护结构的费用甚至达数千万元。
(四)建筑工期长,恶劣气候的季节性施工措施不可避免
一般的单层或多层建筑的施工工期平均约10个月,而单栋的高层建筑平均需要2年左右,施工过程中,应合理地安排施工,并且应充分考虑不同季节的气候特点,在冬夏季节、雨季和风季进行施工时,都需要结合高层建筑的特点合理地采取相应的施工技术,以确保工程的质量、工程进度和施工安全。
(五)施工时对周边环境的影响大
高层建筑一般分布在城区,施工区周边一般有密集的既有建筑,且深基坑的开挖深度大,容易导致周边建筑或市政设施产生沉降变形,严重时甚至导致开裂破坏。尤其是在一些在地下水位较高的地区施工时,为确保基坑安全施工,常需要抽取大量的地下水,也会造成周边建筑物发生沉降。此外,由于地下水位长期处于较低的状态,容易导致周边的绿地及植物缺水枯萎。因此,在施工过程中,应加强沉降监测,同时应加强对周边生态环境的保护。
(六)高层施工新技术、新工艺多,对技术的要求高
一般低层、多层建筑的施工多采用传统的、熟练的工艺,技术种类较多,而在高层施工中,由于建筑本身的现代化和复杂性,需要采用较多的新技术、工艺和设备,这对施工技术人员及施工工人都提出了较高的要求,例如高强混凝土的施工、大体积混凝土的施工,泵送混凝土施工、高层建筑的测量放线、深基坑施工支护,深基坑施工降水、封水,高层钢结构施工、高层外装修施工以及高层现代化设备安装等都是当前高层施工中的关键技术问题。
(七)施工影响因素多,对项目的系统管理要求高
随着建筑行业的发展,建筑市场的竞争日益激烈,这使得高层建筑工程项目在工程质量、施工成本、施工工期三大目标上要求更高,而高层施工的影响因素众多。建筑的层数多、涉及的专业较多、交叉作业频繁、参与作业的单位多,着使得高层建筑工程管理难度大。
二、高层建筑施工技术
(一)地基施工技术
1、桩基施工技术
桩基施工技术是目前应用最广泛也是较成熟的一种地基处理形式。其中,发展和应用最广泛的是灌注桩施工技术,它不仅适应各种复杂地质,还能根据荷载选择施工级别。桩基施工技术中,现浇灌注桩技术因其适用性很强,已成为高层建筑的主要桩型之一。此外,建筑基础桩底、桩侧后注浆技术也是国家积极推广的地基桩基施工技术。这两项技术配合超声检测技术已逐步形成具有特色的灌柱桩施工集成技术。
2、基坑支护施工技术
高层建筑的深基坑支护工程是一种结合了支护、挡土、防水、监测等的系统工程。目前,我国建筑行业研发的高层建筑基坑支护系统主要有土钉墙和逆作拱墙两种,且这两种支护的造价比传统的支护价格要低。
(二)基础施工相关技术
1、混凝土施工技术
高层建筑工程施工过程中,需要大量的土石材料,尤其是在浇筑方面需要大批混凝土,而混凝土重要的指标是抗压强度,影响其抗压性能的因素主要是水泥的强度和水灰比。施工过程中,应加强混凝土出厂及社备中的检测,确保混凝土的使用性能。此外,应强化施工混凝土的泵送技术,确保工程进度和质量。施工单位应积极地开发研制混凝土浇筑新工艺,在确保混凝土性能的前提下,不断革新现有的支模技术,加强支模材料的优选,动力提升设备的研发,并向大模块方向发展,发展拆模施工技术,确保高层建筑施工的进度。
2、钢结构工程施工技术
在高层建筑工程领域,钢结构因其特有的抗压抗弯、超强度、自重小等优势,并且施工进度快、节能环保、抗震性能好,在我国得到不斷地推广和发展,尤其是在钢结构的吊装、连接和钢结构表面防护等方面发展迅速。
(三)电气工程施工技术
高层建筑具有电气系统结构复杂、耗电设备种类繁多、铺设线路工艺复杂、电能消耗量大、自动化集成控制程度高等特点。因此,应针对各个电气工程施工环节选用科学合理的施工技术。对照明系统的施工,在土建施工时期就应预留好走廊、楼道、车库及电梯等场所的照明系统、安全应急照明、疏散指示照明以及高层室外环境的照明。由于高层建设高度较高,且居民住宅分布密集,因此应高度重视防雷接地的设施建设,科学的按照防雷类别进行细化施工,利用建筑桩基、地梁及柱内的主钢筋作为防雷接地的引下线,并应确保其建设数量的达标。
(四)给、排水工程施工技术
在高层建筑室内的给水管道施工设计中,应确保其不穿越重要的变配电房间、高层集中通讯控制机房及大型的网络枢纽控制间等。科学有序进行生活给水及排水管的埋地铺设,不能将两管道进行就近交叉铺设,其平行距离应控制在0.5m以上,给水管在上、排水管在下,且交叉距离不应小于0.15m。在给水管道的隐藏敷设器件,应以穿越地下室及高层建筑外墙的方式进行暗敷,穿越屋面的管道部分应采用防水套管包裹,做好防水保护。
(五)通风及空调工程的施工技术
高层建筑工程大多包含大型的空调机组的安装施工,以及车库、电梯间、楼梯间等的通风设计与防、排烟管道及风井的建设施工。为了营造良好、畅通的通风环境,在高层建筑施工中通常会在建筑屋顶加设正压加压风机。应加强通风及空调施工器件施工质量的控制,依据建筑空调以及通风工程的施工特点进行风管制作和部件构造、各风管系统的安装、空调及通风设备的安装、空调水循环系统及制冷系统等的安装。同时,还应依据防腐及绝热的需求对空调通风系统工程进行调试,并对其各项工程的综合效能进行核定及调节。
三、结束语
随着建筑行业及科学技术的高速发展,现代高层建筑的施工技术在不断地完善和发展,在施工过程中,应加强对高层建筑工程施工特点及技术难点的了解,根据施工特点严格按照相关要求和标准进行施工,工程管理者应在此基础上进行规范化、秩序化和科学化的管理,以促进高层建筑项目建设水平的提升。
参考文献:
[1] 李锋.刍议高层建筑工程施工技术[J].建材发展导向(下),2012,10(2):153-155.
[2] 黄根旺.高层建筑工程转换层的施工技术探讨[J].科技致富向导,2012,(10):201.
[3] 卢建新.阐述高层建筑工程施工技术的应用[J].建材与装饰,2012,(14):103-104.
[4] 付国军.探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术[J].新建设:现代物业上旬刊,2012,(1):72-73.
关键词:高层建筑;建筑工程;施工技术
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
一、现代高层建筑施工的特点和难点
高层建筑具有层数多、体积大、高空作业多、工程量大、基础置埋度深等特点,相比于普通建筑,因此与普通的建筑工程具有一定的差异。
(一)工程量大、施工布置难度大
高层建筑的工程量及体积量较大,涉及的建筑单位及施工人员数量较多。据相关建工系统分析资料表明,一般多层建筑的建筑面积平均每栋约2500m2,而高层建筑平均每栋约15000 m2,单位面积上的工程量比一般建筑要大很多,这给施工现场的平面布置增加了较大的难度。在施工时,在确保工程质量的前提下,提高工程设计质量,尽量减少临设工程、现场材料以及设备制品储存量,并按照施工进度安排分阶段地对施工现场进行布置,以节约施工用地。
(二)空中作业高度大,安全隐患多
高层建筑的工程量大,且垂直运输量随着高度增大而增大,对垂直运输设备的高度、运量以及安全可靠性都提出了较高的要求。在施工的全过程中,应做好安全防护工作,尤其应重视百米以上的高空落物打击事故。此外,在施工过程中应注意防火、用水、用电、通信、临时厕所问题,这些问题在低层多层施工中较易解决,但在高层尤其是超高层施工中难度较大。
(三)基础开挖深度大,支护结构的费用高
为了确保高层建筑的稳定性,在施工过程中因确保地基的深度大于整体建筑高度的1/12。基础的深度一般随着建筑高度增高而加深。由于在城市建筑施工中无法进行放坡开挖,这就使得支护结构工程量增大,尤其是施工周边临近建筑物、城市道路、地下管线等,对支护结构的强度以及位移变形等都有很高要求,这就使得支护结构的费用大大提高,部分规模较大的工程的支护结构的费用甚至达数千万元。
(四)建筑工期长,恶劣气候的季节性施工措施不可避免
一般的单层或多层建筑的施工工期平均约10个月,而单栋的高层建筑平均需要2年左右,施工过程中,应合理地安排施工,并且应充分考虑不同季节的气候特点,在冬夏季节、雨季和风季进行施工时,都需要结合高层建筑的特点合理地采取相应的施工技术,以确保工程的质量、工程进度和施工安全。
(五)施工时对周边环境的影响大
高层建筑一般分布在城区,施工区周边一般有密集的既有建筑,且深基坑的开挖深度大,容易导致周边建筑或市政设施产生沉降变形,严重时甚至导致开裂破坏。尤其是在一些在地下水位较高的地区施工时,为确保基坑安全施工,常需要抽取大量的地下水,也会造成周边建筑物发生沉降。此外,由于地下水位长期处于较低的状态,容易导致周边的绿地及植物缺水枯萎。因此,在施工过程中,应加强沉降监测,同时应加强对周边生态环境的保护。
(六)高层施工新技术、新工艺多,对技术的要求高
一般低层、多层建筑的施工多采用传统的、熟练的工艺,技术种类较多,而在高层施工中,由于建筑本身的现代化和复杂性,需要采用较多的新技术、工艺和设备,这对施工技术人员及施工工人都提出了较高的要求,例如高强混凝土的施工、大体积混凝土的施工,泵送混凝土施工、高层建筑的测量放线、深基坑施工支护,深基坑施工降水、封水,高层钢结构施工、高层外装修施工以及高层现代化设备安装等都是当前高层施工中的关键技术问题。
(七)施工影响因素多,对项目的系统管理要求高
随着建筑行业的发展,建筑市场的竞争日益激烈,这使得高层建筑工程项目在工程质量、施工成本、施工工期三大目标上要求更高,而高层施工的影响因素众多。建筑的层数多、涉及的专业较多、交叉作业频繁、参与作业的单位多,着使得高层建筑工程管理难度大。
二、高层建筑施工技术
(一)地基施工技术
1、桩基施工技术
桩基施工技术是目前应用最广泛也是较成熟的一种地基处理形式。其中,发展和应用最广泛的是灌注桩施工技术,它不仅适应各种复杂地质,还能根据荷载选择施工级别。桩基施工技术中,现浇灌注桩技术因其适用性很强,已成为高层建筑的主要桩型之一。此外,建筑基础桩底、桩侧后注浆技术也是国家积极推广的地基桩基施工技术。这两项技术配合超声检测技术已逐步形成具有特色的灌柱桩施工集成技术。
2、基坑支护施工技术
高层建筑的深基坑支护工程是一种结合了支护、挡土、防水、监测等的系统工程。目前,我国建筑行业研发的高层建筑基坑支护系统主要有土钉墙和逆作拱墙两种,且这两种支护的造价比传统的支护价格要低。
(二)基础施工相关技术
1、混凝土施工技术
高层建筑工程施工过程中,需要大量的土石材料,尤其是在浇筑方面需要大批混凝土,而混凝土重要的指标是抗压强度,影响其抗压性能的因素主要是水泥的强度和水灰比。施工过程中,应加强混凝土出厂及社备中的检测,确保混凝土的使用性能。此外,应强化施工混凝土的泵送技术,确保工程进度和质量。施工单位应积极地开发研制混凝土浇筑新工艺,在确保混凝土性能的前提下,不断革新现有的支模技术,加强支模材料的优选,动力提升设备的研发,并向大模块方向发展,发展拆模施工技术,确保高层建筑施工的进度。
2、钢结构工程施工技术
在高层建筑工程领域,钢结构因其特有的抗压抗弯、超强度、自重小等优势,并且施工进度快、节能环保、抗震性能好,在我国得到不斷地推广和发展,尤其是在钢结构的吊装、连接和钢结构表面防护等方面发展迅速。
(三)电气工程施工技术
高层建筑具有电气系统结构复杂、耗电设备种类繁多、铺设线路工艺复杂、电能消耗量大、自动化集成控制程度高等特点。因此,应针对各个电气工程施工环节选用科学合理的施工技术。对照明系统的施工,在土建施工时期就应预留好走廊、楼道、车库及电梯等场所的照明系统、安全应急照明、疏散指示照明以及高层室外环境的照明。由于高层建设高度较高,且居民住宅分布密集,因此应高度重视防雷接地的设施建设,科学的按照防雷类别进行细化施工,利用建筑桩基、地梁及柱内的主钢筋作为防雷接地的引下线,并应确保其建设数量的达标。
(四)给、排水工程施工技术
在高层建筑室内的给水管道施工设计中,应确保其不穿越重要的变配电房间、高层集中通讯控制机房及大型的网络枢纽控制间等。科学有序进行生活给水及排水管的埋地铺设,不能将两管道进行就近交叉铺设,其平行距离应控制在0.5m以上,给水管在上、排水管在下,且交叉距离不应小于0.15m。在给水管道的隐藏敷设器件,应以穿越地下室及高层建筑外墙的方式进行暗敷,穿越屋面的管道部分应采用防水套管包裹,做好防水保护。
(五)通风及空调工程的施工技术
高层建筑工程大多包含大型的空调机组的安装施工,以及车库、电梯间、楼梯间等的通风设计与防、排烟管道及风井的建设施工。为了营造良好、畅通的通风环境,在高层建筑施工中通常会在建筑屋顶加设正压加压风机。应加强通风及空调施工器件施工质量的控制,依据建筑空调以及通风工程的施工特点进行风管制作和部件构造、各风管系统的安装、空调及通风设备的安装、空调水循环系统及制冷系统等的安装。同时,还应依据防腐及绝热的需求对空调通风系统工程进行调试,并对其各项工程的综合效能进行核定及调节。
三、结束语
随着建筑行业及科学技术的高速发展,现代高层建筑的施工技术在不断地完善和发展,在施工过程中,应加强对高层建筑工程施工特点及技术难点的了解,根据施工特点严格按照相关要求和标准进行施工,工程管理者应在此基础上进行规范化、秩序化和科学化的管理,以促进高层建筑项目建设水平的提升。
参考文献:
[1] 李锋.刍议高层建筑工程施工技术[J].建材发展导向(下),2012,10(2):153-155.
[2] 黄根旺.高层建筑工程转换层的施工技术探讨[J].科技致富向导,2012,(10):201.
[3] 卢建新.阐述高层建筑工程施工技术的应用[J].建材与装饰,2012,(14):103-104.
[4] 付国军.探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术[J].新建设:现代物业上旬刊,2012,(1):72-73.