高层建筑工程施工技术发展趋势
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高层建筑工程施工技术发展趋势探讨摘要:本文首先阐述了高层建筑工程实例,然后探讨了高层建筑施工技术的发展,供大家借鉴参考。
关键词:高层建筑;施工技术;发展
随着我国经济的快速发展,城市建设的日益加快,土地资源越来越宝贵,高层建筑发展突飞猛进。随着高层建筑的快速发展,高层建筑施工领域也在不断进步,出现了众多新技术、新材料和新工艺。
1高层建筑工程实例
1.1高层写字楼-
深圳国际商会中心建筑面积为13.2万m2,建筑高度为214.5 m,地下3层,地上55层,是一幢超高层写字楼。主楼为内筒外框型钢混凝土组合结构,柱和筒均采用型钢混凝土,钢结构采用h型、十字形等断面形式。在第17层、32层和47层设计有避难层,屋顶设有半径为14.9 m的直升机停机坪。混凝土最高强度等级为c60,抗渗混凝土等级为p12和p8,地下室底板厚1 000 mm和600 mm,承台部分最厚达8.4 m。
1.2高层商住楼
深圳俊园工程建筑高度为161 m,建筑面积为7.8万m2,地下室为3层,埋深12.3m,地上47层。1~5层为商场,功能要求为大开间,柱距为9.3m,采用钢筋混凝土内筒外框结构;7~10层为酒店客房,功能要求为小开间,柱距为3.1 m,采用筒中筒结构;
11层以上为住宅,要求大空间,易于组合、分隔,采用无粘结预应力结构。由于功能、结构和平面需求,分别在6层、11层、43层结构平面设置转换,6层为劲性混凝土桁架转换层,11层为梁式转换层,梁高2500 mm,43层为板式转换层,板厚650mm。
1.3高层酒店
深圳彭年酒店地下室为4层,埋深16.1 m,局部深21 m,地上由1幢57层、建筑高度为222 m及3幢38层的超高层建筑组成,总建筑面积为17.9万m2。基础采用大直径人工挖孔桩,上部为钢筋混凝土框架-筒体结构,抗震等级为一级。工程主楼为酒店,顶部设计为旋转餐厅。
1.4高层办公、住宅综合楼
深圳市星河世纪大厦以a,b,c三栋塔楼为主体,与4层裙房及3层地下室相连成为一个整体建筑,是集住宅、办公、商业于一体的综合楼。a栋为办公楼,高度为173m;b,c栋为住宅楼,高度为99.8m。该工程总建筑面积为15.7万m2,地下室埋深为14.5 m,局部最深处达18.35m。
1.5高层住宅群
深圳华侨城片区内的高层建筑包括住宅、公寓、商业楼、写字楼、酒店和创意产业园,如东方花园、海景花园、湖滨花园、中旅广场、锦绣花园、波托菲诺、曦城、新浦江城、华侨城沃尔玛购物广场、华侨城国际青年旅舍、oct-loft华侨城创意文化园等,总建筑面积近300万m2。
2高层建筑施工技术的发展
2.1深基坑支护
改革开放之初,深圳市施工场地开阔,深基坑采用大放坡开挖不失为一种经济安全的施工方法。随着基本建设的发展和施工现场的条件变化,护壁桩、内支撑、土钉墙和预应力锚杆应运而生。深层搅拌桩、止水帷幕、劈裂注浆、高压喷射注浆等止水措施得到长足发展,在城市中心区场地狭小、周边地下环境复杂时,还应用了地下连续墙和逆作法施工。
2.2基础工程
高层建筑对地基处理要求不仅须达到设计承载力,而且还要保证基础具有一定的埋置深度。桩基的选型应综合考虑地质条件、上部结构类型、荷载特征、施工条件与环境和检测条件等因素,做到因地制宜、就地取材、施工可行、保护环境和节约资源。
2.3模板工程
模板工程一般约占钢筋混凝土结构总造价的25%,但劳动量却占到35%,工期占到50%~60%,对加快施工速度、保证施工质量和降低施工成本具有较大的影响。高层建筑的模板利用率一般比多层建筑要高一些,特别是标准层,只需做局部修补,逐步更换,就能够做到重复周转利用。小钢模虽然可周转使用次数多,但劳动强度大,高处作业安全性要求高,“以钢代木”的产业政策已逐步淡出了施工现场。木模的灵活性更适用于施工现场的需求,特别是随着我国胶合板工业的迅速发展,使用多层木胶合板作模板面板日益增多,
其优点是自重轻,投资少,可减少模板拼缝,效率高,混凝土成型质量好。后来又出现了竹胶合板,由于受资源限制、质地坚硬、不利于定钉等原因,未能得到更普遍的推广。
为满足高层建筑特定的建筑要求,如圆形柱、曲面阳台、弧形墙等构件,采用定形钢模板,局部加工定做了玻璃钢模板,塑料模壳等,电梯井道内应用了组合式铰接筒模,大跨度或预应力结构还采用了早拆体系技术,以减少模板的投入量。模板支撑系统的施工技术也日趋成熟,转换层的厚板、深梁采用组合钢管柱、型钢桁架梁和格构柱,并采取了分层卸荷、逐层传递等措施。目前3m以上的厚板结构转换层和6m高的深梁都能不再采用分层浇筑而实现一次浇筑成型,百m以上的临空面、数十m的悬挑结构也都无须搭设满堂式脚手架支撑。
2.4混凝土施工技术
(1)生产。20世纪90年代以前一般为现场搅拌混凝土,采用的是半自动配料机,目前,大中城市都已逐步限制或禁止现场搅拌混凝土,推广便于质量控制、性能稳定的预拌混凝土,现场的文明施工条件得到改善。(2)运输。泵送混凝土的设备和施工工艺已非常成熟,过去那种车轮滚滚、人海战术、快速井架等劳动强度大的混凝土运输方式已成为历史。(3)大体积混凝土施工。在高层建筑的地下室底板、结构转换层等部位,对控制温度和收缩裂缝有较高的要求,采取优化配合比、加强施工中的温度控制、改善约束条件、削弱温度应力、提高混凝土的极限拉伸强度等措施已形成共识。(4)
高性能混凝土。基于耐久性要求的防水混凝土、纤维混凝土、高强混凝土、补偿收缩混凝土在高层建筑中已逐步得到推广应用,高空免振捣钢管混凝土对混凝土的坍落度、和易性、扩展度和流速等工作性能指标提出了更高的要求。
2.5型钢混凝土组合结构施工技术
近年来,随着高层建筑的不断发展,普通的钢筋混凝土结构已不能满足结构安全和使用功能的要求,而钢结构又在耐火性、维护、造价等方面存在缺陷,因此,越来越多的高层结构采用了型钢混凝土组合结构。由于在钢筋混凝土中增加了型钢,型钢以其固有的特点,提高了结构的强度和延性,型钢、钢筋、混凝土三位一体的型钢混凝土结构具备了比传统钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点,与钢结构相比,具有防火性能好、结构局部和整体稳定性好、节省钢材的优点。目前,国内高层建筑工程都是有针对性地在需要发挥型钢混凝土特点的部位采用型钢,如在框架-剪力墙结构、筒体结构、框支剪力墙结构中的框支层中采用型钢混凝土框架柱;在跨度较大的框架结构中采用型钢混凝土梁;根据受力要求,在一般剪力墙和筒体中采用型钢混凝土结构。
2.6垂直运输
高层建筑施工期间垂直运输的特点是行程高、运输量大、运流密集、组织指挥工作繁重、劳动安全防护问题突出。因此,合理选择、配备垂直运输机械是保证高层建筑施工顺利进行,并取得良好经济效益的必要条件之一。常用的运输机械有:塔式起重机、井架