淺談高層超高層建筑施工技術

王強 王鑫娟 商鈺

（寶雞市建筑設計研究院，寶雞721000， 陜西省建筑科學研究院，西安710082）

    前言

    《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2010)將10層及10層以上或高層超過28m的鋼筋混凝土結構稱為高層建筑結構。當建筑結構高度超過100m時，稱為超高層建筑。隨著建筑高度的不斷增加，對施工技術的要求越來越高。高層超高層建筑施工技術按照結構材料可分為鋼筋混凝土施工技術、鋼結構施工技術和組合結構施工技術。

    1. 鋼筋混凝土施工技術

    鋼筋混凝土結構是一種傳統的建筑結構形式，以其結構整體性好、抗震性能較強、用鋼量少、防火性能好和造價較低等優點在國內取得了很大發展，大量應用于高層建筑的框架—剪力墻結構、剪力墻結構。高層超高層建筑現澆混凝土施工要著重解決模板、混凝土和鋼筋三個方面的技術問題。

    1）模板技術的發展主要體現在兩個方面：一是模板材料的多樣化、節約化、環保化，已經由過去的木模逐步向組拼式大鋼模、鋼框膠合板模、塑料（玻璃鋼）模等轉移；二是模板提升技術的進步，伴隨高層超高層建筑鋼筋混凝土墻施工的需要，發展出液壓爬升模板技術、大噸位長行程油缸整體頂升模板技術等。

    2）混凝土技術的發展主要體現在兩個方面：一是主體結構混凝土強度和施工性能的提高，高強高性能混凝土、自密實混凝土等技術開始在高層超高層建筑中應用；二是隨著高層超高層建筑高度的不斷增加，混凝土強度的不斷提高，發展出超高泵送混凝土技術。三是大型筏板基礎、轉換層施工的需要使得大體積混凝土施工技術不斷發展。

    3）鋼筋技術的發展主要體現在三個方面：一是鋼筋連接技術，機械連接技術日趨成熟，涌現出錐螺紋接頭、冷擠壓接頭、直螺紋接頭等連接方式；二是高強度鋼筋的推廣和使用，縱向受力鋼筋已從普遍使用的HRB335向HRB400、HRB500級鋼筋邁進；三是鋼筋工業化技術開始發展，如鋼筋焊接網應用技術、建筑用成型鋼筋制品加工與配送技術等。

    2 .結構施工技術

    鋼結構具有承載力強、自重輕、強度高、施工快、抗震強等優點，與鋼筋混凝土結構相比，在“高、大、輕”三個方面具有獨特的優勢。高層超高層建筑鋼結構施工著重解決鋼構件加工、安裝和連接的技術問題。

    1)裝技術

    鋼構件要根據現場的布置、安裝工藝以及制作廠的運輸條件等綜合因素進行分段。在吊裝前，必須對鋼構件的中心線和標高、軸線等進行檢查，并對構件編號、外形尺寸、螺孔位置及直徑、承剪板的方位等進行全面復核，確認無誤后辦理交接驗收。起吊前，鋼構件的根部墊實，應橫放在墊木上，起吊時不得在地面上拖拉，回轉時，需有一定的高度。起鉤、旋轉和移動三個動作交替緩慢進行，就位時緩慢下落，防止擦壞螺栓絲口。

    為保證鋼構件的順利吊裝，塔式起重機的選擇十分關鍵。塔式起重機要符合施工要求，根據構件分段要求，確定所選塔式起重機的起重性能，還要根據場地情況，考慮位置的布置，多臺塔式起重機的協同作業及拆卸等問題。目前，內爬式塔式起重機在施工中應用比較普遍。

    2）鋼結構焊接技術

    高層超高層在鋼結構施工過程中，對焊接工藝措施要求非常嚴格，焊接技術是一個關鍵控制點。在焊接過程中，由于構件施焊時焊縫拘束度高，焊縫單面施焊熔敷金屬量大，施焊作業時間長，容易出現構件的焊接殘余應力與變形大、焊縫裂紋的發生可能性大、層狀撕裂傾向性大等問題，對這些高強、超厚板焊接過程中的施工特點，要制定相應的焊接工藝措施，從焊接坡口控制、溫度控制、過程控制、變形控制、殘余應力消除等方面進行針對性的控制。

    工程一般采用二氧化碳氣體保護焊，采用立焊、斜立焊的方法進行焊接，焊接時要注意焊絲的伸出長度、焊縫層間清理、焊槍的施焊角度，形成了一整套完整焊接的操作方法，以保證鋼結構的焊接工作順利完成。

    3）鋼結構高強度螺栓連接技術

    高強度螺栓連接是20世紀中期以后發展起來的一種鋼結構連接方式。高強度螺栓連接按受力性能通常可分為兩種類型：一種是只依靠摩擦阻力傳遞力的摩擦型連接高強度螺栓；另一種是允許接觸面滑移的承壓型連接高強度螺栓。摩擦型連接高強度螺栓剛度大、變形小、整體性好、受力可靠、耐疲勞，具有連接緊密、安裝簡便以及在動荷載作用下不易松動等優點。尤其在剪力較大的連接中采用摩擦型高強度螺栓時，依靠連接面上產生較大的摩擦力，就可以承受較大的剪力，使得螺栓不受剪或受較小剪力，從而避免因栓桿彎曲變形導致受力狀態不佳。

    4）壓型鋼板-混凝土組合樓板施工技術

    壓型鋼板-混凝土組合樓板即將壓型鋼板作為混凝土樓板的永久支撐模板，與混凝土組合，共同承擔工作荷載，即可代替模板，又可作為現澆樓板底面受拉鋼筋承受拉力作用。壓型鋼板作為一種永久性模板，除了可以減少或完全免去拆模作業、簡化施工外，其嚴密性好，不漏漿，可作主體結構安裝施工的操作平臺和下部樓層施工人員的安全防護板，有利于立體交叉作業，有利于照明管線的敷設和吊頂龍骨的固定；缺點是濕作業工作量大，用作底面受拉配筋時，必須做防火層，造價較高。不過，從總的施工效果看，只有采用壓型鋼板模板，才能充分發揮鋼結構工程快速施工的特點和效益。在高層超高層建筑中，使用壓型鋼板—混凝土組合樓板可簡化施工工序，加快施工速度，應該大力推廣。

    3. 組合結構施工技術

    鋼筋混凝土-鋼組合結構將兩種材料的構件通過某種方式組合在一起共同工作，組合后的整體工作性能要明顯優于各自性能的簡單疊加。采用鋼-混凝土組合結構的構件主要包括型鋼-混凝土組合梁、鋼骨混凝土梁/柱、鋼骨混凝土墻/筒、鋼板混凝土連梁、鋼板混凝土墻、鋼骨混凝土柱、鋼管混凝土柱等。

    組合結構的節點連接與傳統的鋼筋混凝土結構、鋼結構不同，鋼骨混凝土技術的關鍵是合理解決梁柱節點區鋼筋的穿筋問題，以確保節點良好的受力性能與加快施工速度；鋼管混凝土技術的關鍵同樣是要保證梁柱節點的有效連接，同時要解決鋼管內混凝土的密實性問題。而型鋼混凝土組合梁施工時，鋼梁可作為模板的支撐，其關鍵是確保鋼梁與混凝土結合面的抗剪連接。

    4. 其他施工技術

    無論采用哪種結構形式，都涉及基礎工程施工技術、腳手架施工技術、垂直運輸技術等。高層超高層建筑地下室、地下商場、地下車庫等施工時都需要開挖較深的基坑。深基坑施工技術按其施工技術分類，可分為開挖技術、支護技術、止水、降水、排水技術以及監測技術。

    綜上所述，高層超高層建筑不僅越來越多，高度越來越高，外形和功能性越來越多樣化，施工規模、難度不斷加大，且新的建筑結構形式也隨之誕生、發展。高層乃至超高層建筑其建設目的是解決居住問題，因此我們不能盲目一味的發展高層超高層建筑。

    參考文獻：

    [1]毛志兵.高層與超高層建筑技術發展與研究施工技術。

    [2]廖金順.高層建筑施工技術江西建材。

    [3]張鑫.淺談高層建筑施工技術要點技術與市場。

 (本文來源：陜西省土木建筑學會     文徑網絡：劉軍 呂琳琳 編輯  劉真 文徑 審核)