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摘要:随着我国经济持续快速发展,全国各地大量的建筑不断增加。高层建筑在城市的建设规划中也越来越普遍。因此,在建筑施工中,必须加强高层建筑主体结构施工的总体质量,施工中必须注意提高建筑结构施工技术水平,这样才能保证高层建筑的质量、稳定性和安全性。 本文首先探讨了高层建筑采用的结构类型和结构体系,并阐述了高层建筑结构施工技术特点,以某高层建筑为例分析了模板、鋼筋、混凝土的施工技术。
关键词:高层;建筑结构;施工技术
Abstract: with the sustained and rapid development of economy in China, and all over the country a lot of construction increasing. High building in construction of city planning also more and more common. So, in building construction, must strengthen the main structure of the high-rise building construction overall quality in the construction, must pay attention to improve the building structure construction technology level, so that we can guarantee the quality of the high-rise building, the stability and security. This paper first discusses the high-rise building use of the structure type and structure system, and expounds the construction technology of the high-rise building structure characteristics, to a high-rise building for an example, this paper analyzes the template, steel, concrete construction technology.
Keywords: top; Building structure; Construction technology
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
随着科学技术水平和建筑业的快速发展,高层建筑向着功能多样和体型复杂的综合性方向发展,由于楼板厚,结构复杂,对支撑系统要求高,高层建筑施工难度不断增大,为了适应发展需要,必须提高高层建筑结构施工技术,只有在科学计算的基础上,精心组织,规范施工,做好施工过程中的技术控制,才能为高层建筑整体质量打下坚实的基础。
1高层建筑采用的结构类型及结构体系
1.1高层建筑中常用的结构类型
要研究高层建筑结构施工技术,必须对高层建筑结构类型特点有明确了解,这样才可以根据实际情况,探讨出合理的技术以适应高层建筑的发展。虽然高层建筑与多层建筑在某些施工方面具有相同点,但它更有自己的施工特点,主要表现如下:
高层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢筋混凝土组合结构等类型。钢筋混凝土结构具有造价较低、取材丰富、并可浇筑各种复杂断面形状,而且强度高、刚度大、耐火性和延性良好,结构布置灵活方便,可组成多种结构体系等优点,因此,在高层建筑中得到广泛应用。
1.2高层建筑中常用的结构体系
高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架一剪力墙、筒体以及它们的组合。
1.21框架结构体系。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成,既承受竖向荷载,也承受水平荷载的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的抗震性能。但由于高层框架侧向刚度较小,结构顶点位移和层间相对位移较大,使得非结构构件(如填充墙、建筑装饰、管道设备等)在地震时破坏较严重,这是它的主要缺点,也是限制框架高度的原因,一般控制在10~15层。框架结构构件类型少,易于标准化、定型化;可以采用预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构,有时还可以采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构。现浇结构的整体性好,抗震性能好,在地震区应优先采用。
1.22剪力墙结构体系。剪力墙结构体系是利用建筑物墙体承受竖向与水平荷载,并作为建筑物的围护及房间分隔构件的结构体系。剪力墙在抗震结构中也称抗震墙。它在自身平面内的刚度大、强度高、整体性好,在水平荷载作用下侧向变形小,抗震性能较强。在国内外历次大地震中,剪力墙结构体系表现出良好的抗震性能,且震害较轻。因此,剪力墙结构在非地震区或地震区的高层建筑中都得到了广泛的应用。剪力墙结构采用大模板或滑升模板等先进方法施工时,施工速度很快,可节省大量的砌筑填充墙等工作量。剪力墙结构的墙间距不能太大,平面布置不灵活,难以满足公共建筑的使用要求;此外,剪力墙结构的自重也比较大。为满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共房间,以及在住宅底层布置商店和公共设施的要求,可将剪力墙结构底部一层或几层的部分剪力墙取消,用框架来代替,形成底部大空间剪力墙结构和大底盘、大空间剪力墙结构;标准层则可采用小开间或大开间结构。当把底层做成框架柱时,成为框支剪力墙结构。
1.23框架一剪力墙结构体系。框架一剪力墙结构体系是在框架结构中布置一定数量的剪力墙所组成的结构体系。由于框架结构具有侧向刚度差,水平荷载作用下的变形大,抵抗水平荷载能力较低的缺点,但又具有平面布置较灵活、可获得较大的空间、立面处理易于变化的优点;剪力墙结构则具有强度和刚度大,水平位移小的优点与使用空间受到限制的缺点。将这两种体系结合起来,相互取长补短,可形成一种受力特性较好的结构体系一框架一剪力墙结构体系。剪力墙可以单片分散布置,也可以集中布置。由于上述变形和受力特点,框架一剪力墙结构的刚度和承载力较框架结构都有明显的提高,在水平荷载作用下的层间变形减小,因而减小了非结构构件的破坏。在我国,无论在地震区还是非地震区的高层建筑中,框架一剪力墙结构体系得到了广泛的应用。
1.24筒体结构体系。筒体结构为空间受力体系。筒体的基本形式有三种:实腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墙围成的筒体称为实腹筒。在实腹筒的墙体上开出许多规则的窗洞所形成的开孔筒体称为框筒,它实际上是由密排柱和刚度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。如果筒体的四壁是由竖杆和斜杆形成的桁架组成,则成为桁架筒;如果体系是由上述筒体单元所组成,称为筒中筒或组合筒。通常由实腹筒做内部核心筒,框筒或桁架筒做外筒。筒体最主要的受力特点是它的空间受力性能。无论哪一种筒体,在水平力作用下都可以看成固定于基础上的箱形悬臂构件,它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力,并具有很好的抗扭刚度。因此,该种体系广泛应用于多功能、多用途,层数较多的高层建筑中。
2高层建筑结构施工特点
2.1复杂的地基处理技术
高层建筑施工的一个重要前提是:一定要保证高层建筑的整体稳定性。所以,高层建筑的地基处理技术非常复杂。一般情况下,高层建筑的地基埋置深度至少是建筑高度的十二分之一,要是采用桩基方式,埋置深度一定要大于建筑物高度的十五分之一。也就是说,要保证高层建筑的稳定性,这就使地基处理技术更加复杂,特别是在软土层上建设高层建筑,由于有很多施工方案可供选择,如果选择的方案不同,可能导致工期和工程造价的不同。
2.2高作业和高技术
由于高层建筑高度比较高,這样就加大了垂直运输作业量。高层建筑施工与一般建筑施工相比,最明显的特点是高空作业量大。高空作业需要的设备、材料和建筑人员的垂直运输等工作一定要安排妥当,特别是防止高空坠物事故和高空作业人员的人身安全保障,高层建筑属于高危工作,必须要做到未雨绸缪,防患于未然。在我国,建设低层建筑所需的建筑材料和建设高层建筑所需的材料有很大不同。低层主要以砖混为主,而高层建筑物主要是钢筋混凝土,并且不断向着钢混结构发展。钢筋混凝土主要以现浇为主,这在很大程度上提高了建筑施工的难度。
2.3高层建筑的施工需要多方协作
高层建筑具有工程量大、结构复杂和技术含量高等特点。另外,我国现阶段的高层建筑通常是准备、设计和施工同时进行,这就使更多的单位同时参与到工程建设中,要想提高工作效率,必须加大相互协调和相互合作的力度。
2.4高层建筑施工时间长
一般情况下,多层建筑和低层建筑的平均工期为十个月。但是由于高层建筑的技术含量高、工程量大、受季节影响明显,所以它的平均工期比较长,一般都多于两年时间。现在我国主要通过缩短装饰和建筑架构工期的方法,达到缩短高层建筑施工工期的效果。如果采用不同的模板体系耗费的时间也不同,所以根据实际选择合适的模板体系是缩短工期的一种有效方法。
3目前各种结构体系的主要施工技术
高层建筑由于对抗震、抗风的要求高,且建筑多样化,层数、高度日益提高,二十世纪九十年代以来国内高层建筑的施工方法是以全现浇钢筋混凝土施工为主体,另外由于钢结构和钢筋混凝土混合结构的兴建,需辅以此类结构的预制安装方法和多种混合施工方法。高层现浇钢筋混凝土施工技术着重解决了模板的施工新技术。二十世纪九十年代国内采用四种类型支模方法:板、滑模、爬模,各种模板均有其优缺点和适用范围。混凝土、钢筋三个方面即采用中、小模板、大模近年来,大模板和竹胶板施工工艺逐渐成为应用量最大的工艺,并被建设部推广,这种施工方法,施工工艺简单,施工速度快,劳动强度低,装修的湿作业减少,而且房屋的整体性好,抗震能力强,因而有广阔的发展前景。多、高层建筑采用的混凝土强度等级已由常用的C30、C40逐步向C50、C60、C80及更高的强度等级发展。高强高性能混凝土的生产要有严格的质量控制与管理措施,应由工厂预拌生产。在高层建筑基础采用大体积混凝土施工技术方面取得了经验,其主要措施为:减少水泥水化热,采用较低水化热水泥,掺粉煤灰和减水剂,提高硅抗拉强度;采用泵送预拌混凝土、分段、分层连续作业的合理浇捣方法,并及时养护及进行测温监控。
4工程案例分析
4.1工程概况
某高层建筑工程总建筑面积为49983m2,设计为钢筋混凝土框架-剪力墙结构。建筑物总高度101.9m,地上32层,地下2层,抗震等级为二级,1~5层为框架结构,6~32剪力墙结构。
4.2施工技术方案
4.21模板支撑系统设计。采用分层支撑,通过其下各层楼板和模板的垂直支撑共同支承转换层。同时,利用叠合粱原理留置水平施工缝,将转换层大粱分两次浇筑的混凝土和施工荷载,形成叠合粱,减少施工荷载,降低支撑费用。
4.22钢筋施工。本工程结构钢筋层次多,在框架粱柱节点部位,钢筋绑扎和混凝土下料及振捣较困难,如钢筋采用普通搭接法,造成钢筋节点过于密集,排距过小,无法正常浇捣。因此钢筋连接采用墩粗等强直螺纹接头,可以克服以上难题。
4.23混凝土施工。为防止温差裂缝,减少混凝土水化升温,混凝土配合比采用高标号普通硅酸盐水泥和掺用粉煤灰降低水泥用量。为防止浇筑时产生施工冷缝,使用高效减水剂,控制初凝时间,有利于延长混凝土层间搭接覆盖时间。同时混凝土浇筑时要求投入的大产能机械设备和较多的人力才能保证混凝土的连续浇筑,并考虑混凝土设备应急方案。
4.3施工技术措施
4.31模板工程。(1)本工程梁模板采用18mm胶合板,梁底采用50×100(mm)方木,间距300mm,梁侧模次楞为50×100(mm)方木,采用对接Φ12螺栓固定。模板采用18mm胶合板拼装(楼板跨度大于4m时按距度的2‰起拱),采用50×100(mm)方木,间距300mm,满堂式支撑,立柱间距为800×800(mm)。(2)墙柱模板。墙柱模板采用18mm胶合板拼制定型组合模板,次楞采用50×100(mm)方木,方木需经压刨找原方正后方可使用。梁板模板安装完成后,墙柱底清理干净后立模,根据控制线找准模板位置,调整垂直度,利用可调支撑将模板固定。模板拼装前要逐块修整板面边框,清除混凝土残渣、泥浆,并涂刷脱离剂。墙柱根施工缝处经剔凿、清理干净后,根据墙柱模控制线找准模板位置,调整其垂直度。模板拆除后随时清理,维修后平放于平整地上,下部垫100×100(mm)方木(间距600mm)分类码放整齐。(3)模板技术措施。平模与角模的连接采用企口搭接,以消除模板拼缝不严和漏浆现象,同时可防止上下墙柱错位。梁模板、柱、墙上口模板拉通线找直,以确保整体结构棱角顺直,阴阳角方正。梁模板及柱、墙模板从立模至浇筑混凝土过程中、全长、全宽全高三向均应拉通线校验,混凝土浇筑过程中通线不撤。板接缝处理好坏,直接影响到混凝土的表面效果。平模板接缝采用8cm宽PVC胶带纸贴缝或腻子刮抹。梁和柱接头处,混凝土墙和板接触部位均垫海绵条及封胶带纸。梁板支模后用空压机及人工清吹干净。
4.32钢筋工程。(1)大粱纵向钢筋安装绑扎按“底筋→箍筋→腰筋→第二排底筋→各排纵向箍筋→面筋”的顺序进行。在计算钢筋下料长度时应充分考虑钢筋的相互关系,在规定有设计的范围内(保证锚固长度不变)按“主筋→次筋→预埋件”的先后次序作适当调整,使钢筋能顺利就位。(2)由于钢筋粗,间距密,自重大,单靠钢箍不能承担钢筋自重,因此用钢管制作钢筋支架辅助钢筋(包括箍筋)绑扎,绑扎完毕,安装粱侧模板时拆除。保护层垫块用高强度砂浆,大尺寸,防止混凝土垫块压碎而造成保护层不足或露筋。(3)直径大于22mm的钢筋连接采用镦粗等强直螺纹连接工艺。对于钢筋密集处,钢筋转动困难,采用正反丝扣式直螺纹套筒,在钢筋下转动的情况下实现钢筋连接。
4.33混凝土工程。本工程全部采用商品混凝土、梁板、墙柱采用同时浇筑,因墙柱与梁板混凝土强度等级不同,故此墙柱采用塔吊吊运浇筑,梁板采用泵送浇筑。(1)混凝土浇筑与振捣的一般要求。混凝土自吊斗口下落的自由倾落高度不得超过2m,浇筑高度如超过2m时必须采取措施,如串桶或溜槽等。浇筑混凝土应连续进行,如必须间歇,其间歇时间应尽量缩短,间歇的最长时间应按所用水泥品种、气温及混凝土凝结条件确定,一般超过二小时应按施工缝处理。使用插入式振动棒应快插慢拨,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。移动间距不一般300~400mm,振捣上一层时应插入下层50~100mm,以使两层结合牢固。(2)墙柱的混凝土浇筑。墙柱浇筑前底部应先填50~100mm厚同配合比的无石子砂浆,墙柱混凝土应分层浇筑振捣,每层厚度不大于500mm。振动棒不得触动钢筋和预件。墙柱混凝土应一次浇筑完毕,与梁板整体浇筑时,应在墙柱浇完毕停歇1~1.5h,使其初步沉实,再继续浇筑。(3)梁板混凝土的浇筑。梁板同时浇筑,浇筑方法应由一端开始用“赶浆法”即先浇筑梁,根据梁高分层浇筑成阶梯形,当达到板位置时再与板的混凝土一起浇筑。振动棒振捣混凝土时不得漏振或过振。采用二次振捣,以增强早期混凝土强度,又减少混凝土表面气泡。即第一次混凝土浇筑时振捣,第二次待混凝土接近初凝时振捣。梁柱、墙节点钢筋较密时,应采用小直径振动棒振捣。以板面标高为基准,在墙柱筋上标示板面以上0.5m的控制标高。从梁端开始沿纵向或横向梁,每间2~3m竖向设置一根Ф8钢筋,并与梁箍筋焊接牢固,钢筋顶部标高与板面标高一致,并以墙柱筋的控制标高拉线校核板面标高。同时用水准仪同步测量板面标高。施工缝处须待已浇混凝土的抗压强度不小于1.2MPa时,才可继续浇筑。在继续浇筑混凝土前,施工缝混凝土表面剔除浮动石子和混凝土软弱层,并用水冲洗干净后,先浇筑一层同配合比无石子砂浆,然后继续浇筑混凝土,应细致操作振实,使新旧混凝土紧密结合。(4)混凝土养护。混凝土表面原浆压光完毕后,应12h内浇水养护,并保持表面湿润,混凝土定时浇水养护其时间不少14d。墙柱混凝土采用粘膜法养护,即在混凝土拆模后立即涂刷养护剂,在其未干时,用塑料薄膜粘贴覆盖,贴膜法对混凝土表面形成了两道护防线,当养护剂不能成膜时,由塑料膜封闭构件表面,以混凝土自身水分养护。
5结语
高层建筑结构施工质量关系着社会公众利益和公共安全,是城市文明的象征。建设者必须增强质量责任意识,树立质量重于泰山的思想,至始至终贯彻“质量第一”的方针,从施工过程中的各个环节、各个方面落实质量责任,采取科学有效的技术措施和管理措施,确保建设工程质量。
参考文献:
[1]冯永峰.浅议某高层住宅楼主体工程施工技术方案选择[J].山西建筑,2011,(4).
[2]袁廷伟,蒋根谋,杨克.高层建筑主体结构施工过程仿真分析[J].华东交通大学学报,2010,(3).
[3]孔存龙,杜彬,王丽斐.高烈度设防区高层建筑施工质量要因与对策[J].山西建筑,2012,(3).
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:高层;建筑结构;施工技术
Abstract: with the sustained and rapid development of economy in China, and all over the country a lot of construction increasing. High building in construction of city planning also more and more common. So, in building construction, must strengthen the main structure of the high-rise building construction overall quality in the construction, must pay attention to improve the building structure construction technology level, so that we can guarantee the quality of the high-rise building, the stability and security. This paper first discusses the high-rise building use of the structure type and structure system, and expounds the construction technology of the high-rise building structure characteristics, to a high-rise building for an example, this paper analyzes the template, steel, concrete construction technology.
Keywords: top; Building structure; Construction technology
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
随着科学技术水平和建筑业的快速发展,高层建筑向着功能多样和体型复杂的综合性方向发展,由于楼板厚,结构复杂,对支撑系统要求高,高层建筑施工难度不断增大,为了适应发展需要,必须提高高层建筑结构施工技术,只有在科学计算的基础上,精心组织,规范施工,做好施工过程中的技术控制,才能为高层建筑整体质量打下坚实的基础。
1高层建筑采用的结构类型及结构体系
1.1高层建筑中常用的结构类型
要研究高层建筑结构施工技术,必须对高层建筑结构类型特点有明确了解,这样才可以根据实际情况,探讨出合理的技术以适应高层建筑的发展。虽然高层建筑与多层建筑在某些施工方面具有相同点,但它更有自己的施工特点,主要表现如下:
高层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢筋混凝土组合结构等类型。钢筋混凝土结构具有造价较低、取材丰富、并可浇筑各种复杂断面形状,而且强度高、刚度大、耐火性和延性良好,结构布置灵活方便,可组成多种结构体系等优点,因此,在高层建筑中得到广泛应用。
1.2高层建筑中常用的结构体系
高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架一剪力墙、筒体以及它们的组合。
1.21框架结构体系。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成,既承受竖向荷载,也承受水平荷载的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的抗震性能。但由于高层框架侧向刚度较小,结构顶点位移和层间相对位移较大,使得非结构构件(如填充墙、建筑装饰、管道设备等)在地震时破坏较严重,这是它的主要缺点,也是限制框架高度的原因,一般控制在10~15层。框架结构构件类型少,易于标准化、定型化;可以采用预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构,有时还可以采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构。现浇结构的整体性好,抗震性能好,在地震区应优先采用。
1.22剪力墙结构体系。剪力墙结构体系是利用建筑物墙体承受竖向与水平荷载,并作为建筑物的围护及房间分隔构件的结构体系。剪力墙在抗震结构中也称抗震墙。它在自身平面内的刚度大、强度高、整体性好,在水平荷载作用下侧向变形小,抗震性能较强。在国内外历次大地震中,剪力墙结构体系表现出良好的抗震性能,且震害较轻。因此,剪力墙结构在非地震区或地震区的高层建筑中都得到了广泛的应用。剪力墙结构采用大模板或滑升模板等先进方法施工时,施工速度很快,可节省大量的砌筑填充墙等工作量。剪力墙结构的墙间距不能太大,平面布置不灵活,难以满足公共建筑的使用要求;此外,剪力墙结构的自重也比较大。为满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共房间,以及在住宅底层布置商店和公共设施的要求,可将剪力墙结构底部一层或几层的部分剪力墙取消,用框架来代替,形成底部大空间剪力墙结构和大底盘、大空间剪力墙结构;标准层则可采用小开间或大开间结构。当把底层做成框架柱时,成为框支剪力墙结构。
1.23框架一剪力墙结构体系。框架一剪力墙结构体系是在框架结构中布置一定数量的剪力墙所组成的结构体系。由于框架结构具有侧向刚度差,水平荷载作用下的变形大,抵抗水平荷载能力较低的缺点,但又具有平面布置较灵活、可获得较大的空间、立面处理易于变化的优点;剪力墙结构则具有强度和刚度大,水平位移小的优点与使用空间受到限制的缺点。将这两种体系结合起来,相互取长补短,可形成一种受力特性较好的结构体系一框架一剪力墙结构体系。剪力墙可以单片分散布置,也可以集中布置。由于上述变形和受力特点,框架一剪力墙结构的刚度和承载力较框架结构都有明显的提高,在水平荷载作用下的层间变形减小,因而减小了非结构构件的破坏。在我国,无论在地震区还是非地震区的高层建筑中,框架一剪力墙结构体系得到了广泛的应用。
1.24筒体结构体系。筒体结构为空间受力体系。筒体的基本形式有三种:实腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墙围成的筒体称为实腹筒。在实腹筒的墙体上开出许多规则的窗洞所形成的开孔筒体称为框筒,它实际上是由密排柱和刚度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。如果筒体的四壁是由竖杆和斜杆形成的桁架组成,则成为桁架筒;如果体系是由上述筒体单元所组成,称为筒中筒或组合筒。通常由实腹筒做内部核心筒,框筒或桁架筒做外筒。筒体最主要的受力特点是它的空间受力性能。无论哪一种筒体,在水平力作用下都可以看成固定于基础上的箱形悬臂构件,它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力,并具有很好的抗扭刚度。因此,该种体系广泛应用于多功能、多用途,层数较多的高层建筑中。
2高层建筑结构施工特点
2.1复杂的地基处理技术
高层建筑施工的一个重要前提是:一定要保证高层建筑的整体稳定性。所以,高层建筑的地基处理技术非常复杂。一般情况下,高层建筑的地基埋置深度至少是建筑高度的十二分之一,要是采用桩基方式,埋置深度一定要大于建筑物高度的十五分之一。也就是说,要保证高层建筑的稳定性,这就使地基处理技术更加复杂,特别是在软土层上建设高层建筑,由于有很多施工方案可供选择,如果选择的方案不同,可能导致工期和工程造价的不同。
2.2高作业和高技术
由于高层建筑高度比较高,這样就加大了垂直运输作业量。高层建筑施工与一般建筑施工相比,最明显的特点是高空作业量大。高空作业需要的设备、材料和建筑人员的垂直运输等工作一定要安排妥当,特别是防止高空坠物事故和高空作业人员的人身安全保障,高层建筑属于高危工作,必须要做到未雨绸缪,防患于未然。在我国,建设低层建筑所需的建筑材料和建设高层建筑所需的材料有很大不同。低层主要以砖混为主,而高层建筑物主要是钢筋混凝土,并且不断向着钢混结构发展。钢筋混凝土主要以现浇为主,这在很大程度上提高了建筑施工的难度。
2.3高层建筑的施工需要多方协作
高层建筑具有工程量大、结构复杂和技术含量高等特点。另外,我国现阶段的高层建筑通常是准备、设计和施工同时进行,这就使更多的单位同时参与到工程建设中,要想提高工作效率,必须加大相互协调和相互合作的力度。
2.4高层建筑施工时间长
一般情况下,多层建筑和低层建筑的平均工期为十个月。但是由于高层建筑的技术含量高、工程量大、受季节影响明显,所以它的平均工期比较长,一般都多于两年时间。现在我国主要通过缩短装饰和建筑架构工期的方法,达到缩短高层建筑施工工期的效果。如果采用不同的模板体系耗费的时间也不同,所以根据实际选择合适的模板体系是缩短工期的一种有效方法。
3目前各种结构体系的主要施工技术
高层建筑由于对抗震、抗风的要求高,且建筑多样化,层数、高度日益提高,二十世纪九十年代以来国内高层建筑的施工方法是以全现浇钢筋混凝土施工为主体,另外由于钢结构和钢筋混凝土混合结构的兴建,需辅以此类结构的预制安装方法和多种混合施工方法。高层现浇钢筋混凝土施工技术着重解决了模板的施工新技术。二十世纪九十年代国内采用四种类型支模方法:板、滑模、爬模,各种模板均有其优缺点和适用范围。混凝土、钢筋三个方面即采用中、小模板、大模近年来,大模板和竹胶板施工工艺逐渐成为应用量最大的工艺,并被建设部推广,这种施工方法,施工工艺简单,施工速度快,劳动强度低,装修的湿作业减少,而且房屋的整体性好,抗震能力强,因而有广阔的发展前景。多、高层建筑采用的混凝土强度等级已由常用的C30、C40逐步向C50、C60、C80及更高的强度等级发展。高强高性能混凝土的生产要有严格的质量控制与管理措施,应由工厂预拌生产。在高层建筑基础采用大体积混凝土施工技术方面取得了经验,其主要措施为:减少水泥水化热,采用较低水化热水泥,掺粉煤灰和减水剂,提高硅抗拉强度;采用泵送预拌混凝土、分段、分层连续作业的合理浇捣方法,并及时养护及进行测温监控。
4工程案例分析
4.1工程概况
某高层建筑工程总建筑面积为49983m2,设计为钢筋混凝土框架-剪力墙结构。建筑物总高度101.9m,地上32层,地下2层,抗震等级为二级,1~5层为框架结构,6~32剪力墙结构。
4.2施工技术方案
4.21模板支撑系统设计。采用分层支撑,通过其下各层楼板和模板的垂直支撑共同支承转换层。同时,利用叠合粱原理留置水平施工缝,将转换层大粱分两次浇筑的混凝土和施工荷载,形成叠合粱,减少施工荷载,降低支撑费用。
4.22钢筋施工。本工程结构钢筋层次多,在框架粱柱节点部位,钢筋绑扎和混凝土下料及振捣较困难,如钢筋采用普通搭接法,造成钢筋节点过于密集,排距过小,无法正常浇捣。因此钢筋连接采用墩粗等强直螺纹接头,可以克服以上难题。
4.23混凝土施工。为防止温差裂缝,减少混凝土水化升温,混凝土配合比采用高标号普通硅酸盐水泥和掺用粉煤灰降低水泥用量。为防止浇筑时产生施工冷缝,使用高效减水剂,控制初凝时间,有利于延长混凝土层间搭接覆盖时间。同时混凝土浇筑时要求投入的大产能机械设备和较多的人力才能保证混凝土的连续浇筑,并考虑混凝土设备应急方案。
4.3施工技术措施
4.31模板工程。(1)本工程梁模板采用18mm胶合板,梁底采用50×100(mm)方木,间距300mm,梁侧模次楞为50×100(mm)方木,采用对接Φ12螺栓固定。模板采用18mm胶合板拼装(楼板跨度大于4m时按距度的2‰起拱),采用50×100(mm)方木,间距300mm,满堂式支撑,立柱间距为800×800(mm)。(2)墙柱模板。墙柱模板采用18mm胶合板拼制定型组合模板,次楞采用50×100(mm)方木,方木需经压刨找原方正后方可使用。梁板模板安装完成后,墙柱底清理干净后立模,根据控制线找准模板位置,调整垂直度,利用可调支撑将模板固定。模板拼装前要逐块修整板面边框,清除混凝土残渣、泥浆,并涂刷脱离剂。墙柱根施工缝处经剔凿、清理干净后,根据墙柱模控制线找准模板位置,调整其垂直度。模板拆除后随时清理,维修后平放于平整地上,下部垫100×100(mm)方木(间距600mm)分类码放整齐。(3)模板技术措施。平模与角模的连接采用企口搭接,以消除模板拼缝不严和漏浆现象,同时可防止上下墙柱错位。梁模板、柱、墙上口模板拉通线找直,以确保整体结构棱角顺直,阴阳角方正。梁模板及柱、墙模板从立模至浇筑混凝土过程中、全长、全宽全高三向均应拉通线校验,混凝土浇筑过程中通线不撤。板接缝处理好坏,直接影响到混凝土的表面效果。平模板接缝采用8cm宽PVC胶带纸贴缝或腻子刮抹。梁和柱接头处,混凝土墙和板接触部位均垫海绵条及封胶带纸。梁板支模后用空压机及人工清吹干净。
4.32钢筋工程。(1)大粱纵向钢筋安装绑扎按“底筋→箍筋→腰筋→第二排底筋→各排纵向箍筋→面筋”的顺序进行。在计算钢筋下料长度时应充分考虑钢筋的相互关系,在规定有设计的范围内(保证锚固长度不变)按“主筋→次筋→预埋件”的先后次序作适当调整,使钢筋能顺利就位。(2)由于钢筋粗,间距密,自重大,单靠钢箍不能承担钢筋自重,因此用钢管制作钢筋支架辅助钢筋(包括箍筋)绑扎,绑扎完毕,安装粱侧模板时拆除。保护层垫块用高强度砂浆,大尺寸,防止混凝土垫块压碎而造成保护层不足或露筋。(3)直径大于22mm的钢筋连接采用镦粗等强直螺纹连接工艺。对于钢筋密集处,钢筋转动困难,采用正反丝扣式直螺纹套筒,在钢筋下转动的情况下实现钢筋连接。
4.33混凝土工程。本工程全部采用商品混凝土、梁板、墙柱采用同时浇筑,因墙柱与梁板混凝土强度等级不同,故此墙柱采用塔吊吊运浇筑,梁板采用泵送浇筑。(1)混凝土浇筑与振捣的一般要求。混凝土自吊斗口下落的自由倾落高度不得超过2m,浇筑高度如超过2m时必须采取措施,如串桶或溜槽等。浇筑混凝土应连续进行,如必须间歇,其间歇时间应尽量缩短,间歇的最长时间应按所用水泥品种、气温及混凝土凝结条件确定,一般超过二小时应按施工缝处理。使用插入式振动棒应快插慢拨,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。移动间距不一般300~400mm,振捣上一层时应插入下层50~100mm,以使两层结合牢固。(2)墙柱的混凝土浇筑。墙柱浇筑前底部应先填50~100mm厚同配合比的无石子砂浆,墙柱混凝土应分层浇筑振捣,每层厚度不大于500mm。振动棒不得触动钢筋和预件。墙柱混凝土应一次浇筑完毕,与梁板整体浇筑时,应在墙柱浇完毕停歇1~1.5h,使其初步沉实,再继续浇筑。(3)梁板混凝土的浇筑。梁板同时浇筑,浇筑方法应由一端开始用“赶浆法”即先浇筑梁,根据梁高分层浇筑成阶梯形,当达到板位置时再与板的混凝土一起浇筑。振动棒振捣混凝土时不得漏振或过振。采用二次振捣,以增强早期混凝土强度,又减少混凝土表面气泡。即第一次混凝土浇筑时振捣,第二次待混凝土接近初凝时振捣。梁柱、墙节点钢筋较密时,应采用小直径振动棒振捣。以板面标高为基准,在墙柱筋上标示板面以上0.5m的控制标高。从梁端开始沿纵向或横向梁,每间2~3m竖向设置一根Ф8钢筋,并与梁箍筋焊接牢固,钢筋顶部标高与板面标高一致,并以墙柱筋的控制标高拉线校核板面标高。同时用水准仪同步测量板面标高。施工缝处须待已浇混凝土的抗压强度不小于1.2MPa时,才可继续浇筑。在继续浇筑混凝土前,施工缝混凝土表面剔除浮动石子和混凝土软弱层,并用水冲洗干净后,先浇筑一层同配合比无石子砂浆,然后继续浇筑混凝土,应细致操作振实,使新旧混凝土紧密结合。(4)混凝土养护。混凝土表面原浆压光完毕后,应12h内浇水养护,并保持表面湿润,混凝土定时浇水养护其时间不少14d。墙柱混凝土采用粘膜法养护,即在混凝土拆模后立即涂刷养护剂,在其未干时,用塑料薄膜粘贴覆盖,贴膜法对混凝土表面形成了两道护防线,当养护剂不能成膜时,由塑料膜封闭构件表面,以混凝土自身水分养护。
5结语
高层建筑结构施工质量关系着社会公众利益和公共安全,是城市文明的象征。建设者必须增强质量责任意识,树立质量重于泰山的思想,至始至终贯彻“质量第一”的方针,从施工过程中的各个环节、各个方面落实质量责任,采取科学有效的技术措施和管理措施,确保建设工程质量。
参考文献:
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[3]孔存龙,杜彬,王丽斐.高烈度设防区高层建筑施工质量要因与对策[J].山西建筑,2012,(3).
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