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摘要：改革開放以來，國內(nèi)高層建筑如雨后春筍迅速發(fā)展，相應(yīng)地發(fā)展了許多施工新技術(shù)．不同的結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)類型和施工條件，采用不同的施工方法，鋼結(jié)構(gòu)均采用工廠預(yù)制加工和現(xiàn)場機械安裝方法．混凝土結(jié)構(gòu)則存在現(xiàn)澆、預(yù)制和現(xiàn)澆與預(yù)制相結(jié)合三類基本施工方法。...

高層建筑施工的新技術(shù)

王瑩

深圳市振業(yè)集團盧天壽深圳市公路局

    改革開放以來，國內(nèi)高層建筑如雨后春筍迅速發(fā)展，相應(yīng)地發(fā)展了許多施工新技術(shù)．不同的結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)類型和施工條件，采用不同的施工方法，鋼結(jié)構(gòu)均采用工廠預(yù)制加工和現(xiàn)場機械安裝方法．混凝土結(jié)構(gòu)則存在現(xiàn)澆、預(yù)制和現(xiàn)澆與預(yù)制相結(jié)合三類基本施工方法。

1.現(xiàn)澆施工技術(shù)

    1.1新型模板技術(shù)。90年代，國內(nèi)采用多種支模方法，可以歸納為以下4種基本類型：

    1.1.1中、小模板

    采用散支散拆施工，由過去的木模逐步向小鋼模、鋼框膠合板模、中型鋼模及塑料(玻璃鋼)模轉(zhuǎn)移。其優(yōu)點是靈活性大，可適應(yīng)基礎(chǔ)、地下室、非標(biāo)準(zhǔn)層及梁、柱、板、墻等不同位置的需要，缺點是需要大量的人工，模板接縫多，一次投入量大。

    1.1.2大模板

    一般每面墻僅用一塊大模板，墻面平整，．常溫施下可以每天周轉(zhuǎn)一次，用塔式起重機吊裝，特別適用于高層建筑標(biāo)準(zhǔn)層分段流水現(xiàn)澆混凝土墻體施工。為減輕模板自重和提高通用度，可用鋼框膠合板模板、木(竹)膠合模板或中型鋼模板拼裝。為加強整體性和擴大使用面積，可用大模板拼裝成筒子模或隧道模施工。現(xiàn)澆樓板可用飛模(臺模)施工。

    1.1.3滑模

    模板在底層一次支模，高1m左右，依靠液壓千斤頂裝置整體提升，在澆筑混凝土過程中運動成型。原用于高聳構(gòu)筑物，可連續(xù)施工到頂，模板整體性好，結(jié)構(gòu)施工速度快。當(dāng)用于建筑物時，必須同時解決樓板施工，并處理墻面不平和拉裂等問題。通過工程實踐，形成了逐層滑模、樓板并進或跟進及梁、板、柱、墻整體施工等成套技術(shù)。

    1.1.4爬模

    綜合了大模板板面平整和滑模整體性好、可依靠自身配備動力裝置豎向良性施工的優(yōu)點，特別適用于超高層塔形高聳結(jié)構(gòu)施工，近年來先后建成的上海金貿(mào)大廈，深圳地王大廈和廣州中天廣場等國內(nèi)最高的建筑采用了不同的爬模施工，分別采用電動升板機、液壓千斤頂和電動螺旋升降機提升，大模板懸掛在提升架上，在提升時不與墻面接觸。

    1.2高強高性能混凝土技術(shù)

    高層建筑需要采用高強高性能混凝土，以提高功能質(zhì)量，減小截面尺寸，增加使用面積，加強結(jié)構(gòu)剛度，減小水平位移。

    1.2.1預(yù)拌}昆凝土

    高強高性能混凝土應(yīng)由工廠預(yù)拌生產(chǎn)．國內(nèi)預(yù)拌商品混凝土近年發(fā)展很快，1997年生產(chǎn)總量已達3564萬m3，占全部混凝土總量的21％．高層建筑還需要配套解決泵送混凝土的問題。武漢佳麗廣場1997年用國產(chǎn)混凝土拖式泵一次泵送到200m以上高度，上海東方明珠電視塔1993年利用進口泵一次泵送到350m高度。

    1.2.2高強混凝土

    我國將強度等級等于或超過C50的混凝土稱為高強混凝土，高層建筑中應(yīng)普及C50、C55龜C60級混凝土的工程應(yīng)用，主要手段是在常規(guī)水泥、砂石的基礎(chǔ)上，依靠化學(xué)外加劑和礦物摻合料，來降低混凝土用水量和改善微觀結(jié)構(gòu)，使混凝土更加密實并獲得高強。l987～1988年沈陽遼寧工業(yè)技術(shù)交流館，北京新世紀(jì)飯店開始在工程中應(yīng)用C60高強混凝土，比采用 C30混凝土柱截面可減小50％。90年代，許多城市的高層建筑中已經(jīng)廣泛應(yīng)用C60高強混凝土。l997年，國內(nèi)建筑應(yīng)用高強混凝土776萬m，占全部混凝土總量的4.6％。

    1.2.3高性能混凝土

    高性能混凝土是以耐久性為基本要求，具有高工作度(流態(tài)、可泵)、高體積穩(wěn)定性、高抗?jié)B性，并可根據(jù)不同用途強化某些性能的混凝土，如自密實免振混凝土。補償收縮混凝土等。在配合比上的基本特點是：低用水量(每立方米混凝土在180k9以下)，強度等級下限為C30。解決途徑要開發(fā)應(yīng)用超塑化劑和超細(xì)活性摻合料，高性能}昆凝土基本上不泌水，澆筑成型后應(yīng)立即覆蓋塑料薄膜或噴刷表面化學(xué)養(yǎng)護劑，加強早期養(yǎng)護，防止失水造成表面開裂，1998年，深圳賽格廣場鋼管混凝土應(yīng)用了高拋免振自密實混凝土，從11．1m高度直接泵送C60大坍落度(平均277mm)抗離析混凝土。

    1.3大體積混凝土

在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)中，一般現(xiàn)澆的連續(xù)墻式結(jié)構(gòu)、地下構(gòu)筑物及設(shè)備基礎(chǔ)等是容易由溫度收縮應(yīng)力引起裂縫的結(jié)構(gòu)，通稱為“大體積混凝土結(jié)構(gòu)”。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)本身的特點，容易在施工階段產(chǎn)生裂縫，我們知道，裂縫的進一步擴展會降低結(jié)構(gòu)的耐久性，地下結(jié)構(gòu)的裂縫會引起滲漏，從而影響結(jié)構(gòu)的正常使用。可采用以下技術(shù)措施進行裂縫控制：用保溫隔熱法對大體積混凝土進行養(yǎng)護；控制水化熱的升溫，混凝土中心與外表面的最大溫差不高于攝氏25—30℃，總降溫差30℃；控制降溫速度；用草袋和塑料薄膜進行保溫和保濕；    用跳倉打方法和企口縫；用后澆帶減小溫度收縮。

    1.4 粗直徑鋼筋連接技術(shù)高層建筑現(xiàn)澆柱、梁和底板等需要解決直徑為14～40mm鋼筋的連接問題，傳統(tǒng)的綁扎接頭和搭接焊，既耗用大量鋼材，又不能保證質(zhì)量。從80年代初至今，研究開發(fā)了以下4種粗鋼筋連接技術(shù)：

    1.4.1電渣壓力焊

    1981～1982年，在北京西苑飯店和長城飯店工程中分別試驗應(yīng)用了Ⅱ級鋼和m級鋼大直徑豎向鋼筋對接焊，近年試制成功全自動電渣壓力焊，使焊接質(zhì)量更有保證。

    1.4.2套筒擠壓連接

    1987-1989年，首次試驗應(yīng)用于中央電視塔，元明火作業(yè)，不受氣候條件影響，適應(yīng)性強，可用于垂直、水平、傾斜、高空、水下等不同的粗直徑鋼筋連接。有徑向和軸向兩種擠壓辦法，將套筒與帶肋鋼筋緊密咬合。

    1.4.3錐螺紋連接

    用錐形螺紋套管將經(jīng)過錐形套絲的鋼筋端頭對接在一起，利用測力扳手?jǐn)Q緊操作工序簡單，速度快，適用范圍廣。從90年代初開始在國內(nèi)研制并迅速推廣。

    1.4.4直螺紋連接

    近年在廣州中天廣場工程開始應(yīng)用。先將鋼筋端部鐓粗，再切削直螺紋，并用直螺紋套筒對接。由于鐓粗頭螺紋不削弱鋼筋截面，可確保接頭強度大于母材強度。

2.預(yù)制安裝技術(shù)

    高層鋼結(jié)構(gòu)最基本的施工方法是：將工廠加工成型的鋼構(gòu)件運到現(xiàn)場后，以塔式起重機為主機進行拼接和安裝。由于鋼柱通常三層一節(jié)，構(gòu)件長，自重大(如地王大廈鋼構(gòu)件最大重量為47t，需要起重能力2000—6000KN.m的大型塔式起重機；根據(jù)不同的高度和條件，選用爬升、附著、固定或軌道行走。

    高強螺栓連接具有施工簡便、拆裝靈活、承載力大和安全性高等優(yōu)點，已取代鉚接和部分焊接，成為鋼結(jié)構(gòu)制作及安裝中主要連接手段．鋼結(jié)構(gòu)還需解決防火、防腐。防銹等配套技術(shù)。

    1994年4月首次應(yīng)用于上海東方明珠電視塔長118m、重450t的鋼天線桅桿安裝，用20臺40t穿心式液壓千斤頂，每臺穿6根直徑15．2ram鋼絞線，由計算機控制調(diào)平，經(jīng)10d整體提升到468m塔頂標(biāo)高．同年重2月，北京西站北站房跨度45m，寬28．8m的鋼門樓總重1800t，共用16臺200t千斤頂和8臺40t千斤頂，支承在頂層柱的鋼牛腿上,穿過鋼絞線，從7．79m拼裝位置，一次整體同步提升到50．96m標(biāo)高。隨后，上海證券大廈等工程也相應(yīng)采用了此項成套技術(shù)。

    2.3卷揚機高空平移法安裝

    深圳佳寧娜友誼廣場兩座33層公寓樓相距25.2m，其頂部由8層高的鋼結(jié)構(gòu)連成整體，總重超過850t，其底層和頂層分別由5根大型組合工字鋼梁作主承重構(gòu)件，最大單件重50t，用l200KN.m塔式起重機將主梁分5段吊運到南塔樓上組裝，用卷揚機高空平移法拖移大梁，組裝一段，拖移一段，直至大梁支承在兩塔樓之間，該工程于l996年封頂。北京中國銀行總部的中庭兼營業(yè)廳玻璃屋蓋采用平面為55.2m×55.2m的鋼巷桁架，下弦標(biāo)高為45m，施工時先將鋼構(gòu)件吊至一側(cè)混凝土屋面上，分成四單元逐榀組裝，滑移就位，連接成整體，l998年封頂。

參考文獻：

[1]高層建筑施工(第二版)，北京：中國建筑工業(yè)出版社，l998

[2]高層建筑設(shè)計與施工技術(shù)研討會論文集，北京，l999

[3]十五屆全國高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)交流會會議文件，武漢，1999

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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