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由于高層建筑的工程量大,必然導致工程資料的增多,為此需要制定合理的管理方法:配備專職資料管理人員負責圖紙,工程技術文件,測繪報告,臺賬等相關文件的綜合管理,各部門通力合作,配合資料管理員的工作。管理員對所有資料文件進行綜合整理,按照時間,內容系統的分類管理,并建立目錄組卷,與施工進度相協調。
1.2加強對施工實驗的管理
在高層建筑的施工過程中,需要正確地進行施工試驗,相關的試驗管理方法有:設置專職試驗員,以加強試驗管理工作;對現有的建筑材料進行抽樣測試檢查,及時收集材料合格證,檢驗報告等質量證明文件,并備份好交由資料管理員保管;資料管理員及時收集整理相關資料,做好各種試驗臺賬。
1.3加強對施工技術的規范化管理
規范化管理能有效提高管理效率,具體可以從一下幾點著手。人員的控制,包括對項目經理,項目部管理人員及其他操作人員的控制;機械的控制,包括對設備的配置和使用的控制;材料的控制,包括對材料的計劃,采購,使用和貯藏的控制;方法的控制,包括對方法的制定,選擇和執行的控制;環境的控制,包括對技術,管理,經濟,社會文化和勞動環境的控制。
1.4明確管理職責,加強分工合作
明確分工各部門、各員工的職權和職責,真正做到權責分明,各司其職。加強各部門之間的技術交流與合作,提高團隊合作能力和水平。
2施工中的質量問題
質量是建筑工程施工的核心。在施工過程中,由于監督、施工技術、管理不到位等多方面的原因,造成工程質量的不合格,這嚴重威脅著參見者和其他人民的人身安全。對于質量問題,可以參見一下幾點進行綜合管理和完善。
2.1鋼筋工程質量的控制
包括鋼筋原材料的控制,鋼筋的制作和綁扎控制,鋼筋隱蔽工程質量控制。原材料質量的好壞影響著工程質量的優劣,購買鋼筋前應查看出廠合格證和質量試驗報告單,確保質量合格后方可購買。鋼筋的加工應在工棚內制作,不同型號的鋼筋分類整齊擺放,并懸掛標志牌。待用的鋼筋應整齊擺放在工棚內,或者做好相關防雨防銹和防盜等工作后放置室外。鋼筋的捆扎要求規范牢固,對于灌注混泥土時易擠壓變形的梁柱等,應加固綁扎,防止發生因變形引起質量問題。只有鋼筋工程驗收合格后才能進行下一道工序。鋼筋隱蔽驗收時需要檢查鋼筋的品種、直徑、數量、形狀、間距、位置,檢查鋼筋的接口長度、位置和數量。
2.2混泥土工程質量的控制
混泥土質量的指標主要是從其強度、耐久性兩個方面衡量,影響混泥土質量的主要因素包括:水泥強度、水灰比、沙石集料、外加劑、澆筑質量及齡期、養護時間和濕度?;炷嗤劣捎谠趬毫Α囟群蜐穸茸兓臈l件下,硬化的過程不是均勻同步的,通常會形成裂縫,為了更好的解決裂縫問題,可以從以下幾點進行完善??茖W設計,嚴格管理,優化配筋結構;合理設置伸縮縫;合理選擇混泥土原料及配比,同等強度條件下,優先考慮使用礦渣硅酸鹽水泥,配制混凝土時適量加入緩凝劑,延長混凝土初凝和終凝時間,以充分發揮混凝土自身強度潛力。
隨著中國國民經濟發展和人口城市化進程加快,我國高層建筑建設持續空前發展。鋼結構體系因其本身所具有的自重輕、強度高、施工快等優點,與鋼筋混凝土結構相比,更具有在“高、大、輕”三個方面發展的獨特優勢。中國已成為第一產鋼大國,鋼結構住宅適宜工廠大批量生產,工業化、商品化程度高,可以將設計、生產、施工、安裝一體化,提高建筑產業化水平。鋼結構應用于高層建筑已有數十年的歷史。首先采用鋼結構建造高層建筑的是美國,戰后經過經濟恢復,高層鋼結構工程建設再度興起,隨著煉鋼技術和成型制造工藝的發展,給鋼結構工程的應用帶來新的活力:工程建設日益增加,相應又推動了鋼結構設計與施工技術的不斷進步積完善。現對超高層鋼結構施工技術進行簡要總結。超高層鋼結構施工技術主要包含如下幾方面內容:(1)做好施工前的準備工作;(2)塔吊的選擇與布置;(3)嚴格原材料;(4)鋼構件驗收;(5)螺栓安裝;(6)鋼柱安裝;(7)焊接;(8)門窗工程安裝。
一、做好施工前的準備工作
首先是強化施工圖紙的會審工作,圖紙是工程施工的依據,工程開工前項目監理機構要組織監理人員熟悉工程圖紙與項目有關的規范標準、工藝技術條件,充分領會設計意圖。同時,要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審,檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”,力爭把問題解決在施工之前,減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。其次是認真審查鋼結構安裝施工組織設計,施工組織設計是施工單位全面指導工程實施的技術性文件,施工組織設計的完善程度直接影響工程的質量、進度。因此,鋼結構安裝工程施工組織設計審查要針對性和重點,主要內容有:①質量保證體系和技術管理體系的建立;②特殊工種的培訓合格證和上崗證;③新工藝的應用;④對工程項目的針對性;⑤質量、進度控制的措施和方法;⑥施工計劃(工期)的安排。
二、塔吊的選擇與布置
塔吊是超高層鋼結構工程施工的核心設備,其選擇與布置要根據建筑物的布置、現場條件及鋼結構的重量等因素綜合考慮,并保證裝拆的安全、方便、可靠。在塔吊的選擇上應優先考慮內爬式塔吊,因為鋼結構建筑采用內爬式塔吊不需要對樓層進行加固,并且在起重機布設位置上有較大的自由度。另一方面,采用內爬式塔吊進行鋼結構高層建筑吊裝施工,對塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。從經濟上考慮,為節約成本,優先選用內爬式塔吊進行鋼結構超高層建筑的施工。
三、嚴格原材料
鋼結構有很多優點,但其缺點是導熱系數大,耐火性差。隨著冶金技術的提高,耐火鋼的研究成功并投入生產,為鋼結構的進一步發展創造了條件。在選擇中,首先鋼筋的質量證明文件應齊全有效,且進場檢驗應符合規范和設計要求。連接套筒應有出廠合格證,材料一般為低合金鋼、優質碳素結構鋼,其設計抗拉承載力標準值應不小于被連接鋼筋的受拉承載力標準值的1.2倍,套筒長為鋼筋直徑的二倍。
四、鋼構件驗收
鋼構件住進入安裝現場后,由專業質量檢測人員對構件的質量進行檢杏。彈出鋼柱的安裝軸線,若發現在運輸過程中鋼構件發生變形缺陷后,馬上進行矯正和處理。同時還需要對構件縱橫兩個方向的安裝中心線進行驗收,對中心線不清晰的要重新彈上安裝線。
五、螺栓安裝
鋼結構工程中螺栓連接一般用高強螺栓和普通螺栓,普通螺栓連接,每個螺栓一端不得墊2個以上墊片,螺栓孔不得用氣割擴孔,螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2個螺距;高強螺栓使用前我們檢查螺栓的合格證和復試單,安裝過程中板疊接觸面應平整,接觸面必須大干75%,邊緣縫隙不得大干0.8mm,高強螺栓應自由穿入,不得敲打和擴孔;高強螺栓不得作為臨時安裝螺栓,螺栓擰緊應按一個方向施擰,當天安裝的應終擰完畢,終擰完畢應逐個檢查,對欠擰、超擰的應進行補擰或更換。
六、鋼柱安裝
按結構平面形式分區段繪制吊裝圖,吊裝分區先后次序為:先安裝整體框架梁柱結構后樓板結構,平面從中央向四周擴展,先柱后梁、先主梁后次梁吊裝,使每日完成的工作量可形成一個空問構架,以保證其剛度,提高抗風穩定性和安全性。為了便于調整柱的垂商度,在預埋螺栓上先擰上數個螺母全部擰到接觸基礎面,并用水平儀找平后,開始吊裝鋼柱。吊裝鋼柱時,為了防止意外事故出現,在柱的上端活系兩根纜風繩,可以從多個方向臨時固定,也可用來調整垂直度。測量校正,鋼柱吊裝就位后,用兩臺經緯儀和水平儀對鋼柱進行測控,微調通過調整柱底腳板下的螺母來實現。七、焊接
鋼結構使焊前,對焊條的合格證進行檢查,按說明書要求使用,焊縫表面不得有裂紋、焊瘤,一、二焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋,一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷,一、二級焊縫按要求進行無損檢測,在規定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。原則是采用結構對稱、節點對稱、全方位對稱焊接。多層焊接宜連續施焊,每一層焊道焊完后應及時清理檢查,清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對接和角接焊縫多層梁柱焊接時,應根據安裝情況先焊頂層柱與梁節點,其次焊底部柱與梁節點,最后焊中間部分的柱與梁節點。在焊接頂層梓與梁節點時,應先焊梓頂垂直偏差較大的部位,以利用焊接后收縮變形應力達到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴散施焊。
八、門窗工程安裝
鋼窗安裝質量的控制重點有兩點,一是,鋼窗進場合格證、產品試驗報告及外觀的檢查。二是,鋼窗和固定鋼窗的立柱之間的間隙控制。先施工固定鋼窗的立柱,有可能出現鋼窗與立柱之間縫隙過大或鋼窗安不上。我們在控制過程中,要求施工單位先固定鋼窗一邊的立柱,待鋼窗完全固定就位后,再焊接另一邊的立柱,這樣保證鋼窗與立柱之間無縫隙。
總之,我國正在大力發展鋼結構高層民用建筑,我們應及時組織考察總結已建成的鋼結構住宅工程的經驗,滿足住宅在適用性能、環境性能、經濟性能、安全性能、耐久性能方面的綜合要求,形成完善的建筑體系。但愿我國的鋼結構高層民用建筑能夠經得住歷史的考驗。
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2高層建筑施工特點分析
高層建筑在城市發展中扮演重要地位的同時,也由于其危險性大、結構復雜、工程量大、工期長等特點,使其在施工過程中會遇到各種困難[1]。了解高層建筑的施工特點對保證高層建筑的順利完成由重要意義,本文對高層建筑的施工特點總結如下。
2.1有限的建筑場地
高層建筑的主要功能之一就是解決城市用地緊缺問題,因此使用和施工場地較小,施工現場環境較為復雜,這就要求對施工現場進行合理安排與控制,采用既能保證施工質量與工期,又能節約施工用地的措施,例如,在建筑材料方面選擇成品或半成品及商品混凝土;在場地安排方面盡可能避免施工材料二次搬運。
2.2嚴格的地基強度
在高層建筑施工過程中,地基需要承載較大的豎向荷載,在地基嚴重負荷的情況下,會嚴重影響高層建筑的結構,如果情況比較嚴重,會出現建筑物倒塌的嚴重后果,在地基承載力設計的同時要與高層建筑上部結構結合并嚴格控制地基承載強度。
2.3復雜的上部結構
高層建筑一般為45~80m,有的超過100m,因此高層建筑具有很大的工程量,也具有較復雜的結構施工技術。大體積混凝土裂縫控制技術、粗鋼筋連接技術、高強度混凝土施工技術以及新型模板應用技術等都是高層建筑必須解決的技術問題。
2.4工期長,危險性大
高層建筑的一個重要特點就是施工工期長,一般工期在2~3a,較長的工期會帶來大量的人力、物力以及財力的消耗,而且會出現冬期施工的復雜問題,因此,要對工期進行合理安排和統一管理[2]。另外,由于施工位置高,垂直運輸等情況的存在,高層建筑的施工危險性較大,在施工中要注意安全防護工作。
3高層建筑施工關鍵技術
3.1混凝土施工關鍵技術
混凝土施工技術的好壞對高層建筑的質量產生直接影響[3]。在大跨度的高層建筑中,混凝土強度、混凝土的最佳配合比、混凝土的施工和易性、混凝土的施工工序以及混凝土養護等都會對混凝土的質量產生影響,因此,在現場施工過程中對混凝土進行嚴格要求,對提高工程質量有很大幫助。對混凝土強度控制主要通過對混凝土進行室內抗拉強度試驗,確定混凝土的極限抗拉強度;在混凝土最佳配合比中,需要準確計量混凝土中水、砂石以及水泥含量,確保高層建筑的施工質量;對于混凝土的施工和易性,要確定最佳水灰比,在不影響施工質量的前提下,保證施工的和易性;對于施工工序要嚴格按照規范規定對混凝土進行澆筑,不得顛倒或遺漏工序;對于混凝土養護而言,要嚴格孔氏混凝土養護時間、養護溫度以及養護濕度等,確?;炷梁笃趶姸?。由于混凝土需用量大,為確保施工連續性,在使用泵送混凝土時,要嚴格控制泵送流程,確保施工質量。
3.2預制模板施工關鍵技術
現階段,高層建筑在模板施工時主要采用升板法施工、滑模法施工、爬模法等施工技術,升板法施工主要用于提升設備建造多層鋼筋混凝土板柱結構體系,其有點事節約模板,節省施工用地,施工速度快;滑模法施工沿建筑物的周邊全長支設約1m高的模板,隨著混凝土的澆筑,利用提升千斤頂逐步將模板提升至建筑物的全高,完成混凝土澆筑;爬模法施工適用于高層混凝土建筑,通過選用不同曲線型或直線型鋼背帶和豎向支撐梁,該模板可拼裝各類規則或不規則曲面模板,以滿足大型建設效果的需要。特別是隨著人們對建筑物設計多樣性要求的不斷突出,筒體爬升模板,將具有非常應用的推廣價值,而隨著建筑企業裝備能力的提高,塔吊的廣泛使用使得模板工藝的推廣應用成為可能。
3.3鋼結構施工關鍵技術
鋼結構已經成為現代建筑的主流,完美的外形構造、合理的結構形式等都受到人們越來越多的青睞,因此高層建筑的鋼結構也是關鍵技術之一。高層重型鋼結構、鋼筋混凝土結構以及混凝土鋼結構混合結構越來越多的出現在高層建筑中。雖然鋼結構有其自身不可替代的優點,但也并不是絕對安全,鋼結構的熱傳遞現象就是其薄弱環節,當火災發生時,這種熱傳遞現象將會產生致命后果,當鋼結構的溫度達到一定時,鋼結構將會出現軟化現象從而不再具有承載力,因此子啊鋼結構施工中,安全防范尤其是火災安全是一個極其重要的環節,是在施工中的關鍵技術。鋼結構的精確測設,專業焊接以及安全吊裝都是施工過程中的技術要點,只有在施工總體安排過程中合理安排與落實才能真正保證結構安全性。
3.4逆向施工關鍵技術
建筑逆向施工的基本原理為:先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續墻或其它支護結構,同時在建筑物內部的有關位置澆筑或打下中間支承樁和柱,作為施工期間于底板封底之前承受上部結構自重和施工荷載的支撐,然后施工地面一層的梁板樓面結構,作為地下連續墻剛度很大的支撐,隨后逐層向下開挖土方,支模澆筑各層永久性結構梁板,直至封底[4~7]。在高層建筑的逆向施工時主要注意以下幾點:1)為減小基坑變形以及對地下管線與道路的影響,逐層澆筑地下室結構以及之間支撐柱,因為這樣作為支護結構的內部支護剛度較大。2)逆向施工時澆筑的地下連續墻在滿足構筑物、管線布置的前提下,可緊靠或規劃紅線構筑地下連續墻并將其作為地下室永久性外墻,進而達到擴展建筑面積的目的。3)逆向施工可縮短帶多層地下室的高層建筑的總工期,不存在結構的地下地上的施工工期差別,可保障地上結構與地下結構的同時施工。
4加強高層建筑質量控制
4.1加強施工前準備工作
由于高層建筑具有危險性高、結構復雜以及施工工期長等特點,要想全面達到施工進度以及質量要求,必須對工程有利因素以及不利因素進行全面了解與分析,主要從兩方面著手:一是做好施工前各項準備工作,如水文條件勘探測量、地質勘探等;二是責任到人,合理安排與調試個崗位人員,做到各個工序順利進行。
4.2提高高層建筑施工水平
首先綜合國內外施工以及技術水平,運用先進儀器設備,采用國際先進施工技術,做到在最小的投資中產生最大的利益。這需要施工的單位積極引進外國記憶其他單位的先進設備,積極進行人員培訓與高水平人員的引進,做到從長遠利益出發,為公司長遠發展著想。
4.3建立高效的監督體系
對于高效監督體系的建立,要做到兩點,首先要有嚴格的紀律與法律體系,做到對責任人進行依法處理與處置;其次要做到將危險消滅在萌芽之中,即建立完善的監督體系,做到上道工序不合格嚴禁進入下道工序。
(2)建筑物層數多、工作量巨大、施工技術難度大、高空作業危險性增大。對于在施工過程中高空安全問題、通訊交流、交通運輸、工地廢棄垃圾的處理等問題都是高層建筑施工中要克服的問題。
(3)建筑物的施工用地比較緊張。為了保證現場施工過程中交通的流暢,需要合理安排現場的臨時施工建筑,并且合理分配材料的用量減少材料的堆積。充分利用半成品材料,例如:預制構件、現場加工的鋼筋等商品。
(4)建筑物為了達到結構所要滿足的穩定性,需要基礎埋深地面5m以下。進行一層或兩層的建筑施工的時候,要考慮地基的可靠性,同時這些樓層可以作為設備層及車庫、輔助用房等。
2高層建筑施工質量控制對于高層建筑的施工從三方面來加以控制。
2.1測量要精準高層建筑的層數多,每一層帶來的微小的偏差對這個建筑來說是不容忽視的。這就要求在每一層放線的過程中要仔細認真,在測量的過程中對于建筑物的軸網的控制、標高、垂直度的控制都要嚴格把關。測量數據的準確性將直接影響整棟建筑物的質量,因此在高層建筑施工中對于測量的要求應該經過多次嚴格的測量。
2.2對裂縫的控制高層建筑施工過程對混凝土的要求高,在現場澆筑時對于混凝土在水化硬化后產生的裂縫的控制很難控制。因此,在施工時控制裂縫的產生需要提前預防。例如:新澆灌混凝土內部溫度差一定要控制在20℃以內,避免因內外溫差過大使混凝土開裂。對混凝土的強度有更高要求。
2.3對于難以確定的問題要邀請專家組進行論證在高層建筑施工中時常會碰到一些意想不到的事情,對于這些比較特殊的問題不能僅憑自己的施工經驗妄下結論導致工程事故的發生。如果施工方案不恰當,在基坑的施工挖掘過程中會導致基坑的坍塌。對于基坑的施工要求是一旦基坑的深度超過5m以上必須請具有豐富經驗的施工人員和專家進行深基坑方案論證。對于澆灌完混凝土后對混凝土的養護也至關重要,混凝土在硬化的過程中需要大量的水分,保證水分的充足使混凝土在適宜的環境下完成硬化,另一方面避免水分蒸發過快,使混凝土內部產生收縮應力,使內部約束力過大,從而導致開裂。按照專家給出的支護方案才能進行組織施工。
3高層建筑施工技術
3.1深基礎施工技術深基礎施工技術是建筑結構施工中最重要的一項技術之一,也是施工技術較復雜、比較容易引發事故的施工重點部位。在施工時一定要保障施工的安全進行,要小心謹慎。
3.1.1地下水的處理對于解決地下水的問題,應該采取合理的方法。對于地下水的處理通常是根據地下水的深度、地下水所處的地質情況、地下水的狀態等的不同情況從而制定不同的方法。在施工時常用的處理地下水的方法有單級、多級和噴射井點法、集水明排法。通過這些方法可以有效地控制地下水,從而使其基礎施工、以及對基坑的保護起到一定的、有效的作用。如果基坑的水量通過上述方法排出時還不能正常施工,通常就要采用相應的截水措施。
3.1.2基坑的支護對于基坑的支護來說,應根據地質情況、地下水情況、土體周圍的環境和設備處理條件制定相應的支護方案。通常采用的方法有:
(1)板樁支護。鋼木混合板樁式支護結構、鋼板樁支護結構。
(2)灌注樁支護。排樁結構、組合排樁結構、排樁或組合排樁加內支撐結構、排樁或組合排樁加土層錨桿結構。
(3)深層攪拌樁支護。
(4)土層錨桿。在具體運用時應結合地基的相關情況,盡量降低投資的成本。對于周圍的土體來說,要想進一步對基坑的土體進行加固,就應該采取深層攪拌、灌漿、擠密的方法,這樣可以防止由于邊坡不穩定而引起的土體倒塌事故。
3.1.3開展信息化的施工信息化的施工給深基礎施工帶來了福音。在深基礎施工過程中要進行詳細的檢測和分析,并目要提出相應的解決措施,這就需要利用信息化的施工技術。在很多施工案例中也可以證明,對于施工的質量和安全有著非常有效和必要的保障方法和手段就是對于深基礎施工的全過程進行分析和監測。
3.2轉換層施工技術在高層建筑中為了滿足建筑物整體的剛度、穩定性等,在施工時要做出和平常相反的布置。為了隴調整體剛度,一般在建筑上層需要剛度較大的剪力墻,在下層需要換成剛度較小的框架柱。實現這樣的結構形式,必須在建筑結構樓層中設置轉換層。
3.2.1模板支撐體系的施工
(1)高層建筑轉換層的作用是對高層建筑上下部荷載進行轉換和保持平衡,其施工難度大而且相當復雜。
(2)為了使高層建筑結構施工順利進行,需要選擇一個合適的模板支撐體系。在模板支撐體系中有一次性制模支撐體系、載荷傳遞法支撐體系、結合澆鑄法支撐體系等。具體的支撐體系的選用要根據現場的施工狀況以及施工環境和施工特征來權衡。
(3)模板配置及支撐體系選用時,一般實施的步驟:畫出排列圖一講解施工流程一講解支撐、拆裝、排列方法等。在清點現場支模材料的時候一定要確保材料的質量。
3.2.2轉換層中鋼筋的施工轉換層中要確保鋼筋在施工中準確地進行翻樣和下料,這就要標施工人員必須仔細了解設計理念、文件資料以及相關的技術規定。另外還要準確地布置好鋼筋的就位次序。轉換層中鋼筋的施工要注意的問題如下:
(1)預留鋼筋定位控制中要確保預留鋼筋截面小于轉換層截面,確保樓面放線時剪力墻定位線、控制線以及梁的控制線都有放出,確保各種預留插筋布置施工時都嚴格按照技術標準執行。
(2)轉換層的布筋難度大。主要是因為要布置大量的直徑大的鋼筋,而這些鋼筋在梁柱節點處鋼筋的綁扎和就位難度大。為了克服這一問題,在鋼筋下料時必須嚴格按照鋼筋的排列順序進行,這樣就減少了鋼筋綁扎和就位的難度,進一步提高了施工的質量。
(3)轉換層鋼筋接頭一般情況下都是采用螺紋連接或冷壓套管及閃光對焊。然而為了解決彎頭鋼筋的旋轉問題,一般采用螺紋接頭的方法。
4高層建筑施工的安全管理
在高層建筑施工時為了確保工程在工期內按時完成,必須制定相應的規程以及管理模式。施工現場的安全問題也是要保障的問題,一定要把安全問題放在首位。高層建筑施工的安全管理從以下幾點做起:
4.1實行責任管理制度建立完善的責任管理制度對于施工現場的安全起到至關重要的作用。以項日經理為首的安全管理組織是責任管理制度的一種常見形式。在項日經理的領導下開展安全管理活動,同時建立各級人員安全責任制度,明確每個人要承擔的安全責任,同時定期檢查安全責任落實情況,發現情況及時報告。
4.2安全教育與訓練進行安全教育與訓練是對施工人員的一次再教育,能讓施工人員懂得如何防護、保護自己的生命安全。同時安全教育與訓練是對施工人員行為控制的重要手段與方法。在進行安全教育與訓練時要滿足以下幾點要求:
(1)安全教育與訓練內容要合理,采取多種訓練方式。
(2)安全教育與訓練要作為現場施工人員的一種習慣,并且要作為一種制度進行實施。
1.深基坑工程施工的特點
1.1 基坑深度不斷增加為了使用方便、節約土地,為了符合城市管理規定及人防需要等,建筑不斷向地下發展。 過去建 l-2 層地下室,在大城市也不普遍,中等城市則更為少見。 現在大城市、沿海地區尤其是特區,地下 34 層已經很平常, 5-6 層也很多見。因此,基坑開挖深度多在 10m-16m 之間,深度在 20m 左右的也很多。
1.2 建筑工程地質條件越來越差,基坑周圍環境復雜
在某些沿海經濟開發區,建筑工程所處的地質條件差的問題較為突出。 城市中,高層和超高層建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方,并緊靠重要市政公路。而一般情況下,這些地方的原有建筑結構陳舊,地上與地下管線密布。 因此,基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩定,也要保證周圍的建筑物和構筑物不受破壞。
1.3 基坑支護方法多
現在,深基坑支護的方法越來越多,如混凝土灌注樁、人工挖孔樁、預制樁、深層攪拌樁、鋼板樁、地下連續墻、錨釘墻等,還有各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯合支護。
1.4 基坑支護工程的事故隱患較大
深基坑支護工程技術較復雜,而且當基坑支護失效時,會造成鄰近房屋、地下管線及道路的開裂,引發工程糾紛,甚至出現嚴重的破壞,造成重大的經濟損失及人員的傷亡。 因此,在具體的工程實踐中,科學設計和處理深基坑支護結構,并采用安全合理的支護技術措施保證深基坑施工至關重要。
2.水對基坑開挖與支護的影響
在飽和軟土或地下水位較高的基坑工程中,開挖深基坑時,應特別重視防止水滲透引起基坑過坡坍塌。 傳統的降排水方法有:明溝排水法、一級輕型井點降水法、二級或多級輕型井點降水法、噴射井點降水法、電滲井點降水法、大井管降水法等。采用何種方法排水應視現場的情況而定,如對飽和軟粘土施工,由于滲透系數小,排水速度慢,僅采用單排水技術往往不經濟,可采用復合排水技術。 如以井點排水為主,再輔以電滲排水。 基坑內有水,在施工期間必須排除。 排水與降水總會使周圍土層產生沉降,沉降過大會影響鄰近建筑物的使用。 最為理想的方法是使基坑內的水既降低又排走,而基坑外側的地下水位卻又維持原狀,這就是所用的止水帷幕法。 如將擋土護坡樁的間距稍大于樁徑,Φ1000 的灌注樁間距可選為 Φ1200,相鄰兩樁的外側(坑內為內側)筑一根 Φ400 的混凝土止水樁,為預防兩樁間連接不密實,可在大小樁連線上進行高壓灌漿。 另一種方法是回灌井點技術,在井點降水時,降水井點與原存在建筑物之間打回灌井和做回灌溝,在降水和排水的同時,將水注入回灌溝而流進回灌井中,使靠近建筑物一側的地下水位得以減小,從而有效控制地面沉降。 當地下水的滲流自下而上時,產生向上的浮力,其作用與土粒的自重作用是相反的。當遇見砂土時,若上浮力大于土粒自重則會使土粒懸浮起來,隨著動力壓力增大,水夾雜砂粒涌出坑底產生管涌現象。承壓水層或坑底土層存在粉、細砂層或粘性很低的砂質粉土時,一旦引起動力壓力,就十分容易產生管涌現象,施工中應充分考慮其對深基坑開挖的影響。
3.常見深基坑問題及對策
3.1 支護結構設計計算問題及對策
目前,深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論,但支護結構的實際受力并不那么簡單。 工程實踐證明,有的支護結構按極限平衡理論計算的安全系數,從理論上講是絕對安全的,但卻發生破壞;有的支護結構卻恰恰相反,即安全系數雖然比較小,甚至達不到規范的要求,但在實際工程中卻獲得成功。 極限平衡理論是深基坑支護結構的一種靜態設計, 而實際上開挖后的土體是一種動態平衡狀態,也是一個松弛過程,隨著時間的增長,土體強度逐漸下降,并產生一定的變形。 這說明在設計中必須給予充分的考慮,但在目前的設計計算中卻常被忽視。 支護結構設計時要考慮由于超孔隙水壓力對土體的影響,對土的各項物理力學性質指標取值要慎重,為了使取值更加可靠,最好在工程樁結束后,對土體做原位測試,以取得第一手資料,積累經驗,提高工程的設計與施工水平,預防和避免事故的發生。
3.2 支護結構的空間效應問題及對策
深基坑開挖中大量的實測資料表明:基坑周邊向基坑內發生的水平位移是中間大兩邊小。 深基坑邊坡失穩常常在長邊的居中位置發生,這說明深基坑開挖是一個空間問題。目前,支護結構中支撐的形式很多,但主要有兩類:內撐式和拉錨式。 對于拉錨式,每根錨桿單獨作用,靠土體的錨固作用形成水平承載力,錨桿之間僅靠腰梁聯系,維持圍護樁墻的平衡。對于內撐式,通常采用井字梁加立柱,這樣,排樁墻、支撐梁和立柱就形成一個空間框架結構。尤其當有兩道以上的水平支撐時,空間效應就更加明顯,這時,水平支撐梁就不僅起單根支撐作用,而是以整體結構的形式起支撐作用。 然而,目前在支護結構設計中,完全沒有考慮內撐式支護結構的這一空間效應,將內撐式和拉錨式同等看待,即僅僅提供一個水平支撐力,是不合理的。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。 對一些細長條基坑來講,這種平面應變假設比較符合實際,而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以,在未能進行空間問題處理前而需按應變假設設計時,支護結構的構造要適當調整,以適應開挖空間效應的要求。
在支護結構中,支撐的形式及位置對結構的變形和內力有顯著的影響。選擇合理的支撐形式及位置,對圍護結構的穩定性,減少位移及降低造價有很大的作用。 一般的支護結構中,圍護樁墻的頂部都設有壓頂圈梁,壓頂圈梁不但將各單樁聯系起來,增強樁間的整體性,而且作為施工人員的通道,為施工提供方便。
3.3 支護墻的滲水與漏水問題與對策
1.高層建筑深基坑支護的重要性
由于高層建筑大多都是在城市的中心地段建設,但是其周邊的建筑都基本已經建設完畢,在進行深基坑開挖施工的時候就會對周邊的建筑產生一定的影響。因此,做好高層建筑深基坑支護的施工工作是必不可少的一個環節,當穩定的土體被開挖以后,想要確保高層建筑的邊坡穩定,大多采用的方法就是采用各種支護,才確?;铀闹艿姆€定。由此可見,深基坑支護施工技術在整個高層建筑當中具有至關重要的作用。
2.深基坑支護施工中存在的問題
2.1施工偷工減料,實際施工與施工設計存在差異
在高層建筑深基坑支護施工當中,一般情況下會用到深層攪拌樁,但是在摻和水泥的時候,都會因為摻和量不足而導致水泥土的支護輕度受到影響,從而導致水泥土出現裂縫。除此之外,在高層建筑深基坑施工中,會發現許多偷工減料的行為,一些深基坑挖土會為了確保支護不發生變形而對挖土的程序有所要求,但是在實際的施工中,許多施工人員為了趕進度,就會不按照程序來執行,出現偷工減料的問題。
2.2深基坑開挖不平整、不規則
在高層建筑深基坑施工中,常常會出現挖多挖少的情況,這都是因為施工技術人員操作水平不高和操作的不到位,使得高層建筑深基坑所開挖的邊坡出現不平整和不規則的情況。當人工修理的時候,又因為條件的限制不可能進行深度的開挖,所以導致經常出現超挖和欠挖的情況,由此可見,邊坡修理不達標也是造成高層建筑深基坑支護施工存在問題的主要因素。
2.3土層開挖和邊坡支護不配套
高層建筑在實際施工過程中,一般大型的工程都是安排給施工隊伍來完成,這就使得在施工過程中協調管理的難度較大,土方施工單位為了搶進度,造成開挖的順序較亂,特別是在雨天,給高層建筑深基坑支護施工的操作面較少,時間上也不能夠去完成支護工作。除此之外,高層建筑深基坑支護施工中,一些施工單位不具備技術的條件,只是為了追求利潤,導致土層開挖和邊坡支護不配套,從而降低了施工現場的安全度,使整個高層建筑深基坑支護施工存在較大的問題。
3.深基坑支護的主要施工技術
3.1錨桿技術
巖土錨桿是埋進底層深處的一種受拉桿件,它的一端連接到工程結構內部,另一端則錨固在地層內部。通過對其施加預應力,來承受由土壓力、水壓力等所產生的結構拉力,以保證工程結構的穩定性。巖土錨固技術可以使巖土能量得到充分的發揮,在提高巖土自身強度和自穩能力的同時還能很大程度的減輕結構自身的重量,既減少了工程材料的浪費,也能保證施工的安全性,能從整體上為工程帶來經濟效益和社會效益。錨桿技術在工程實施的過程中可采用的方式有很多種,如按錨桿機理分為粘結型錨桿、摩擦型錨桿、端頭錨固型錨桿及混合型錨桿等等。 近幾年,錨桿技術已經在我國的城市建筑工程中得到了廣泛的應用。
3.2逆作法施工技術
逆作法施工技術主要分為“封閉式逆作法”和“開敞式逆作法”。是以地面一層樓的樓面結構是封閉還是敞開為依據的施工方法?!胺忾]式逆作法”可以從地面上或是下同時進行施工,而“開敞式逆作法”則不能做到這一點,只能夠由上而下的逐層進行施工,待上部施工進行到若干層后,地下各層的基礎工作也將全部竣工。逆作法主要適應與城市建筑中的高層建筑施工,它能夠在施工環境惡劣的情況下進行施工。在基坑施工時,通過地下結構自身的支護能力,也就是利用地下結構的樁、柱、梁、板作為支撐,既能產生很好的經濟效益還能保證其穩定性。逆作法的工藝原理是:首先沿著建筑物的地下室軸線或者其他支護結構,給建筑物內部的柱子或是隔墻相交處等相關位置進行澆注或是打下支撐柱,將其作為施工期間底板的荷載支撐,然后逐層向下進行開挖土方和澆注結構的工作,直至底板封底。地面一層樓面結構的完成為上部的結構施工提供了有利條件,因此可以上、下一起施工。
3.3基坑支護監測
基坑支護的監測工是施工中的重要環節?;又ёo的檢測內容主要是主供水管及靜壓樁與支護交叉的施工安排。在對施工進行監測時,一定要根據施工的進度,分層分段的嚴格檢測,不放過任何一個細節問題,以保證施工的安全性。
高層建筑的基坑支護的質量控制措施主要是通過施工中基坑支護的質量監測來提高基坑的剛度和穩定性。在高層建筑基坑施工,如果施工方法不當,施工質量存在問題會引發一些不必要的事故,例:基坑結構發生變形,土體結構發生沉降現象,支護產生隆起或裂縫;這類質量問題都會對高層建筑的整體結構產生深遠的影響。所以,在基坑支護施工時需要專業人員進行質量監測,根據基坑開挖期間監測到的數據來對比巖土變化,設計預期性變化,全面系統的對數據進行動態分析,并掌所致移位變化的方向、大小、變化幅度,做好警戒標準,以防止事故的發生。深基坑支護結構工程監測的主要內容有:支護結構頂部水平位移;支護結構沉降和裂縫;臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫;基坑底隆起的觀測等。以上監測除每天進行目測之外,一般每8m~16m設一個監測點,關鍵部位適當加密,開挖后每天監測2次,位移大時應適當加密。
4.深基坑支護工程中應注意的問題
4.1雨季挖土施工技術注意事項
基礎底板后澆帶的分布狀況決定深基坑的主要施工環境有八個,建筑中的每層土都必須按照先東、西,后中間的開發的順序進行施工,而且要由南向北推進,最終在深基坑的北邊中部收尾。在雨季時,基底土層會出現橡皮土的可能性較大,如果出現這種情況,施工人員要在基地上鋪設合適厚的碎石并且夯實,讓表面土結實。開挖基坑時如果出現流沙河,首先要在流沙的局部使用重石,來穩定流沙,進而減少動水壓力,與此同時要加施工速度快速度,迅速開挖基坑。其次,在此土體部位使用一些手段,保持水流壓力朝下,讓土體處在平衡穩定的狀態,在這種情況下迅速施工。施工前要確保雨季施工的每個環節安全,從而防止邊坡塌方,全面確保基坑施工的安全。
4.2圍護結構的監測
在檢測時首先確保圍護結構完整性及其強度。如果是把灌注樁作為支擋結構,對樁身縮頸、夾泥、斷裂、離析等缺陷程度以及缺的陷部位用變動測法檢測。如果是以旋噴樁、水泥攪拌樁作為支擋結構,檢測樁身強度以及其均勻性時使用變法或輕便觸探法進行檢測。其次要做好對圍護結構頂部水平位移監測。深基坑剛開挖過程中,每隔2-3天時間段內進行監測一次,并且監測要伴隨開挖的整個過程,可根據實際情況調整監測次數。圍護結構頂部水平位移能夠直接體現圍護結構的變形,是深基坑監測工作中的重點。
5.結語
高層建筑工程中深基坑的支護施工過程是循序漸進的,相關施工單位必須嚴格按照施工規范、設計規范以及后施工的程序進行施工,并且對工程要做到邊施工邊監督。在整個施工過程中,要時刻嚴格加強對深基坑的施工控制,確保深基坑施工按照相應規范順利進行,高質量的高標準的完整施工任務。
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A 文章編號:
1.引言
隨著經濟發展速度的加快,城市建設也得到快速發展,各類高層建筑也不斷涌現。在高層建筑中,由于建筑結構復雜,建筑施工工期較長,混凝土用量較大等特點,為避免施工后期出現質量問題,要加強對高層建筑的施工管理。由于高層建筑的特殊性,其混凝土控制手段也較為特殊,本文從高層建筑特點入手,分析了高層建筑混凝土施工控制要點。
2.高層建筑施工特點。
2.1.高層建筑結構特點。
在現代高層建筑結構中,一般可分為鋼筋混凝土結構體系、鋼結構體系、鋼和混凝土混合結構體系以及鋼和混凝土組合結構體系等。
(1)鋼筋混凝土結構體系。
合理利用鋼筋和混凝土這兩種材料的功能,根據受力性能進行配比,這種結構在現代高層施工中,應用較多,因為其本身具有造價低、耐水性和結構靈活,可塑模性好,整體性能好等優點,由于這些優點,使得鋼筋凝土被廣泛應用于高層建筑結構中。
(2)鋼結構體系。
鋼結構因為構件截面較小和自重輕、抵抗地震性能好、工廠制作程度較高且建筑周期短等優點,被應用于高層建筑結構中。但鋼結構材料較貴,造價高,而且易于銹蝕,抵御火災能力較差,在施工設計時較復雜,由于上述缺點,導致鋼結構在高層建筑施工中,未普遍使用。
(3)鋼和混凝土混合結構體系。
鋼和混凝土混合結構就是將鋼構件和混凝土構件二者混合使用,互相取長補短,既利用鋼結構的硬度高,又利用了鋼筋混凝土擁有的較大剛度的抗推性和抗剪承載能力。鋼和混凝土混合結構,可以形成高效的抗側力體系,同時因為用鋼量較少,造價較低。對于此類結構,一般被應用到30-80層的高層建筑施工中。
(4)鋼和混凝土組合結構體系。
由型鋼混凝土結構和鋼管混凝土結構組成的結構,為鋼和混凝土組合結構,其擁有承載能力較高,具有較好的抗裂性和抗震性能。一般在高層建筑的底部或者用于跨度比較大的部分。
2.2高層建筑施工特點。
(1)高層建筑施工規模龐大,施工工期較長,施工成本高。
高層建筑建筑面積大,對各類建筑材料使用量較大,建筑施工期間需要消耗大量的人力、物力和財力;加上高層建筑施工工期較長,施工單位需要投入更多的資金來給付建筑施工的消耗,這樣就無形之中增加了施工單位的成本壓力,如果一旦工程出現延期,就會導致建筑工程投資成本的增加,影響了投資收益。
(2)建筑施工難度較大。
高層建筑為了保證結構的穩定性,需要進行基礎開挖,要選擇多種基礎方案。同時為了利用地下空間的需要,還會增加地下室的開發,這導致高層建筑的基礎需要埋置更深,地基處理較為復雜,對深基礎開挖和支護技術要求較高,也增加了施工難度。
(3)施工工期長,難避免氣候的影響。
高層建筑由于建模面積大,需要較長的施工工期,在這種情況下,就難以避免出現在冬季或雨季進行施工,當建筑高度增加時,施工難度也越來越大,作業環境也越來越惡劣。氣溫變化和低溫天氣都對高層建筑施工造成影響。
(4)施工空間較小,組織難度高。
高層建筑的施工是在一定的空間內,隨著建筑高度的增加,施工空間變的狹小,不利于施工的組織和安排。同時,高層建筑施工需要突出解決材料、施工機具、設備和人員的垂直運輸,并做好防止物體墜落事故。
(5)施工要求高。
高層建筑施工通常是采用鋼筋混凝土為主要結構,對鋼筋混凝土施工是采用現澆的方式,這就要求對各種施工模板、混凝土強度等級、結構安裝、鋼筋連接以及建筑制品安裝等施工技術要符合高層建筑施工特點,相對于底層建筑來講,高層建筑施工要復雜的多,施工要求也要高很多。
(6)項目復雜,管理雜亂。
高層建筑的工程項目內容繁雜,其施工工種多、施工項目多、施工技術應用多、施工機械設備投入多等等都是需要大量的人、物、設備的消耗和投入,這無疑增加了管理難度。加上技術層面要求嚴格,在設計、施工、檢查中需要進行多方面考慮,同時也需要多部門配合和協作。尤其是對于一些比較復雜的大型高層建筑,通常都存在一邊設計一邊進行施工準備,一邊開始準備一邊開始施工的現象,由于工程量大,施工層包單位多,導致各部門出現協作困難,加大了管理難度。
3.高層建筑混凝土控制要點。
3.1高層建筑中混凝土質量問題。
在現階段的高層建筑施工中,混凝土主要質量問題是產生裂縫。高層建筑一旦出現裂縫,對導致混凝土強度和抗滲性無法達標,容易形成功能缺陷。高層建筑混凝土產生裂縫通常有三個因素:
溫差裂縫:在高層建筑的大體積混凝土中,水泥在水化的過程中,需要釋放熱量,但由于混凝土的體積較大,其內部的熱量發生聚集無法及時排除,導致在混凝土的表面形成溫差,一旦溫差較大就形成了溫差裂縫。
收縮裂縫:在高層建筑混凝土中,混凝土在硬化過程中,發生收縮應力,其收縮應力超過水泥混凝土最大抵抗強度就形成收縮裂縫。同時,由于選用水泥的標號不同,也會容易形成收縮裂縫。
安定性裂縫:在大體積混凝土中,水泥在硬化過程中出現不均勻的體積變化,導致混凝土發生龜裂,出現膨脹性的裂縫。
3.2高層建筑混凝土質量控制措施。
(1)混凝土強度控制。
在進行高層建筑施工前,要根據混凝土的不同強度,結合設計要求和實際情況進行配比的研究,通過工地實驗室的配比實驗,找出離析小強度高,符合設計質量的配比率,并通過驗證,確定配比率是否符合建筑物質量要求。要根據《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107)規定,對施工中使用的混凝土進行強度檢查和評定,選用同一種強度進行配比和生產工藝實驗。同時要根據建筑施工工期和養護天氣等因素,確定混凝土強度,必要情況下,要超過設計標準進行配比和評定。在高層建筑施工中,通常是采用泵送水泥混凝土施工方式,雖然可以提升施工效率,保障施工工期,但同時更要注意泵送水泥混凝土的強度控制,不能出現只顧施工工期,忽視施工要求。
(2)混凝土材料控制。
高層建筑混凝土材料是影響混凝土質量的主要因素,也是關鍵所在。對混凝土的材料要嚴格控制,對砂、石的含水量和含泥量都要進行控制和檢測。特別是在混凝土澆筑中,由于水的加入使混凝土具有可塑性,這就要求混凝土拌合用水不能摻雜其他過量的酸、鹽、堿等礦物質和有害成分。通過加強對各材料的選用,提高混凝土配比準確性,降低混凝土的離析性能。
(3)混凝土施工控制。
落實混凝土施工工序是混凝土施工要求的保證。在高層建筑施工中,混凝土施工需要有專業技術人員在施工現場進行指導,根據施工設計圖紙要求,對施工全過程進行監督,保障施工質量。現場監督人員要對施工方案進行把關,對混凝土澆筑工藝和施工質量進行嚴格督導,對混凝土澆筑、振搗、支模、拆模等工藝要進行檢測,督促施工人員根據施工圖紙和施工要求進行合理施工,提升混凝土強度。同時要根據設計要求,做好混凝土養護工作,避免出現養護不足導致建筑物出現質量問題。
4.結束語
高層建筑具有特殊性,其施工難度較大,工期長,對各項資源消耗較大,施工投入也較多。對高層建筑混凝土進行施工控制,能有效提升高層建筑質量,保障高層建筑投資收益。
參考文獻:
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Abstract: Along with the land area is narrow, the development of the high-rise building development trend which cannot be halted, but the design of high-rise building requires complex planning, high-rise construction difficulty compared with other building more, this also to the quality of the project has more safety and quality requirements.
Key words: high-rise building; construction; construction quality
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)06-0020-02
0 前言
改革開放以來,我國經濟的發展展現出迅猛的勢頭,經濟的發展一方面帶動了政治地位、經濟水平、人民的生活水平的提升;另一方面,商業、交通各方面的聯系促進了建筑行業的長足發展。建筑用地面積不斷縮小勢必要求高層建筑來解決用地問題。高層建筑滿足了最大限度合理化用地的經濟要求、同時也能夠展現出城市建筑的現代化氣息。高層建筑較普通的建筑其建筑難度系數更大。施工設計要求安全系數高、建筑材料消耗量大、各工種交叉配合程度大、工藝復雜、設備性能要求高等等,為基本的建筑工作帶來了很多難題。高層建筑工程施工技術是在分析了高層建筑的施工特點,即高空作業、地基深入、工程量大這些特點之后有針對性的提出的施工方案和技術要求。下面首先介紹一下高層建筑施工的特點,然后對其施工技術進行論述。
1高層建筑施工特點
在進行建筑主體結構的施工時,高層建筑與普通建筑在施工技術上既有很多共同點,也有很多不同點。施工過程都是按照由下到上逐層施工的,但是在具體的施工要求上,高層建筑由于其高空作業多、基礎埋置深度深、建筑體量大、工程量大的特點造成施工技術上與普通建筑有著較大的差別。
1.1高空作業多
高層建筑建筑施工過程中,由于其自身高度較大的特點,所以其施工中的垂直運輸量巨大,通過高空作業進行很多設備、原料、人員等的運送,因此在施工中應該充分的考慮高空作業的安全、防火、水電、通信等方面的問題,避免高空墜物現象的發生。
1.2基礎埋置深度深
為了使高層建筑的穩定性更強,施工中,相關的地基埋設深度應該大于其整體高度的1/12。當采用樁基的施工方法時,地基深度應該大于其整體高度的1/15,當然這其中不包括樁的自身長度。而且建筑的下層應該至少設計一層地下室,因此高層建筑的基礎部分深度最小也在5m以下。在進行基礎部分的施工時,相關的處理技術較為復雜,特別是在軟土上進行地基施工時,可以采用的施工方法有很多種,不同技術和方法的利用對于工程的質量和造價有著重要的影響。
1.3高層建筑體量大,工程量大
當前,在高層建筑施工中,其工程的工程量以及體量較大,而且涉及的建筑單位以及施工人員數量眾多,尤其是在一些特大型的高層建筑工程中,往往是一邊設計一邊施工,而且不同部門需要經常進行相互協作,因此在施工時,應該盡量做到設計的精益求精,管理的科學合理,充分利用高層建筑中的空間和時間的優勢,合理進行交叉施工作業。
2高層建筑中的施工技術要點
2.1高層建筑的泵送技術
在高層建筑施工時,其混凝土的使用量較大,而且由于高度原因,混凝土的運送常常使用泵送技術,所以說在進行混凝土的施工時,為了保證澆筑施工的工期和質量,因此應該準備相應數量的土泵機和布料機,除此之外,混凝土在配比的比例上也應該嚴格按照施工規定進行。當前,我國混凝土的泵送技術采用的是摻粉煤灰和化學外加劑的雙滲技術,這一技術不僅滿足了混凝土的配合比,而且滿足相關設備的要求,混凝土的泵送高度不斷增加,此外泵送到頂技術的應用,大大增加了混凝土施工中的效率。
2.2鋼結構施工技術
高層建筑的鋼結構主要包括各種輕型、高層中型、大跨度、鋼筋混凝土組合等鋼結構。鋼結構生產往往采用工業化批量生產,而且鋼結構在施工過程中具有簡單快速的優勢,其在高層建筑中的應用非常廣泛。但是鋼結構也存在它的缺點,那就是其熱傳導性很容易導致火災發生時對高層建筑造成毀滅性的打擊。所以說在進行鋼結構施工時,施工現場的防火設施必須完備,相關防火裝備和避難場所的設計和施工都必須嚴格按照相關的防火規定進行。另外,在進行鋼結構的施工時,塔吊的起重能力對于鋼結構的施工質量和效率有著直接的影響,所以說在進行鋼結構施工時,除了要嚴格控制鋼結構的測控、吊裝及焊接技術外,還應該對塔吊等輔助設備進行嚴格的安裝控制。
2.3逆向施工
所謂逆向施工主要是指在高層建筑物內部進行中間支撐樁柱的澆筑,同時,沿著地下室的軸線進行地下連續墻等支護結構的澆筑,以及向上逐層的進行地上結構的修筑。和傳統的施工方式相比這種施工技術有著以下的優點:第一,這種施工方法內部支撐的剛度更大,能夠有效的防止基坑的變形,此外對于附近地下管線、道路等的沉降影響也能有效的減弱。第二,這種施工方法在進行多層地下室的高層建筑施工時,地上和地下的施工能夠同時進行,可以有效的縮短建筑工期。
2.4滑升模板施工
滑升模板施工利用的是滑升模板系統進行施工,它主要包括模板系統、操作平臺系統、液壓提升系統三部分,在進行這一施工時,首先需要在建筑物的底部,沿著結構的周圍設置高1.2m的滑升模板,不斷在內部進行混凝土的分層澆筑,同時利用液壓提升系統,沿著混凝土中事先埋置的支撐桿進行滑升,這樣一步一步的進行施工,知道達到相應的高度為止。采用這種施工方法能夠有效的減少施工中模板和支撐材料的使用數量,同時模板的拆裝時人工費用也能夠有效的減少,工程的整體施工速度和質量大大提升。但是這種方法也存在明顯的缺陷,那就是其模板一次性投資多、耗鋼量大,對立面造型和結構斷面變化有一定的限制;施工時宜連續作業,施工組織要求較嚴。
2.5混凝土工程施工技術
抗壓強度是混凝土質量的主要指標之一,我們知道,混凝土抗壓強度與混凝土用水、水泥的強度成正比,按公式計算,當水灰比相等時。高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多。所以混凝土施工時切勿用錯了水泥標號。另外,水灰比也與混凝土強度成正比,水灰比大,混凝土強度高,水灰比小,混凝土強度低,因此,當水灰比不變時,企圖用增加水泥用量來提高混凝土強度是錯誤的,此時只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收縮和變形。
混凝土質量控制包含兩個基本內容:首先,要使混凝土達到設計要求的質量標準。其次,在滿足設計要求的質量指標前提下盡量降低成本。這兩條要求實際上是盡量降低混凝土的標準差?;炷恋膹姸扔幸欢x散性,這是客觀的,但通過科學管理可以控制其達到最小值,因此混凝土標準差能反映施工單位的實際管理水平,管理水平越高,標準差越小。
總之,高層建筑施工技術在迅速發展,合理運用的先進施工技術,能夠節省人力,又能降低成本又加快工程進度,應不斷提高高層建筑施工技術水平。
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引言
鋼結構型材的多樣性,使焊接接頭的截面形式也隨之多樣化,因而帶來了許多焊接難題。工字鋼、槽鋼、角鋼是工程結構中使用最早的型鋼,之后截面性能優良的H型鋼、鋼管、網架節點球等型材相繼問世并大量應用于鋼結構建筑中,從而使鋼結構間的焊接節點形式變得多樣而復雜。鋼結構焊接的施工條件較復雜。建筑工程具有流動性大的突出特點,單從鋼結構焊接工程來講,不同工程的不同地理條件造成了不同的焊接環境條件。
1 高層建筑鋼結構焊接的幾種常見方法
1.1藥皮焊條手工電弧焊
藥皮焊條手工電弧焊原理:在涂有藥皮的金屬電極與焊件之間施加一定電壓時,由于電極的強烈放電而使氣體電離產生焊接電弧。電弧高溫足以使焊條和工件局部融化,形成氣體、熔渣和熔池,氣體和熔渣對熔池起保護作用,同時,熔渣在與熔池金屬起冶金反應后凝固成為焊渣,熔池凝固后成為焊縫,固態焊渣則覆蓋于焊縫金屬表面??萍颊撐摹?/p>
1.2埋弧焊
埋弧焊(SAW)原理:埋弧焊與藥皮焊條電弧焊一樣是利用電弧熱作為熔化金屬的熱源,但與藥皮焊條電弧焊不同的是焊絲外表沒有藥皮,熔渣是由覆蓋在焊接坡口區的焊劑形成的。當焊絲與母材之間施加電壓并相互接觸引燃電弧后,電弧熱將焊絲端部及電弧區周圍的焊劑及一母材熔化,形成金屬熔滴、熔池及熔渣。金屬熔池受到浮于表面的熔渣和焊劑蒸氣的保護而不與空氣接觸,避免氮、氫、氧有害氣體的侵入。
(3)CO2氣體保護焊
CO2氣體保護電弧焊原理:是用噴槍噴出CO2氣體作為電弧焊的保護介質,使熔化金屬與空氣隔絕,以保護焊接過程的穩定。
2 高層建筑鋼結構焊接的應用
2.1 厚鋼板焊接技術
在高層建筑鋼結構柱與一些特殊大跨度重荷載鋼析架與梁的設計與施工中,厚鋼板大量應用,而影響鋼結構焊接質量的一個最主要因素是厚鋼板的焊接。厚鋼板的焊接主要是要解決層狀撕裂和焊接變形二大問題。
l、層狀撕裂的預防:層狀撕裂是一種不同于一般熱裂紋和冷裂紋的特殊裂紋,一般產生在T形和卜字形接頭的熱影響區夾層中,主要是T形和十字形接頭角焊縫的橫向收縮對板厚方向產生的拉應力在接頭約束度較大的情況下,易發生夾雜物與金屬脫開而形成的裂紋。采用塑性過渡層,即先用低強度焊條在坡口內母材板面上堆焊過渡層,然后再焊連續焊縫的方法。采用低氫、超低氫焊條或氣體保護焊焊接。即低強度匹配的焊接材料,使金屬具有低屈服點,高延性。通過計算和工藝試驗確定合理的預熱溫度,以降低冷卻速度,改善接頭區組織韌性,同時采用后熱消氫處理。
2、焊接變形的控制:厚板的焊接變形主要針對對接中產生的較多,主要通過以下方法來控制:通過合理的坡口角度和焊接間隙盡量減少焊縫的截面積;焊接時盡可能采用多層焊代替單層焊;盡可能采用雙面對稱坡口,并在多層焊時采用與構件中和軸對稱的焊接順序;采用剛性夾具固定方法控制焊后變形。
2.2鋼結構螺栓連接
螺栓連接是鋼結構建筑中主要的連接方式,分為普通螺栓連接和高強度螺栓連接兩種形式。這里著重闡述高強螺栓連接的檢驗。高強度螺栓連接的安裝順序及初擰、復擰扭矩檢驗。檢驗人員應檢查扳手標定記錄,螺栓施擰標記及螺栓施工記錄,有異議時抽查螺栓的初擰扭矩。高強度螺栓連接摩擦面應保持干燥、整潔、不應有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化薄鋼板、污垢和不應有的涂料等。
2.3鋼結構的成形加工工藝
彎曲成型:根據工件所需彎曲力,選擇好適當的壓力設備。首先固定好上模,使模具重心與壓力頭的中心在一條直線上,再固定下模,上下模平面必須吻合,間隙均勻,上模要有足夠的行程。開動壓力機試壓,檢查是否有異常情況,是否良好。難于從模中取出的工件,可適當加些劑,以減小摩擦,便于脫模。首件彎曲成形后必須進行檢查合格后,再進行連續壓制,工作中應注意隨時抽查,每一臺班中也必須注意抽檢。禁止用手直接在模具上取放工件,對較大工件,可在模具外部取放,對小于模具的工件,應借助其它器具取放。正式彎曲前,必須檢查工件編號,尺寸是否與圖紙符合,料坯是否有影響壓制質量的毛刺??萍颊撐?。對批量較大的工件,須加裝調整定位的擋塊,發現偏差及時調整修正。
卷圓成型:卷板前熟悉圖紙、工藝、精度、材料性能等技術要求,然后選擇適當的卷板機,并確定冷卷、溫卷還是熱卷。檢查板料的外形尺寸、坡口加工和曲率樣板的正確與否??萍颊撐摹z查卷板機的運轉是否正常,并向注油口注油。清理工作現場,排除不安全因素。由于板料在卷板機上彎曲時,兩端邊緣總有剩余直邊,卷板前必須對板料進行預彎。選擇合理的工藝參數進行卷板,卷板完成后用樣板檢查曲率,合格后方可進行批量生產。
邊緣加工:需要作邊緣加工的有:梁柱翼緣板、支座支承面等具有工藝性要求的加工面,有設計要求的焊接坡口,尺寸精度要求嚴格的加勁板、隔板、腹板及有孔眼的節點板等。對清除毛刺、飛濺、氧化皮等加工質量要求不高、工作量不大的邊緣加工可采用鏟邊。對焊接坡口成形以及加工質量要求較高的邊緣加工,可采用刨邊機進行刨邊,刨邊加工的余量隨鋼材的厚度、鋼板的切割方法而不同,有些構件的端部邊緣加工,可采用銑邊代替刨邊,使構件支承部位的力由支承面直接傳至底板支座,以減小連接焊縫的焊腳尺寸。
制孔加工:普通構件和對孔距要求不高的構件,制孔時采用劃線鉆孔。對依靠群孔作為定位的構件與孔距精度要求較高的制孔,宜采用鉆模鉆孔。高層鋼結構構件,節點上有兩個以上方向有高強螺栓連接的構件,或設計上有特殊要求的構件制孔,應采用鉆模鉆孔。
另外,測量工作的好壞,是關系整體鋼結構安裝質量和進度的大問題,為此鋼結構安裝應重點做好以下工作:設計圖紙的審核;測量定位依據點的校核與校測;測量器具的檢定與檢校;測量方案的編制與數據準備;建筑物測量驗線;高層鋼結構安裝階段的測量放線工作。包括控制網的建立,平面軸線控制點的豎向投遞,柱頂平面放線,懸吊鋼尺傳遞高程、鋼結構安裝測控等。
3 結語
建筑施工技術是生產建筑產品的技術,建筑產品具有典型的單一性,固定性和巨大體量的特性。因而建筑施工技術也是復雜多變的。鋼結構工程是節能環保型結構,是未來我國將大力發展的結構形式之一。需要進一步研究高層建筑鋼結構的施工鏈接技術。
參考文獻
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[3]姜輝.梁式轉換層高層建筑施工技術的探討[J].科技資訊,2010,(07)
二、高層建筑施工準備要求
(一)建筑材料的準備。建筑材料是高層建筑建設的基礎。在高層建筑的施工前,要做好建筑所需材料的選購和配置工作,確保建筑材料的質量。對各種建筑材料做好相應的檢驗,保證材料的各項指標符合工程建筑學論文的相應標準。做好材料數據的統計工作,確保各施工項目有充足完備的建筑材料。
(二)土建設計的準備。任何建筑的實施都要有一定的設計圖紙,土建設計圖是確保建筑工程建設、功能實現的基礎。設計圖的好壞直接影響到工程的具體實施步驟、具體以及造價,因此要做好土建工程設計工作。在土建施工之前,全方位分析調查高層建筑地區的氣候、地理等環境因素,把握高層建筑的具體功能設計,全面掌握數據研究,規劃出合理的土建設計圖紙。
三、高層建筑中主要土建施工技術要點
(一)地基施工技術。地基指的是承受上部結構荷載影響的那一部分土體。雖不屬于建筑的組成部分,但它對保證建筑物的堅固耐久具有非常重要的作用,是整個高層建筑的起點和支撐點,決定著建筑的質量。地基的牢固程度是高層建筑施工的前提條件,它決定著高層建筑的建設功能能否實現。
(二)支護技術。高層建筑的樓層高,重量大,所以地基的基坑要非常深才能確保建筑體的穩定性和安全性。在基地基坑的施工中難度相對較大,必須使用支護施工技術。高層建筑的支護技術是集擋土、支護、防水、檢測于一體的技術的合成,系統化程度高。主要的支護施工技術有基坑支護,土釘墻支護和作拱墻支護三種。在支護技術中要確保支護結構能起擋土作用,基坑邊坡保持穩定;確保相鄰的建筑物、道路、地下管線的安全,不因土體的變形、沉陷、坍塌受到危害;通過排降水,確?;A施工在地下水位以上進行。
(三)地下連續墻技術。地下連續墻是基礎工程在地面上采用一種挖槽機械,沿著深開挖工程的周邊軸線,在泥漿護壁條件下,開挖出一條狹長的深槽,清槽后,在槽內吊放鋼筋籠,然后用導管法灌筑水下混凝土筑成一個單元槽段,如此逐段進行,在地下筑成一道連續的鋼筋混凝土墻壁,作為截水、防滲、承重、擋水結構。在高層建筑中,地下連續墻的承重力、穩定性和堅固性是非常重要的。要利用地下連續墻技術保證地下連續墻的成槽、接頭、振搗等的施工質量。
(四)防滲漏施工技術。防滲漏技術主要包括無眠的防滲漏,廚房、衛生間的防滲漏和外墻面的防滲漏。屋面防滲漏的實施中,要依據土建設計圖的設計標準鋪設防水層,保證鋼筋的間隔距離和混凝土的強度。確?;炷猎谑┕て陂g和施工后沒有裂縫。在廚房、衛生間和管道、煙道的施工中,使用細石混凝土和膨脹劑進行填充,在抹灰的時候混入相應的防水粉劑。衛生間和廚房的地面要低于客廳的地面20毫米,在墻角的位置也要加設防水層。對于外墻面的防滲漏的處理,要嚴格的按照相關的標準進行施工。
(五)磚砌體施工技術。在高層建筑土木建設中,磚的選擇很重要,現在通常使用是帶孔的或空心的磚,這就減少了高層建筑整體的負荷作用力。磚砌體施工的時候對于磚的濕度要求很嚴格,常溫的情況下需要對磚進行適當的澆水濕潤,在濕度較大的天氣則需要干燥磚塊。砂漿的選擇也很重要,砂漿中的水泥摻入量要根據實際工程的需要進行混合。
(六)混凝土施工技術?;炷猎诟邔咏ㄖ械膽梅浅6?,運用混凝土施工技術要把握其中的關鍵步驟:混凝土用料的配比,澆筑和養護。要嚴格的按照相關的配比標準來配比混凝土,在混凝土澆筑的時候要按照響,為確保交通以及施工人員的安全,需要根據施工的工作量,對車輛實施分流,必要時也需要暫閉行駛通道,采用借道行駛的方式通車。
四、結語
綜上所述,隨著城市化進程的加快、人口的增長、土地的較少,使得土地的價格越來越高,土地的利用率也在逐漸的上升,高層建筑業也隨之得到迅猛的發展。但高層建筑在施工上的要求要比普通的建筑要高得多,只有不斷的發展高層建筑的施工技術,提高高層建筑質量。才能加速我國高層建筑領域的發展進程。
高層建筑的出現,解決了建筑用地日益緊張的狀況。但是隨著高層建筑形式與結構的不斷變化,高層建筑施工的復雜性也隨之增加。借助轉換層,可以有效的減輕建筑的載荷壓力。但是為了應對不斷增加的上部結構載荷,需要設計大尺寸的轉換層,這就為建筑施工帶來了新的挑戰。因此,對于高層建筑混凝土結構轉換層施工技術的探析就顯得尤為必要。
一、高層建筑混凝土結構轉換層結構設計分析
1.高層建筑混凝土結構轉換層的結構形式
隨著時代的發展,現代高層建筑一般都具有眾多功能,比較常見的高層建筑功能分布主要為高層具有辦公或者居住的功能,最下面的部分大多為商業用房??紤]到這樣的特點,轉換層的存在就發揮了重要的作用。一般來說,轉換層的結構可以分為梁式板式、空腹桁架式或者桁架式。目前多采用鋼結構或者鋼與混凝土組合結構的轉換層,這種轉換層具有不影響向上施工的特點,所以應用比較廣泛。
2.高層建筑混凝土結構轉換層的受力特點分析
一般來說,如果應用框支剪力墻體系,那么就會導致轉換層的上部和下部形成較大的剛度差別。這就導致了連接處的柱中以及墻中存在復雜的應力分布,要想改善這種狀況,可以借助建筑裙房的方式。如果剪力墻直接落地,不使用框架支撐時,就有可能是的轉換層的上部與下部的剛度存在較大的差異。這時,該處的位移曲線會發生突變,進而破壞結構。
3.高層建筑混凝土結構轉換層深梁應力分析
以目前狀況分析,我國高層建筑轉換層多為梁式結構,且為深梁。眾所周知,深梁的應力不會隨著梁高的變化呈線性的變化,如果使用彈性理論計算的話就會過于復雜。此時計算方法通常有以下幾種:有限基本構件法、差分、雙曲線函數或者三角函數等。所以在設計的過程中,可以借助事先已經編好的應力系數表,從而達到快捷高效的目的。
二、高層建筑混凝土結構轉換層施工技術探析
1.高層建筑中混凝土結構轉換層組合大模側壓力控制要點
這一部分需要考慮的問題包括對轉換層模板的側壓力控制,也包括轉換層的大模體系影響拉螺桿的受力分析。前文分析可知,高層建筑混凝土結構轉換層多為深梁。這就使得梁高度過大,因此需要設計組合大模板。在施工中,如何控制側壓力是非常關鍵的問題。一般來說,在轉換層澆筑混凝土時,多采用內部振搗器。而模板結構,不但剛度要足夠,還必須具有充足的承載力。
2.轉換層支撐體系的施工要點
在高層建筑轉換層支撐體系的施工時,不但要考慮施工的安全可靠性,還要考慮它的功能性。此外,支撐體系同樣要有便捷性。在對其支撐體系的設計時,要考慮到計算的特殊性,要考慮到支撐架的規模、尺寸以及構件參數等會隨著施工條件與對象的變化而變化。在進行支撐架的安裝時,必須保障與設計圖紙相一致。因此這就需要綜合考慮施工人員、假設材料等方面因素,進行嚴格審核。
三、高層建筑混凝土結構轉換層施工中混凝土裂縫控制要點
混凝土出現裂縫的主要原因就是溫度應力。而溫度應力又與施工過程、結構形式以及材料性質等有著重要的關系。在高層建筑混凝土結構轉換層施工中,轉換層出現裂縫大多是由溫度應力產生變化,導致混凝土收縮和徐變引起的。因此為了預防和控制高層建筑混凝土轉換層裂縫,可以從以下幾點予以考慮。
1.嚴格把控混凝土的強度
一般來說,高層建筑的轉換層所使用的混凝土多為預拌混凝土。如果混凝土強度較大,那么轉換層施工質量也就越好,但是強度過大也會導致施工難度增大,控制不好就會出現裂縫。所以需要相關施工人員熟悉與掌握混凝土的材質特性,確保預拌混凝土的強度適中,以便在保障高層建筑轉換層施工質量的同時防止出現裂縫。
2.高層建筑轉換層混凝土澆筑后的養護工作
為了預防與控制轉換層混凝土出現裂縫,就需要做好例行維護工作。一般來說需要減少混凝土暴露在空氣中的時間,這樣有助于確?;炷羶韧鉁夭畹目刂?。通常來說,對轉換層混凝土的養護工作可以采取多種方法。比如保溫法,就是借助保溫材料、鋸末、草袋以及濕砂等,需要覆蓋在轉換層混凝土的表面或者懸掛于轉換層模板。也可以采用蓄水法,該方法可以有效的保護混凝土表面,防止其產生龜裂的現象。從而有效的提高混凝土的密實性與強度。一般來說,在建筑規模為中等或者偏小的梁式轉換層上應用蓄水法既簡便易行,還可以有效控制成本。
3.做好轉換層大體積混凝土的溫度監控工作
這一方面的工作除了測試水泥水熱化以外,還應包括在混凝土澆筑過程中的溫度監測與養護時的里外溫差、環境溫度、降溫速度等關鍵因素的監測工作。對于溫度的監控規模,可以根據建筑施工的規模以及工程重要性來確定。而溫度監控與測量的方法則需要采用較為先進的測量方法。當然,如果施工人員經驗豐富,簡便的溫度測量方法也是可以的。通過對這些溫度因素的監控與及時反饋,施工這就能了解高層建筑轉換層混凝土塊體內的溫度狀況。
總結:
綜上所述,轉換層施工技術的不斷革新,為高層建筑上部結構載荷的不斷增加帶來了解決之道。但是隨著建筑建筑設計形式的復雜化,在目前以混凝土結構為主要形式的高層建筑中,轉換層的施工也面臨著一些問題。所以,只有充分掌握高層建筑混凝土結構轉換層施工技術的要點,在施工中嚴格按照施工工藝與流程進行施工,確保高層建筑混凝土結構轉換層關鍵部位的質量,并采取有效措施防范控制轉換層混凝土裂縫的出現,才能保障高層建筑的施工質量。
參考文獻: