超高层建筑工业化应用研究

钟 豪

（四川大学， 四川 成都 610207）

0 前言

由于我国人口数量众多，土地资源较为短缺，超高层建筑作为有效缓解人口压力及土地压力的重要建筑形式，成为当前应用最为广泛的建筑类型。与此同时，作为建筑工业化中具有较高优势的装配式建筑，成为超高层建筑施工中较为常用的工业化手段。

1 超高层建筑工业化的特点

1、减少劳动力的使用

超高层建筑工业化应用过程中最为重要的特点就是能够有效减少劳动力的投入，在施工过程中对于机械的依赖性相对较大，施工中投入的劳动力也基本上是对机械具有操作能力的工作人员，能够有效的降低管理难度，减少安全隐患的发生。

2、外立面施工工程量较低

超高层建筑工业化施工中，所有外立面的工作在工厂加工制作的过程中就已经完成，包括外立面涂料的涂抹、外窗的安装等等，所以能够有效的减少外立面工作量，同时有效的提高所有材料的利用率，促进施工材料的循环使用。

3、堆放量较大

超高层建筑在施工的过程中对于建筑材料及构件的需求是非常大的，所以一般建筑施工现场都会堆放较多的建筑材料，特别是预制构件，由于预制构件的数量较多，体积也相对较大，因此堆放量也是非常大的。由于堆放量的增加，对施工现场进行科学合理的规划，既要考虑到构件堆放位置对于施工的便利性，同时也要保证构件的安全性。

4、对构件固定精度要求高

在装配式建筑中，各个构件之间连接的牢固性关系到整个建筑的安全性，所以要保证每个构件之间的连接都是符合设计要求的，保障外墙构件之间具备良好的支撑能力，在施工中需要掌握具体的施工方法，并且检查每个连接点从而保证所有的施工面都不存在安全隐患。

2 项目简介

此次将针对A建设项目进行分析，A建设项目位于深圳市，为该地区最早采取装配式结构形式的超高层住宅，其结构形式为剪力墙结构，高度为 148米，层数为46层。该项目的预制构件主要包括预制凸窗、预制外墙板、预制楼板及预制楼梯。该建筑采取内保温形式，抗震等级为二级。

3 超高层建筑工业化应用内容

在A超高层建筑项目中所采取的工业化手段为装配式结构，对于装配式结构而言，其应用过程中主要包括三个重点内容，即为预制构件的设计、生产与安装，下面就将从这三个方面对超高层建筑的工业化应用进行总结。

1、方案设计

对于不同的超高层建筑项目而言，所需求的装配率及其他实际要求都是存在差异的，正是由于不同超高层项目之间差异导致工业化施工方案都是存在差异的，当前装配式超高层建筑的设计方案主要分为五种，具体如下：

（1）方案一

方案一所采取的预制形式为全面预制凸窗+部分半预制楼板+预制楼梯，该方案的预制率为 17%，优点为凸窗采取预制方式，铝窗事先在预制构件中预埋，从而有效的防止窗边渗水问题的发生，但是该方案的施工流水不利于操作。该方案单位造价较现浇结构高460元。

（2）方案二

方案二的预制形式为部分预制凸窗+半预制楼板+预制楼梯，该方案预制率为16%，采取该方案的超高层建筑的核心筒为铝模，其余部位使用大钢模，便于施工，但是该方面的预制率是非常低的，造价较传统的现浇方案每平米也增加了420元。

（3）方案三

方案三的预制形式为全部预制凸窗+半预制楼板+预制楼梯，该方案预制率为23%，优点与方案一相同，并且预制率提高，但是剪力墙却始终未采取预制构件。该方案单位造价较现浇结构高540元。

（4）方案四

方案四的预制形式为全部预制凸窗+半预制楼板+预制楼梯+半预制外墙，预制率达到了 31%。该方案的优点为不需要采取外架，并且外墙装修都可以在构件厂完成，保证装修质量的同时减少安全事故。但是采取该方面由于外墙厚度增加，所以成本也发生较大幅度增加，造价较传统的现浇方案每平米也增加了700元。

（5）方案五

方案五的预制形式为全部预制凸窗+半预制楼板+预制楼梯+预制外墙，预制率高达 50%，该方案的预制率是非常高的，使得施工工期较短，但是该方案无法满足规范高度限制，并且有着较高的成本，与传统现浇构件相比每平方米上涨了1100元。

不同方案所适用的条件都是存在一定差异的，需要结合建设项目的实际情况来确定不同的方案内容，该项目所采取的方案为方案一。

2、构件生产

该项目需要使用的预制构件包括预制凸窗、预制楼板及预制楼梯，不同构件在生产过程中所需重点控制内容如下：

（1）预制凸窗

预制凸窗需要在施工之前进行批量生产，样板生产是关键环节，相关工作人员可以在直观的看到安装效果之后对样板构件进行调整，从而有效避免构件尺寸错误。对于A项目而言，预制凸窗的体积是非常大的，同时由于窗户尺寸限制构件的分拆，若是采取常规的混凝土则会导致构件重量过大，增加吊装中的风险，所以在生产中使用聚苯板来替代部分混凝土，降低构件重量。

（2）预制楼梯

该项目的预制楼梯跨度相对较大，达到5.4米，所以构件中的钢筋需要搭接，钢筋搭接方式及搭接区段需要满足规范要求。同时为了保证楼梯在地震或者火宅等突发情况下正常使用，所以钢筋一般使用三级型号，提高楼梯的安全性能。同时由于楼梯跨度较大，则在存放、脱模过程中要注意放置的位置，避免楼梯发生挠度变形。

（3）预制楼板

由于该项目的楼板要求具备抗震性，所以要增加预制楼板与现浇楼板之间的整体性，所以才去桁架钢筋。由于预制楼板较薄，一般只有50-60mm，所以要格外注意预制楼板是否存在裂缝问题，并且进行漏水试验。

3、构件安装

在安装预制凸窗时，要注意与下一层构件之间的连接采取Z型的企口，并且要高于完成面 50mm左右。由于窗户采取了预埋方式，一般需要采取结构措施或者使用止水材料，避免构件安装缝隙的防水性能达不到规范要求。一般凸窗上部墙体比下部墙体要厚，当厚度不一致时，就需要将预制部分悬空，在浇筑混凝土时要注意方式混凝土进入到企口中。

在安装楼板时，支撑结构一般采取支撑杆与横梁，楼板的平整度可以通过 U型头来调整。在预制楼板与现浇楼板之间要铺设管线，所以在设计过程中要注意桁架钢筋外漏尺寸，从而避免影响管线的铺设。

预制楼梯一般是使用铝模来代替木模板，从而增加材料的循环率，达到节能环保的要求。

4 结束语

在此次论文中，针对A超高层建设项目的工业化施工进行分析，该项目采取的工业化手段为装配式结构，因此从装配式方案的设计、构件的生产以及构件的安装这三个方面对装配式结构的应用进行了简单介绍，为其他采取装配式结构的工业化生产超高层建筑的施工提供了参考。