阐述高层建筑土建工程施工技术的应用

文／吴国伟 山东枣建建设集团有限公司 山东枣庄 277100

1、高层建筑的施工特点

1.1 准备工作复杂

相比较普通的地层建筑建设来说，高层建筑在施工前的准备阶段工作量非常大。高层建筑的层数多、高度高、建筑面积也大，所以需要准备的施工材料以及人力资源数量都很高。比如建筑需要的混凝土、钢筋以及其他各种复杂的建筑材料，施工需要的多种设备机械，还有施工人员的聘请。对这些施工机械的运输、维护问题，整体施工方案的准备，工作人员管理方案的制定，其他施工资源的采购等。这些都需要在高层建筑施工之前准备妥善，以给建设工作的开展提供充足的物质和人力资源的支撑。与此同时，高层建筑的建设还需要考虑到施工面积的分配，避免施工面积过小导致的物资运送困难和工作人员的工作无法有效开展的现象出现，需要科学的规划各个方面的工作面积，机械设备对施工场地的占用情况，合理分配建筑资源，为后续的工程建设做好基础的准备工作。

1.2 施工作业量大，施工过程复杂

由于高层建筑的层数和建筑材料比普通建筑多得多，所以高层建筑建设的施工作业量也就非常大。工作人员要进行基础材料的拼接组装比如泥沙、混凝土的调配工作，对线路管道预留空间的构造要进行整体的考虑，因为建筑楼层高所需要的地基深度也高，再加上横向的建筑面积大，工作人员在进行挖掘和建筑结构架构的时候作业量也就比普通建筑建设高。除此之外，施工的过程也非常的复杂，工作人员需要熟练地操控多种建设机械，施工的技术人员种类也就非常多。需要保证建筑材料准确的运输到相应的施工人员手中，避免建筑材料过多而导致运输错误或者材料使用错误、材料不足的问题。施工人员还需要掌握特殊的施工工艺，比如混凝土的大量调配和大面积浇筑、高强度的配筋工作等，这些工作也提高了对建筑工程的管理人员的要求和工作量。

1.3 施工周期长

由于高层建筑的工作量大，所以高层建筑建设的施工周期也非常长，普遍情况下高层建筑的施工周期都在2-4年之间。其中对建筑的主体结构进行建构每一层都需要5-10d 左右，加急的情况下也要在3d 以上。许多高层建筑的施工人员会将整体的施工周期划分成好几个批次，然后分批进行施工，这样可以保证施工的持续进行。在高层建筑的建设过程中，施工人员还需要面对天气的变化对施工的影响，天气条件恶劣的情况下很多工程作业无法正常进行，此时就需要相应的调整施工进度和施工措施，以保证工作人员的人身安全以及工程质量达到标准。此外，施工过程中还需要采用特殊的施工技术，不同于普通的施工作业，特殊施工技术的安排和使用都需要耗费时间，某一个环节或者机械的使用上出现问题就会导致工期的延长。并且每一项作业完成之后还需要检验完成的质量，检测是否有瑕疵和错误，这些都需要算进工期之内，如果检验出有瑕疵和问题还需要再进行修补甚至是拆除错误部分，然后重新进行施工。同时高层建筑建设的过程中安全隐患也非常多，比如高空作业等，在进行施工之前还需要做好严格的防护措施，这些因素都是高层建筑施工周期长的原因。

1.4 地基施工难度高，高空作业多

一个建筑要想稳固，就需要打好地基，高层建筑的建设则需要比普通建筑更深的地基来支撑。一般情况下，高层建筑都要求挖建3、4 层左右的地下建筑部分，比如地下室、地下停车场、地下排水管道等。对于这种深入地下的挖掘建设，在土壤挖掘、岩层爆破、地下水的处理、基坑支护等方面都需要非常高的施工技术，这也就导致了高层建筑地基施工的难度非常高。这种情况也延长了施工的进度，对建筑工程的造价管理方面的工作也有一定的影响，高技术、高难度的施工作业需要工程造价的管理人员更加严格的进行成本计算以及设备使用和损耗的记录，也考验了施工人员的技术水平。除此之外，高层建筑建设的后期无法避免的就是高空作业问题，通常情况下的高层建筑都在45-80m 之间，超高层建筑则是在100m 以上，工程后期的高空作业量迅速增加，一些建筑材料的运输使用就会遇到困难，工程建设对高空垂直运输的要求也就非常高。因此在高层建筑后期的施工过程中，需要对各种建筑材料的垂直运输做好安排，确保高空作业的工作人员所需的施工材料能够及时供应上。而且一些建筑材料较为精细，一些建筑材料又大又重，所以对垂直运输设备的型号也需要严格筛选和仔细安排，统筹规划机械、材料、人力物力，确保施工进程和资源运输有条不紊进行的同时还要保障施工人员的生命安全。

2、高层建筑土建工程施工技术的应用

2.1 地基桩基技术

万丈高楼不可能真的平地而起，高层建筑的建设必须有一个好的地基作为支撑。地基是高层建筑的根，也是高层建筑施工的起点，除了支撑作用之外还对高层建筑的防震能力有着决定性作用。我国关于高层建筑结构设计和施工的相关法律法规文件中明文规定了，在进行高层建筑建设时，其地基的深度必须达到建筑整体高度的1/15 左右才行。并且越坚实牢固的地基越能增加高层建筑的使用寿命，地基的质量也是高层建筑后续施工建设的基础和前提。现阶段我国高层建筑地基的建设中，通常运用的是土建工程施工技术里的地基桩基技术，这项技术的运用无疑提高了高层建筑地基的质量。地基桩基技术在各种复杂的高层建筑施工时都能有效应对，使用的范围非常广泛，尤其是地基桩基技术中的现浇灌注桩技术，这种施工技术可以让建筑地基的承载能力更强，可以地基整体的承载力达到10000kN 以上，可以说是高层建筑地基支撑的主力。在使用现浇灌注桩技术进行桩基施工的时候，尤其是在进项现场灌注的时候，必须要注意将基柱的管口顶部上面的管帽进行密封措施，这样主要是为了防止施工过程中的泥沙异物和水进入管内，从而影响基柱的质量，降低其承载能力。

2.2 支护技术的应用

地基基坑深是高层建筑的地基最突出的特点，相比普通建筑的地基基坑要深入地下非常多，与之相对应的就是进行施工的难度非常高，所以必须采用支护技术来辅助基坑施工。支护技术当前已经被我国高层建筑建设广泛的应用，是高层建筑地基的施工建设中最基础的施工技术之一。基坑支护技术其实就是多种施工技术的综合，将防水、挡土、检测、支护这几个方面结合起来的一种高程度系统化的施工技术。在高层建筑地基建设中一般普遍使用支护技术中的拱墙和土钉墙这两个方面，主要是因为这两种技术更加成熟，施工成本相比以前传统的支护技术来说更低一些，能够在保证施工质量的同时大大降低投入成本。除此之外，混凝土施工技术和钢结构施工技术也是地基建设的基础施工技术，在高层建筑施工时也被广泛应用。

2.3 混凝土施工技术的应用

高层建筑中的混凝土施工技术是一项复杂的施工项目，主要是对混凝土的调制、输送、浇筑和维护等工作。在配制混凝土时要严格按照标准的制作流程，结合工程建设的实际情况来进行原料的配比，制作完成之后将混凝土根据各方面施工工作的需要来分配输送。在浇筑混凝土的过程之中需要注意保持混凝土的状态，在出现泌水现象的时候及时搅拌处理。在混凝土技术的使用过程中，要着重考虑到混凝土的抗压能力，因为混凝土是建筑的主体材料，在建筑中必须有较强的支撑能力，不能一压就碎。保证混凝土的抗压能力主要需要注意其中水泥的强度和水灰的配比这2 个方面。(1)在采购水泥的时候就需要保证是从正规的质量可信的生产厂家那里购买，（2）在实际施工的过程中要注意混凝土的检测工作，严格检查配制混凝土时的水灰配比。混凝土施工技术还包括大体积混凝土施工技术和泵送混凝土施工技术，其中泵送混凝土的水分会比较大，所以泌水现象的出现也就比较频繁和严重，需要时事的解决处理，避免影响混凝土的质量从而导致施工质量的降低。

2.4 大面积混凝土施工技术的运用

高层建筑的建筑面积大，随之地基的建设面积也就非常大，对于横向和纵向面积都非常大的地基建设工程来说，对施工的整体性要求也就非常高，在采取混凝土技术进行浇灌的时候不能断断续续，要一次性的浇筑完成。为保证对大面积的施工区域进行一次性浇筑的顺利完成，就需要数量庞大的混凝土来保证持续不间断性的混凝土浇筑工作，除了对混凝土数量的需求，这无疑也是对施工技术和施工设计方案的高要求。而大面积的混凝土浇筑很容易产生混凝土供应间断和施工缝隙等问题，主要是因为浇筑的横向和纵向面积都比较大，浇灌体积也就非常大，混凝土在浇筑时还会因为发热而产生大量水分和热量，让混凝土中的内部温度和外部温度产生巨大差异，导致温度压力，从而将混凝土的表面破坏而产生所谓的施工缝隙。所以要对大面积混凝土施工技术进行优化，加强对混凝土内外温度差的控制，防止压力产生的变形和裂缝，研究提高混凝土的化学结构，提升混凝土防水、抗温、抗裂、防腐蚀的性能。

2.5 泵送混凝土施工技术的运用

在高层建筑建设过程中，大量混凝土的配制和浇筑一直都是影响施工进程的重要施工环节。如图1，泵送混凝土施工技术就是将混凝土用专门的管道通过混凝土泵的施压来将混凝土运输到需要进行浇筑的区域，保证混凝土的持续性供应，将混凝土的运输和浇筑结合起来一次性的完成。在泵送混凝土施工技术的支持下可以大大提高施工效率，并且用混凝土泵运输的混凝土数量更大，工作人员的劳动强度也得以降低，这些优势特点都使泵送混凝土技术得到广泛的认可和应用。但是泵送混凝土技术在使用过程中对使用要求和注意事项也非常多，首先就是需要保证配制的混凝土可以进行泵送，这就对混凝土的流动性和粘聚性要求比较严格，在水灰配比时要仔细分析调配。在商品混凝土进行运输的过程中可以利用设备对混凝土进行不断对的搅动，来保证混凝土不产生灰质析出现象或者泌水现象，降低混凝土的摩擦力，从而确保混凝土的可泵性。所以需要对混凝土的质量进行不断的优化，对不同水灰配比的混凝土的性能和特征进行深入的研究分析，多结合工程施工的实际需求情况，合理的制定泵送混凝土的水灰配比，保证施工上的进度和工作质量。除此之外，还需要加强对混凝土中泥、沙、石等成分的要求，保证这些成分的外部的大小和内部性能都达到严格的标准，还可以在混凝土的配制过程中适当的添加一些减水剂等额外的功效性成分，来保证混凝土的粘聚性以及可泵送性。

图1 泵送混凝土技术结构图

2.6 结构施工技术

土建工程施工技术中还包括结构施工技术，而结构施工技术中还包含了钢结构施工技术和现浇钢筋混凝土结构技术，高层建筑建设过程中经常会用到钢结构施工技术。其中现浇钢筋混凝土结构施工技术对震动的抵抗性比较强，建设出的建筑整体性也很好，对钢材的使用量也相对较低。不过钢结构施工技术的抗震性能也很不错，并且重量相比于钢筋混凝土结构更轻巧，施工的速度也更快，所以在高层建筑的建设中被广泛的应用。钢结构施工技术主要是对钢筋进行连接，在这一方面采用的方法除了以前传统的手工焊接、捆绑结扎之外，还会运用电渣压力焊、直螺纹连接技术、锥螺纹连接技术、冷挤压技术对直径和面积比较大的钢筋进行拼接。其中锥螺纹连接技术、直螺纹连接技术以及冷挤压技术都是使用机械进行连接，施工过程中不受天气的影响和破坏，还可以节约电力和钢材，降低施工成本，减少资源的浪费。并且钢结构施工技术对工作人员的技术要求相对较低，钢筋的接头质量比较好控制和筛查，施工起来更加简便，施工的速度也就更快。钢结构施工技术的运用可以大大提高施工效率，推动工程建设整体进度的发展。

2.7 施工转换层技术的应用

高层建筑工程中需要建设的楼层非常多，对地基的支撑力需求非常大，地面所承受的重量负荷也非常高，这就需要考虑建筑下半部分的结构支撑能力和牢固性。如图2，土建工程的转换层技术在高层建筑中的应用就是这样，在进行建筑分层的时候考虑到浇筑完毕的建筑部分对重量的承受能力，利用建筑下半部分的垂直结构部分来减少承重负荷，充分的利用钢结构的优势和特点来实现置换作用。不过高层建筑的转换层技术的使用过程中对楼层的平面水平程度要求非常严格，所以在施工过程中可以合理的选择富裕模板，设定模板支撑的体系，来辅助支撑超出转换层承重能力的部分。其中模板体系的原理就是将模板的和支撑结构结合运行，所以对模板的抗压能力和承重能力都是有相应的标准的，并且在进行混凝土浇筑之前要严格检查模板的接缝，以及在进行浇筑的过程中也要仔细检查，将混凝土浇在模板上顶，在每个模板的连接处一定不能存在水分。还有对模板中的杂物要清理干净，防止杂质的残留，并及时的在模板和混凝土接触的地方涂上阻挡剂，保证模板的功能能够正常发挥。此外还要加强对大体积混凝土的转换板的性能优化，保证施工过程中混凝土转换板不会因为压力出现收缩裂缝或者因为温度差出现温度裂缝，提高转换板的质量和性能。在实际施工的时候增加对影响转换板质量的因素的检测，实时控制施工期间混凝土的温度，这样在出现一系列问题的时候就可以及时的进行调整和修补，从而提高高层建筑建设的整体质量。

图2 高层建筑转换层施工技术

2.8 整体提升钢平台技术的应用

土建工程施工技术在高层建筑建设中的应用要求非常高，尤其是在进行高层建筑核心施工的过程中，需要严格的选择施工技术，对技术使用中的安全性要求更高。而整体提升钢平台技术的应用则可以满足高层建筑核心施工的技术要求，整体提升钢平台施工技术的主要使用原理就是对高层建筑结构的核心支撑进行分析，然后对高层建筑中支撑核心中的减力墙结合起来搭建钢平台，之后利用提升机械对钢平台进行提升，让钢平台可以跟随施工的整体进度上升高度。以此来保证高层建筑结构的稳定性，确保高层建筑的施工工作顺利的进行，保障工作人员的人身安全，提高施工效率。

结语：

综上所述，土建工程的施工技术在高层建筑建设中的应用给高层建筑建设的发展带来极大的推动力，提高了人们生产生活的质量，也推进了社会经济的发展。并且我国现阶段城市化发展越来越快，可供建设开发的土地资源非常稀缺，我国人口数量非常多，高层建筑必将成为城市化发展的主要趋势。为了能够保障人们的生活水平，必须加强对土建工程施工技术的创新研究，保证在高层建筑建设中各种施工技术的熟练运用，提升施工技术的质量，以推动高层建筑建设的整体质量和水平。