超高层建筑之施工难点分析

摘要：近年来，越来越多的超高层建筑出现在人们的视野当中，随之而来的安全问题也引起全社会关注。本文结合我国超高层建筑施工经验，分析并总结了施工过程中的突出难点。

关键词：超高层建筑；施工；难点

　　1、超高层建筑概述

超高层建筑投资大，建筑施工工期久，影响范围也比较大。因为其体积庞大、功能复杂，容纳人员多。一般城市最高层建筑物都会处于特殊地位，即所谓地标。

城市超高层建筑物也是区域经济的反应，是一个国家综合实力的展现。但是对于超高层建筑不仅造价会很高，其每天正常运行的费用也很高。除此之外，超高层建筑物的维护费用是高到惊人的地步。如我国上海金茂大厦的造价约为2万元/m2，每天的正常运行费用约数百万元人民币。其建设费用与维护费用之比约为1:3～1:4，而其使用寿命只用65年。单从这个角度看，完全失去了修建超高层建筑物的节约本意。但是城市地理条件的、经济的发展等，使得建造超高层建筑成为必然。超高层建筑对基础要求严格，施工精度要求高。

2、超高层建筑特征概述

对于超高层建筑物的定义国内外尚没有形成较为统一的看法，1972年的联合国建筑会议中对超高层建筑进行了较为权威的定义，它规定建筑总高度超过100m或者总楼层数超过40以上的建筑物即为超高层建筑。我国的超高层建筑与世界发达地区相比较为滞后，我国的第一座超高层建筑物出现于广州，即于1976年建成112m高的白云宾馆。伴随着我国经济建设的快速发展，全国各大中城市都具备了建设超高层建筑物的经济能力和施工条件。超高层的结构形式呈现多样化的发展趋势，现阶段超高层建筑物的结构形式已由最初常见的框架结构形式，转变为框架剪力墙结构、框架核心筒结构、剪力墙结构、框架结构等。超高层的建筑形式也由原来常见的钢筋混凝土结构发展为钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构，超高层建筑物的发展方向也面向更大、更深、更高、更负责、更齐全前进。由于超高层建筑物的高度决定了其结构的整体性、强度和稳定性要求更为严格，超高层建筑的施工技术较传统建筑物的施工技术相比之下，具有下述几点较为显著的特征：一是超高层建筑物的投资大，施工周期长，资金压力大；二是超高层建筑往往具有较为特殊的建筑效果与造型设置，导致结构施工技术难度和复杂度增大；三是超高层建筑物的地下结构复杂，基础埋深大，对地下结构和基础施工质量要求高；四是超高层建筑的作用空间较为狭窄，加大了施工操作的难度；五是超高层建筑物一般都位于较为繁华的市区，由于其交通、环保、施工场地的高要求给施工作业带来更多的困难。

3、超高层建筑施工过程之中的主要难题分析

3.1、设备系统方面

根据理论讲，如果受力计算足够精密，施工误差足够小，那么超高层建筑的高度是没有的。但是设备角度来讲，超高层建筑物不是简单的建筑物拉伸。在低层建筑物中的一般问题，在超高层建筑物中就需要特别注意和妥善处理。

（1）电梯

超高层建筑电梯速度快、载员多、运距远、使用时段集中，而且电梯动力来源必须保持不间断。如果发生电梯故障和事故，应急救援工作不能及时且难度大，会造成不可小觑的社会影响。

（2）消防

超高层建筑的消防设施安装需要高压水泵保证供水。由于超高层高度非常高，一般马力的水泵很难达到要求，而且能耗损耗非常大，其设计上也需要进一步研究。要求承包商对管道的冲洗试压要事先进行，保证无误。其中自动喷淋系统由于楼层高、支管较多、通路繁杂，冲洗过程应有专门人员检测，确保喷淋管网内洁净无污物，以保证安装最少的消防设施，满足正栋高层的安全使用。

3.2、施工方面

（1）深基坑工程

超高成建筑由于体积庞大，承重也非常大，需要有一个坚实的受力结构，即深基础。深基础需要挖至微风化岩层，首先进行基坑围护工作，降低地面水位，基坑内设置明排水。降低水位一般采用井点降水方法，此法要点是确定集水总管、滤管和泵的位置，保证降水系统高效进行。其次，是基坑开挖。土方开挖要分层进行，同时要保证基坑周围及内外两侧的排水工作。最后，人工挖孔部分。由于挖进深度比较大，所以地下存在很多安全隐患。做好基地安全措施，设置好安全区，以防物体坠落伤人。桩芯砼的浇筑必须一次成型且振捣密实，保证桩基础质量过关是超高建筑的基本保证。

一般超高层建筑物基础施工采用“逆做法”，此法在中国市场上已经得到比较广泛的应用。尤其是面对城市地下空间开发的不断兴起，对城市深基坑高层建筑施工区域，逆做法大大的减少了施工受约条件。其基本施工方法与传统施工方法不同，是先进行地面层结构施工，完成砖墙工程后，再上下同步进行上下部分的施工。这样不仅可以节约施工工期，也进一步保证了施工安全，同时解决了空间施工给城市环境带来的压力，此法为超高层建筑带来了不可限量的市场前景。

（2）钢结构施工技术

钢结构这类施工技术有着自身的明显优势，如工业化强度高、施工速度快等，因此，也得到了更为广泛的应用。在超高层建筑施工体系中，有很多种类型的钢结构，如钢筋混凝土组合结构、大跨度空间钢结构以及高层重型钢结构等。而钢结构的主要缺点就是其热传导性太好，这样一旦发生火灾时，钢结构就会给整个高层建筑带来毁灭性的破坏。

（3）地下室防水工程

超高建筑物地下室深度达、层数多、面积大、空间大。一方面，要满足建筑承载力及结构抗浮要求；另一方，面要满足地下室功能要求、停车位数量以及人防措施等。地下室防水工程主要是考降低地下水位以及防水混凝土材料，材料必须达到很好的抗渗要求。防水混凝土要注意做好养护工作，防止混凝土开裂，表面出现蜂窝等现象。

（4）混凝土工程施工技术

①施工工艺流程

配合比计算—原材料计算、外加剂配制—混凝土坍落度测定、试块制作—混凝土运输—泵送—布料—混凝土浇筑、振捣—泵和输送管的清洗、拆除。

②输送管道的敷设及楼层布置

工程输送垂直管道采用在楼层钢筋混凝土边梁上预埋铁件，然后用角铁焊接固定输送管；在楼面，输送管需搭支架及马道布置，而不能直接放在楼面上。布置水平管或向下的垂直管采用混凝土浇筑方向与泵送方向相反。

③混凝土的布料

采用式混凝土布料杆，方法是：先将它安放在支撑稳固的待浇筑楼板的模板平面上，一端与泵送混凝土输送管道接通，另一端接软管，由人力推动做水平布料。

④混凝土的浇筑

每层楼混凝土按二次浇筑，第一次浇筑柱，第二次浇筑梁板。柱浇筑高度大于3.0m的，在一侧或两侧模板开设门子板，混凝土从门子板处的斜槽或平台灌人模内，振捣器采用高频振捣棒从顶部插入振捣。按300mm～500mm厚分层浇筑，在有孔洞模板部位两侧应均匀下料，相对振捣。浇筑时应重点控制浇筑高度和振捣棒插入间距、深度、顺序。泵送混凝土时，应使料斗内持续保持一定量的混凝土(20cm厚以上)，以免吸人空气，使转换开关阀间造成混凝土逆流形成堵塞。在泵送时，每2h换一次水洗槽，并检查泵缸的行程，发现有变化及时调整，泵送时，应随时观察泵送效果。

⑤劲性结构的浇筑

通常情况下，高度在300米以上的超高层结构形式采用钢筋混凝土及钢结构混合型的劲性结构，如果遇到钢结构内灌高标号混凝土，从进度方面考虑，无法采用塔吊浇筑，只能采取泵送浇筑，但将高标号混凝土一次泵送到300m以上难度非常大，因此需要提前进行高标号自密实混凝土配比试验和一次泵送的浇筑试验，根据试验的结果确定混凝土的配比及浇筑工艺。