超高層建筑工程施工重點難點總結(jié)

淺談超高層建筑施工的重點和難點摘要：作為城市名片的超高層建筑如雨后春筍般冒出，不斷刷新著城市高度。本文主要通過在施的哈爾濱新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺項目，淺談超高層建筑施工的重點、難點以及新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：施工組織，大體積砼，爬模，保護屏，塔吊附著從古至今，人們都在追逐“高樓達百尺，手可摘星辰”的樂趣。而隨著城市化進程的加快與建筑科技的進步，人們的夢想終于得以實現(xiàn)，全國各大城市的摩天大樓如雨后春筍般冒出，這也意味著我國超高層建筑時代已經(jīng)來臨?，F(xiàn)結(jié)合在施的哈爾濱新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺項目，淺談超高層建筑施工的一些重點、難點以及新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用。一、工程概況XXXX技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺工程，座落于黑龍江省哈爾濱市XX區(qū)，總建筑面積104091m2，是集辦公、科技研發(fā)及公共服務(wù)為一體的超高層甲級寫字樓。工程地下2層，地上40層，建筑高度243m，結(jié)構(gòu)高度為192.4m，為框架-核心筒結(jié)構(gòu)。其中1F-3F層高為6m，4F-40F層高為4.35m。作為哈爾濱市最高和首屈一指的標(biāo)志性建筑物，該工程將以其新穎的結(jié)構(gòu)體系，優(yōu)美的建筑外觀，成為松花江畔上的一道亮麗風(fēng)景。二、立體交叉式施工工藝的施工組織工程地處東北寒冷地區(qū)，年有效施工時間短，在當(dāng)今勞動力緊缺的大環(huán)境下，如何確保工期，同時又能實現(xiàn)勞動力的均衡配置，合理的施工組織尤為重要。本工程采用立體交叉式施工工藝，即先進行核心筒的施工，待核心筒完成4層后，再進行框架頂板施工作業(yè)，并始終與核心筒保持4～5層的施工間距。整個施工過程中，核心筒與框架頂板結(jié)構(gòu)施工作業(yè)在空間上分離，在時間上重疊，形成了主體結(jié)構(gòu)施工平面分區(qū)、立體分層的施工態(tài)勢。此工藝充分利用超高層建筑豎向空間上的優(yōu)勢，進行空間分區(qū)流水作業(yè)，有效地拓展了施工作業(yè)面，顯著提高了施工工效。整個施工過程中，核心筒結(jié)構(gòu)與框架頂板結(jié)構(gòu)始終是穿插進行，所有施工工序在空間上分離，在時間上重疊，這樣避免了因為工序的相互制約而產(chǎn)生的間歇時間的浪費，有效的提高了勞動效率，加快了施工進度。主塔樓標(biāo)準(zhǔn)層施工的工序安排核心筒施工工框架頂板施工日歷工種上午下午上午下午第一天鋼筋工外墻鋼筋綁扎柱筋綁扎木工退螺桿，拆模搭滿堂紅腳手架，支支梁底模板第二天鋼筋工內(nèi)筒鋼筋綁扎梁筋綁扎木工門洞模板安裝外墻爬模爬升支柱模、梁模第三天鋼筋工梁筋綁扎頂板鋼筋綁扎木工內(nèi)筒爬模爬升散拼散支墻模支梁模、頂板模支頂板模、加固砼工夜間澆筑框架頂板板混凝土第四天鋼筋工電梯前室頂板鋼筋筋綁扎柱筋綁扎木工電梯前室頂板模、散散拼散支墻模模拆除下幾層具備拆拆模條件頂板板模砼工夜間澆筑核心筒混混凝土主樓立體交叉施工作業(yè)面四天完成一層核心筒、一層框架頂板的施工，各工種在時間與空間上均衡流水，處于滿負(fù)荷狀態(tài)。豎向結(jié)構(gòu)與水平結(jié)構(gòu)立面交叉施工，工序繁多，如爬模爬升、爬錐預(yù)埋、剛架索梁預(yù)應(yīng)力施工、保護屏及卸料平臺的頂升、塔吊的頂升、臨時附著與正式附著的交替安裝、核心筒墻體預(yù)留預(yù)埋鋼筋的綁扎、固定及剔鑿等等，各工序的銜接顯得尤為重要。每道工序、每個分項的施工拖延，都將導(dǎo)致其他工種的窩工和關(guān)鍵線路的延誤。因此，周密的計劃部署和不折不扣的執(zhí)行是保證整體進度的關(guān)鍵。主樓立體交叉施工作業(yè)面三、大體積混凝土施工主塔樓筏板基礎(chǔ)厚度為2.8m，混凝土標(biāo)號為C60,總澆筑方量為5400m3，為大體積混凝土施工。1、筏板鋼筋支架鋼筋支架（馬凳）普遍應(yīng)用于超高層建筑筏板基礎(chǔ)的上下層鋼筋之間。本工程鋼筋支架構(gòu)造如下圖所示，主要采用[6.3槽鋼作為主要承重構(gòu)件，以其焊制的支架來支承上層鋼筋的重量，控制鋼筋的標(biāo)高和上部操作平臺的全部施工荷載，保證鋼筋位置正確和澆筑過程的施工人員的安全以及澆筑工作的順利進行。型鋼支架焊接體量較大，構(gòu)造形式復(fù)雜，同時受電焊機數(shù)量限制，整個筏板鋼筋支架的施工持續(xù)了10余天時間，施工難度超出預(yù)計。支架中上部構(gòu)造支架下部構(gòu)造關(guān)于筏板鋼筋支架施工的思考：（1）筏板鋼筋支架的構(gòu)造應(yīng)簡化，可能理論計算中剛度、穩(wěn)定性不一定滿足要求，但可通過堆載試驗來驗證其可行性；（2）在支架材料選擇上，可考慮用鋼管搭設(shè)支架，操作簡便，可縮短工期，需核算成本是否經(jīng)濟可行。2、大體積混凝土的裂縫控制大體積混凝土筏板基礎(chǔ)易受溫差影響產(chǎn)生裂縫，故大體積混凝土測溫、控制混凝土溫差、混凝土的養(yǎng)護措施是大體積混凝土施工的重點?？沽汛胧┤缦拢海?）對筏板基礎(chǔ)混凝土作溫度監(jiān)測在大體積混凝土中埋設(shè)電阻溫度計等測溫設(shè)備，隨時掌握大體積混凝土各部位在硬化過程中溫度變化情況，防止混凝土在澆筑、養(yǎng)護過程中因內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生裂縫，以便于采取有效技術(shù)措施（如調(diào)整保溫層厚度等），確保大體積砼滿足如下指標(biāo)：混凝土的內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，混凝土表面與環(huán)境溫差均不超過20℃及降溫速率小于2.0℃/d。（2）采用塑料薄膜與巖棉被相間覆蓋的方法進行養(yǎng)護混凝土表面收光后，及時覆蓋塑料薄膜為密封層，在塑料布上面覆蓋巖棉被。這樣可在冷空氣與混凝土表面之間形成一個溫差過渡區(qū)，在起到保溫保濕作用的同時，達到降低混凝土內(nèi)外溫差、混凝土表面與環(huán)境溫差的目的。特別注意插筋位置一定要覆蓋嚴(yán)密，防止因內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生溫度裂縫。筏板基礎(chǔ)保溫養(yǎng)護在大體積混凝土的施工中，項目還采取了優(yōu)化混凝土配合比、全面分層澆注法等措施降低水化熱，防止其產(chǎn)生溫度裂縫。從大體積混凝土施工的結(jié)果看，整個筏板基礎(chǔ)未出現(xiàn)可見裂縫，實現(xiàn)了預(yù)定的質(zhì)量目標(biāo)。四、液壓爬升模板施工技術(shù)的應(yīng)用1、液壓爬升模板的介紹液壓爬升模板是一種能自動爬升的模板體系。它的動力來源是自帶的液壓頂升系統(tǒng)，液壓頂升系統(tǒng)包括液壓油缸和上下?lián)Q向盒，換向盒可控制提升導(dǎo)軌或提升架體，通過液壓系統(tǒng)可使模板架體與導(dǎo)軌間形成互爬，從而使液壓自爬模穩(wěn)步向上爬升。液壓爬模體系液壓爬模體系2、選用液壓爬升模板施工的原因超高層建筑施工中，垂直運輸是制約施工進度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但高層塔吊的設(shè)置數(shù)量還需考慮高額的成本因素。為確保工期，減輕塔吊垂直運輸壓力，讓塔吊的效益最大化，同時又便于超高層施工，本工程核心筒內(nèi)外剪力墻和電梯井筒處施工采用液壓爬升模板施工技術(shù)。該液壓爬升模板在施工過程中無需其它起重設(shè)備，操作方便，爬升速度快，安全系數(shù)高。3、液壓爬升模板施工技術(shù)主要有以下優(yōu)點：（1）節(jié)約周轉(zhuǎn)材料爬模配置的木膠合板模板采用芬蘭進口的WISA板，板材密度大，木質(zhì)堅硬，防水防潮，正?？芍苻D(zhuǎn)使用40次。目前主塔樓核心筒已施工至30層，爬模面板經(jīng)多次周轉(zhuǎn)使用，混凝土墻面外觀質(zhì)量依然不錯。（2）節(jié)約塔吊吊次整個平臺和模板通過液壓頂升系統(tǒng)完全自爬升，減少了施工過程中對塔吊的依賴，減少了對其他工種的影響。主塔樓布置一臺LT295/12-7030塔吊，四天一層的施工速度，垂直運輸十分緊張。液壓爬升模板施工技術(shù)，大大減輕了塔吊垂直運輸?shù)膲毫?。?）提供全方位的操作平臺爬模系統(tǒng)豎向設(shè)置了7個操作平臺，自上而下依次是：3個墻體鋼筋綁扎平臺，2個模板施工平臺，1個液壓頂升操作平臺，1個爬模掛座拆卸平臺。結(jié)構(gòu)施工時爬模逐層爬升，可滿足扎筋、立模、澆注等操作防護需要，減少高空作業(yè)的危險，同時不需為重新搭設(shè)操作平臺而浪費材料和勞動力。4、爬模技術(shù)尚需改進在爬模的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，核心筒外剪力墻爬模系統(tǒng)比較成熟，操作方便；而內(nèi)筒爬模系統(tǒng)則需通過現(xiàn)場一些改造才能滿足正常使用。改造措施主要有以下幾點：（1）將原設(shè)計中木質(zhì)調(diào)節(jié)縫板更換為鋼板，以解決調(diào)節(jié)縫板退模入模困難、木質(zhì)調(diào)節(jié)縫板易損壞的問題；（2）重新加工滾吊裝置及增設(shè)縱向平臺鋼梁，解決滾吊裝置偏心、內(nèi)筒模板無法退模的問題；（3）在內(nèi)筒爬模架體上設(shè)置剪刀撐并增加平臺鋼梁，以加強內(nèi)筒爬模架體的穩(wěn)定性；（4）調(diào)節(jié)內(nèi)筒操作平臺的高度，以便于混凝土澆筑的操作。在超高層建筑施工中，液壓爬模技術(shù)的運用對提高核心筒施工速度、減輕塔吊垂直運輸壓力、減少高空作業(yè)的危險等方面起到至關(guān)重要的作用。五、建筑保護屏技術(shù)的應(yīng)用高空作業(yè)安全防護是超高層建筑施工管理的重中之重。為保證外圍框架結(jié)構(gòu)施工安全，本工程采用PS50型建筑保護屏系統(tǒng)作為結(jié)構(gòu)施工的操作架和安全防護。液壓自爬卸料平臺PS50液壓自爬卸料平臺PS50保護屏PS50保護屏系統(tǒng)為附樓板自爬升架體，它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全程度高、施工速度快等特點。它的動力來源是本身自帶的液壓頂升系統(tǒng)，通過液壓系統(tǒng)可自動提升導(dǎo)軌架體，實現(xiàn)爬架的爬升功能，在爬升施工過程中無需使用塔吊。保護屏系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)單元和卸料單元，不僅滿足外圍框架安全防護需要，還提供自動爬升的卸料平臺，滿足周轉(zhuǎn)材料的倒運。1、建筑保護屏的特點如下：（1）操作簡單、可靠，安全程度高，施工速度快。（2）系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可重復(fù)使用，降低成本。（3）通過液壓系統(tǒng)可實現(xiàn)自爬升，避免了反復(fù)吊裝的麻煩，減輕垂直運輸?shù)膲毫?，使保護屏隨樓層升高這一過程簡單快捷。2、保護屏系統(tǒng)設(shè)計缺陷通過在框架梁上預(yù)埋爬錐的方式，實現(xiàn)保護屏與主體結(jié)構(gòu)的連接。保護屏系統(tǒng)使用要求規(guī)定，爬錐位置的砼強度大于10MPa才允許保護屏爬升。為確保工期，根據(jù)工序安排，框架頂板澆筑完后只要具備上人條件，上層框架柱筋綁扎即需插入施工，而此時框架梁砼強度未達到要求，保護屏無法爬升，不能為主筋綁扎提供可靠防護。結(jié)果只能搭設(shè)臨時防護，同保護屏連成一體，作為柱筋綁扎操作架。待柱筋綁扎完成后，需拆除臨時防護架，以保證保護屏系統(tǒng)正常爬升。在以后的應(yīng)用中，需將外保護屏單元面板加長，增設(shè)框柱鋼筋綁扎平臺，滿足上層柱筋綁扎施工的防護要求，確保上層框柱提前插入施工。六、塔吊附著本工程采用LT295/12-7030塔吊，臂長70m，吊重為3T—12T，提升速度132m/min，最終安裝高度為240m，為黑龍江省有史以來最大的平臂塔吊。根據(jù)本工程立體交叉式施工工藝的要求，主樓核心筒施工早于外圍框架梁板4～5層，因此塔吊附著需采用臨時附著與正式附著依次交替安拆的施工方法，其中臨時附著位于核心筒墻體上，正式附著位于外圍框架柱上。由于本工程主樓核心筒采用爬模施工工藝，其外架體總高度接近16m，主樓層高為4.35m,同時考慮到核心筒澆筑時布料機的吊裝空間（布料機的吊裝需高于爬模架體的頂端），再加上ST70/30塔吊附著點以上自由端高度不大于36m的限制，因此主樓每施工三層，塔吊必須安裝一次附著。塔吊與主樓的位置關(guān)系主樓南立面塔吊與主樓的位置關(guān)系主樓南立面附著安拆順序如下：安6F臨時附著→安9F臨時附著→安5F固定附著→拆6F臨時附著→安12F臨時附著→拆9F臨時附著→安9F正式附著→安15F臨時附著→拆12F臨時附著→安12F正式附著→。。。塔吊附著安裝主要存在以下難點：1、如何降低附著安裝對結(jié)構(gòu)施工的影響本工程工期緊，體量大，四天一層的施工速度，垂直運輸十分緊張。而主樓塔吊每隔3層需要頂升及安裝附著一次，每次需頂升5個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，塔吊的頂升和附著的安裝期間，塔吊無法吊運鋼筋、架料、模板等各種材料，這樣無疑對結(jié)構(gòu)施工造成較大影響。為了將附著安裝對結(jié)構(gòu)施工的影響降到最低，一方面，盡量縮短塔吊附著安裝及標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂升的時間。提前確定附著安裝時間，通知安裝隊伍及時到場，準(zhǔn)備好附著材料。另一方面，選擇在混凝土澆筑的期間完成塔吊的頂升和附著的安裝，盡量避免對結(jié)構(gòu)施工的影響。同時，將附著安裝工作分解，利用施工吊料的間歇時間，提前插入安裝塔吊的附著框。遇材料吊運緊張時，則分兩次頂升標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。2、臨時附著桿長度的確定塔吊臨時附著桿一端與預(yù)埋在核心筒墻體上的附著支座相連，另一端與安裝在塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中部的附著框連接。本工程的塔吊臨時附著有以下特點：（1）塔身與核心筒的臨時附著長度達15m，屬于超長附著；而附著桿的調(diào)節(jié)絲扛可調(diào)節(jié)長度有限（兩端僅有300mm的調(diào)節(jié)余量）。（2）每個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度為3m，主樓層高為4.35m，附著框只能安裝在塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中部有水平腹桿處，結(jié)果每次臨時附著安裝時，附著框相對于層高的位置都在發(fā)生變化。（3）附著桿與核心筒、塔身錨固點位置需綜合考慮爬模導(dǎo)軌位置、爬模下掛平臺高度、框架部分框架梁、柱等空間位置。錨固點位置稍有偏差，將導(dǎo)致附著桿安裝與爬模或者上層框架梁柱施工發(fā)生沖突。綜上所述，為避免附著桿的空間位置干擾上層施工，預(yù)先通過CAD軟件進行三維放樣，計算附著桿的理論長度與附著角度，同時結(jié)合現(xiàn)場每次附著的實際情況對附著桿長度進行實測，以確定臨時附著桿準(zhǔn)確的加工下料長度。通過精心組織和充分的技術(shù)準(zhǔn)備，施工工藝較為特殊的塔吊附著安裝作業(yè)得以順利實施，為工程整體進度提供了重要保障。塔吊臨時附著塔吊臨時附著位置圖塔吊臨時附著塔吊臨時附著位置圖六、結(jié)語超高層建筑的施工管理中，如何合理應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，使其與建筑結(jié)構(gòu)特點