高层建筑设计|深入了解超高层建筑施工工艺
时间：2015/3/18 22:07:49
来源:本站原创 责任编辑:江春双
超高层建筑多设计为框架核心筒结构，根据高度的不同，又主要有两种
超高层建筑多设计为框架核心筒结构，根据高度的不同，又主要有两种：
类型1：内筒为钢筋混凝土核心筒结构+外筒巨柱，巨柱与核心筒之间钢梁连接，外筒楼板为组合楼板的形式，如：广州西塔、深圳京基100大厦、广州东塔，均为该结构形式，高度均在400米以上。
类型2：内筒为钢筋混凝土核心筒+外筒巨柱，巨柱与核心筒之间为钢筋混凝土梁连接，楼板为普通的钢筋混凝土楼板，如：重庆环球、广州高德等。建筑高度约在200～400米。
超高层建筑的施工涉及到建筑施工领域较多的技术课题，主要有以下几方面：
☆ 选择确定合适的施工工艺流程和合理选择模板、围护架体系。
☆ 高强、高性能混凝土、钢管混凝土等的施工质量控制。
☆ 垂直运输设备的选择。
☆ 各专业工程的合理插入施工时间。
☆ 总承包方涉及的多工序、多工种交叉作业时的管理与协调。
一、工艺顺序确定
类型1：前述类型1，外框结构为钢梁的结构形式，适合核心筒墙体竖向结构先行施工，楼板等水平结构滞后施工，外框钢结构及梁板滞后核心筒结构数层进行施工。钢梁与核心筒连接采用预埋件焊接耳板的连接形式。核心筒内梁筋需预留套筒，楼板钢筋可采用预留胡子筋的形式，局部错位、漏埋可采用植筋。
外框楼板为组合楼板。
类型2：前述类型2，由于外框筒结构为钢筋混凝土结构，理论上不适合核心筒先行施工的施工工艺，理由有：
(1)外筒梁板钢筋需全部同截面断开，对结构受力性能影响较大很难征得设计同意。
(2)普通钢筋混凝土楼板需支模施工。
结论：前述类型2的超高层结构比较适合采取内外筒一起同步施工的形式。
二、模板、围护系统选用
目前，可用于超高层建筑施工的模板及围护系统有：
(1)、爬模系统
(2)、滑模系统
(3)、顶模系统
上述三种模板体系均可用于类型1的核心筒墙体结构先行施工的工艺。
(4)、传统翻模+爬架围护系统的工艺
该工艺适合类型2内、外筒同时施工的工艺。
爬模系统特点介绍：
爬模系统有专业厂家生产，构件设计为标准件，可厂家租赁，使用完毕后厂家可以回收。爬模由下架、上架、附墙挂座、导轨、液压油缸系统、模板、护栏等组成。爬模的原理是，根据墙体情况，布置机位，每个机位处设置液压顶升系统，架体通过附墙挂座与预埋在墙上的爬锥连接固定，爬升时先提升导轨，然后架体连同模板沿导轨爬升。
爬模系统的特点：
(1)、液压爬模可整体爬升，也可单榀爬升，爬升稳定性好。
(2)、操作方便，安全性高，可节省大量工时和材料。
(3)、爬模架一次组装后，一直到顶不落地,节省了施工场地，而且减少了模板、特别是面板的碰伤损毁。
(4)、液压爬升过程平稳、同步、安全。
总体说：爬模系统具有操作简便灵活，爬升安全平稳，速度快，模板定位精度高，施工过程中无需其他辅助起重设备的特点。
但一般机位较多，整体性不够好，承载力也不大。
滑模系统特点介绍：
滑模施工工艺在国内始于20世纪40年代， 已广泛应用于钢筋混凝土的筒壁结构、框架结构、墙板结构。对于高耸筒壁结构和高层建筑的施工，效果尤为显著。
滑模施工技术是混凝土工程中机械化程度高、施工速度快、场地占用少、安全作业有保障、综合效益显著的一种施工方法。
顶模系统组成：
顶模系统主要由：支撑系统、液压动力系统、控制系统、钢平台系统、模板系统、挂架系统六大部分组成。
顶模系统优点介绍：
(1)、顶模系统适合用于超高层建筑核心筒的施工，顶模系统可形成一个封闭、安全的作业空间，模板、挂架、钢平台整体顶升，具有施工速度快、安全性高、机械化程度高节省劳动力等多项优点。
(2)、与爬模系统等相比较，顶模系统的支撑点低，位于待施工楼层下2～3层，支撑点部位的混凝土经过较长时间的养护，强度高，承载力大，安全性好，为提高核心筒施工速度提供了保障。
(3)、顶模系统采用钢模可提高模板的周转次数，模板配制时充分考虑到结构墙体的各次变化，制定模板的配制方案，原则是每次变截面时，只需要取掉部分模板，不需要在现场做大的拼装或焊接。
(4)、与爬模相对比，顶模系统无爬升导轨，模板和脚手架直接吊挂在钢平台上，可方便实现墙体变截面的处理，适应超高层墙体截面多变的施工要求。
三、高强、高性能混凝土的施工
四、垂直运输设备的选择
超高层建筑施工，垂直运输设备是保证工期的关键，主要是塔吊和施工电梯的选型和布置需满足施工需求。
塔吊选型要点：
(1)、塔吊满足钢结构吊重需求，吊次分析满足钢构和土建施工进度需求。
(2)、塔吊的布置位置及材料堆场的关系。
(3)、塔吊的容绳量满足建筑高度需求。
(4)、群塔布置满足的安全距离要求。
(5)、塔吊基础的设计、塔吊爬升规划、塔吊拆除措施等。
施工电梯选型要点：
(1)、施工电梯运力分析需满足人员上下班高峰期运人需求，材料运输能力满足施工进度需求。
(2)、施工电梯布置位置尽量对后期施工影响最小。
(3)、施工电梯分段管理，划分停靠楼层，提高效率。
(4)、选择高速电梯，电梯的电机性能直接影响电梯的性能，选择有实力的生产厂家。
(5)、施工电梯梯笼尺寸及运载重量可以综合考虑满足运输幕墙板块及机电设备的需求。
(6)、楼层过高，电压降对施工电梯的影响，电缆线防卷问题。
五、各专业工程的插入施工
六、总承包方的协调管理
超高层建筑施工，涉及到各专业分包、甲指分包的劳务队伍数量众多，协调管理难度大，主要以下方面。
(1)、安全管理
(2)、消防管理
(3)、各专业队伍之间塔吊使用的协调分配
(4)、各专业队伍之间施工电梯使用的协调分配
(5)、对幕墙单位、永久电梯施工单位、防火涂料单位等专业分包单位的协调管理。
七、总结超高层建筑施工的重点、难点
超高层建筑的施工常见的重点、难点问题：
(1)、一般超高层建筑工程地址处于城市繁华地段，施工用地紧张，材料堆场狭小，堆场的合理布置、管理是难点。
(2)、基坑周边会存在建筑物、管线、地铁等设施，对周边环境影响的监控是重点、难点。
(3)、超高层建筑高度超高，工作面多、分布广，安全、消防体系庞大，管理困难。
(4)、施工过程中专业穿插多，总包管理工作内容繁琐，协调工作量大。
(5)、超高层测量精度要求高，对施工过程中建筑物变形监控检测是施工重点、难点。
(6)、部分超大钢构件安装是重难点。
——香港JR设计整理
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