10高层建筑施工

本章内容：高层建筑筑施工特点点、垂直运运输设备和和脚手架；；高层建筑筑基础施工工和主体结结构施工等等内容。重点：附着式和爬爬升式塔式式起重机、、大体积混混凝土和泵泵送混凝土土施工原理理及工艺，，高层建筑筑施工安全全技术。10高层建筑施施工学习要求：：了解高层建建筑结构体体系及施工工特点，高高层建筑垂垂直运输设设备和脚手手架的搭设设，深基坑坑支护结构构形式、水水泥土挡土土桩施工和和地下连续续墙施工；；掌握浇筑大大体积混凝凝土产生裂裂缝的主要要原因、防防止措施和和合理的施施工方法；；熟悉泵送混混凝土施工工工艺及泵泵送混凝土土的技术要要求；了解高层建建筑施工的的安全技术术。10.1高层建筑及及其施工特特点10.3高层建筑基基础施工10.4高层建筑结结构施工10.5高层建筑施施工的安全全技术10.2高层建筑运运输设备与与脚手架End本章内内容高层建筑：：指10层以上的住住宅及总高高度超过24m的公共建筑筑和综合建建筑。高层建筑结结构按使用用材料划分分，主要有钢筋筋混凝土结结构、钢结结构、钢-钢筋混凝土土组合结构构，以钢筋筋混凝土结结构在高层层建筑中的的应用最为为广泛。高层建筑按按结构体系系划分，有框架体系系、剪力墙墙体系、框框架-剪力墙体系系和筒体体体系(图10.1)。10.1高层建筑及及其施工特特点（1）框架体系系框架体系是是我国采用用较早的一一种梁、板板、柱结构构体系，其其优点是建建筑平面布布置灵活，，可以形成成较大的空空间，特别别适用于各各类公共建建筑，建筑筑高度一般般不超过60m。但由于侧侧向刚度差差，在高烈烈度地震区区不宜采用用。10.1.1高层建筑的的结构体系系（2）剪力墙体体系剪力墙体系系是建筑物物的内外纵纵横墙除了了承受竖向向荷载外，，还要承受受由水平荷荷载所引起起的弯矩。。它承受水水平荷载的的能力较框框架结构强强，刚度大大，水平位位移小，现现已成为高高层住宅建建筑的主体体，建筑高高度可达150m。但由于承承重剪力墙墙过多，限限制了建筑筑平面的灵灵活布置。。（3）框架－剪剪力墙体系系框架－剪力力墙体系兼兼有框架和和剪力墙体体系的优点点。它是在在框架结构构平面中的的适当部位位设置钢筋筋混凝土墙墙，常用楼楼梯间、电电梯间墙体体作为剪力力墙而形成成框架－剪剪力墙体系系。它具有有平面布置置灵活，能能较好地承承受水平荷荷载，且抗抗震性能好好的特点，，适用于15～30层的高层建建筑结构。。（4）筒体体系系筒体体系是是框架和剪剪力墙结构构发展而成成的空间体体系，由若若干片纵横横交错的框框架或剪力力墙与楼板板连接围成成的筒状结结构。根据据其平面布布置、组成成数量的不不同，又可可分为框架架－筒体、、筒中筒、、组合筒三三种体系。。筒体结构构在抵抗水水平力方面面具有良好好的刚度，，并能形成成较大的空空间，且建建筑平面布布置灵活。。基础埋置深深度大垂直运输量量大浇筑钢筋混混凝土工程程是高层建建筑施工的的主导工程程10.1.2高层建筑施施工的特点点垂直运输设设备是高层建筑筑机械化施施工的主导导机械，担担负着大量量的建筑材材料、施工工设备和施施工人员垂垂直运输任任务。目前前，我国高高层建筑结结构施工用用垂直运输输设备主要要有：塔式起重机机、混凝土土泵和施工工电梯。10.2高层建筑运运输设备与与脚手架（1）塔式起重重机的选择择原则塔吊参数应应满足施工工要求对对塔吊各主主要参数应应逐项检查查，务使所所选用塔吊吊的幅度、、起重量、、起重力矩矩和起重吊吊钩高度等等与施工要要求相适应应；塔吊的生生产效率率应满足足施工进进度要求求；10.2.1塔式起重重机10.2.1.1塔式起重重机的选选择充分利用用现有机机械设备备，充分分发挥塔塔吊效能能，做到到台班费费用最省省，经济济效益好好；选用塔吊吊要适应应施工现现场环境境要求，，便于进进场安装装、架设设和拆除除、退场场。（2）塔式起起重机选选择步骤骤根据施工工对象特特点选定定塔吊类类型；根据高层层建筑的的体型、、平面尺尺寸及标标准层面面积，确根据建筑筑构件尺尺寸及质质量，确确定塔吊吊起重量量和额定定起重力力矩参数数；依据据上述参参数确定定塔吊的的型号。。根据施工根据计划进度、施工流水段划分及工程量和吊次的计算，确定塔吊配置台数、安装位置及轨道基础走向。

（3）注意事事项在确定塔塔吊形式式及高度度时，应应考虑塔塔身的锚锚固点与与建筑物物的位置置；塔臂臂的平衡衡臂是否否影响臂臂架正常常回转。。多台塔吊吊作业条条件下，，务使彼彼此互不不干扰，，处理好好相邻塔塔吊的高高度差，，防止两两塔吊碰碰撞。塔吊安装装时，应应保证顶顶升套架架及锚固固环的安根据施工工经验，，下旋轨轨道塔式式起重机机用于15层以下的高层建建筑；15层以上的高层建建筑常选选用附着着式塔式式起重机机；30层以上的高层建建筑优先先考虑采10.2.1.2附着式塔塔式起重重机和爬爬升式塔塔式起重重机（1）附着式式塔式起起重机附着式塔塔式起重重机的塔塔身固定定安装在在建筑物物外侧的的钢筋混混凝土基基础上，，随着塔塔身的升升高，每每隔20m左右用一一套锚固固装置附着式塔吊的锚固装置由套在塔身上的锚固环、附着杆及固定在建筑结构上的锚固支座构成(图10.2)。锚固环必必须装设设在塔身身标准节节对接处处，或设设置在水水平腹杆杆断面处处；锚固固环必须须牢固，，紧紧地地箍紧塔塔身结构构，不得得松脱。。建筑物上的锚锚固支座可安安装在柱上或或埋设在现浇浇混凝土墙板板内，锚固点点应紧靠楼板板，其距离以以不大于20cm为宜。附着式塔吊锚锚固装置的安安装与拆卸必须遵守有关关安全操作规规程的规定，，在施工时应应特别注意以下下几点：安装和固定附附着杆时，必必须用经纬仪仪对塔身结构构的垂直度进进行检查。在塔式起重机使用过程中，应经常对锚固装置各个部位及连接件进行检查，如有松动或短缺，应立即加以紧固或补齐。降落塔身与拆除附着杆系应同步进行，严禁先期拆卸附着杆，再逐节拆卸塔身，以免大风造成塔身扭曲倒毁事故。（2）爬升式塔式式起重机爬升式塔式起起重机特别适宜于超高层建筑结结构施工。它它通过电梯或或楼板预留开开孔的空间进进行爬升，一一次可以爬升升一层或二层层楼；来自塔塔吊上部的荷荷载，通过支支承系统和楔楔紧装置传给给楼板结构。。根据爬升孔的的尺寸和建筑筑结构特点，，确定楼板开开孔尺寸，并并准备合适的的爬升框架；；通过变幅小车车，使塔吊起起重臂和平衡衡臂方向平衡衡，以便塔身身平稳爬升；；爬升时，起起重臂的指向向应与液压爬爬升系统的横横梁相垂直，，禁止回转臂臂架；风速达5级以上时，不不得进行爬升升作业；爬升式起重机机进行爬升作作业时，应注注意以下事项项：爬升过程中如如有异常响声声或出现故障障，必须立即即停机检查，，故障未经排排除不得继续续爬升作业；；爬升到要求的的楼层后，应应立即伸出塔塔身底座的支支腿并锚固，，并通过爬升升框架支承塔塔吊传来的荷爬升作业完成后，必须经过周密检查，确认无异常后，方可投入正式使用。施工电梯是安装于高层建建筑物外部，，供运送施工工人员和建筑筑器材的垂直直提升机械。。施工电梯主主要有两种，，即单笼式和双笼式10.2.2施工电梯使用时应注意意以下事项：：为使施工电梯梯充分发挥效效能，其安装装位置应满足足：便于施工工人员和物料严格对人货电梯运输的组织与管理。采取施工楼层相对集中，增加作业班次，白天运送人员为主、晚上以运送材料为主等措施，缓解高峰时的运输矛盾。（1）钢管扣件脚脚手架高层建筑钢管管扣件脚手架架的材料性能能和搭拆方法法与一般多层层脚手架相同同，但在搭设设高度与立杆杆间距方面有有限制要求：搭设高度在20~30m，单根立杆纵纵距为1.8m；搭设高度在在30~40m，单根立杆纵纵距为1.5m；搭设高度在在40~50m，单根立杆纵纵距为1.0m。10.2.3高层建筑施工工用脚手架10.2.3.1外墙脚手架钢管扣件脚手手架的搭设高高度大于30m时，应采用钢制制可调节连接接杆，承受拉拉力要求不低低于6.8kN，并与高层建建筑物连接，，按下列要求施施工：按垂直方向每隔3.6m，水平方向每隔5.4m设置一道连墙杆；按上述位置，在施工中将预埋件埋置在混凝土柱墙、圈梁内，且预埋件应保持上下垂直一线；连墙杆尽量靠近小横杆与立杆的连接处，但不应将小横杆作连墙杆。(2)悬挑式外脚手手架悬挑悬挑挑脚脚手手架架适适±0以下结构工程不能及时回填土，而主体结构必须进行的工程；否则影响工期；高层建筑主体结构四周有裙房，脚手架不能支承在地面上；超高建筑施工时，脚手架搭设高度超过了容许搭设高度，因此将整个脚手架按允许搭设高度分成若干段，每段脚手架支承在建筑结构向外悬挑的结构上。将脚脚手手架架吊吊篮篮的的悬悬挂挂点点固固定定在在建建筑筑物物顶顶部部的的悬悬挑挑装装置置上上，，由由卷卷扬扬机机驱驱动动，，通通过过滑滑轮轮组组和和钢钢丝丝绳绳，，可可使使吊吊篮篮在在建建筑筑物物外外侧侧升升降降，，除除进进行行外外墙墙装装饰饰作作业业外外，，还还能能进进行行建建筑筑设设备备的的安安装装及及外外墙墙清清洗洗等等作作业业。。吊篮篮脚脚手手架架一一般般由由吊吊篮篮、、支支承承设设施施、、吊吊索索、、滑滑轮轮组组、、升升降降设设备备和和安安全全装装置置组组成成。。支承承设设施施有有两两种种，，一一升降设备为电动驱动机构。10.2.3.2吊篮篮脚脚手手架架高层层建建筑筑常常用用的的基基础础结结构构可可分分为为片筏筏基基础础、、箱箱形形基基础础、、桩桩基基础础和和复复合合基基础础。。高层层建建筑筑的的基基础础因因地地基基承承载载力力、、抗抗震10.3高层层建建筑筑基基础础施施工工护坡坡桩桩的的支支撑撑主主要要有有以以下下几（1）悬臂式护坡桩(无锚板桩)对于粘土、砂土及地下水位较低的地基，用桩锤将工字钢桩打入土中，嵌入土层足够的深度保持稳定，其顶端设有支撑或锚杆，开挖时在桩间加插横板以挡土。10.3.1支护护结结构构（2）支支撑撑(拉锚锚)护坡坡桩桩水平平

基坑开挖较深施工时，在基坑附近的土体稳定区内先打设锚桩，然后开挖基坑1m左右装上横撑(围檩)，在护坡桩背面挖沟槽拉上锚杆，其一端与挡土桩上的围檩(墙)连接，另一端与锚桩(锚梁)连接，用花篮螺栓连接并拉紧固定在锚桩上，基坑则可继续挖土至设计深度，如图10.3(a)所示。支护护护护坡坡桩桩基坑坑附附近近无无法法拉拉锚锚时时，，或或在在地地质质较较差差、、不不宜宜采采用用锚锚杆杆支支护护的的软软土土地地区区，，可可在在基基坑坑内内进进行行支支撑撑，，支支撑撑一一般般采采用用型型钢钢或或钢钢管管制制成成。。支支撑撑主主要要支支顶顶挡挡土土结结构构，，以以克克服服水水土土所所产产生生的的侧侧压压力力。。支支撑撑形形式式可可分分为为水水平平支支撑撑和和斜斜向向支支撑撑。。水水平平支支撑撑见见图10.3（b),斜向支撑见见图10.3(c)。（3）土层锚杆杆土层锚杆：：将受拉杆件件的一端(锚固段)固定在边坡坡或地基的的土层中，，另一端与与护壁桩(墙)连接，用以以承受土压压力，防止止土壁坍塌塌或滑坡，，如图10.4所示。（1）深层搅拌拌水泥土挡挡土桩施工工深层搅拌水水泥土挡土土桩：利用水泥作作固化剂，，将土与水水泥强制拌拌和，使土土硬结形成成具有一定定强度和遇遇水稳定的的水泥土加加固桩。深深层搅拌水水泥土挡土土桩施工流流程见图10.5所示。若将将深层水泥泥土单桩相相互搭接施施工，即形形成重力坝坝式挡土墙墙。常见的的布置形式式有：连续壁状挡挡土墙、格格栅式挡土土墙。(图10.6)10.3.2常用护坡桩桩施工（2）钢筋混凝凝土护坡桩桩钢筋混凝土土护坡桩分分为预制钢筋混混凝土板桩桩和现浇钢筋混混凝土灌注注桩。预制钢筋混混凝土护坡坡桩施工时时，沿着基基坑四周的的位置上，，逐块连续续将板桩打打入土中，，然后在桩桩的上口浇浇筑钢筋混混凝土锁口口梁，用以以增加板桩桩的整体刚刚度。现浇钢筋混混凝土护坡坡桩，按平平面布置的的组合形式式不同，有有单桩疏排排、单桩密密排和双排排桩，见图10.7所示。地下连续墙墙施工：在地面上采采用专用挖挖槽机械设设备，按一一个单元槽槽段长度(一般6~8m)，沿着深基基础或地下下构筑物周周边轴线，，利用膨润润土泥浆护护壁开挖深深槽。地下连续墙墙施工过程程主要划分分为三个阶段：：准备工作阶阶段、成槽槽阶段和浇10.3.3地下连续墙墙施工（1）地下连续续墙挖槽机机械设备的的选择挖槽机械设设备主要是是深槽挖掘掘机、泥浆浆制备搅拌拌机及处理理机具。地地下连续墙墙挖掘机械械有多头钻钻、挖掘机机及抓斗式式挖掘机，，如图10.9所示。（2）浇筑导墙墙结构为了保证挖挖槽竖直并并防止机械械碰撞槽壁壁，成槽施施工之前，，在地下连连续墙设计计的纵轴线线位置上开开挖导沟，，在沟的两两侧浇筑混混凝土或钢钢筋混凝土土导墙。导导墙断面形形式见图10.10所示。10.3.3.1准备工作（3地下连续墙施工是利用泥浆护壁成槽。泥浆的作用是维持直立槽壁面的稳定性，利用泥浆循环携带出挖掘土渣，同时泥浆还能降低钻具温度，减少磨损。通常用机械将膨润土搅拌成泥浆；控制泥浆性能的指标有密度、粘度、失水量和泥皮性质。地下连续墙墙施工单元元槽段的长长度，既是是进行一次次挖掘槽段段的长度，，也是浇筑筑混凝土的的长度。划分单元槽槽段时，还还应考虑槽槽段之间的的接头位置置，以保证证地下连续续墙的整体体性。开挖前，将将导沟内施施工垃圾清清除干净，，注入符合合要求的泥泥浆。10.3.3.2成槽施工机械挖掘成成槽时应注注意以下事事项：挖掘时，应应严格控制制槽壁的垂垂直度和倾倾斜度。钻机钻进速速度应与吸吸渣、供应应泥浆的能能力相适应应。钻进过程中中，应使护护壁泥浆不不低于规定定的高度；；对有承压压力及渗漏漏水的地层层，应加强强泥浆性能能指标的调调整，以防防止大量水水进入槽内内危及槽壁壁安全。成槽应连续续进行。成成槽后将槽槽底残渣清清除干净，，即可安放地下连续墙墙槽段之间间的垂直接接头，作为为基坑开挖挖的防渗挡挡土临时结结构时，要要求接头密密合、不夹夹泥；作为为主体结构构侧墙或结结构部分的的地下墙，，除要求接接头抗渗挡挡土外，还还要求有抗抗剪能力。。非抗剪接头头常采用接接头管的形形式。钢筋笼按单单元槽段组组成一个整整体。10.3.3.3槽段接头与与钢筋笼10.3.3.4水下浇筑混混凝土水下浇筑混混凝土详见见第2章有关内容。。10.3.4高层建筑基基础施工整体性要求求高，不允允许留设施施工缝，要要求一次连连续浇筑完完毕。同时时，由于结结构体积大大，混凝土土浇筑后水水泥的水化化热量大，，且聚集在在大体积混混凝土内部部不易散发发，其内部部温度显著著升高，更更促进水泥泥水化速度度加快，水水化热更集集中释放，，而在混凝凝土表面散散热快，这这样就形成成了大体积积混凝土内内外较大的的温差，且且产生较大大的温度应力，当达到一一定数值时时，混凝土土便产生裂裂缝。因此此，如何控控制混凝土土内外温差差和温度变变形，防止止裂缝产生生，提高混混凝土结构构的抗渗、、抗裂和抗抗侵蚀性能能是大体积积混凝土施施工中的关关键问题。。10.3.4.1防止大体积积混凝土产产生温度裂裂缝的措施施（1）选用中低低热的水泥泥品种，可可减少水化化热，使混混凝土减少少升温。（2）合理选择择混凝土的的配合比，，在满足设设计强度和和施工要求求条件下，，尽量选用用5~40mm石子，增大大骨料粒径径，尽量减减少水泥用用量，以减减少水泥的的水化放热热量。（3）掺用木质质素磺酸钙钙减水剂，，不仅能改改善混凝土土的和易性性，还可节节约水泥、、降低水化化热，明显显延迟水化化热释放的的速度。（4）掺加适适量的活活性掺和和料(如粉煤灰灰)，可替代代部分水水泥，能能改善混混凝土的的粘聚性性，降低低水化热热。（5）做好测测温工作作，控制制混凝土土内部温温度与表表面温度度、表面面温度与与环境温温度之差差，使其其均不超超过25°C。（6）采用分分层分段段浇筑混混凝土的的方法，，尽量扩扩大混凝凝土浇筑筑面；控控制浇筑筑速度或或减小浇浇筑厚度度，以保保证混凝凝土在浇浇筑中有有一定的的散热时时间和空空间。（7）浇筑混混凝土时时，掺加加一定量量的毛石石可以减减少水泥泥用量，，同时毛毛石还可可以吸收收一定的的水化热热，但应应严格控控制砂、、石的含含泥量。。（8）根据施施工季节节采用不不同的施施工方法法，以减减小混凝凝土的内内外温差差。夏季季采用降降温法施施工，即即在搅拌拌混凝土土时掺入入冰水，，一般温温度可控控制在5~10°C，浇筑后后采用冷冷水降温温养护；；冬季则则可采用用保温法法施工，，防止冷冷空气的的侵入。。大体积混混凝土施施工，一一般在较较低温度度条件下下进行，，以最高高气温不不大于30°C为宜。为保证结结构的整整体性，，混凝土土应连续续浇筑，，采用分分层分段段的方法法施工。。根据结结构大小小及特点点的不同同，有全面分层层、分段段分层和斜面分层层等施工方方法。参参见图10.1110.3.4.2大体积混混凝土施施工我国高层层建筑除除少数采采用钢结结构外，，大量的的仍采用用造价较较经济、、防火性性能好的的钢筋混混凝土作作结构材材料。其其施工工工艺大多多采用了了结构整整体性能能好，抗抗震能力力强和造造价较低低的现浇浇结构和和现浇与与预制相相结合的的结构。。本节主要要介绍高层建筑筑现浇钢钢筋混凝凝土结构构的台模模和隧道道模施工工及泵送送混凝土土施工。。10.4高层建筑筑结构施施工高层建筑筑现浇混混凝土的的模板工工程一般般可分为为竖向模板板和横向模板板两类。竖向模板板：主要指剪剪力墙墙墙体、框框架柱、、筒体等等模板。。横向模板板：主要指钢钢筋混凝凝土楼盖盖施工用用模板，，除采用用传统组组合模板板散装散散拆方法法外，目目前高层层建筑采采用了各各种类型型的台模模和隧道道模施工工。10.4.1台模和隧隧道模施施工（1）台模施施工台模由台台架和面面板组成成，适用用于高层层建筑中中的各种种楼盖结结构施工工，其形形状与桌桌相似，，故称台台模。台架为台台模的支支承系统统，按其其支承形形式可分分为立柱柱式、悬悬架式、、整体式式等，如如图10.12所示。立柱式台台模由面板、、次梁和和主梁及及立柱等等组成。。悬架式台台模不设立柱柱，主要要由桁架架、次梁梁、面板板、活动动翻转翼翼、垂直直与水平平剪力撑撑及配套套机具组组成。整体式台台模由台模和和柱模板板两大部部分组成成。整个个模具结结构分为为桁架与与面板，，承力柱柱模板板、临时时支撑，，调节柱柱模伸缩缩装置，，降模和和出模机机具等。。(2)隧道模施施工隧道模是可同时时浇筑墙墙体与楼楼板的大大型工具具式模板板，能沿沿楼面在在房屋开开间方向向水平移移动，逐逐间浇筑筑钢筋混混凝土。。图10.13所示隧道道模由三三面模板板组成一一节，形形如隧道道。隧道道模可分分为整体式和双拼式两种。双拼式隧隧道模由由竖向横横模板和和水平向向楼板模模板与骨骨架连接接而成，，还有行行走装置置和承重重装置。。泵送混凝凝土施工工：利用混凝凝土泵，，通过管管道将混混凝土拌拌和物输输送到浇浇筑地点点，一次次连续完完成水平平运输和和垂直运运输，配配以布料料杆或配配料机还还可方便便地进行行混凝土土浇筑。。泵送混混凝土工工艺具有有输送能能力大、、工效高高、劳动动强度低低、施工工文明等等特点。。10.4.2泵送混凝凝土施工工（1）泵送混混凝土的的管道布布置及敷敷设输送管道道敷设注注意事项项：泵机出口口有一定定长度的的地面水水平管(水平管长长度不小小于泵送送高度的的1/3～1/4)，然后接接90°弯头，转转向垂直直运输。。地面水平平管用支支架支垫垫，垂直直管道用用紧固件件间隔3m固定在混混凝土结结构上。。竖向管道道位置应应使楼面面水平输输送距离离最短，，尽可能能设置在在设计的的预留孔孔洞内，，且不影影响设备备安装。。（2）泵送混混凝