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高层建筑结构施工关键技术应用实践

张胜青
  
工程技术探索
2025年26期
鹤城建设集团股份公司 辽宁盘锦 124031

摘 要:高层建筑因高度高、荷载大、施工空间有限等特点,对结构施工技术的安全性、精准性与高效性提出了严苛要求。随着建筑行业技术升级,一系列适配高层建筑的结构施工技术不断涌现并成熟应用。本文结合高层建筑结构施工的核心需求,从基础工程、主体结构、混凝土施工及安全管控等维度,系统分析深基坑支护、装配式钢结构、大体积混凝土浇筑等关键技术的应用要点,探讨技术应用中的优化路径,为提升高层建筑结构施工质量与效率提供实践参考。

关键词:高层建筑;结构施工;深基坑支护;混凝土施工

引言

城市化进程的加速推动了高层建筑的规模化发展,其结构体系日趋复杂,施工难度不断提升。传统施工技术已难以满足高层建筑对工期、质量及安全的多重需求,关键技术的创新与应用成为突破施工瓶颈的核心。高层建筑结构施工需攻克深基坑变形控制、高空作业安全、结构精准对接等难题,施工技术的合理选用直接关系到工程整体品质。本文聚焦高层建筑结构施工关键技术,结合实践经验阐述其应用方法与管控重点,对推动高层建筑施工技术升级具有重要意义。

一、高层建筑结构施工的核心特征与技术需求

(一)结构施工核心特征

高层建筑结构施工呈现三大显著特征:一是荷载传递路径复杂,竖向结构需承载上部巨大重量,水平结构需抵御风荷载与地震作用,对结构的整体性与稳定性要求极高;二是施工空间约束强,高层建筑多处于城市核心区域,场地狭小导致材料堆放、机械布置及工序衔接难度大;三是施工周期长,受天气、地质及高空作业等因素影响大,各专业交叉作业频繁,协调管理难度高[1]。

(二)核心技术需求

基于上述特征,高层建筑结构施工形成明确的技术需求:基础工程需具备强抗变形能力,确保深基坑在开挖与支护过程中不影响周边建筑与地下管线;主体结构施工需兼顾高效性与精准性,实现构件的快速安装与精准对接;混凝土施工需解决大体积浇筑的温控问题,避免裂缝产生。

二、高层建筑结构施工关键技术应用实践

(一)深基坑支护与基础施工技术

深基坑支护是高层建筑基础施工的核心环节,核心功能为控制基坑变形、保障施工安全,需结合地质条件选用适配的支护技术。软土地层常用排桩 + 内支撑体系,排桩采用钻孔灌注桩或旋挖桩,搭配钢筋混凝土内支撑抵御土压力;周边管线密集区域,咬合桩通过桩体紧密咬合形成防渗帷幕,同步实现支护与止水功能。

砂层、卵石层等强渗透性地层广泛应用SMW工法桩,经多轴搅拌桩机将水泥浆与土体搅拌成桩后插入型钢增强承载力,兼具施工高效、环保性佳的优势。深基坑施工需同步实施管井或轻型井点降水,将地下水位降至基坑底面以下。基础工程中,大直径人工挖孔桩与钻孔灌注桩技术成熟,施工时需严格控制桩孔垂直度、钢筋笼精度及混凝土浇筑质量,确保基础承载能力满足设计要求。

(二)主体结构施工关键技术

装配式钢结构施工技术依托构件工厂预制、现场装配的特点,大幅提升高层建筑主体施工效率。施工前需深化构件设计,明确连接方式与安装顺序,借助BIM技术建模并模拟吊装以优化方案。现场通过塔式起重机吊装,先精准校正钢柱垂直度与标高,再吊装钢梁并采用螺栓连接,最后完成焊缝施工与探伤检测。施工中需确保螺栓拧紧度达标,严控焊接工艺参数,避免夹渣、未熔合等缺陷。

钢筋混凝土剪力墙是高层建筑抗侧力核心构件,施工需重点把控模板与钢筋工程质量。模板采用刚度大、周转率高的大钢模或铝合金模板,通过对拉螺栓与支撑体系固定,确保拼缝严密、垂直度达标。钢筋绑扎需遵循设计图纸,注重暗柱、连梁等节点的锚固长度与间距,杜绝漏筋或间距超标。混凝土经布料机分层浇筑振捣密实,防范蜂窝、麻面等质量缺陷。

高空作业平台技术是高层建筑主体施工的关键支撑,其中附着式升降脚手架(爬架)应用最广。其通过附着装置与建筑主体连接,可自行升降,无需重复搭设与拆除,兼具节材提效优势。安装前需专项设计,确保附着点强度达标;升降时监控架体垂直度与同步性,设置防坠落装置防失稳。外立面复杂的建筑可搭配电动吊篮辅助,灵活适配不同施工部位需求[2]。

(三)大体积混凝土施工技术

高层建筑基础筏板、转换层等部位的大体积混凝土施工,核心技术难点是控制水化热引发的温度裂缝。施工前需优化混凝土配合比,选用低热矿渣水泥,掺入粉煤灰、矿粉等掺合料,减少水泥用量以降低水化热峰值。

浇筑采用“分层浇筑、斜面推进”方式,通过混凝土输送泵车布料,控制每层浇筑厚度,确保上下层紧密结合;用插入式振捣器振捣至表面泛浆且不再下沉。浇筑完成后及时覆盖塑料薄膜、岩棉被等保温保湿材料,借助温度监测系统实时监控混凝土内部与表面温度,温差超限时采取保温或通水降温措施,避免裂缝产生[3]。

(四)施工测量与变形监测技术

高层建筑结构施工对测量精度要求极高,需建立完善施工测量控制网。首级控制网以城市控制点为基础,用全站仪精密测设,构建平面与高程控制体系。主体施工中,通过激光垂准仪传递控制点至各楼层,结合水准仪与全站仪完成楼层放线及构件安装精度控制,保障建筑物垂直度与标高达标。变形监测是施工安全的重要保障,涵盖深基坑边坡位移、建筑物沉降等内容。采用GNSS定位系统等自动化设备,实现监测数据的实时采集与传输。数据需及时分析,当变形值接近预警阈值时,立即采取增加支护刚度等加固措施,防止发生安全事故。

三、高层建筑结构施工技术应用的保障措施

(一)技术管理体系保障

建立健全专项技术管理体系,针对深基坑支护、钢结构吊装等关键技术,编制施工组织设计与专项施工方案,方案需经专家论证后方可实施。加强技术交底工作,由技术负责人向施工班组详细讲解技术要点、质量标准与安全注意事项,确保技术要求传递到位。推行技术复核制度,对测量放线、构件安装等关键环节进行双重复核,避免技术失误导致质量问题。

(二)质量管控措施

构建“事前预防、事中控制、事后验收”的质量管控体系。事前严格审核材料与构件质量,进场材料需提供质量证明文件并进行抽样检测,不合格材料严禁使用;事中加强施工过程巡检与旁站监督,对大体积混凝土浇筑、钢结构焊缝施工等关键工序实施全过程旁站,及时纠正违规操作;事后按规范要求进行质量验收,如混凝土强度检测、钢结构焊缝探伤等,验收合格后方可进入下道工序。

(三)安全管理保障

针对高层建筑高空作业多的特点,需强化安全管理。建立安全培训体系,对施工人员开展高空作业安全知识与操作技能培训,考核合格方可上岗。完善现场标准化安全设施,设置防护栏杆、安全网等,作业人员必须佩戴安全带、安全帽。定期对塔式起重机、施工电梯等设备进行维护保养与安全检测,制定高空坠落等应急预案并组织演练[4]。

结语

高层建筑结构施工关键技术的应用,是解决施工难题、提升工程品质的核心支撑。深基坑支护、装配式钢结构、大体积混凝土等技术的合理运用,不仅保障了施工安全与质量,更推动了施工效率的提升。在实际工程中,需结合项目地质条件、结构形式等因素优化技术方案,强化技术管理与质量安全管控。随着建筑技术的不断创新,智能化、绿色化技术将在高层建筑施工中广泛应用,为高层建筑结构施工的高质量发展注入新动力。

参考文献

[1]牛天晨.高层住宅建筑结构设计的关键技术研究[J]. 居舍,2024(7):46-48.

[2]刘敬文.高层建筑施工主体结构的关键施工技术[J]. 石油化工建设,2023,45(7):115-117.

[3]高如意,李鑫权.高层建筑施工中的结构施工技术与难点分析[J].电脑校园,2023(48).

[4]赵瑞军.探讨框架结构建筑工程施工中的关键技术 [J]. 门窗,2023(7):58-60.

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