高层建筑施工技术

1 技术副总月讲义 高层建筑施工讲座 （总承包质量部编 二 OO九年七月） 【内容】：高层建筑施工控制要点、施工特点、垂直运输设备和脚手架； 高层建筑基础施工和主体结构施工等内容。 第一节、高层建筑施工控制要点 第二节、高层建筑及其施工特点 第三节、高层建筑运输设备与脚手架 第四节、高层建筑基础施工 第五节、高层建筑基础施工 第六节、高层建筑结构施工 第七节、高层建筑施工的安全技术 【培训重点】：附着式和爬升式塔式起重机、大体积混凝土和泵送混凝土施 工原理及工艺，高层建筑施工安全技术。 【培训要求】： 了解高层建筑结构体系及施工特点，高层建筑垂直运输设备和脚手架的搭 设，深基坑支护结构形式、水泥土挡土桩施工和地下连续墙施工； 掌握浇筑大体积混凝土产生裂缝的主要原因、防止措施和合理的施工； 熟悉泵送混凝土施工工艺及泵送混凝土的技术要求； 了解高层建筑施工的安全技术。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 2 第一节、 高层建筑施工控制要点 随着我国社会经济的飞速发展，建筑科学技术的不断提高，建设规模逐渐 增大。多方位分析了高层建筑施工的控制要点，制定可实际操作的高层建筑施工 控制措施。 控制要点一般来讲，9～16 层(<50 米)为一类高层，17～25 层(<75 米) 为 二类高层，26～4O 层(<100 米) 为三类高层，>4O 层(>100 米) 为超类层。高 层建筑的投入相对较大，且施工周期长，混凝土浇筑量大，工程质量及安全等方 面有它的特殊性，其施工控制要点如下： 一、建筑裂缝的控制 从我国的《混凝上结构设计》GB50010 — 2002 看出，裂缝宽度在不同 的环境下，不同的混凝土结构其裂缝宽度也有不同的控制标准，允许裂缝最大为 0 ．2 m m ～0 ．4 m m 。但作为裂缝控制来说，应以预控为主，等裂开了、 缝增大了再补救那是万不得已。裂缝分为运动、不稳定、稳定、闭合、愈合等几 大类型。虽说骨料内部凝固时产生的微观裂缝不可避免，但从质量角度考虑应尽 可能减少。 （ 一） 设计措施 (1)“放”的措施：设置永久性伸缩缝：外墙面适当位置留分隔缝等。 ( 2 )“抗”的措施：避免结构断面突变带来的应力集中： 重视对构造钢筋的 配置；对采用混凝土小型空心砌块等轻质墙体，增设间距≯ 3 m 的构造柱，每 层墙高的中部增设厚度 1 2 0 m m 与墙等宽的混凝土腰梁；砌体无约束端增设构 造柱；预留的门窗洞口采用钢筋混凝土框加强：两种不同基体交接处， 用钢丝 网( 每边搭接《1 5 0 m m ) 进行处理；屋面保温层与隔气层的合理设置等。 ( 3 )“放”、“抗”相结合的措施：合理设置后浇带，采取相应补偿收缩混凝 土技术，混凝土中多掺纤维素类等。 （ 二） 施工措施 ( 1 )“放”的措施：砌筑填充墙至接近梁底，留一定高度，砌筑完后间隔至 少一周，宜 1 5 d 后补砌挤紧；合理分缝分块施工；在柱、梁、墙板等变截面处 宜分层浇捣等。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 3 (2)“抗”的措施： ① 尽量避免使用早强高的水泥，积极采用掺合料和混凝土外加剂，降低水泥 用量(宜<450kg ／ m3)。实践经验表明，每 m ，混凝土的水泥用量增加 1 0 k g ， 其水化热将使混凝土的温度升高 1 度。高层混凝土用量大，有时还有大体积混 凝土，从经济、实用角度宜掺入外加剂。当然掺入外加剂后，要预计对早期强度 的影响程度。据此可提请设计科研部门予以探讨和评定。 ②选择合理的最大粒径砂石，这样可减少水和水泥用量，减少泌水、收缩和 水化热。 ③ 在施工工艺上， 应避免过振和漏振，提倡二次振捣、二次抹面，尽量排 除混凝土内部的水分和气泡。 ( 3 )“放”、“抗”相结合的措施。在混凝土裂缝的预防中，对新浇混凝土的 早期养护尤为重要。为使早期尽可能减少收缩，需主要控制好构件的湿润养护， 避免表面水分蒸发过快，产生较大收_ 缩的同时，受到内部约束而易开裂。对于 大体积混凝土而言，应采取必要的措施( 埋设散热孔、通水排热) ，避免水化热 高峰的集中出现：同时在养护过程中对表面、中间、底部温度进行跟踪监测( 尤 其在前 3 d ) 。 二、高层建筑测量控制 测量的控制是高层建筑施工的一大难点。关键是对高层建筑的轴线、标高、 垂直度的控制。 （ 一） 轴线的控制 1 、基础施工中的轴线控制。高层建筑基础施工一般多为深基坑大开挖施工。 根据现场的轴线控制点，将轴线控制网点引出至轴线外边 5 m，设置龙门桩，并 保护好轴线控制桩。用经纬仪将轴线投测到基槽内，采用 5 0 m 钢卷尺对各部位 的桩位、承台、基础梁、墙体进行放线，再在基坑四周钉轴线木桩，拉线、小钢 尺配合的方法，严格控制各细部的放线尺寸。 2、± 0．00 以上结构施工的轴线控制。高层建筑± 0 ．00 以上结构施工 过程中，由于脚手架与施工层同步向上，导致从外围一些基准点无法引测。因此 一般常采用内控法。在± 0 ．0 0 结构施工复核轴线无误后，以经纬仪的视线 通透为原则，沿一层楼面最长纵横向轴线偏移 2 m 预埋多块 2 0 0 m m × 2 0 0 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 4 m m × 1 0 m m 钢板，在钢板上标出控制轴线或主轴线控制点： 二层方法测 定转角边墙柱模板垂直度。 （ 三） 标高线的控制 每层预控轴线的要求至少四个洞口( 一般高层至少要由 3 处向上引测) 进行 标高的定位，因施工过程中模板、浇筑、加载等原因，洞口标高可能失去基准作 用。为此必须确保引测点的可靠性，加强洞口处模板支撑，同时辅以 1 2 钢筋 控制该部位楼面厚度，确保标高的准确。同时辅以多层标高总和的复核，然后辅 以水准仪抄平，复核此四点是否在同一水平面上，以确保标高的准确性。 三、高层建筑的混凝土控制 （ 一） 严把混凝土材料关严格把好泵送混凝土配合比关，根据不同的混凝 土强度等级由专业试验室设计，通过调整混凝土配合比，掺加外加剂、掺加料配 制符合设计和规范要求的混凝土配合比。施工单位结合工程实际情况对配合比进 行复查，并进行泵送试验验证，施工中严禁随意改变配合比。 （ 二） 严格养护制度 1 、大体积浇筑量大的混凝土应有养护，从养护开始至养护结束应有专 人负责，从主观意识上要对养护有足够的认识。养护方案中应从人员、水源、昼 夜、覆盖等多方面措施进行考虑，不漏主要关键细节。 2 、加强养护期的督查。对养护所采取的措施及现场养护情况进行跟踪记录， 及时发现问，确保养护的有效性。 四、高层建筑的安全管理由于高层建筑施工周期长、露天高处作业多、工作 条件差，以及在有限的空间要集中大量人员密集工作，相互干扰大，因此安全问 题比较突出，在此对安全管理综述以下主要控制点： （ 一） 基坑支护 ( 1 )基坑开挖前，要按照土质情况、基坑深度及环境确定支护方案。 (2)深基坑(h ≥ 2m)周边应有安全防护措施，且距坑槽 1 ．2 m 范围内不允 许堆放重物。 ( 3 ) 对基坑边与基坑内应有排水措施。 ( 4 )在施工过程中加强坑壁的监测，发现异常及时处理。 （ 二） 脚手架 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 5 ( 1 ) 高层建筑的脚手架应经充分计算，根据工程的特点和施工工艺编制的脚 手架方案应附计算书。 ( 2 ) 架体与建筑物结构拉结：二步三跨，刚性连接或柔性硬顶。 ( 3 )脚手架与防护栏杆：施工作业层应满铺，密目式安全网全封闭。 (4)材质：钢管 Q235(3# 钢)钢材，外径 4 8 m m ，内径 3 5 m m ，焊接钢管、 扣件采用可锻铸铁。 ( 5 ) 卸料平台：应有计算书和搭设方案，有独立的支撑系统。 （ 三） 模板工程 ( 1 )施工方案：应包括模板及支撑的设计、制作、安装和拆模的施工程序， 同时还应针对泵送混凝土、季节性施工制定针对性措施。 ( 2 )支撑系统：应经过充分的计算，绘制施工详图。 ( 3 )必须设置电房，两级保护，三级配电，施工机械实现“四个一”：施工现 场专用的中心点直接接地的电力线路供电系统中心采用 T N — S 系统，即三相 五线制电源电缆。 ( 4 )接地与接零保护系统：确保电阻值小于规范的规定。 ( 5 ) 配电箱、开关箱：采取三级配电、两级保护，同时两级漏电保护器应匹 配。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 6 第二节、高层建筑及其施工特点 2.1高层建筑 高层建筑：指 10层以上的住宅及总高度超过 24m的公共建筑和综合建筑。 高层建筑结构按使用材料划分，主要有钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混 凝土组合结构，以钢筋混凝土结构在高层建筑中的应用最为广泛。 高层建筑按结构体系划分，有框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和筒 体体系(图 1)。 图 1 高层建筑结构体系 （a）框架（b）框架-剪力墙（c）剪力墙（d）框肢（e）组合筒（f）框筒 (g）筒中筒 （1）框架体系 框架体系是我国采用较早的一种梁、板、柱结构体系，其优点是建筑平面布 置灵活，可以形成较大的空间，特别适用于各类公共建筑，建筑高度一般不超过 60m。但由于侧向刚度差，在高烈度地震区不宜采用。 （2）剪力墙体系 剪力墙体系是建筑物的内外纵横墙除了承受竖向荷载外，还要承受由水平荷 载所引起的弯矩。它承受水平荷载的能力较框架结构强，刚度大，水平位移小， PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 7 现已成为高层住宅建筑的主体，建筑高度可达 150m。但由于承重剪力墙过多， 限制了建筑平面的灵活布置。 （3）框架－剪力墙体系 框架－剪力墙体系兼有框架和剪力墙体系的优点。它是在框架结构平面中的 适当部位设置钢筋混凝土墙，常用楼梯间、电梯间墙体作为剪力墙而形成框架－ 剪力墙体系。它具有平面布置灵活，能较好地承受水平荷载，且抗震性能好的特 点，适用于 15～30层的高层建筑结构。 （4）筒体体系 筒体体系是框架和剪力墙结构发展而成的空间体系，由若干片纵横交错的框 架或剪力墙与楼板连接围成的筒状结构。根据其平面布置、组成数量的不同，又 可分为框架－筒体、筒中筒、组合筒三种体系。筒体结构在抵抗水平力方面具有 良好的刚度，并能形成较大的空间，且建筑平面布置灵活。 2.2高层建筑施工的特点 （1）基础埋置深度大 （2）垂直运输量大 （3）浇筑钢筋混凝土工程是高层建筑施工的主导工程 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 8 第三节、 高层建筑运输设备与脚手架 垂直运输设备是高层建筑机械化施工的主导机械，担负着大量的建筑材料、 施工设备和施工人员垂直运输任务。目前，我国高层建筑结构施工用垂直运输设 备主要有： 塔式起重机、混凝土泵和施工电梯。 （1）塔式起重机的选择原则 塔吊参数应满足施工要求 对塔吊各主要参数应逐项检查，务使所选用塔吊 的幅度、起重量、起重力矩和起重吊钩高度等与施工要求相适应； 塔吊的生产效率应满足施工进度要求； 充分利用现有机械设备，充分发挥塔吊效能，做到台班费用最省，经济效益 好； 选用塔吊要适应施工现场环境要求，便于进场安装、架设和拆除、退场。 （2）塔式起重机选择步骤 根据施工对象特点选定塔吊类型； 根据高层建筑的体型、平面尺寸及标准层面积，确定塔吊应具 备的幅度及 吊钩高度参数； 根据建筑构件尺寸及质量，确定塔吊起重量和额定起重力矩参数；依据上述 参数确定塔吊的型号。 根据施工方法、施工工艺、现场条件及设计要求，确定塔吊单侧或双侧配置 方案； 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）注意事项 在确定塔吊形式及高度时，应考虑塔身的锚固点与建筑物的位置；塔臂的平 衡臂是否影响臂架正常回转。 多台塔吊作业条件下，务使彼此互不干扰，处理好相邻塔吊的高度差，防止 两塔吊碰撞。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 9 塔吊安装时，应保证顶升套架及锚固环的安装位置正确；同时考虑外脚架的 搭设形式与挑出建筑物的距离，以免与下回转塔吊转台尾部回转时相撞。 附着式塔式起重机和爬升式塔式起重机 根据施工经验，下旋轨道塔式起重机用于 15 层以下的高层建筑；15 层以上 的高层建筑常选用附着式塔式起重机；30 层以上的高层建筑优先考虑采用爬升 式塔式起重机。 （1）附着式塔式起重机 附着式塔式起重机的塔身固定安装在建筑物外侧的钢筋混凝土基础上，随 着塔身的升高，每隔 20m 左右用一套锚固装置与高层建筑结构相连接，以保证 塔身的刚度和稳定。一般高度为 70~100m，特点是适合狭窄工地施工。 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 2)。 图 2 锚固装置 (a) 锚固环 (b)附着装置安装方式 1— 塔身；2—锚固环；3—螺旋千斤顶；4—耳环 锚固环必须装设在塔身标准节对接处，或设置在水平腹杆断面处；锚固环必 须牢固，紧紧地箍紧塔身结构，不得松脱。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 10 建筑物上的锚固支座可安装在柱上或埋设在现浇混凝土墙板内，锚固点应紧 靠楼板，其距离以不大于 20cm为宜。 安装和固定附着杆时，必须用经纬仪对塔身结构的垂直度进行检查。 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）爬升式塔式起重机 爬升式塔式起重机特别适宜于超高层建筑结构施工。它通过电梯或楼板预留 开孔的空间进行爬升，一次可以爬升一层或二层楼；来自塔吊上部的荷载，通过 支承系统和楔紧装置传给楼板结构。 根据爬升孔的尺寸和建筑结构特点，确定楼板开孔尺寸，并准备合适的爬升 框架； 通过变幅小车，使塔吊起重臂和平衡臂方向平衡，以便塔身平稳爬升；爬升 时，起重臂的指向应与液压爬升系统的横梁相垂直，禁止回转臂架； 风速达 5级以上时，不得进行爬升作业； 爬升过程中如有异常响声或出现故障，必须立即停机检查，故障未经排除不 得继续爬升作业； 爬升到要求的楼层后，应立即伸出塔身底座的支腿并锚固，并通过爬升框架 支承塔吊传来的荷载； 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筑物外部，供运送施工人员和建筑器材的垂直提升 机械。施工电梯主要有两种，即单笼式和双笼式。一般载重量 1t，可乘 12人； 重型可载重 2t，可乘 24人。 使用时应注意以下事项： 为使施工电梯充分发挥效能，其安装位置应满足：便于施工人员和物料的集 散；便于安装和设置附墙装置；靠近电源，有良好的夜间照明。 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。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 11 高层建筑施工用脚手架 外墙脚手架 （1）钢管扣件脚手架 高层建筑钢管扣件脚手架的材料性能和搭拆方法与一般多层脚手架相同，但 在搭设高度与立杆间距方面有限制要求：搭设高度在 20~30m，单根立杆纵距为 1.8m；搭设高度在 30~40m，单根立杆纵距为 1.5m；搭设高度在 40~50m，单根 立杆纵距为 1.0m。 钢管扣件脚手架的搭设高度大于 30m时，应采用钢制可调节连接杆，承受 拉力要求不低于 6.8kN，并与高层建筑物连接，按下列要求施工： 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) 悬挑式外脚手架 悬挑式外脚手架是利用建筑结构外边缘向外伸出的悬挑结 构作支承的脚手 架。其关键是悬挑结构必须有足够的强度、刚 度和稳定性，并能将脚手架的荷 载传递给建筑结构。 悬挑脚手架适用于下列三种情况： ±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。 将脚手架吊篮的悬挂点固定在建筑物顶部的悬挑装置上，由卷扬机驱动，通 过滑轮组和钢丝绳，可使吊篮在建筑物外侧升降，除进行外墙装饰作业外，还能 进行建筑设备的安装及外墙清洗等作业。 吊篮脚手架一般由吊篮、支承设施、吊索、滑轮组、升降设备和安全装置组 成。 支承设施有两种，一种为由固定挑梁和平衡重组成的支承设施；另一种为可 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 12 以纵向移动的支承设施。 升降设备为电动驱动机构。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 13 第四节、 高层建筑基础施工 高层建筑常用的基础结构可分为片筏基础、箱形基础、桩基础和复合基础。 高层建筑的基础因地基承载力、抗震稳定和功能要求，一般埋置深度较大， 且有地下结构。当基础埋置深度不大，地基土质条件好，且周围有足够的空地时， 可采用放坡方法开挖。放坡开挖基坑比较经济，但必须进行边坡稳定性验算。在 场地狭窄地区，基础工程周围没有足够的空地，又不允许进行放坡时，则采用挡 土支护措施。 护坡桩的支撑主要有以下几种形式： （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。 （2）支撑(拉锚)护坡桩 水平拉锚护坡桩 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 3(a)所示。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 14 图 3 支撑（拉锚）护坡桩 1—护坡桩；2—围檩；3—拉锚杆；4—锚定桩；5—支撑；6—中间支撑桩 支护护坡桩 基坑附近无法拉锚时，或在地质较差、不宜采用锚杆支护的软土地区，可在 基坑内进行支撑，支撑一般采用型钢或钢管制成。支撑主要支顶挡土结构，以克 服水土所产生的侧压力。支撑形式可分为水平支撑和斜向支撑。水平支撑见图 3 （b),斜向支撑见图 3(c)。 （3）土层锚杆 土层锚杆：将受拉杆件的一端(锚固段)固定在边坡或地基的土层中，另一端 与护壁桩(墙)连接，用以承受土压力，防止土壁坍塌或滑坡，如图 4所示。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 15 图 4 粗钢筋加螺帽锚杆 1— 锚头； 2—拉杆； 3—锚固体 常用护坡桩施工 （1）深层搅拌水泥土挡土桩施工 深层搅拌水泥土挡土桩：利用水泥作固化剂，将土与水泥强制拌和，使土硬 结形成具有一定强度和遇水稳定的水泥土加固桩。深层搅拌水泥土挡土桩施工流 程见图 5所示。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 16 图 5 深层搅拌水泥土档土桩施工流程图 （a）定位；(b)搅拌下沉；（c）提升喷浆；（d）重复向下搅拌；（e）提升向上搅拌；（f）移位 若将深层水泥土单桩相互搭接施工，即形成重力坝式挡土墙。常见的布置形 式有：连续壁状挡土墙、格栅式挡土墙。(图 6) 图 6 水泥土桩布置形式 （a）隔栅式挡土墙；（b）连续壁状挡土墙 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 17 （2）钢筋混凝土护坡桩 钢筋混凝土护坡桩分为预制钢筋混凝土板桩和现浇钢筋混凝土灌注桩。 预制钢筋混凝土护坡桩施工时，沿着基坑四周的位置上，逐块连续将板桩打 入土中，然后在桩的上口浇筑钢筋混凝土锁口梁，用以增加板桩的整体刚度。 现浇钢筋混凝土护坡桩，按平面布置的组合形式不同，有单桩疏排、单桩密 排和双排桩，见图 7所示。 图 7 现浇钢筋混凝土护坡桩布置图 (a) 单桩疏排；(b)单桩密排；（c）双排桩；(d)现浇锁扣梁 1—现浇灌注桩；2—注浆桩；3—双排桩；4—锁扣梁；5—挡土木板 地下连续墙施工 地下连续墙施工：在地面上采用专用挖槽机械设备，按一个单元槽段长度(一 般 6~8m)，沿着深基础或地下构筑物周边轴线，利用膨润土泥浆护壁开挖深槽。 地下连续墙施工过程主要划分为三个阶段：准备工作阶段、成槽阶段和浇 筑混凝土阶段。地下连续墙按单元槽段逐段施工，每段施工程序如图 8所示。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 18 图 8 地下连续墙施工程序图 (a) 导墙施工；(b)挖土；(c)安放锁扣管；（d）安放钢筋笼； （e）浇筑混凝土（f）拔出锁扣管；（g）墙段施工完毕 （1）地下连续墙挖槽机械设备的选择 挖槽机械设备主要是深槽挖掘机、泥浆制备搅拌机及处理机具。地下连续墙 挖掘机械有多头钻、挖掘机及抓斗式挖掘机，如图 9所示。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 19 图 9 地下连续墙挖土机械 (a)导板抓斗；(b)导杆抓斗；(c)多头钻挖掘机 （2）浇筑导墙结构 为了保证挖槽竖直并防止机械碰撞槽壁，成槽施工之前，在地下连续墙设计 的纵轴线位置上开挖导沟，在沟的两侧浇筑混凝土或钢筋混凝土导墙。导墙断面 形式见图 10所示。 图 10 导墙断面图 （a）混凝土导墙；（b）钢板组合导墙 （3）制备护壁泥浆 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 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 20 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。 成槽施工 地下连续墙施工单元槽段的长度，既是进行一次挖掘槽段的长度，也是浇 筑混凝土的长度。 划分单元槽段时，还应考虑槽段之间的接头位置，以保证地下连续墙的整 体性。 开挖前，将导沟内施工垃圾清除干净，注入符合要求的泥浆。 机械挖掘成槽时应注意以下事项： 挖掘时，应严格控制槽壁的垂直度和倾斜度。 钻机钻进速度应与吸渣、供应泥浆的能力相适应。 钻进过程中，应使护壁泥浆不低于规定的高度；对有承压力及渗漏水的地 层，应加强泥浆性能指标的调整，以防止大量水进入槽内危及槽壁安全。 成槽应连续进行。成槽后将槽底残渣清除干净，即可安放钢筋笼。 槽段接头与钢筋笼 地下连续墙槽段之间的垂直接头，作为基坑开挖的防渗挡土临时结构时， 要求接头密合、不夹泥；作为主体结构侧墙或结构部分的地下墙，除要求接头抗 渗挡土外，还要求有抗剪能力。 非抗剪接头常采用接头管的形式。 钢筋笼按单元槽段组成一个整体。 水下浇筑混凝土 在水下指定部位直接浇筑混凝土的施工方法。这种方法只适用于静水或流 速小的水流条件下。它常用于浇筑围堰、混凝土防渗墙、墩台基础以及水下建筑 物的局部修补等工程。水下混凝土浇筑的方法很多，常用的有导管法、压浆法和 袋装法，以导管法应用最广。①导管法浇筑时,将导管装置在浇筑部位。顶部有 贮料漏斗,并用起重设备吊住，使可升降。开始浇筑时导管底部要接近地基面， 下口有以铅丝吊住的球塞，使导管和贮料斗内可灌满混凝土拌和物，然后剪断铅 丝使混凝土在自重作用下迅速排出球塞进入水中。浇筑过程中，导管内应经常充 满混凝土，并保持导管底口始终埋在已浇的混凝土内。一面均衡地浇筑混凝土, PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 21 一面缓缓提升导管,直至结束(如图导管法浇筑混凝土)。采用导管法时，骨料的最 大粒径要受到限制，混凝土拌和物需具有良好的和易性及较高的坍落度。如水下 浇筑的混凝土量较大，将导管法与混凝土泵结合使用可以取得较好的效果。②压 浆法是在水下清基、安放模板并封密接缝后，填放粗骨料，埋置压浆管，然后用 砂浆泵压送砂浆，施工方法同预填骨料压浆混凝土（见混凝土施工）。③袋装法 是将混凝土拌和物装入麻袋到半满程度，缝扎袋口，依次沉放，堆筑在水中预定 地点。堆筑时要交错堆放，互相压紧，以增加稳定性。有的国家使用一种水溶性 薄膜材料的袋子，柔性较好，并有助于提高堆筑体的整体性。在浇筑水下混凝土 时，水下清基、立模、堆砌等工作均需有潜水员配合作业。 水下混凝土浇筑技术要求： A) 导管的选用:可采用金属管和厚壁 PVC塑料管，直径不小于 φ250㎜,不大 于 400㎜.导管使用前，应根据桩长试拼接； B) 根据水下混凝土流动扩散规律，导管埋深过小，往往使管外混凝土面上 的浮浆沉渣挟裹卷入混凝土内，形成夹层；埋深过大，导管的超压力减少，管内 混凝土不易流出，容易产生堵管，并给导管的起升带来困难。所以，保持合理的 导管埋深，对水下混凝土的灌注是非常重要的。正常灌注时，导管埋入混凝土内 深度一般为 2.5～3.5米，最小深度为 1.5～2.0米，最深不超过 4米。 C) 导管安装时其底端应高出孔底沉淀土面 30～40㎝，初灌混凝土导管埋深 应在 1.2～1.5米。开始灌注时，为保证第一批混凝土达到要求的埋管高度，以便 实现导管底部的隔水，需要计算首批混凝土罐入量。 初罐混凝土量计算如下： V=[ЛD2（h2+hm）+Лd2h1]÷4 式中： V—初存量（m3）； D—实际桩孔直径（m）； d—导管内径（m）； h2—导管底口至孔底高度（m）； hm—导管埋深，初灌时不小于 1～1.2m h1—孔内混凝土达到埋管高度时。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 22 导管内径与导管外水压平衡所需的高度（m）， 即：h1=（hW.rW）÷rC 式中： h1—孔内砼面至孔口水位的高度（m）； rW—泥浆密度（KN/m3）； rC—砼密度（KN/m3）。 D) 开始灌注时，先配制 0.2～0.3m3流动性好的水泥砂浆，倾倒入管内隔水 拴以上空间。然后，将首批砼倾入初罐斗内，剪断悬挂隔水栓的铁丝，使搁水栓、 水泥砂浆和砼顺利到达孔底并上升，首批砼灌注完毕，立即转入连续浇灌。 E) 灌注水下混凝土过程中，孔内混凝土面连续不断上升，导管埋深也在不 断增加，需要定时测量混凝土上升情况，记下罐入的混凝土量，测定坍落度。 F) 测量混凝土面的标高需要用专业测绳及测锤。在测量时，在导管与钢筋 笼的中间部位下放测锤，至少测 3～4个点，分别记入灌注记录本，然后取平均 值，以此确定导管拆卸的数量。 G) 导管提升时不得过快过猛，以防拖带表层混凝土造成泥渣浮浆侵入，或 挂动钢筋笼等。导管的拆装要干净利落，并防止工具、密封圈及螺栓掉入孔中。 拆下的导管应立即用清水冲洗干净，集中堆放整齐。 H) 水下混凝土一经开始灌注，须连续进行，任何中断不得超过 30分钟，以 保证混凝土的灌注质量。每根桩留 1组试块（每组 3块），并按规定养护 28天龄 期后，送指定试验室检测。 I) 因水下混凝土为自密型混凝土，为了保证桩顶混凝土的质量，需要超罐 出桩顶 80㎝以上，下道工序施工时将其凿除即可。 J) 随时掌握每根桩混凝土的浇筑量，混凝土的充盈系数大约在 1.2左右。预 防塌孔现象出现，控制混凝土的浇筑量不少于桩的理论方量，特别初灌时，根据 所罐混凝土量核实底端的形状。 K) 当出现异常现象时所采取的措施： 流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄露情况，必要时拔出注浆管，检 查密闭性能； 出现不冒浆或连续冒浆时，若系土质疏松问题，则视为正常想象，可适当复 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 23 罐。若附近有空洞、通道，则应不提升注浆管继续注浆，直至冒浆为止或拔出注 浆管待浆凝固后重新注浆； 浇注时下降缓慢，可能是注浆管被刺穿或有孔洞，使灌浆能力降低，应拔出 注浆管检查； 混凝土陡增超过最高限值，流量为零，停机后压力仍无变动时，则可能是喷 嘴堵塞，应拔管疏通喷嘴。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 24 第五节、 高层建筑基础施工 高层建筑基础施整体性要求高，不允许留设施工缝，要求一次连续浇筑完 毕。同时，由于结构体积大，混凝土浇筑后水泥的水化热量大，且聚集在大体积 混凝土内部不易散发，其内部温度显著升高，更促进水泥水化速度加快，水化热 更集中释放，而在混凝土表面散热快，这样就形成了大体积混凝土内外较大的温 差，且产生较大的温度应力，当达到一定数值时，混凝土便产生裂缝。因此，如 何控制混凝土内外温差和温度变形，防止裂缝产生，提高混凝土结构的抗渗、抗 裂和抗侵蚀性能是大体积混凝土施工中的关键问题。 防止大体积混凝土产生温度裂缝的措施 （1）选用中低热的水泥品种，可减少水化热，使混凝土减少升温。 （2）合理选择混凝土的配合比，在满足设计强度和施工要求条件下，尽量选 用 5~40mm石子，增大骨料粒径，尽量减少水泥用量，以减少水泥的水化放热量。 （3）掺用木质素磺酸钙减水剂，不仅能改善混凝土的和易性，还可节约水泥、 降低水化热，明显延迟水化热释放的速度。 （4）掺加适量的活性掺和料(如粉煤灰)，可替代部分水泥，能改善混凝土的 粘聚性，降低水化热。 （5）做好测温工作，控制混凝土内部温度与表面温度、表面温度与环境温度 之差，使其均不超过 25°C。 （6）采用分层分段浇筑混凝土的方法，尽量扩大混凝土浇筑面；控制浇筑速 度或减小浇筑厚度，以保证混凝土在浇筑中有一定的散热时间和空间。 （7）浇筑混凝土时，掺加一定量的毛石可以减少水泥用量，同时毛石还可以 吸收一定的水化热，但应严格控制砂、石的含泥量。 （8）根据施工季节采用不同的施工方法，以减小混凝土的内外温差。夏季采 用降温法施工，即在搅拌混凝土时掺入冰水，一般温度可控制在 5~10°C，浇筑 后采用冷水降温养护；冬季则可采用保温法施工，防止冷空气的侵入。 大体积混凝土施工 大体积混凝土施工，一般在较低温度条件下进行，以最高气温不大于 30°C 为宜。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 25 为保证结构的整体性，混凝土应连续浇筑，采用分层分段的方法施工。根据 结构大小及特点的不同，有全面分层、分段分层和斜面分层等施工方法。参见图 11所示。 图 11 大体积混凝土基础浇筑方案 （a）全面分层；（b）分段分层；（c）斜面分层 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 26 第六节 高层建筑结构施工 我国高层建筑除少数采用钢结构外，大量的仍采用造价较经济、防火性能 好的钢筋混凝土作结构材料。其施工工艺大多采用了结构整体性能好，抗震能力 强和造价较低的现浇结构和现浇与预制相结合的结构。本节主要介绍高层建筑现 浇钢筋混凝土结构的台模和隧道模施工及泵送混凝土施工。 台模和隧道模施工 高层建筑现浇混凝土的模板工程一般可分为竖向模板和横向模板两类。 竖向模板：主要指剪力墙墙体、框架柱、筒体等模板。 横向模板：主要指钢筋混凝土楼盖施工用模板，除采用传统组合模板散装 散拆方法外，目前高层建筑采用了各种类型的台模和隧道模施工。 （1）台模施工 台模由台架和面板组成，适用于高层建筑中的各种楼盖结构施工，其形状与 桌相似，故称台模。台架为台模的支承系统，按其支承形式可分为立柱式、悬架 式、整体式等，如图 12所示。 图 12 台模的形式 （a）立柱式；（b）悬架式；（c）整体式 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 27 立柱式台模由面板、次梁和主梁及立柱等组成。 悬架式台模不设立柱，主要由桁架、次梁、面板、活动翻转翼、垂直与水平 剪力撑及配套机具组成。 整体式台模由台模和柱模板两大部分组成。整个模具结构分为桁架与面板， 承力柱 模板、临时支撑，调节柱模伸缩装置，降模和出模机具等。 (2) 隧道模施工 隧道模是可同时浇筑墙体与楼板的大型工具式模板，能沿楼面在房屋开间 方向水平移动，逐间浇筑钢筋混凝土。 图 13所示隧道模由三面模板组成一节，形如隧道。隧道模可分为整体式和 双拼式两种。 图 13 双拼式隧道模 1— 半隧道模；2—连接板 双拼式隧道模由竖向横模板和水平向楼板模板与骨架连接而成，还有行走装 置和承重装置。 泵送混凝土施工 泵送混凝土施工：利用混凝土泵，通过管道将混凝土拌和物输送到浇筑地点， 一次连续完成水平运输和垂直运输，配以布料杆或配料机还可方便地进行混凝土 浇筑。泵送混凝土工艺具有输送能力大、工效高、劳动强度低、施工文明等特点。 （1）泵送混凝土的管道布置及敷设 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 28 输送管道敷设注意事项： 泵机出口有一定长度的地面水平管(水平管长度不小于泵送高度的 1/3～ 1/4)，然后接 90°弯头，转向垂直运输。 地面水平管用支架支垫，垂直管道用紧固件间隔 3m固定在混凝土结构上。 竖向管道位置应使楼面水平输送距离最短，尽可能设置在设计的预留孔洞 内，且不影响设备安装。 （2）泵送混凝土施工 泵送混凝土除应满足结构设计强度外，还必须具有可泵性。即在管内有 一定的流动性和较好的粘聚性，不泌水，不离析，且摩阻力小；因此，要严格控 制混凝土原材料的质量。 一般选用泌水性小，保水性好的普通硅酸盐水泥。 碎石最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于 1∶4，卵石宜小于或等于 1∶2.5。通过 0.315mm筛孔的砂应不少于 15%，砂率宜控制在 40%~50%。 泵送混凝土宜掺用木质磺酸钙减水剂等外加剂和适量粉煤灰，以增加混凝土 的可泵性。 泵送混凝土的坍落度宜为 80~180mm，泵送高度大时还可以适当增大。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 29 第七节、 高层建筑施工的安全技术 高层脚手架工程安全技术 高层脚手架地基要有足够的承载能力，避免脚手架整体和局部沉降。 高层脚手架应设置足够数量的牢固连墙点，依靠建筑结构的整体刚度，加强 整片脚手架的稳定性。 搭设脚手架时要保证质量，并且采取可靠的安全防护。 应将井架一侧中间立柱接高(高出顶端 2m)作为接闪器，在井架立杆下端设 置接地器，同时将卷扬机的金属外壳可靠接地。 建筑工地上的起重机最上端必须安装避雷针，并连接于接地装置上；起重机 的避雷针应能保护整个起重机。 高层建筑施工其它安全措施 高层建筑施工中，所有楼梯口、电梯口、门洞口、预留洞口和垃圾洞口，必 须设围栏或盖板，避免施工人员误入而高空坠落伤亡。 正在施工的建筑物的出入口和井架通道口，必须搭设牢固的顶板棚，其棚的 宽度应大于出入口，棚的长度应根据建筑物的高度确定，一般为 5~10m。 凡未安装栏杆的阳台周边，无脚手架的屋面周边，框架建筑的楼层周边及井 架通道的两侧边等必须设置 1m高的双层围栏或搭设安全网。 施工人员进入现场必须戴安全帽，高空作业时必须正确使用安全带。 起重机械设备的使用，要严格按照额定起重量起吊重物，不得超载及斜拉重 物。 起重机械必须按国家标准安装，经动力设备部门验收合格后，方能使用。使 用中应健全保养制度，安全防护装置要保持齐全有效。 【参考文献】 [1] 汪正荣．建筑分项施工工艺标准手册[M]．北京：中国建筑工业出版社.2003．15 — 20． [2] JGJ 3 — 2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].__ PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn