精品本章內容：高層建筑施工特點、垂直運輸設備和腳手架；高層1.ppt

本章內容：高層建筑施工特點、垂直運輸設備和腳手架；高層建筑基礎施工和主體結構施工等內容。 重點：附著式和爬升式塔式起重機、大體積混凝土和泵送混凝土施工原理及工藝，高層建筑施工安全技術。,10 高層建筑施工,學習要求： 了解高層建筑結構體系及施工特點，高層建筑垂直運輸設備和腳手架的搭設，深基坑支護結構形式、水泥土擋土樁施工和地下連續(xù)墻施工； 掌握澆筑大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因、防止措施和合理的施工方法； 熟悉泵送混凝土施工工藝及泵送混凝土的技術要求； 了解高層建筑施工的安全技術。,10.1 高層建筑及其施工特點,10.3 高層建筑基礎施工,10.4 高層建筑結構施工,10.5 高層建筑施工的安全技術,10.2 高層建筑運輸設備與腳手架,End,本 章 內 容,高層建筑：指10層以上的住宅及總高度超過24m的公共建筑和綜合建筑。 高層建筑結構按使用材料劃分，主要有鋼筋混凝土結構、鋼結構、鋼-鋼筋混凝土組合結構，以鋼筋混凝土結構在高層建筑中的應用最為廣泛。 高層建筑按結構體系劃分，有框架體系、剪力墻體系、框架-剪力墻體系和筒體體系(圖10.1)。,10.1 高層建筑及其施工特點,（1）框架體系 框架體系是我國采用較早的一種梁、板、柱結構體系，其優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可以形成較大的空間，特別適用于各類公共建筑，建筑高度一般不超過60m。但由于側向剛度差，在高烈度地震區(qū)不宜采用。,10.1.1 高層建筑的結構體系,（2）剪力墻體系 剪力墻體系是建筑物的內外縱橫墻除了承受豎向荷載外，還要承受由水平荷載所引起的彎矩。它承受水平荷載的能力較框架結構強，剛度大，水平位移小，現(xiàn)已成為高層住宅建筑的主體，建筑高度可達150m。但由于承重剪力墻過多，限制了建筑平面的靈活布置。,（3）框架剪力墻體系 框架剪力墻體系兼有框架和剪力墻體系的優(yōu)點。它是在框架結構平面中的適當部位設置鋼筋混凝土墻，常用樓梯間、電梯間墻體作為剪力墻而形成框架剪力墻體系。它具有平面布置靈活，能較好地承受水平荷載，且抗震性能好的特點，適用于1530層的高層建筑結構。,（4）筒體體系 筒體體系是框架和剪力墻結構發(fā)展而成的空間體系，由若干片縱橫交錯的框架或剪力墻與樓板連接圍成的筒狀結構。根據(jù)其平面布置、組成數(shù)量的不同，又可分為框架筒體、筒中筒、組合筒三種體系。筒體結構在抵抗水平力方面具有良好的剛度，并能形成較大的空間，且建筑平面布置靈活。,基礎埋置深度大 垂直運輸量大 澆筑鋼筋混凝土工程是高層建筑施工的主導工程,10.1.2 高層建筑施工的特點,垂直運輸設備是高層建筑機械化施工的主導機械，擔負著大量的建筑材料、施工設備和施工人員垂直運輸任務。目前，我國高層建筑結構施工用垂直運輸設備主要有： 塔式起重機、混凝土泵和施工電梯。,10.2 高層建筑運輸設備與腳手架,（1）塔式起重機的選擇原則 塔吊參數(shù)應滿足施工要求 對塔吊各主要參數(shù)應逐項檢查，務使所選用塔吊的幅度、起重量、起重力矩和起重吊鉤高度等與施工要求相適應； 塔吊的生產(chǎn)效率應滿足施工進度要求；,10.2.1 塔式起重機,10.2.1.1 塔式起重機的選擇,充分利用現(xiàn)有機械設備，充分發(fā)揮塔吊效能，做到臺班費用最省，經(jīng)濟效益好； 選用塔吊要適應施工現(xiàn)場環(huán)境要求，便于進場安裝、架設和拆除、退場。 （2）塔式起重機選擇步驟 根據(jù)施工對象特點選定塔吊類型； 根據(jù)高層建筑的體型、平面尺寸及標準層面積，確定塔吊應具 備的幅度及吊鉤高度參數(shù)；,根據(jù)建筑構件尺寸及質量，確定塔吊起重量和額定起重力矩參數(shù)；依據(jù)上述參數(shù)確定塔吊的型號。 根據(jù)施工方法、施工工藝、現(xiàn)場條件及設計要求，確定塔吊單側或雙側配置方案； 根據(jù)計劃進度、施工流水段劃分及工程量和吊次的計算，確定塔吊配置臺數(shù)、安裝位置及軌道基礎走向。,（3）注意事項 在確定塔吊形式及高度時，應考慮塔身的錨固點與建筑物的位置；塔臂的平衡臂是否影響臂架正常回轉。 多臺塔吊作業(yè)條件下，務使彼此互不干擾，處理好相鄰塔吊的高度差，防止兩塔吊碰撞。 塔吊安裝時，應保證頂升套架及錨固環(huán)的安裝位置正確；同時考慮外腳架的搭設形式與挑出建筑物的距離，以免與下回轉塔吊轉臺尾部回轉時相撞。,根據(jù)施工經(jīng)驗，下旋軌道塔式起重機用于15層以下的高層建筑；15層以上的高層建筑常選用附著式塔式起重機；30層以上的高層建筑優(yōu)先考慮采用爬升式塔式起重機。,10.2.1.2 附著式塔式起重機和爬升式塔式起重機,（1）附著式塔式起重機 附著式塔式起重機的塔身固定安裝在建筑物外側的鋼筋混凝土基礎上，隨著塔身的升高，每隔20m左右用一套錨固裝置與高層建筑結構相連接，以保證塔身的剛度和穩(wěn)定。一般高度為70100m，特點是適合狹窄工地施工。 附著式塔吊的錨固裝置由套在塔身上的錨固環(huán)、附著桿及固定在建筑結構上的錨固支座構成(圖10.2)。,錨固環(huán)必須裝設在塔身標準節(jié)對接處，或設置在水平腹桿斷面處；錨固環(huán)必須牢固，緊緊地箍緊塔身結構，不得松脫。 建筑物上的錨固支座可安裝在柱上或埋設在現(xiàn)澆混凝土墻板內，錨固點應緊靠樓板，其距離以不大于20cm為宜。,附著式塔吊錨固裝置的安裝與拆卸必須遵守有關安全操作規(guī)程的規(guī)定，在施工時應特別注意以下幾點：,安裝和固定附著桿時，必須用經(jīng)緯儀對塔身結構的垂直度進行檢查。 在塔式起重機使用過程中，應經(jīng)常對錨固裝置各個部位及連接件進行檢查，如有松動或短缺，應立即加以緊固或補齊。 降落塔身與拆除附著桿系應同步進行，嚴禁先期拆卸附著桿，再逐節(jié)拆卸塔身，以免大風造成塔身扭曲倒毀事故。,（2）爬升式塔式起重機 爬升式塔式起重機特別適宜于超高層建筑結構施工。它通過電梯或樓板預留開孔的空間進行爬升，一次可以爬升一層或二層樓；來自塔吊上部的荷載，通過支承系統(tǒng)和楔緊裝置傳給樓板結構。,根據(jù)爬升孔的尺寸和建筑結構特點，確定樓板開孔尺寸，并準備合適的爬升框架； 通過變幅小車，使塔吊起重臂和平衡臂方向平衡，以便塔身平穩(wěn)爬升；爬升時，起重臂的指向應與液壓爬升系統(tǒng)的橫梁相垂直，禁止回轉臂架； 風速達5級以上時，不得進行爬升作業(yè)；,爬升式起重機進行爬升作業(yè)時，應注意以下事項：,爬升過程中如有異常響聲或出現(xiàn)故障，必須立即停機檢查，故障未經(jīng)排除不得繼續(xù)爬升作業(yè)； 爬升到要求的樓層后，應立即伸出塔身底座的支腿并錨固，并通過爬升框架支承塔吊傳來的荷載； 爬升作業(yè)完成后，必須經(jīng)過周密檢查，確認無異常后，方可投入正式使用。,施工電梯是安裝于高層建筑物外部，供運送施工人員和建筑器材的垂直提升機械。施工電梯主要有兩種，即單籠式和雙籠式。一般載重量1t，可乘12人；重型可載重2t，可乘24人。,10.2.2 施工電梯,使用時應注意以下事項： 為使施工電梯充分發(fā)揮效能，其安裝位置應滿足：便于施工人員和物料的集散；便于安裝和設置附墻裝置；靠近電源，有良好的夜間照明。 嚴格對人貨電梯運輸?shù)慕M織與管理。采取施工樓層相對集中，增加作業(yè)班次，白天運送人員為主、晚上以運送材料為主等措施，緩解高峰時的運輸矛盾。,（1）鋼管扣件腳手架 高層建筑鋼管扣件腳手架的材料性能和搭拆方法與一般多層腳手架相同，但在搭設高度與立桿間距方面有限制要求：搭設高度在2030m，單根立桿縱距為1.8m；搭設高度在3040m，單根立桿縱距為1.5m；搭設高度在4050m，單根立桿縱距為1.0m。,10.2.3 高層建筑施工用腳手架,10.2.3.1 外墻腳手架,鋼管扣件腳手架的搭設高度大于30m時，應采用鋼制可調節(jié)連接桿，承受拉力要求不低于6.8kN，并與高層建筑物連接，按下列要求施工： 按垂直方向每隔3.6m，水平方向每隔5.4m設置一道連墻桿； 按上述位置，在施工中將預埋件埋置在混凝土柱墻、圈梁內，且預埋件應保持上下垂直一線； 連墻桿盡量靠近小橫桿與立桿的連接處，但不應將小橫桿作連墻桿。,(2) 懸挑式外腳手架 懸挑式外腳手架是利用建筑結構外邊緣向外伸出的懸挑結 構作支承的腳手架。其關鍵是懸挑結構必須有足夠的強度、剛 度和穩(wěn)定性，并能將腳手架的荷載傳遞給建筑結構。,懸挑腳手架適用于下列三種情況： 0以下結構工程不能及時回填土，而主體結構必須進行的工程；否則影響工期； 高層建筑主體結構四周有裙房，腳手架不能支承在地面上； 超高建筑施工時，腳手架搭設高度超過了容許搭設高度，因此將整個腳手架按允許搭設高度分成若干段，每段腳手架支承在建筑結構向外懸挑的結構上。,將腳手架吊籃的懸掛點固定在建筑物頂部的懸挑裝置上，由卷揚機驅動，通過滑輪組和鋼絲繩，可使吊籃在建筑物外側升降，除進行外墻裝飾作業(yè)外，還能進行建筑設備的安裝及外墻清洗等作業(yè)。 吊籃腳手架一般由吊籃、支承設施、吊索、滑輪組、升降設備和安全裝置組成。 支承設施有兩種，一種為由固定挑梁和平衡重組成的支承設施；另一種為可以縱向移動的支承設施。 升降設備為電動驅動機構。,10.2.3.2 吊籃腳手架,高層建筑常用的基礎結構可分為片筏基礎、箱形基礎、樁基礎和復合基礎。 高層建筑的基礎因地基承載力、抗震穩(wěn)定和功能要求，一般埋置深度較大，且有地下結構。當基礎埋置深度不大，地基土質條件好，且周圍有足夠的空地時，可采用放坡方法開挖。放坡開挖基坑比較經(jīng)濟，但必須進行邊坡穩(wěn)定性驗算。在場地狹窄地區(qū)，基礎工程周圍沒有足夠的空地，又不允許進行放坡時，則采用擋土支護措施。,10.3 高層建筑基礎施工,護坡樁的支撐主要有以下幾種形式： （1）懸臂式護坡樁(無錨板樁) 對于粘土、砂土及地下水位較低的地基，用樁錘將工字鋼樁打入土中，嵌入土層足夠的深度保持穩(wěn)定，其頂端設有支撐或錨桿，開挖時在樁間加插橫板以擋土。,10.3.1 支護結構,（2）支撐(拉錨)護坡樁 水平拉錨護坡樁 基坑開挖較深施工時，在基坑附近的土體穩(wěn)定區(qū)內先打設錨樁，然后開挖基坑1m左右裝上橫撐(圍檁)，在護坡樁背面挖溝槽拉上錨桿，其一端與擋土樁上的圍檁(墻)連接，另一端與錨樁(錨梁)連接，用花籃螺栓連接并拉緊固定在錨樁上，基坑則可繼續(xù)挖土至設計深度，如圖10.3(a)所示。,支護護坡樁 基坑附近無法拉錨時，或在地質較差、不宜采用錨桿支護的軟土地區(qū)，可在基坑內進行支撐，支撐一般采用型鋼或鋼管制成。支撐主要支頂擋土結構，以克服水土所產(chǎn)生的側壓力。支撐形式可分為水平支撐和斜向支撐。水平支撐見圖10.3（b),斜向支撐見圖10.3(c)。,（3）土層錨桿 土層錨桿：將受拉桿件的一端(錨固段)固定在邊坡或地基的土層中，另一端與護壁樁(墻)連接，用以承受土壓力，防止土壁坍塌或滑坡，如圖10.4所示。,（1）深層攪拌水泥土擋土樁施工 深層攪拌水泥土擋土樁：利用水泥作固化劑，將土與水泥強制拌和，使土硬結形成具有一定強度和遇水穩(wěn)定的水泥土加固樁。深層攪拌水泥土擋土樁施工流程見圖10.5所示。 若將深層水泥土單樁相互搭接施工，即形成重力壩式擋土墻。常見的布置形式有：連續(xù)壁狀擋土墻、格柵式擋土墻。(圖10.6),10.3.2 常用護坡樁施工,（2）鋼筋混凝土護坡樁 鋼筋混凝土護坡樁分為預制鋼筋混凝土板樁和現(xiàn)澆鋼筋混凝土灌注樁。 預制鋼筋混凝土護坡樁施工時，沿著基坑四周的位置上，逐塊連續(xù)將板樁打入土中，然后在樁的上口澆筑鋼筋混凝土鎖口梁，用以增加板樁的整體剛度。 現(xiàn)澆鋼筋混凝土護坡樁，按平面布置的組合形式不同，有單樁疏排、單樁密排和雙排樁，見圖10.7所示。,地下連續(xù)墻施工：在地面上采用專用挖槽機械設備，按一個單元槽段長度(一般68m)，沿著深基礎或地下構筑物周邊軸線，利用膨潤土泥漿護壁開挖深槽。 地下連續(xù)墻施工過程主要劃分為三個階段：準備工作階段、成槽階段和澆筑混凝土階段。地下連續(xù)墻按單元槽段逐段施工，每段施工程序如圖10.8所示。,10.3.3 地下連續(xù)墻施工,（1）地下連續(xù)墻挖槽機械設備的選擇 挖槽機械設備主要是深槽挖掘機、泥漿制備攪拌機及處理機具。地下連續(xù)墻挖掘機械有多頭鉆、挖掘機及抓斗式挖掘機，如圖10.9所示。 （2）澆筑導墻結構 為了保證挖槽豎直并防止機械碰撞槽壁，成槽施工之前，在地下連續(xù)墻設計的縱軸線位置上開挖導溝，在溝的兩側澆筑混凝土或鋼筋混凝土導墻。導墻斷面形式見圖10.10所示。,10.3.3.1 準備工作,（3）制備護壁泥漿 地下連續(xù)墻施工是利用泥漿護壁成槽。泥漿的作用是維持直立槽壁面的穩(wěn)定性，利用泥漿循環(huán)攜帶出挖掘土渣，同時泥漿還能降低鉆具溫度，減少磨損。通常用機械將膨潤土攪拌成泥漿；控制泥漿性能的指標有密度、粘度、失水量和泥皮性質。,地下連續(xù)墻施工單元槽段的長度，既是進行一次挖掘槽段的長度，也是澆筑混凝土的長度。 劃分單元槽段時，還應考慮槽段之間的接頭位置，以保證地下連續(xù)墻的整體性。 開挖前，將導溝內施工垃圾清除干凈，注入符合要求的泥漿。,10.3.3.2 成槽施工,機械挖掘成槽時應注意以下事項： 挖掘時，應嚴格控制槽壁的垂直度和傾斜度。 鉆機鉆進速度應與吸渣、供應泥漿的能力相適應。 鉆進過程中，應使護壁泥漿不低于規(guī)定的高度；對有承壓力及滲漏水的地層，應加強泥漿性能指標的調整，以防止大量水進入槽內危及槽壁安全。 成槽應連續(xù)進行。成槽后將槽底殘渣清除干凈，即可安放鋼筋籠。,地下連續(xù)墻槽段之間的垂直接頭，作為基坑開挖的防滲擋土臨時結構時，要求接頭密合、不夾泥；作為主體結構側墻或結構部分的地下墻，除要求接頭抗?jié)B擋土外，還要求有抗剪能力。 非抗剪接頭常采用接頭管的形式。 鋼筋籠按單元槽段組成一個整體。,10.3.3.3 槽段接頭與鋼筋籠,10.3.3.4 水下澆筑混凝土,水下澆筑混凝土詳見第2章有關內容。,10.3.4 高層建筑基礎施工,整體性要求高，不允許留設施工縫，要求一次連續(xù)澆筑完畢。同時，由于結構體積大，混凝土澆筑后水泥的水化熱量大，且聚集在大體積混凝土內部不易散發(fā)，其內部溫度顯著升高，更促進水泥水化速度加快，水化熱更集中釋放，而在混凝土表面散熱快，這樣就形成了大體積混凝土內外較大的溫差，且產(chǎn)生較大的溫度應力，當達到一定數(shù)值時，混凝土便產(chǎn)生裂縫。因此，如何控制混凝土內外溫差和溫度變形，防止裂縫產(chǎn)生，提高混凝土結構的抗?jié)B、抗裂和抗侵蝕性能是大體積混凝土施工中的關鍵問題。,10.3.4.1 防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的措施,（1）選用中低熱的水泥品種，可減少水化熱，使混凝土減少升溫。 （2）合理選擇混凝土的配合比，在滿足設計強度和施工要求條件下，盡量選用540mm石子，增大骨料粒徑，盡量減少水泥用量，以減少水泥的水化放熱量。 （3）摻用木質素磺酸鈣減水劑，不僅能改善混凝土的和易性，還可節(jié)約水泥、降低水化熱，明顯延遲水化熱釋放的速度。,（4）摻加適量的活性摻和料(如粉煤灰)，可替代部分水泥，能改善混凝土的粘聚性，降低水化熱。 （5）做好測溫工作，控制混凝土內部溫度與表面溫度、表面溫度與環(huán)境溫度之差，使其均不超過25C。 （6）采用分層分段澆筑混凝土的方法，盡量擴大混凝土澆筑面；控制澆筑速度或減小澆筑厚度，以保證混凝土在澆筑中有一定的散熱時間和空間。,（7）澆筑混凝土時，摻加一定量的毛石可以減少水泥用量，同時毛石還可以吸收一定的水化熱，但應嚴格控制砂、石的含泥量。 （8）根據(jù)施工季節(jié)采用不同的施工方法，以減小混凝土的內外溫差。夏季采用降溫法施工，即在攪拌混凝土時摻入冰水，一般溫度可控制在510C，澆筑后采用冷水降溫養(yǎng)護；冬季則可采用保溫法施工，防止冷空氣的侵入。,大體積混凝土施工，一般在較低溫度條件下進行，以最高氣溫不大于30C為宜。 為保證結構的整體性，混凝土應連續(xù)澆筑，采用分層分段的方法施工。根據(jù)結構大小及特點的不同，有全面分層、分段分層和斜面分層等施工方法。參見圖10.11,10.3.4.2 大體積混凝土施工,我國高層建筑除少數(shù)采用鋼結構外，大量的仍采用造價較經(jīng)濟、防火性能好的鋼筋混凝土作結構材料。其施工工藝大多采用了結構整體性能好，抗震能力強和造價較低的現(xiàn)澆結構和現(xiàn)澆與預制相結合的結構。本節(jié)主要介紹高層建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構的臺模和隧道模施工及泵送混凝土施工。,10.4 高層建筑結構施工,高層建筑現(xiàn)澆混凝土的模板工程一般可分為豎向模板和橫向模板兩類。 豎向模板：主要指剪力墻墻體、框架柱、筒體等模板。 橫向模板：主要指鋼筋混凝土樓蓋施工用模板，除采用傳統(tǒng)組合模板散裝散拆方法外，目前高層建筑采用了各種類型的臺模和隧道模施工。,10.4.1 臺模和隧道模施工,（1）臺模施工 臺模由臺架和面板組成，適用于高層建筑中的各種樓蓋結構施工，其形狀與桌相似，故稱臺模。臺架為臺模的支承系統(tǒng)，按其支承形式可分為立柱式、懸架式、整體式等，如圖10.12所示。,立柱式臺模由面板、次梁和主梁及立柱等組成。 懸架式臺模不設立柱，主要由桁架、次梁、面板、活動翻轉翼、垂直與水平剪力撐及配套機具組成。 整體式臺模由臺模和柱模板兩大部分組成。整個模具結構分為桁架與面板，承力柱 模板、臨時支撐，調節(jié)柱模伸縮裝置，降模和出模機具等。,(2) 隧道模施工 隧道模是可同時澆筑墻體與樓板的大型工具式模板，能沿樓面在房屋開間方向水平移動，逐間澆筑鋼筋混凝土。 圖10.13所示隧道模由三面模板組成一節(jié)，形如隧道。隧道模可分為整體式和雙拼式兩種。 雙拼式隧道模由豎向橫模板和水平向樓板模板與骨架連接而成，還有行走裝置和承重裝置。,泵送混凝土施工：利用混凝土泵，通過管道將混凝土拌和物輸送到澆筑地點，一次連續(xù)完成水平運輸和垂直運輸，配以布料桿或配料機還可方便地進行混凝土澆筑。泵送混凝土工藝具有輸送能力大、工效高、勞動強度低、施工文明等特點。,10.4.2 泵送混凝土施工,（1）泵送混凝土的管道布置及敷設 輸送管道敷設注意事項： 泵機出口有一定長度的地面水平管(水平管長度不小于泵送高度的1/31/4)，然后接90彎頭，轉向垂直運輸。 地面水平管用支架支墊，垂直管道用緊固件間隔3m固定在混凝土結構上。 豎向管道位置應使樓面水平輸送距離最短，盡可能設置在設計的預留孔洞內，且不影響設備安裝。,（2）泵送混凝土施工