我國施工技術(shù)現(xiàn)狀

<建筑工程新技術(shù)新工藝概論>

講座山東建筑大學土木學院楊正凱我國施工技術(shù)現(xiàn)狀第一講我國施工技術(shù)現(xiàn)狀一、我國當代工程技術(shù)總體程度的簡單展現(xiàn)二、我國施工技術(shù)現(xiàn)狀的簡要回想三、施工新技術(shù)的展望一、我國當代工程技術(shù)總體程度的簡單展現(xiàn)近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速開展，我國建筑業(yè)得到快速開展。城市的高層建筑、大型公用工程拔地而起，其數(shù)量之多，規(guī)模之大，外型之復雜，設(shè)計施工之新穎，絕非過去所能比較。這些工程的相繼建成，也標志著我國的施工技術(shù)程度和施工才干又上了一個新臺階。一、我國當代工程技術(shù)總體程度的簡單展現(xiàn)北京建成的西客站北京建成的西客站工程,群體建筑面積70萬m2，其中，主站房就有50萬m2，鋪軌100公里，并設(shè)有預(yù)埋地鐵，總投資63億元，而工期僅36個月。該工程部分構(gòu)造采用勁性鋼筋、C60混凝土，主站房門樓采用45m跨的預(yù)應(yīng)力鋼屋架，用整體提升方法安裝就位，施工難度極大。一、我國當代工程技術(shù)總體程度的簡單展現(xiàn)金茂大廈——金茂大廈總高度為420.5米，是目前世界第三、中國第一高樓(將由上海環(huán)球金融中心取代，標高到達423.8米〕，占地面積2.3萬平方米，地上88層，地下3層，裙房6層，總建筑面積29萬平方米。

塔樓主體構(gòu)造由四個部分組成：①八角形的鋼筋混凝土中心筒；②位于中心筒周圍的八根組合巨型柱；③鋼構(gòu)造框架柱梁；④樓板構(gòu)造。工程設(shè)計由美國SOM設(shè)計事務(wù)所設(shè)計，并獲得了國際構(gòu)造設(shè)計大獎。新穎的構(gòu)造體系極大地添加了建筑施工的難度。一、我國當代工程技術(shù)總體程度的簡單展現(xiàn)上海東方明珠電視塔上海東方明珠電視塔總468m，居亞洲第一，世界第三，部分電梯井部分挖深達20米。施工中采用300m豎向預(yù)應(yīng)力張拉和高強混凝土一次泵送高度達350m及380噸天線欖桿高空安裝就位，都發(fā)明了施工安裝的新紀錄。一、我國當代工程技術(shù)總體程度的簡單展現(xiàn)蘇通大橋斜拉橋主跨1088m，主塔高300.4m，最長索577m，最大262根群樁根底〔深104m〕。四項世界紀錄：最大群樁根底最高橋塔最長斜拉索最大主跨一、我國當代工程技術(shù)總體程度的簡單展現(xiàn)結(jié)論：這些工程不僅規(guī)模大，技術(shù)復雜，而且施工難度也極大，由于施工中采用了許多新技術(shù)，有些技術(shù)到達或接近當代國際先進程度，才使這些工程能按預(yù)定工期保質(zhì)保量地建成。同時，也反映了當代我國施工技術(shù)的總體程度。二、我國施工技術(shù)現(xiàn)狀的簡要回想〔一〕地基根底施工技術(shù)己接近國際先進程度〔二〕混凝土技術(shù)開展步伐加快〔三〕粗鋼筋銜接和高效預(yù)應(yīng)力技術(shù)運用日趨擴展〔四〕化學建材和玻陶石材的運用，使裝飾、裝修大放異彩〔五〕防水工程新技術(shù)、新資料不斷涌現(xiàn)，防水工程質(zhì)量有所提高〔六〕新型墻體保溫技術(shù)的推行運用，促進能源節(jié)約和循環(huán)經(jīng)濟開展〔七〕掌握了一些“高、大、精、尖、新〞的構(gòu)造、設(shè)備安裝和調(diào)試技術(shù)現(xiàn)狀地基根底的工程造價和工期，普通要占整個建筑物的20%～30%。我國在研討合理利用天然地基的根底上，已掌握了軟土地基加固的成套技術(shù)。目前，樁基依然是高層和重載構(gòu)造支撐的主要方式。地下工程和深基坑支護技術(shù)開展較快?！惨弧车鼗资┕ぜ夹g(shù)己接近國際先進程度1、地基加固技術(shù)從工程當?shù)氐耐临|(zhì)、加固資料和工藝條件出發(fā)，研討開發(fā)了具有我國特征的多種復合地基加固技術(shù)。如：石灰、粉煤灰、碎石樁，渣土夯填樁；水泥碎石樁；水泥攪拌樁等，仍較受歡迎?！惨弧车鼗资┕ぜ夹g(shù)己接近國際先進程度1、地基加固技術(shù)〔一〕地基根底施工技術(shù)己接近國際先進程度強夯法、排水固結(jié)法、預(yù)壓加固法依然是開山填谷，圍海造地，灘涂洼地大面積提高地基承載力的好方法。強夯法的夯擊能量可達12000kN-m，并可用塊石、鋼渣等作置換資料，是大面積地用于圍海造地或處置脆弱土層的有效方法，各地都已有廣泛的運用。2、樁基依然是當前運用最廣的一種根底方式現(xiàn)澆灌注樁承載力大，施工對環(huán)境的影響比較少，運用比重日益提高，且樁徑越來越大，最大已超越了3m，樁長可做到104m，承載力1萬kN以上。預(yù)制的混凝土方樁已部分地為預(yù)應(yīng)力管樁所取代。長樁根底施工設(shè)備除少數(shù)采用有套筒護壁外，大多仍為泥漿護壁，水下澆灌混凝土?！惨弧车鼗资┕ぜ夹g(shù)己接近國際先進程度為抑制樁底虛土和縮頸的缺陷，應(yīng)推行樁底、樁側(cè)后注漿技術(shù)，并還可以和超聲檢測技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成了具有我國特征的超長灌注樁施工成套技術(shù)。為檢驗樁基承載力，除靜載實驗外，動測檢測技術(shù)開展很快，結(jié)合計算機運用，樁基動測技術(shù)已根本成熟。〔一〕地基根底施工技術(shù)己接近國際先進程度2、樁基依然是當前運用最廣的一種根底方式3、地下工程和深基坑支護技術(shù)開展迅速〔1〕地下工程的開挖我國地下工程起步較晚，初期主要用于隧道、人防等工程，隨著城市建立的開展，現(xiàn)已廣泛地用于地鐵、地下車庫、倉庫等工程。地下工程的施工曾采用過明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法、沉管法和凍結(jié)法等施工方法。上海地鐵1號線的18.8公里隧道和11個車站，都是建在高流變、高緊縮的軟土地層中，車站大多采用多道錨桿的地下延續(xù)墻作深基坑邊坡支護，而隧道是采用土壓平衡式盾構(gòu)進展頂進施工?！惨弧车鼗资┕ぜ夹g(shù)己接近國際先進程度〔2〕深根底施工在深根底施工中，逆作法和半逆作法技術(shù)雖有所運用，但因造價太高，只需在特殊情況下采用；而目前多數(shù)是用做深基坑開挖時的暫時支擋，這已成為當前建筑施工中的熱點和難點。各地都有不少閱歷，也有一些教訓?！惨弧车鼗资┕ぜ夹g(shù)己接近國際先進程度3、地下工程和深基坑支護技術(shù)開展迅速〔3〕深基坑支護技術(shù)深基坑設(shè)計既要思索坑壁土壓力、降水隔水技術(shù)、開挖時環(huán)境的影響，同時又要計算支擋構(gòu)造的強度和穩(wěn)定性。當基坑深度不超越6~7m時，普通采用灌注樁作成的懸臂擋土壁〔沿海地下水位高，往往用灌注樁擋土和攪拌樁隔水結(jié)合起來運用〕。當基坑深度超越6~7m時，應(yīng)采用復合式支擋構(gòu)造〔如復合土釘墻〕?；由疃仍偬砑樱鲜龇椒y以奏效，那么應(yīng)設(shè)置單支點或多支點的拉錨構(gòu)造〔如預(yù)應(yīng)力錨桿〕?！惨弧车鼗资┕ぜ夹g(shù)己接近國際先進程度3、地下工程和深基坑支護技術(shù)開展迅速土釘墻是我國近期開展起來的一種用于中淺層基坑支護的方法。適用于地下水位以上或經(jīng)降水后的雜填土、普通粘性土和非松散砂土層。由于土釘技術(shù)簡單，操作方便，不占用現(xiàn)場的空間和時間，且費用可較其他方法低10%～30%，故深受運用者的歡迎?！惨弧车鼗资┕ぜ夹g(shù)己接近國際先進程度3、地下工程和深基坑支護技術(shù)開展迅速〔3〕深基坑支護技術(shù)現(xiàn)狀混凝土依然是我國工程構(gòu)造最重要的資料?；炷良夹g(shù)提高主要表如今：資料性能的改善－－〔如：高性能混凝土的運用〕平均強度等級的提高－－〔如：C30～C60混凝土的運用〕工業(yè)化程度的提高－－〔如：預(yù)拌混凝土的運用〕〔二〕混凝土技術(shù)開展步伐加快1、高性能混凝土運用：〔1〕用于工程構(gòu)造的混凝土，不僅應(yīng)具有足夠的齡期強度，而且對其早強、緩凝、抗凍、抗?jié)B、體積變化以及泵送性能等還會有不同的要求；〔2〕預(yù)應(yīng)力混凝土要求高強度、低收縮徐變的性能；〔3〕根底大體積混凝土要求低發(fā)熱量、可泵性好等特點。由于水泥混凝土和高性能外加劑技術(shù)的提高，有能夠按工程運用和施工需求，設(shè)計和配制特定性能的混凝土，以滿足超高層、大跨度、大體積以及各種特殊性能的要求。〔二〕混凝土技術(shù)開展步伐加快2、混凝土平均強度穩(wěn)步提高：〔1〕我國混凝土構(gòu)造中，平均強度已到達C25，C30以上的混凝土已普遍運用；〔2〕C50、C60的高強混凝土在一些高層和橋梁工程中運用量已日見提高。〔3〕C80混凝土已用在預(yù)應(yīng)力管樁構(gòu)件上。由于混凝土強度等級的提高，使構(gòu)造截面和自重減少，密實度和耐久性也相應(yīng)提高?！捕郴炷良夹g(shù)開展步伐加快3、預(yù)拌混凝土的開展：預(yù)拌混凝土的運用是建筑工業(yè)化的重要標志?！?〕促進了混凝土攪拌、運輸?shù)臋C械化和工業(yè)化攪拌站采用機械上料，計算機控制和管理，并較普通地運用了外加劑和摻和料，攪拌運輸車保送，現(xiàn)場大多是用泵〔固定泵或泵車〕保送入模。目前，混凝土的最大泵送高度已達350m；根底大體積混凝土一次延續(xù)澆灌已達24000m3。〔二〕混凝土技術(shù)開展步伐加快〔2〕為大型工程建立高性能混凝土運用提供了能夠。目前，城市建成預(yù)拌混凝土攪拌站已較普遍。其中上海、大連、常州等城市的預(yù)拌混凝土產(chǎn)量已分別占現(xiàn)澆混凝土總量的60%以上，接近工業(yè)興隆國家程度?！捕郴炷良夹g(shù)開展步伐加快3、預(yù)拌混凝土的開展：預(yù)拌混凝土的運用是建筑工業(yè)化的重要標志。4、現(xiàn)澆模板的研討與開發(fā)：為提高混凝土工程質(zhì)量，降低工程本錢，各地都注重現(xiàn)澆模板的研討與開發(fā)，并要求企業(yè)做好模板的配板設(shè)計?！?〕組合鋼模板已部分地為中型塊體的鋼框竹〔木〕膠合板模板所取代。鋼框竹〔木〕膠合板面積大、分量輕、外表平整，可提高混凝土工程質(zhì)量和作業(yè)效率，運用量逐年提高，大體已占模板總量的10%。〔二〕混凝土技術(shù)開展步伐加快4、現(xiàn)澆模板的研討與開發(fā)：〔二〕混凝土技術(shù)開展步伐加快〔2〕密肋樓蓋與曲面構(gòu)件的模板已較多地運用了塑料和玻璃鋼模殼。〔3〕為加速模板周轉(zhuǎn)，樓板模板已較普遍地運用了快拆脫模體系，有的還推行了小流水段施工?！?〕大模、爬模、滑模、臺模、筒子模等支模工藝也都有新的改良與提高?！?〕碗扣式、門式支架在支模和作業(yè)腳手上運用比重日見提高。1、粗鋼筋銜接技術(shù)。<混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范>明確指出，直徑22mm的粗鋼筋不宜采用搭接銜接。近幾年來，粗鋼筋銜接技術(shù)有新的突破，并在高層、大型和公用工程中普遍運用?！?〕豎向鋼筋電渣壓力焊始于80年代，現(xiàn)已成為粗鋼筋銜接的主要方法。〔2〕程度鋼筋窄間隙電弧焊和氣壓焊也是粗鋼筋銜接的可靠方法?！?〕套筒擠壓銜接和螺紋銜接屬機械銜接，運用也較普遍。機械銜接具有不受鋼筋化學成分、可焊性或氣候等條件的影響，接頭強度穩(wěn)定，操作簡便，施工速度快等特點。目前，焊接和機械銜接已占鋼筋接頭總數(shù)的70%?！踩炒咒摻钽暯雍透咝ьA(yù)應(yīng)力技術(shù)運用日趨擴展2、冷軋帶肋鋼筋。已進入工程實踐運用階段。從80年代中期引進的冷軋帶肋螺紋鋼筋，現(xiàn)已初步得到推行。各地已建成300多條冷軋帶肋鋼筋消費線，年消費才干200萬噸，年用量已達100多萬噸。并在部分橋梁、道路和樓蓋中運用。國家規(guī)范<冷軋帶肋鋼筋>GB88－2000、行業(yè)規(guī)范<冷軋帶肋鋼筋混凝土構(gòu)造技術(shù)規(guī)程>JGJ95－2003均已公布施行?！踩炒咒摻钽暯雍透咝ьA(yù)應(yīng)力技術(shù)運用日趨擴展冷軋帶肋鋼筋有三個強度級別，分別運用于不同構(gòu)造和構(gòu)件中：〔1〕550N/mm2級主要用于現(xiàn)澆混凝土樓蓋,取代I級鋼筋，可節(jié)約鋼材30%；〔2〕800N/mm2級用于預(yù)應(yīng)力混凝土中小構(gòu)件，替代冷拔低碳鋼絲，可節(jié)省鋼材15%，并極大地改善了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造性能；〔3〕650N/mm2級既可用于預(yù)應(yīng)力混凝土中小構(gòu)件，也可用于現(xiàn)澆非預(yù)應(yīng)力混凝土板的配筋；〔三〕粗鋼筋銜接和高效預(yù)應(yīng)力技術(shù)運用日趨擴展3、高效預(yù)應(yīng)力混凝土運用。近幾年來，高強鋼絲、鋼絞線開展較快(1860MPa為主)，年產(chǎn)量已達20萬噸，預(yù)應(yīng)力工藝和錨夾具等公用設(shè)備已日臻完善。運用：〔1〕挺拔、大跨、貯罐等工程構(gòu)造物已普遍地運用了預(yù)應(yīng)力混凝土。〔2〕近年開展起來的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力是一種很有出路的部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造，已廣泛地運用于建筑樓蓋構(gòu)造，運用量已達500萬m2。如：珠海機場9萬m2候機樓，12m×12m柱網(wǎng)，樓蓋全部采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土，不僅改善了混凝土框架構(gòu)造性能，也加快了施工速度，降低了工程本錢?！?〕在橋梁等構(gòu)造中已有體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運用。如：蘇通大橋?！踩炒咒摻钽暯雍透咝ьA(yù)應(yīng)力技術(shù)運用日趨擴展1、化學建材普通是指建筑塑料管道、塑料門窗、新型防水資料、裝飾裝修資料、建筑涂料、外加劑、粘結(jié)劑等，是繼鋼材、木材和水泥之后當代新興的第四大建筑資料。化學建材性能優(yōu)良，在建筑領(lǐng)域中用途非常廣泛。2、裝飾混凝土、涂料、陶瓷、石材、壁紙和墻布的運用日益廣泛。陶瓷飾面已成為外墻飾面的主體。同時，也是家庭裝飾的重要資料。各種彩色釉面磚、陶瓷錦磚、高級地板磚等倍受溺愛。由于開發(fā)運用了膠粘劑，在鑲貼技術(shù)和工程質(zhì)量上都有明顯的提高。〔四〕化學建材和玻陶石材的運用，使裝飾、裝修大放異彩3、在大型公共建筑中，采用大理石、花崗石等天然石材作飾面的已較為常見。施工中，薄型石材的樹脂膠粘貼工藝，干掛石材柔性銜接工藝等，使施工技術(shù)和質(zhì)量都有顯著的提高。4、玻璃和金屬制品的裝飾具有獨特的功能和環(huán)境效果，成為當今時髦的裝飾資料。〔四〕化學建材和玻陶石材的運用，使裝飾、裝修大放異彩高分子資料的開展及其在防水工程中運用，使柔性防水容顏為之一新，把建筑防水技術(shù)推上了一個新的臺階。建筑防水資料種類已達80多種。產(chǎn)品可分四大類： 〔1〕瀝青防水卷材；〔2〕高分子片材；〔3〕防水涂料；〔4〕膠結(jié)密封資料?！参濉撤浪こ绦录夹g(shù)、新資料不斷涌現(xiàn)，防水工程質(zhì)量有所提高1、瀝青防水卷材。占全部防水資料的80%，年產(chǎn)量8億m2。主要防水資料廠家消費的改性氧化瀝青油氈質(zhì)量比較穩(wěn)定，胎體除紙?zhí)ネ猓€有玻纖胎、玻布胎、化纖胎、聚酯胎等。SBS、APP等一類改性瀝青油氈，成為運用最廣的防水資料?！参濉撤浪こ绦录夹g(shù)、新資料不斷涌現(xiàn)，防水工程質(zhì)量有所提高2、高分子片材。年產(chǎn)才干2000多萬m2。主要產(chǎn)品有聚氯乙烯〔PVC〕片材、氯化聚乙烯片材、三元乙丙橡膠、氯磺化聚乙烯等。目前，全國運用新型防水資料的面積已占建筑防水總面積的20%。根據(jù)新型防水資料特點，開發(fā)了一些新的工藝、技術(shù)和設(shè)備，有的已構(gòu)成工法。如熱熔工法、冷粘貼工法、高頻熱焊工法，以及松鋪、點粘、條粘、機械固定等新的施工方法?！参濉撤浪こ绦录夹g(shù)、新資料不斷涌現(xiàn)，防水工程質(zhì)量有所提高3、剛性防水〔過去僅在南方少數(shù)屋面上運用〕，也因其資料、工藝的改動，使防水性能進一步提高。在混凝土中參與8%～12%的UEA微膨脹劑作成的補償收縮混凝土，不僅可用于屋面的剛性防水，也可以作為地下室防水。在混凝土中摻入鋼纖維、尼龍纖維、玻璃纖維做成的纖維混凝土，也具有良好的防水性能。在混凝土或砂漿中摻入高分子聚合物制成的聚合混凝土和聚合砂漿，可以用作防水、隔水?！参濉撤浪こ绦录夹g(shù)、新資料不斷涌現(xiàn)，防水工程質(zhì)量有所提高4、新近開發(fā)的倒置式屋面，正在進一步擴展試點。涂膜防水和防水堵漏技術(shù)和設(shè)備，也有新的開展?！暗怪檬轿菝妯暤臉?gòu)造是在屋頂?shù)臉?gòu)造層上，先鋪防水層，再鋪保溫隔熱層。上面再鋪一層無紡布并壓上一層覆蓋層。故稱“倒置〞。保溫隔熱采用擠塑發(fā)泡聚苯乙烯泡沫塑料板〔XPS板〕或價錢低廉的高緊縮聚苯乙烯保溫板〔EPS板〕?！参濉撤浪こ绦录夹g(shù)、新資料不斷涌現(xiàn)，防水工程質(zhì)量有所提高建筑外墻保溫技術(shù)有了較快的開展。墻體保溫資料是近年來開展的新型墻體資料，可大量節(jié)約墻體資料，提高墻體保溫性能，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染。具有較好的投資環(huán)境。(六)新型墻體保溫技術(shù)的推行運用，促進能源節(jié)約和循環(huán)經(jīng)濟開展為推行運用新型墻體資料，維護土地資源和生態(tài)環(huán)境，節(jié)約能源，促進循環(huán)經(jīng)濟開展，2000年，國家建立部對國內(nèi)170個城市進展最后通諜，我國許多地方根據(jù)當?shù)貙嵺`制定條例。在“九五〞期間，新型墻體保溫資料進入快速開展階段，當前已呈規(guī)?；_展；2001年，國家又進一步加大了淘汰傳統(tǒng)資料、推行新型墻體保溫資料的力度，推行范圍向小城市、城鎮(zhèn)延伸，向鄉(xiāng)村延伸，向工業(yè)建筑延伸。(六)新型墻體保溫技術(shù)的推行運用，促進能源節(jié)約和循環(huán)經(jīng)濟開展新型墻體保溫資料具有極為寬廣的市場前景。目前墻體節(jié)能保溫資料包括：有機類〔如聚苯乙烯泡沫板、硬質(zhì)泡沫聚氨酯、聚碳酸酯及酚醛等〕無機類〔如珍珠巖水泥板、泡沫水泥板、復合硅酸鹽等〕復合資料類〔如金屬夾芯板、芯材為聚苯等〕。(六)新型墻體保溫技術(shù)的推行運用，促進能