【湖北】超高层建筑施工技术与特点（共106）

超高层建建筑施工工湖北省工工业建筑筑学校第一部分分超超高层层建筑概概述一、超高高层建筑筑定义《高层建筑筑混凝土土结构技技术规程程》规定10层及10层以上的的居住建建筑及高高度超过过24m的公共建建筑为高高层建筑筑。国际上把把高度超超过30层或100m以上的高高楼称为为超高层层建筑。。1972年在国际际高层建建筑会议议上，提提出高层层建筑的的分类和和定义，，其中超超高层建建筑定义义为40层以上（（高度100m以上）。。我国《民民用建筑筑设计通通则》规规定，建建筑高度度超过100m时，不论论住宅及及公共建建筑均为为超高层层建筑。。二、中国国超高层层建筑发发展现状状我国超高高层建筑筑虽起步步较晚，，但自从从20世纪90年代初开开始，我我国已成成为世界界上超高高层建筑筑最活跃跃与最繁繁荣的地地区。据据资料统统计，全全球在建建的摩天天大楼中中，87%在中国，，中国在在建的摩摩天大楼楼已超过过200座。序号名称城市高度1上海环球金融中心上海492米2南京紫峰大厦南京450米3深圳京基金融中心深圳441.8米4广州国际金融中心广州439米5上海金茂大厦上海421米6广州中信广场广州391.1米7深圳赛格广场深圳355米8天津津塔天津336.9米9上海世贸国际广场上海333米10常州现代传媒中心常州333米11温州世界贸易中心温州333米12武汉民生银行大厦武汉332米13北京国贸三期北京330米国内已建建成330米以上的的超高层层建筑一一览表序号名称城市高度1深圳平安国际金融大厦深圳646米2上海中心大厦上海632米3武汉绿地中心武汉606米4天津117大厦天津597米5沈阳国际金融中心沈阳427米6沈阳恒隆市府广场沈阳384米7大连裕景中心大连383米8广州广昇国际大厦广州360米9武汉葛洲坝国际广场武汉350米国内在建建350米以上的的超高层层建筑一一览表三、我国国在世界界高层建建筑中的的地位2012年世界最最高建筑筑20栋,建筑高度度从381米至828米，平均均高度461米。中国国有10栋，占50%，平均高高度442米，低于于全球平平均高度度。但到2020年世界最最高建筑筑20栋,建筑高度度从492米至1000米，平均均高度600米。中国国有10栋，占50%，平均高高度563米。但若若中国尚尚有三栋栋巨高层层列入：：一栋1000米，一栋栋838米，一栋栋729米。中国国巨高层层建筑的的平均高高度将达达到640米，超过过世界平平均建筑筑高度。。四、超高高层建筑筑的未来来发展在21世纪的第第二个十十年中，，我们不不仅仅会会目睹世世界上第第一个千千米高层层建筑的的诞生，，我们也也会看到到很多超超过600米高的高高楼拔地地而起。。在哈利利法塔竣竣工前，，这种建建筑类型型并未存存在。但但是到2020年时，我我们却有有望看到到世界上上有八座座这类的的建筑耸耸立起来来。我们们正在步步入“巨巨高层””建筑的的时代，，“巨高高层”一一词已被被学会作作为描述述高度超超过600米的建筑筑时的专专业用语语。垂直城市哈利法塔未来天空城市建筑高度828米838米虚荣高度244米8米占用高度584米，452米观景台电梯直达观景台830米停机坪737米建筑面积527,000m²（344000m²）1,050,000m²楼层地上163层，地下9层58部电梯10米/秒地上202层，地下6层93部电梯18米/秒结构材料钢/混凝土钢结构施工周期2004年1月~2011年12月2013年7月20日奠基至2014年4月完工9个月建筑重量50万吨建材,耗资80亿美元20万吨钢材,用途304套酒店客房900套公寓住宅办公写字楼1.2万人入住2957车位250套酒店客房4450套公寓住房和10万平米学校/医院/写字楼/商店/餐厅/娱乐3万人入住10000车位创新点钢/混结构设计施工和材料首创世界第一独立结构世界最高楼层高度世界最高容纳人数世界第一室外观景世界最高运行电梯世界最长钢结构建筑设计施工材料首创世界第一将囊括独立结构世界最高楼层高度世界最高容纳人数世界第一室外观景世界最高运行电梯世界最长还拥有诸多显赫世界第一。

哈利法塔塔与湖南南未来天天空城市市对比五、超高高层建筑筑面临的的问题及及挑战1.高层建筑筑的优点点高层建筑筑占地面面积小，，提高土土地利用用率，扩扩大市区区空地，，利于城城市绿化化，改善善卫生环环境。缓解城市市用地紧紧张的问问题。可以改善善城市面面貌，丰丰富城市市艺术。。还具有减减少市政政建设投投资、用用垂直交交通代替替横向(水平)交通,以减少城城市交通通拥堵等等明显的的社会经经济效益益。2.高层建筑筑发展存存在的问问题(1)高楼引来来“风速速杀手””。(2)““热岛效应应”。(3)电子屏蔽蔽效应。。(4)高楼造价价和施工工成本剧剧增，维维护和管管理费用用也剧增增。(5)安全隐患患大第二部分分超超高层层建筑关关键施工工技术一、中国国超高层层建筑技技术发展展现状我国的超超高层建建筑若干干施工技技术已处处于国际际先进水水平，超超高层建建筑领域域设备已已实现国国产化：：我国塔塔吊生产产技术发发展迅速速，已能能生产各各种可适适应超高高层建筑筑施工需需要的自自升式塔塔吊；在在混凝土土超高设设备泵送送领域，，我国已已达到世世界领先先水平；；国产大大空间、、大吨位位、高速速施工电电梯也已已已经实实现了500米级超高高层建筑筑的成功功应用。。一、中国国超高层层建筑技技术发展展现状随着超高高层建筑筑向高度度更高、、结构形形式更复复杂、施施工进度度要求更更快的方方向发展展，超高高层建筑筑施工技技术逐步步发展为为以超高高层钢结结构制作作安装、、高强混混凝土超超高泵送送、模架架施工技技术为主主的现代代施工技技术。超高层塔塔吊布置置超高层模模架布置置超高层模模架布置置超高层超超高压泵泵二、超高高层建筑筑主要关关键施工工技术1、超深基基坑及地地下室施施工技术术超高层建建筑埋置置深度深深，部分分超高层层建筑埋埋深已超超过30米（十字字门塔楼楼基坑深深度为24米，珠海海横琴IFC大厦基坑坑深度达达到28米），超超深基坑坑支护结结构施工工技术、、地下水水位控制制技术、、土方开开挖及运运输技术术、信息息化施工工及变形形控制技技术难度度越来越越大。二、超高高层建筑筑主要关关键施工工技术1、超深基基坑及地地下室施施工技术术超高层层建筑筑地下下室一一般采采用顺顺做法法、半半逆作作法、、全逆逆作法法三种种施工工方法法，其其中半半逆作作法最最为常常见。。顺做法法施工工：顺做法法是遵遵循先先深后后浅的的原则则，地地下室室全部部采用用从下下至上上的施施工步步骤，，地下下室结结构完完成后后再开开始上上部结结构施施工。。顺做法法优点点是施施工工工艺成成熟简简单，，缺点点是施施工周周期长长。二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术1、超深深基坑坑及地地下室室施工工技术术半逆作作法施施工：：半逆作作法是是主体体塔楼楼区域域采用用顺做做法，，周边边裙房房采用用逆作作法，，先期期完成成塔楼楼区域域地下下室施施工，，在主主体塔塔楼施施工时时再采采用逆逆作法法施工工周边边地下下室。。半逆作作法优优点是是建筑筑物上上部结结构的的施工工和地地下基基础结结构施施工平平行立立体作作业可可有效效缩短短工期期，缺缺点是是需采采用双双层围围护结结构，，施工工成本本高。。1、主楼楼基坑坑结构构支护护施工工2、主楼楼地下下室结结构施施工3、主楼楼结构构施工工4、裙楼楼支护护结构构施工工6、主楼楼结构构施工工5、裙楼楼结构构施工工7、主楼楼结构构施工工8、主楼楼结构构施工工二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术1、超深深基坑坑及地地下室室施工工技术术全逆作作法施施工：：全逆作作法是是主体体塔楼楼区域域及裙裙房区区域全全部采采用逆逆做法法，基基坑支支护及及桩基基完成成后首首先开开始首首层施施工，，首层层施工工完成成后同同时向向上施施工主主楼，，向下下施工工地下下结构构。半逆作作法优优点是是施工工周期期大大大缩短短，缺缺点是是前期期建筑筑物荷荷载需需通过过钢结结构立立柱传传力，，且地地下室室梁柱柱等节节点混混凝土土浇筑筑困难难。1、支护护结构构施工工2、首层层结构构施工工3、上部部结构构施工工4、地下下室结结构施施工5、上部部结构构施工工6、地下下室结结构施施工7、上部部结构构施工工8、地下下室结结构施施工9、上部部结构构施工工二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术1、超深深基坑坑及地地下室室施工工技术术超高层层基坑坑深度度超深深且多多处于于繁华华地带带，基基坑支支护一一般采采用地地下连连续墙墙+支撑（（内支支撑或或环形形支撑撑）；；地下下连续续墙+拉锚；；排桩桩+支撑；；排桩桩+锚索等等支护护形式式。部分处处于大大型整整体地地下室室中的的超高高层基基坑采采用坑坑中坑坑设计计，即即大基基坑采采用一一种支支护形形式，，坑中中坑采采用一一种支支护形形式。。如十十字门门大基基坑采采用桩桩锚支支护形形式，，坑中中坑采采用桩桩撑支支护形形式。。坑中坑坑支护护二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术2、高承承载力力大直直径桩桩基施施工技技术随着建建筑物物高度度的不不断攀攀升，，桩基基承载载力要要求越越来越越高，，桩长长也越越来越越长，，施工工难度度也越越来越越大（（如十十字门门塔楼楼桩基基直径径达2.4米，持持力层层达到到微风风化花花岗岩岩，单单桩承承载力力设计计值达达65900KN）。部部分超超高层层工程程桩基基直径径可达达4米。大直径径嵌岩岩桩一一般可可采用用旋挖挖成孔孔、冲冲孔成成孔、、潜孔孔锤成成孔技技术。。冲孔成成孔施施工冲孔成成孔施施工二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术2、高承承载力力大直直径桩桩基施施工技技术冲孔成成孔适适应性性强，，可以以适应应多种种复杂杂地质质情况况，但但遇孤孤石或或嵌岩岩较深深时，，施工工速度度慢。。可采采用水水下（（地下下）爆爆破技技术对对孤石石及岩岩层进进行爆爆破后后再冲冲孔施施工，，可以以大大大提高高工作作效率率。嵌岩旋旋挖需需采用用特种种大功功率设设备，，潜孔孔锤需需采用用多孔孔组合合施工工，施施工难难度大大，且且施工工成本本高。。水下爆爆破施施工二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术2、高承承载力力大直直径桩桩基施施工技技术大直径径灌注注桩钢钢筋笼笼钢筋筋规格格及数数量远远远超超过普普通灌灌注桩桩，且且桩长长长，，采用用孔口口钢筋筋笼对对接，，需采采用特特殊措措施及及钢筋筋连接接工艺艺进行行施工工。钢筋工工程钢筋技技术方方面，，推广广了钢钢筋对对焊、、电渣渣压力力焊、、气压压焊以以及机机械连连接（（套筒筒挤压压、锥锥螺纹纹和直直螺纹纹套筒筒连接接）。。钢筋笼笼对接接装置置钢筋笼笼对接接装置置二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术3、大体体积混混凝土土施工工技术术超高层层建筑筑高度度高，，基础础厚度度厚，，一次次性浇浇筑混混凝土土方量量大（（如上上海环环球金金融中中心基基础一一次性性连续续浇筑筑28900m3，如上上海中中心6米厚基基础一一次性性连续续浇筑筑60000m3）。大大体积积高强强度混混凝土土水化化热大大、混混凝土土收缩缩大、、裂缝缝控制制难度度大。。十字门门塔楼楼基础础厚度度4.0m~12.2m，采用用分层层浇筑筑，单单次最最大浇浇筑厚厚度5.6m，浇筑筑方量量约6000m3。基础钢钢筋施施工大体积积混凝凝土浇浇筑二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术3、大体体积混混凝土土施工工技术术超高层层超大大体积积混凝凝土一一般采采用优优化配配合比比设计计；优优选原原材料料；选选用中中低热热水泥泥；大大掺量量粉煤煤灰和和矿物物掺合合料；；采用用聚羧羧酸系系高性性能减减水剂剂；采采用蓄蓄热保保温保保湿养养护方方法；；采用用实时时温度度检测测等综综合控控制方方法。。大体积积混凝凝土养养护二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术4、高强强混凝凝土超超高泵泵送施施工技技术超高层层建筑筑的混混凝土土强度度高、、粘度度大，，随着着泵送送高度度的增增加，，泵送送施工工越来来越困困难。。随着着材料料性能能及设设备性性能的的不断断提升升，我我国在在超高高层泵泵送领领域已已创造造多项项世界界纪录录（如如深圳圳京基基大厦厦创下下C120超高强强混凝凝土一一次性性泵送送417米高度度的纪纪录））。二、超超高层层建筑筑主要要关键键施工工技术术4、高强强混凝凝土超超高泵泵送施施工技技术混凝土土浇筑筑机械械选择择：超超高层层每层层混凝凝土浇浇捣方方量较较大，，混凝凝土浇浇筑一一般采采用2泵2管一泵泵到顶顶的施施工技技术。。应用双双泵技技术在在1组出现现故障障时，，另1组仍可可继续续进行行工作作，避避免输输送中中断造造成质质量事事故。。高度较较高的的巨高高层建建筑一一般会会增加加备用用泵及及管路路系统统。砼泵管管固定定装置置砼泵管管弯管管固定定装置置应用实实例二、超高层层建筑主要要关键施工工技术4、高强混凝凝土超高泵泵送施工技技术超高层高压压泵带有专专项管道水水洗技术，，利用该专专项技术的的砼活塞、、自动补偿偿磨损间隙隙的眼镜板板、切割环环及管路的的良好密封封性。采用用水洗技术术，直接用用混凝土泵泵泵送水洗洗，使其能能够做到泵泵送多高，，水洗多高高。水洗输输送管可以以最大限度度利用管道道中的混凝凝土，减少少混凝土浪浪费和对施施工环境的的污染。超高层砼泵泵管水洗示示意图高抛自密实实混凝土配配比试验高抛自密实实混凝土配配比试验试验柱安装装试验柱自密密实混凝土土扩展度检检测试验柱混凝凝土浇筑钢管柱高抛抛自密实混混凝土试验验试验柱剖口口及横向抽抽芯检测钢管柱高抛抛自密实混混凝土试验验试验柱剖口口及横向抽抽芯检测钢管柱高抛抛自密实混混凝土试验验试验柱竖向向抽芯检测测钢管柱高抛抛自密实混混凝土试验验自密实混凝凝土超声波波检测曲线线钢管柱高抛抛自密实混混凝土试验验二、超高层层建筑主要要关键施工工技术5、模架施工工技术在超高层建建筑领域，，大型塔吊吊、钢结构构安装技术术日益成熟熟，混凝土土核心筒结结构施工是是影响整体体施工的关关键环节，，模架体系系的先进性性、科学性性成了制约约整个混凝凝土结构施施工的关键键因素。模模架体系一一般可采用用滑模体系系、液压单单片爬升体体系、液压压整体爬升升体系、液液压整体提提升体系、、智能化整整体顶升体体系等多种种形式，经经过多年的的发展，现现常用液压压整体爬升升体系及智智能化整体体顶升体系系两种模式式。5.1、液压爬升升模板及平平台施工技技术液压爬升模模板及平台台是通过附附着于已浇浇筑混凝土土上的轨道道作为受力力构件，进进行逐层爬爬升。全自动液压压爬升系统统提高了模模板系统的的自动化程程度，减轻轻了操作人人员的工作作强度。其其封闭的爬爬架系统可可以用于放放置钢筋、、电箱、电电焊机、工工具箱、常常用材料等等，并且底底部设置悬悬挂安全平平台以防止止高空坠物物，提供了了适宜的操操作环境及及安全保障障。5.1、液压爬升升模板及平平台施工技技术自动液压爬爬模脚手模模板体系由由内外构架架支撑系统统、动力系系统、钢平平台系统、、脚手架系系统和模板板系统组成成。其中钢钢平台系统统处于整个个体系的顶顶部，是施施工人员的的操作平台台和液压布布料机的放放置场地；；脚手系统统作为施工工人员的上上下通道和和钢筋绑扎扎、模板安安装的操作作空间；悬悬挂脚手架架采用滑移移式设计方方法，满足足核心筒墙墙体收分施施工需要；；模板系统统采用定型型轻型大模模板，施工工时跟随构构架平台体体系一起进进行爬升；；支撑系统统搁置在墙墙体上，承承受构架平平台施工时时的荷载；；整个体系系利用油缸缸的顶升和和回提跟随随核心筒墙墙体的施工工完成每一一层的爬升升。5.2、液压顶升升模板及平平台施工技技术液压顶升模模板及平台台是通过低低于已浇筑筑混凝土上上的钢梁作作为受力构构件，进行行逐层顶升升。顶模是通过过长行程、、大吨位液液压双作用用油缸顶升升体系，一一个行程即即可顶升一一个结构层层，在很短短时间内即即可完成全全部顶升工工序，加快快施工速度度。顶模布置示示意图顶模布置示示意图顶模布置示示意图顶模布置示示意图二、超高层层建筑主要要关键施工工技术5.3、液压提模模板及平台台台技术整体提升模模板及平台台系统是通通过高于已已浇筑混凝凝土内的格格构柱作为为受力构件件，进行逐逐层提升。。整体提升操操作平台系系统由结构构平台、支支承格构立立柱、和提提升动力系系统三大部部分组成。。二、超高层层建筑主要要关键施工工技术6、超高层钢钢结构施工工技术超高层钢结结构具有安安装高度高高、构件重重量大、操操作面狭小小、倾斜及及悬臂构件件多、安装装顺序复杂杂等诸多难难度。超高高层钢结构构均采用塔塔吊吊装方方式，塔吊吊的布置及及选型完全全取决于钢钢结构安装装方案。超超高层钢结结构安装技技术、空间间结构施工工技术、大大悬臂安装装技术、多多角度全位位置异性钢钢结构焊接接技术是其其关键技术术。二、超高层层建筑主要要关键施工工技术6、超高层钢钢结构施工工技术因超高层混混凝土核心心筒与外框框钢结构采采用错层施施工，且混混凝土与钢钢结构的收收缩量并不不相同，因因此在每个个施工阶段段以及施工工结束后，，结构外框框巨型柱与与核心筒之之间存在竖竖向差值，，且该差值值会导致的的水平构件件（内外筒筒刚性连接接梁与楼板板、伸臂桁桁架等）产产生的附加加应力，需需根据仿真真计算结果果进行修正正并采取相相应施工措措施予以解解决。高度补偿示示意图伸臂桁架变变形示意图图伸臂桁架施施工措施二、超高层层建筑主要要关键施工工技术7、钢—混凝凝土组合施施工技术钢—混凝土土组合结构构充分利用用了钢与混混凝土的各各自优势，，是常用的的超高层结结构形式，，主要有钢钢管混凝土土及型钢混混凝土两种种形式。大大直径多隔隔板钢管混混凝土施工工密实性是是钢管混凝凝土的最主主要难点，，密集钢筋筋与钢骨柱柱的连接及及狭小空间间混凝土浇浇筑是型钢钢混凝土的的最主要难难点。钢板剪力墙墙二、超高层层建筑主要要关键施工工技术8、超高层幕幕墙施工技技术超高层结构构幕墙单元元面积大、、安装高度度高、与结结构错层施施工，幕墙墙安装需充充分利用塔塔吊、施工工电梯、悬悬臂吊及卸卸料平台等等设备，施施工组织难难度大。9、超高层设设备安装施施工技术超高层结构构设备安装装高度高，，设备重量量重，需采采用塔吊安安装，塔吊吊选型及施施工电梯选选型需考虑虑设备重量量及外形尺尺寸，设备备安装需在在结构施工工阶段完成成。二、超高层层建筑主要要关键施工工技术10、超高层施施工设备选选择超高层施工工主要施工工设备主要要包含大吨吨位自升式式塔吊、大大尺寸高速速施工电梯梯、液压模模架系统、、超高泵送送设备系统统，设备的的布置与选选型的科学学性是超高高层建筑施施工的关键键。二、超高层层建筑主要要关键施工工技术11、超高层测测量技术超高层建筑筑多为混凝凝土核心筒筒与钢框架架的组合结结构，施工工过程中内内外筒竖向向压缩变形形不同，随随着建筑物物高度增高高，测量受受环境温度度变化及日日照影响大大。12、超高层总总承包管理理超高层建筑筑施工专业业多，需多多专业交叉叉阶梯施工工，各专业业需共用塔塔吊及施工工电梯等垂垂直运输设设备，各专专业间的施施工布置及及协调难度度大。第三部分超超高高层施工技技术路线选选择一、超高层层总体施工工路线超高层施工工技术路线线的选择与与建筑物高高度、结构构类型直接接相关，在在相同高度度情况下不不同的结构构类型将会会采用不同同的技术路路线，同样样，在结构构类型相同同情况下建建筑物高度度不同也将将可能采用用不同的技技术路线。。超高层建筑筑一般采用用混凝土核核心筒+混凝土外框框架；混凝凝土核心筒筒+钢结构外框框架两种主主要结构类类型。一、、超超高高层层总总体体施施工工路路线线混凝凝土土核核心心筒筒+混凝凝土土外外框框架架结结构构类类型型施施工工技技术术路路线线：：此种种结结构构类类型型外外框框柱柱可可采采用用混混凝凝土土结结构构柱柱或或钢钢结结构构柱柱，，核核心心筒筒内内外外楼楼层层均均采采用用混混凝凝土土结结构构。。此种种结结构构类类型型多多采采用用核核心心筒筒与与外外框框同同层层施施工工技技术术，，即即核核心心筒筒与与外外框框架架同同步步施施工工，，一一般般设设置置电电动动或或液液压压爬爬升升外外防防护护屏屏。。同层层施施工