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建建筑地下下室一般般采用顺顺做法、、半逆作作法、全全逆作法法三种施施工方法法，其中中半逆作作法最为为常见。。顺做法施施工：顺做法是是遵循先先深后浅浅的原则则，地下下室全部部采用从从下至上上的施工工步骤，，地下室室结构完完成后再再开始上上部结构构施工。。顺做法优优点是施施工工艺艺成熟简简单，缺缺点是施施工周期期长。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半逆作法法施工：：半逆作法法是主体体塔楼区区域采用用顺做法法，周边边裙房采采用逆作作法，先先期完成成塔楼区区域地下下室施工工，在主主体塔楼楼施工时时再采用用逆作法法施工周周边地下下室。半逆作法法优点是是建筑物物上部结结构的施施工和地地下基础础结构施施工平行行立体作作业可有有效缩短短工期，，缺点是是需采用用双层围围护结构构，施工工成本高高。1、主楼基基坑结构构支护施施工2、主楼地地下室结结构施工工3、主楼结结构施工工4、裙楼支支护结构构施工6、主楼结结构施工工5、裙楼结结构施工工7、主楼结结构施工工8、主楼结结构施工工二、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全逆作法法施工：：全逆作法法是主体体塔楼区区域及裙裙房区域域全部采采用逆做做法，基基坑支护护及桩基基完成后后首先开开始首层层施工，，首层施施工完成成后同时时向上施施工主楼楼，向下下施工地地下结构构。半逆作法法优点是是施工周周期大大大缩短，，缺点是是前期建建筑物荷荷载需通通过钢结结构立柱柱传力，，且地下下室梁柱柱等节点点混凝土土浇筑困困难。1、支护结结构施工工2、首层结结构施工工3、上部结结构施工工4、地下室室结构施施工5、上部结结构施工工6、地下室室结构施施工7、上部结结构施工工8、地下室室结构施施工9、上部结结构施工工二、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基基坑深度度超深且且多处于于繁华地地带，基基坑支护护一般采采用地下下连续墙墙+支撑（内内支撑或或环形支支撑）；；地下连连续墙+拉锚；排排桩+支撑；排排桩+锚索等支支护形式式。部分处于于大型整整体地下下室中的的超高层层基坑采采用坑中中坑设计计，即大大基坑采采用一种种支护形形式，坑坑中坑采采用一种种支护形形式。如如十字门门大基坑坑采用桩桩锚支护护形式，，坑中坑坑采用桩桩撑支护护形式。。坑中坑支支护二、超高高层建筑筑主要关关键施工工技术2、高承载载力大直直径桩基基施工技技术随着建筑筑物高度度的不断断攀升，，桩基承承载力要要求越来来越高，，桩长也也越来越越长，施施工难度度也越来来越大（（如十字字门塔楼楼桩基直直径达2.4米，持力力层达到到微风化化花岗岩岩，单桩桩承载力力设计值值达65900KN）。部分分超高层层工程桩桩基直径径可达4米。大直径嵌嵌岩桩一一般可采采用旋挖挖成孔、、冲孔成成孔、潜潜孔锤成成孔技术术。冲孔成孔孔施工冲孔成孔孔施工二、超高高层建筑筑主要关关键施工工技术2、高承载载力大直直径桩基基施工技技术冲孔成孔孔适应性性强，可可以适应应多种复复杂地质质情况，，但遇孤孤石或嵌嵌岩较深深时，施施工速度度慢。可可采用水水下（地地下）爆爆破技术术对孤石石及岩层层进行爆爆破后再再冲孔施施工，可可以大大大提高工工作效率率。嵌岩旋挖挖需采用用特种大大功率设设备，潜潜孔锤需需采用多多孔组合合施工，，施工难难度大，，且施工工成本高高。水下爆破破施工二、超高高层建筑筑主要关关键施工工技术2、高承载载力大直直径桩基基施工技技术大直径灌灌注桩钢钢筋笼钢钢筋规格格及数量量远远超超过普通通灌注桩桩，且桩桩长长，，采用孔孔口钢筋筋笼对接接，需采采用特殊殊措施及及钢筋连连接工艺艺进行施施工。钢筋工程程钢筋技术术方面，，推广了了钢筋对对焊、电电渣压力力焊、气气压焊以以及机械械连接（（套筒挤挤压、锥锥螺纹和和直螺纹纹套筒连连接）。。钢筋笼对对接装置置钢筋笼对对接装置置二、超高高层建筑筑主要关关键施工工技术3、大体积积混凝土土施工技技术超高层建建筑高度度高，基基础厚度度厚，一一次性浇浇筑混凝凝土方量量大（如如上海环环球金融融中心基基础一次次性连续续浇筑28900m3，如上海中心心6米厚基础一次次性连续浇筑筑60000m3）。大体积高高强度混凝土土水化热大、、混凝土收缩缩大、裂缝控控制难度大。。十字门塔楼基基础厚度4.0m~12.2m，采用分层浇浇筑，单次最最大浇筑厚度度5.6m，浇筑方量约约6000m3。基础钢筋施工工大体积混凝土土浇筑二、超高层建建筑主要关键键施工技术3、大体积混凝凝土施工技术术超高层超大体体积混凝土一一般采用优化化配合比设计计；优选原材材料；选用中中低热水泥；；大掺量粉煤煤灰和矿物掺掺合料；采用用聚羧酸系高高性能减水剂剂；采用蓄热热保温保湿养养护方法；采采用实时温度度检测等综合合控制方法。。大体积混凝土土养护二、超高层建建筑主要关键键施工技术4、高强混凝土土超高泵送施施工技术超高层建筑的的混凝土强度度高、粘度大大，随着泵送送高度的增加加，泵送施工工越来越困难难。随着材料料性能及设备备性能的不断断提升，我国国在超高层泵泵送领域已创创造多项世界界纪录（如深深圳京基大厦厦创下C120超高强混凝土土一次性泵送送417米高度的纪录录）。二、超高层建建筑主要关键键施工技术4、高强混凝土土超高泵送施施工技术混凝土浇筑机机械选择：超超高层每层混混凝土浇捣方方量较大，混混凝土浇筑一一般采用2泵2管一泵到顶的的施工技术。。应用双泵技术术在1组出现故障时时，另1组仍可继续进进行工作，避避免输送中断断造成质量事事故。高度较高的巨巨高层建筑一一般会增加备备用泵及管路路系统。砼泵管固定装装置砼泵管弯管固固定装置应用实例二、超高层建建筑主要关键键施工技术4、高强混凝土土超高泵送施施工技术超高层高压泵泵带有专项管管道水洗技术术，利用该专专项技术的砼砼活塞、自动动补偿磨损间间隙的眼镜板板、切割环及及管路的良好好密封性。采采用水洗技术术，直接用混混凝土泵泵送送水洗，使其其能够做到泵泵送多高，水水洗多高。水水洗输送管可可以最大限度度利用管道中中的混凝土，，减少混凝土土浪费和对施施工环境的污污染。超高层砼泵管管水洗示意图图高抛自密实混混凝土配比试试验高抛自密实混混凝土配比试试验试验柱安装试验柱自密实实混凝土扩展展度检测试验柱混凝土土浇筑钢管柱高抛自自密实混凝土土试验试验柱剖口及及横向抽芯检检测钢管柱高抛自自密实混凝土土试验试验柱剖口及及横向抽芯检检测钢管柱高抛自自密实混凝土土试验试验柱竖向抽抽芯检测钢管柱高抛自自密实混凝土土试验自密实混凝土土超声波检测测曲线钢管柱高抛自自密实混凝土土试验二、超高层建建筑主要关键键施工技术5、模架施工技技术在超高层建筑筑领域，大型型塔吊、钢结结构安装技术术日益成熟，，混凝土核心心筒结构施工工是影响整体体施工的关键键环节，模架架体系的先进进性、科学性性成了制约整整个混凝土结结构施工的关关键因素。模模架体系一般般可采用滑模模体系、液压压单片爬升体体系、液压整整体爬升体系系、液压整体体提升体系、、智能化整体体顶升体系等等多种形式，，经过多年的的发展，现常常用液压整体体爬升体系及及智能化整体体顶升体系两两种模式。5.1、液压爬升模模板及平台施施工技术液压爬升模板板及平台是通通过附着于已已浇筑混凝土土上的轨道作作为受力构件件，进行逐层层爬升。全自动液压爬爬升系统提高高了模板系统统的自动化程程度，减轻了了操作人员的的工作强度。。其封闭的爬爬架系统可以以用于放置钢钢筋、电箱、、电焊机、工工具箱、常用用材料等，并并且底部设置置悬挂安全平平台以防止高高空坠物，提提供了适宜的的操作环境及及安全保障。。5.1、液压爬升模模板及平台施施工技术自动液压爬模模脚手模板体体系由内外构构架支撑系统统、动力系统统、钢平台系系统、脚手架架系统和模板板系统组成。。其中钢平台台系统处于整整个体系的顶顶部，是施工工人员的操作作平台和液压压布料机的放放置场地；脚脚手系统作为为施工人员的的上下通道和和钢筋绑扎、、模板安装的的操作空间；；悬挂脚手架架采用滑移式式设计方法，，满足核心筒筒墙体收分施施工需要；模模板系统采用用定型轻型大大模板，施工工时跟随构架架平台体系一一起进行爬升升；支撑系统统搁置在墙体体上，承受构构架平台施工工时的荷载；；整个体系利利用油缸的顶顶升和回提跟跟随核心筒墙墙体的施工完完成每一层的的爬升。5.2、液压顶升模模板及平台施施工技术液压顶升模板板及平台是通通过低于已浇浇筑混凝土上上的钢梁作为为受力构件，，进行逐层顶顶升。顶模是通过长长行程、大吨吨位液压双作作用油缸顶升升体系，一个个行程即可顶顶升一个结构构层，在很短短时间内即可可完成全部顶顶升工序，加加快施工速度度。顶模布置示意意图顶模布置示意意图顶模布置示意意图顶模布置示意意图二、超高层建建筑主要关键键施工技术5.3、液压提模板板及平台台技技术整体提升模板板及平台系统统是通过高于于已浇筑混凝凝土内的格构构柱作为受力力构件，进行行逐层提升。。整体提升操作作平台系统由由结构平台、、支承格构立立柱、和提升升动力系统三三大部分组成成。二、超高层建建筑主要关键键施工技术6、超高层钢结结构施工技术术超高层钢结构构具有安装高高度高、构件件重量大、操操作面狭小、、倾斜及悬臂臂构件多、安安装顺序复杂杂等诸多难度度。超高层钢钢结构均采用用塔吊吊装方方式，塔吊的的布置及选型型完全取决于于钢结构安装装方案。超高高层钢结构安安装技术、空空间结构施工工技术、大悬悬臂安装技术术、多角度全全位置异性钢钢结构焊接技技术是其关键键技术。二、超高层建建筑主要关键键施工技术6、超高层钢结结构施工技术术因超高层混凝凝土核心筒与与外框钢结构构采用错层施施工，且混凝凝土与钢结构构的收缩量并并不相同，因因此在每个施施工阶段以及及施工结束后后，结构外框框巨型柱与核核心筒之间存存在竖向差值值，且该差值值会导致的水水平构件（内内外筒刚性连连接梁与楼板板、伸臂桁架架等）产生的的附加应力，，需根据仿真真计算结果进进行修正并采采取相应施工工措施予以解解决。高度补偿示意意图伸臂桁架变形形示意图伸臂桁架施工工措施二、超高层建建筑主要关键键施工技术7、钢—混凝土土组合施工技技术钢—混凝土组组合结构充分分利用了钢与与混凝土的各各自优势，是是常用的超高高层结构形式式，主要有钢钢管混凝土及及型钢混凝土土两种形式。。大直径多隔隔板钢管混凝凝土施工密实实性是钢管混混凝土的最主主要难点，密密集钢筋与钢钢骨柱的连接接及狭小空间间混凝土浇筑筑是型钢混凝凝土的最主要要难点。钢板剪力墙二、超高层建建筑主要关键键施工技术8、超高层幕墙墙施工技术超高层结构幕幕墙单元面积积大、安装高高度高、与结结构错层施工工，幕墙安装装需充分利用用塔吊、施工工电梯、悬臂臂吊及卸料平平台等设备，，施工组织难难度大。9、超高层设备备安装施工技技术超高层结构设设备安装高度度高，设备重重量重，需采采用塔吊安装装，塔吊选型型及施工电梯梯选型需考虑虑设备重量及及外形尺寸，，设备安装需需在结构施工工阶段完成。。二、超高层建建筑主要关键键施工技术10、超高层施工工设备选择超高层施工主主要施工设备备主要包含大大吨位自升式式塔吊、大尺尺寸高速施工工电梯、液压压模架系统、、超高泵送设设备系统，设设备的布置与与选型的科学学性是超高层层建筑施工的的关键。二、超高层建建筑主要关键键施工技术11、超高层测量量技术超高层建筑多多为混凝土核核心筒与钢框框架的组合结结构，施工过过程中内外筒筒竖向压缩变变形不同，随随着建筑物高高度增高，测测量受环境温温度变化及日日照影响大。。12、超高层总承承包管理超高层建筑施施工专业多，，需多专业交交叉阶梯施工工，各专业需需共用塔吊及及施工电梯等等垂直运输设设备，各专业业间的施工布布置及协调难难度大。第三部分超超高层施施工技术路线线选择一、超高层总总体施工路线线超高层施工技技术路线的选选择与建筑物物高度、结构构类型直接相相关，在相同同高度情况下下不同的结构构类型将会采采用不同的技技术路线，同同样，在结构构类型相同情情况下建筑物物高度不同也也