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1高层建筑施工主讲：汤商2第一章概述第一节高层建筑的发展一、高层建筑的概念（一）高层建筑的定义建设部：《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002)中规定：十层及十层以上或房屋高度超过28M的非抗震设计和抗震设防烈度为6-9度抗震设计的高层民用建筑结构《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95)中规定：十层及十层以上的居住建筑和建筑高度超过24M的公共建筑3《民用建筑设计通则》（JGJ37-87），明确了民用建筑层数的划分A、住宅建筑按层数：1-3层为低层；4-6层为多层；7-9层为中高层；10层以上为高层。B、公共建筑及综合性建筑总高度超过24M者为高层（不包含高度超过24M单层主体建筑）C、建筑物高度超过100M时，不论住宅或公共建筑均为超高层。4为简化统计口径，建设部主管部门从1984年起，对住宅和非住宅，一律以十层为高层建筑统计的起点。5（二）高层建筑的分类1972国际高层建筑会议：分四类第一类高层建筑:9~16层(最高到50m);第二类高层建筑:17~25层(最高到75m);第三类高层建筑:26~40层(最高到100m);超高层建筑:40层以上(高度100m以上)。6二、高层建筑的特点（一）建筑特点与要求1、由于建筑高度增加，电梯成为建筑内部主要的垂直交通工具，影响高层建筑的平面布局和空间组合。2、需要在底层和不同的高度设置设备层，顶部设电梯间和水箱间。平面、立面的布置要满足高层防火规范要求。3、由于高层建筑地下埋深嵌固要求，一般要有一层至数层的地下室，作为设备层及车库、人防、辅助用房用房等74、高层建筑主体具有特定的使用功能的标准层，具有统一的层高、开间、进深和平面布局。5、由于高度、体型大，需要更好的处理建筑造型和外饰面。6、对不同使用功能的高层建筑需要解决各自的问题。8（二）结构特点与要求1、强度：2、刚度：3、延性：4、耐久性：要求较高。规范将建筑耐久年限分为四级，一级耐久年限为100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。5、基础稳定性：为确保高层的稳定性和满足地基变形要求，其基础的埋置深度，采用天然地基时不小于建筑高度的1/12，采用桩基础时为1/15（桩长不计）（三）防火特点与要求（四）设备特点与要求1、给水、排水9A、给水系统:三大给水系统生活、消防、生产三大给水方式高位水箱式、气压水箱式、无水箱式B、热水供应系统：C、排水系统：D、水泵间：2、电气、机电设备A、电源：B、电梯：C、防雷：10D、共用天线电视接收系统：E、电话：F、弱电系统：3、采暖、通风、空调A、一般高层建筑：B、高档高层建筑：11三、高层建筑的发展（一）高层建筑的兴起：我国古代:高塔砖砌或木制的筒体结构高层框架结构国外古代:砖石承重结构壁厚,使用空间小.（二）高层建筑的发展:框架结构(钢、钢筋混凝土)剪力墙、钢支撑、筒体121314四、高层建筑的发展趋势（一）平面布置与竖向体型时代化：（二）层数增多、高度加大：（三）新材料、新工艺的开发：（四）新结构体系的多样化：（五）高层建筑钢结构的兴起趋势：（六）高层住宅集合体特性：（七）建筑智能工程日趋完善：15第二节高层建筑施工技术的发展一、高层建筑的施工特点1、工程量大、造价高：2、工期长、季节性施工不可避免：3、高空作业面临的问题多，安全风险大：4、高层建筑基础深，地基处理复杂，方案有多种选择，对造价和工期影响很大：5、市区工程居多，用地紧张：6、高层建筑多以钢筋砼和钢为主，钢筋砼以现浇为主7、防水、装饰、设备要求较高：8、标准层占主体工程的主要部分：9、工程项目多、工种多、涉及单位多、管理复杂：16二、高层建筑施工技术发展基础工程：支护技术:钢板桩混凝土灌注桩地下连续墙深层搅拌水泥土桩土钉支护支撑形式:内部钢管支撑外部土锚拉固土锚杆:钻孔、灌浆、预应力张拉工艺桩基础：预制打入桩混凝土灌注桩：大直径钻孔灌注桩结构工程：大模板、爬升模板、滑升模板高层钢结构：17第二章深基坑支护结构施工第一节深基坑支护结构的选型一、深基坑支护结构的作用（1）主要作用：挡土、挡水，使基坑开挖和基础结构的施工能够安全顺利进行，维持基坑侧压力与支护结构的平衡状态。（2）支护结构，通常作为临时性结构，基础施工完毕后即失去作用。有些支护结构材料可以重复利用：有些支护结构就永久性埋入地下：有些支护结构基础施工后则成为基础结构的一部分：综上：不论那一种，均有较大的成本投入。18二、深基坑支护结构的选型：深基坑支护结构的类型：排桩、地下连续墙、水泥土墙、土钉墙和逆作拱墙（一）排桩支护结构排桩支护：是以现场灌注桩按队列式布置组成的支护结构1、排桩支护的类型：A.挡土灌注桩支护B.排桩土层锚杆支护C.排桩内支撑支护19（1）挡土灌注桩支护：（图2-1）排列形式：间隔式、双排式、连续式（2）排桩土层锚杆支护：（图2-2）常用排桩土层锚杆支护的类型：单锚支护、多锚支护、破碎岩层支护（3）排桩内支撑支护：（图2-3）对深度不大，面积不大，地基土质较差的基坑，为使维护排桩受力合理和受力后变形小，常在基坑内沿围护排桩竖向设置一定支撑点组成内支撑式基坑支护体系。A.排桩内支撑的组成：由挡土结构和支撑结构组成支撑结构由围檩、水平支撑、八字撑和立柱等组成20B.内支撑体系平面布置形式：由基坑的平面形状、尺寸、开挖深度、周围环境保护要求、地下结构的布置、土方开挖的顺序和方法而定。一般有（图2-4）所示的各种形式，也可以两、三种形式混合使用。2、排桩支护结构的选型：3、排桩构造措施：（二）地下连续墙支护结构是在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖基坑或工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖一条狭长的深槽，清槽后在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法浇筑水下砼，筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋砼墙壁，作为截水、防渗、挡土和承重结构。211、地下连续墙支护类型常用的有：悬臂式、与土层锚杆组合式、内支撑式、逆作法式等地下连续墙施工程序见图2-52、地下连续墙的选型：优缺点及适用范围：突出点：深度可达50米；与邻近建筑物距离可达30CM；无需降水；振动小、噪音低；各种地质几乎都适用；还可以作为地下结构外墙的一部分。但地下连续墙支护施工需要较多的机具设备，一次性投资较高，工艺技术较复杂，质量要求较高。223、地下连续墙构造措施（三）水泥土墙支护结构（简讲）（四）土钉墙支护结构（简讲）（五）逆作拱墙支护结构（简讲）23第二节深基坑支护结构计算（简介）一、悬臂式灌注桩支护计算：介绍灌注桩自地面钻入土中深度的计算过程：见书P20-21页24第三节深基坑支护结构施工一、灌注桩支护施工（一）灌注桩支护施工技术措施（以密排桩间加注浆桩为例）：灌注桩支护施工工艺：灌注桩—注浆桩—冠梁拉杆1、密排钻孔灌注桩采用跳跃式施工，即先施工1、4、7、10等桩，接着施工2、5、8、11等桩，然后施工3、6、9、12等桩。2、注浆桩施工顺序：成孔—清孔—下注浆管—下小片石—洗孔—注浆提管3、冠梁拉杆25（二）灌注桩支护施工质量措施排桩质量措施应符合下列要求：（重点是第五点：砼灌注桩检测规定）二、土层锚杆施工（简讲）三、地下连续墙支护施工（一）地下连续墙支护施工技术措施地下连续墙施工工艺：安装机械|筑导墙—分段挖土成槽–吸泥清底换浆—吊放接头管—||备制泥浆-注入泥浆-泥浆处理—排渣重复使用26—吊装钢筋笼—装灌注管浇水下砼1、单元槽的划分：决定单元槽长度的因素：在下列情况下，宜采用挖掘机的最小挖掘长度或接近于2—3M的长度：如无以上影响因素，可增大单元槽段，一般以5—8M为宜，也有采用10M或更大的情况。2、导墙（1）导墙的式样和形状：要求：必须具有一定的强度、刚度和精度。各种导墙的断面形式见图2-24.（2）导墙的施工：导墙的施工顺序如下：平整场地--测量定位—挖槽—绑钢筋—支模板、对撑—浇筑砼—拆模后设置横撑—回填外侧空隙并碾压导墙施工的注意事项：主要是精度要求。273、泥浆（1）泥浆成分：主要是膨润土、搅和物和水。（2）泥浆的控制指标：新配置的泥浆相对密度应小于1.05，成槽后相对密度上升，但此时槽内泥浆相对密度大于1.05，槽底泥浆相对密度大于1.20。泥浆的控制指标分别见表2-2、表2-3。（3）泥浆的调制：按照搅拌泥浆的不同方法可分为高速回转式搅拌和喷射式搅拌两种。284、挖槽5、清底清除槽底沉渣常用的方法有三种：（1）吸泥泵排泥法（2）空气升液排泥法（3）潜水泥浆泵排泥法（见图2—26）6、接头接头材料有钢管、钢板、型钢、气囊、化学纤维、橡胶等。其中接头钢管使用最为普遍。各种接头方式中用接头钢管施工较简单可靠，如图2—27所示：施工方法：29（二）地下连续墙支护施工质量措施及验收1、措施：2、验收：（1）检验批划分：（2）墙体强度：（3）垂直度：（4）导墙尺寸：（5）沉渣厚度：（6）槽深：（7）砼坍落度：（8）钢筋笼尺寸：（9）地下墙表面平整度：（10）永久结构时的预埋件位置：30四、土钉墙支护施工（简讲）（一）土钉墙支护施工技术措施：（二）土钉墙支护施工质量措施与验收：31第四节深基坑支护结构监测由于目前深基坑支护处于半理论半经验状态，所以，在基坑开挖与支护结构使用期间，对较重要的支护结构需要进行监测。一、深基坑支护结构监测方法见表2—4。二、常用监测仪器及其使用方法（一）变形监测仪器：（二）应力监测仪器：（三）支护结构变形观测：三、监测数据整理与报警标准32第三章深基坑土方开挖第一节深基坑土方开挖方法选择深基坑土方开挖方法：1、分层开挖2、分段开挖3、中心岛开挖4、盆式开挖一、深基坑土方分层开挖：形式：注意事项：最后一层开挖后，应立即浇灌砼垫层。适用范围：分层开挖的方法：1、设坡道2、不设坡道3、阶梯式33二、深基坑土方分段开挖：分段开挖顺序：第一区分层开挖2-3M—预留被动土区后继续开挖，每层2-3M直到基底浇灌砼垫层—安装斜撑—挖预留的被动土区—边挖边浇灌砼垫层—拆斜撑（视土质情况）—继续开挖另一个区三、深基坑土方中心岛开挖中心岛开挖法：是首先在基坑中心开挖，而周围一定范围的土暂不开挖，视土质情况，可按1：1—1：2.5放坡，或做临时性支护挡土，使之形成对四周围护结构的被动土反压力区，保护围护结构的稳定性。四周的被动土区可视情况，待中间部分的砼垫层、基础或地下结构施工完成后，再用斜撑或水平撑在四周围护结构与中间已施工完毕的基础或结构物之间对撑，然后进行四周土的开挖和结构施工。图3-334A、如四周土方量不大：可采用分块挖除，分块施工砼垫层和顶板结构的方法，然后与中间部分的结构连接在一起。B、也可采用“中顺边逆”的施工工艺：中心岛的范围：取决与被动土压力区的土体稳定性；还必须是结构施工能留设施工缝部位。四、深基坑土方盆式开挖盆式开挖采取与中心岛开挖法施工顺序相反的做法，先开挖两侧或四周的土方，并进行周边支撑或基础和结构物施工，然后开挖中间残留的土方，再进行地下结构物的施工，图3-4.中心岛开挖和盆式开挖两种方法的适用范围：适用于土质较好的粘性土和密实的砂质土，对于软弱土层，要视开挖深度而定，如基坑开挖较深，残留的土方量就要大，才能满足形成被动土区压力的要求。35注意事项：土方开挖，是一种卸载，其开挖过程就是应力的释放过程，即由开挖前的静态平衡发展到动态平衡状态。因此，深基坑变形就存在着时间效应的问题。土体即使在开挖后处在临时平衡状态，也会发生蠕变。基底开挖后曝露时间过长，或基坑积水或孔隙水压力升高形成超静孔隙水压力，都将使基坑土体产生较大变形。因此，基底开挖至标高后应尽快进行基底检查、基底封底和基础施工。36第二节机械开挖土方一、开挖机械的选择土方开挖机械：常用的有正铲、反铲、拉铲、抓铲、多斗挖土机和挖掘装载机，辅以推土机、装载机、吊车、自卸汽车等（一）选择挖土机械的原则：1、基坑深浅、开挖断面和范围大小2、土的性质与坚硬程度和地下水位情况3、挖土机械的特点和适应程度4、施工现场的条件5、经济效益与成本等采用机械开挖基坑时，必须开设坡道，辅以人工修正，自卸汽车运土；如不设坡道，即选用小型挖土机械，用吊车吊车吊下基坑内作业