高层建筑施工技术创新及案例

高层建筑施工技术创新及案例东南大学土木工程施工技术研究所郭正兴东南大学土木工程施工技术研究所郭正兴高层建筑施工关键技术问题地下部分（1）长桩的沉设；（2）深基坑支护；（2）深基坑支护；（3）深基坑降水；（4）大体积混凝土施工（4）大体积混凝土施工。地上部分（1）轴线传递测量；地上部分（1）轴线传递测量；（2）模板、钢筋和混凝土施工；（3）垂直运输；（3）垂直运输；（4）外脚手架1混凝土核心筒施工模板技术创新1.1自爬模技术国外高层建筑混凝土核心筒体施工采用了液压自爬模技术国外高层建筑混凝土核心筒体施工采用了液压自爬模技术采用了沿导轨爬升的连续爬升液压千斤顶江苏苏通大桥300m高桥墩施工采用DOKA自爬升模板南京新街口德基大厦核心筒施工采用的液压自爬模系统南京新街口德基大厦核心筒施工采用的液压自爬模系统液压千斤顶导轨导轨德基大厦的道广模板，木工字梁组拼大模南京金陵饭店扩建工程的混凝土核心筒自动爬模南京金陵饭店扩建工程的混凝土核心筒自动爬模南京金陵饭店扩建工程的核心筒钢大模南京金陵饭店扩建工程的核心筒钢大模液压千斤顶南京金陵饭店扩建工程液压千斤顶的自动爬模南京金陵饭店扩建工程液压千斤顶的自动爬模1.2核心筒施工平台整体升降技术上海建工上海建工采用涡轮蜗杆的提升机实现施工平台整体升降上海建工集团的整体提升钢平台体系则具有上海特色，特别适用于超高层建筑核心筒钢筋混凝土结构施工。整体提升钢平台体系具有整体性强，工作条件好，施工质量易于保证；施工工艺简单，施工速度快；支撑于永久结构之上，安全性高等优点。正因为整体提升钢平台体系具有明显优势因此在上海东方明珠广播电视塔和金茂大厦等台体系具有明显优势，因此在上海东方明珠广播电视塔和金茂大厦等许多标志性超高层建筑工程中得到广泛应用。南京鼓楼紫峰大厦混凝土核心筒施工平台采用整体升降技术涡轮蜗杆提升机（20世纪70年代升板法施工的升板提升机）涡轮蜗杆提升机（20世纪70年代升板法施工的升板提升机）实现施工钢平台整体升降用型钢焊接成提升架，提升机沿提升架爬升，提升架埋入混凝土，不回收利用，但可取代部分墙体内钢筋广州西塔的长行程液压千斤顶整体升降钢平台系统对应三个支撑钢柱为三个支撑点，设置桁架式钢平台，平台结构形式结合核心筒墙体施工特点设置以三角形为基点设置，以三角形为基准扩展成六角星形主骨架，进而扩展成六边形，钢平台面积约1000m2钢平台面积约1000m2。在钢平台与混在钢平台与混凝土浇筑面之间设计有间设计有5.5m的操作空间，方便混凝土剪力墙浇筑完毕力墙浇筑完毕后可尽快插入钢筋绑扎并提高绑扎速度高绑扎速度。动力与支撑系统——动力系统采用长行程、大吨位液压式双作用油缸（行程5米，顶升能力300t，提升能力30t），为便于同步控制，本工程选用三个支撑点（平面最少支撑点数量），近似等边三角形布置辅助同步控制系统自动补偿不同步高差边三角形布置。辅助同步控制系统自动补偿不同步高差，确保三点同步，高差控制在10mm以内。——支撑系统选用三个φ900×20钢管柱加格构式双箱梁上下支撑组成。顶升及支撑系统示意图顶升油缸顶升油缸与支撑钢柱连接提模系统控制台安装提模系统控制台安装地面组装交互固定于筒体的伸缩腿支撑钢梁地面组装交互固定于筒体的伸缩腿支撑钢梁13一般高层的电梯井筒模技术1.3般高层的电梯井筒模技术•国内应用的三铰链筒模国内应用的三铰链筒模•筒模底部采用翻转伸缩腿，搁置在筒壁预留洞中。•三铰链筒模照片铰链筒模照片2高空连体结构施工技术创新广州天誉花园超高层建筑2.1连体结构型钢吊模施工技术广州天誉花园超高层建筑134.2m高空大型连体结构施工技术地下6层地上38层施工技术地上38层裙楼6层高度为172.9m建筑面积约14万㎡建筑面积约14万㎡裙房上矗立南、北两座塔楼，其中南楼为超五星级酒店，其中南楼为超五星级酒店北楼为高级办公写字楼，两楼相距20m连体结构于连体结构于134.2m（第32层）的高度32层）的高度通过大型型钢混凝土转换层结构将两座塔楼连成整体，且转换层下为且转换层下为一悬挂结构，连体结构7层连体结构7层连体结构剖面图连体结构剖面图在裙房屋面安装两台桅杆式起重机，将四根钢主梁从负一层楼面转运至裙楼屋面临时滑移平台上用卷扬机和滑车组构成的水平动力系统将钢主梁逐用卷扬机和滑车组构成的水平动力系统将钢主梁逐根平移到提升需要的相应位置，垂直放置并临时固定在起吊过程中要保持钢主梁水平，如发现不在同一水平面时，上下采用对讲机联系操作人员要听从起重指挥的统指挥调整上下采用对讲机联系，操作人员要听从起重指挥的统一指挥，调整速度使钢主梁保持水平，达到控制钢主梁的同步提升转换层梁模板设计为自承重模板系统转换层梁模板设计为自承重模板系统截面高度为2600㎜的转换梁其混凝土侧压力由对拉螺栓承受，而混凝土自重和施工荷载则由梁底部的吊拉钢筋与槽钢横楞承受。吊拉钢筋采用Φ20钢筋制作，上端焊接在钢主梁腹板两侧的加劲肋板处，下端带有滚压直螺纹套筒，将槽钢横楞承受的转换梁混凝土自重和全部施工荷载传递给钢主梁钢主梁在施工阶段的强度刚度以及平面外稳定经过验算均满足钢主梁。钢主梁在施工阶段的强度、刚度以及平面外稳定经过验算均满足要求工人正在焊接吊拉钢筋工人正在安装转换梁侧模板安装完成的组合梁吊模转换梁截面高度大，梁内钢骨尺寸大，纵向受力钢筋Φ32，钢梁、钢柱和钢筋相互交错布置梁柱节点复杂钢筋穿筋和绑扎施工难度大柱和钢筋相互交错布置，梁柱节点复杂，钢筋穿筋和绑扎施工难度大。为便于转换梁钢筋的绑扎，在钢梁上翼缘板面每隔2m焊接Φ32短钢筋支架,用于搁置梁面主筋。对于需要穿过钢柱的梁内主筋，工厂制作时即预先在钢柱腹板上定位钻孔，粗直径钢筋采用套筒冷挤压工艺进行连接由于混凝土振捣密实，养护认真，转换层结构拆模后无任何裂缝，混凝土质量经检测满足设计和规范要求连体结结构已于于06年11月20日日封顶2.2连体结构钢桁架整体提升施工技术5F12F19F六合金融大厦3F南京市六合区农村信用合作社六合金融大厦工程位于南京市六合区南门老三中东侧地块江北大道以西老三中以东该工程地下1层南门老三中东侧地块，江北大道以西，老三中以东。该工程地下1层，地上19层，地上自裙楼三层顶13.8m以上分东西两塔楼，十三层以钢和型钢混凝土组合桁架将两个塔楼连成整体。本次工程需要在高空安装连接东西塔楼的钢桁架，现采用裙楼顶部拼装，然后整体提升钢桁架就位的方案。施工现场，准备在裙楼楼面上进行钢桁架拼装抽柱位置裙楼楼板下加固处理钢桁架与提升点的关系图钢桁架组拼完毕，准备提升。三榀钢桁架6点同钢桁架组拼完毕，准备提升。三榀钢桁架6点同步提升，320t，采用12台60t提升千斤顶提升，提升高度40m。顶部提升架顶部提升架提升泵站2011年1月26日上午7：30提升，下午16：00提升到位30跨百吨钢连廊整体提升30m跨百吨钢连廊整体提升扬州新城西区商务写字扬州新城西区商务写字楼位于扬州职业大学对面，由江苏扬建集团承建，根据由江苏扬建集团承建，根据建筑设计要求，需在已初步施工完成的E、F楼之间增设一钢连廊，加强两幢大楼的整体性。该钢连廊长为3154宽84由两榀钢31.54m，宽8.4m，由两榀钢桁架和纵向联系杆件构成，整个连廊截面高28m，四周整个连廊截面高2.8m，四周包全封闭铝板，重约100t。钢连廊一端嵌入E楼的第16层（顶楼），另一端嵌入F楼的第17层（中间楼层），标高约为70m约为70m。如何安装？——察看现场如何安装？——察看现场考察地面拼装场地钢连廊构现场搭设钢连廊构件工厂制作现场搭设拼装胎架钢连廊现场钢连廊铝板固钢连廊现场拼接组装钢连廊铝板固定龙骨安装提升设备准备钢连廊试提升200mm，并提升1.8m高度，安装底部铝垫板备准备装底部铝垫板钢连廊空中钢连廊正钢连廊空中合龙，安装两侧铝板钢连廊正式提升钢连廊空中合龙，安装卸载、施工完成两侧铝板工完成地面钢管支撑胎架拼装钢桁架考察地面拼装场地钢连廊构现场搭设钢连廊构件工厂制作现场搭设拼装胎架钢连廊现场钢连廊铝板固钢连廊现场拼接组装钢连廊铝板固定龙骨安装提升设备准备钢连廊试提升200mm，并提升1.8m高度，安装底部铝垫板备准备装底部铝垫板钢连廊空中钢连廊正钢连廊空中合龙，安装两侧铝板钢连廊正式提升钢连廊空中合龙，安装卸载、施工完成两侧铝板工完成地面钢管支撑胎架拼装钢桁架在安装位置破墙开洞安装提升钢梁，固定于楼面安装连续提升千斤顶安装连续提升千斤顶试提升200mm钢连廊地面装饰铝板已安装侧边为减少风钢连廊地面装饰铝板已安装，侧边为减少风荷载影响不安装钢桁架端部离墙面150mm左右。天钢连廊提升般每小时1.5天钢连廊提升60m，一般每小时4~5m钢桁架端部H型钢提升至合拢口对比南京一工程用卷扬机单榀提升，安装钢连对比南京工程用卷扬机单榀提升，安装钢连廊，高作业量大，风险大，拼装质量不易保证3高层施工复杂高支模技术创新四季仁恒双塔3高层施工复杂高支模技术创新四季仁恒双塔空中花园部位高支模方案概述„南京河西四季仁恒双塔空中花园板梁施工高支模„南京河西四季仁恒双塔空中花园板梁施工高支模„南京河西四季仁恒双塔空中花园板梁施工高支模深圳宝安广场大厦[5-36]，地下层地上层双塔下二层，地上26层，双塔楼（相距12m）在23至26层采用双塔各向中间悬挑6m采用双塔各向中间悬挑6m的方式相连接，采用普通钢管扣件搭设的挑架作为钢管扣件搭设的挑架作为承力支架，承受第23层的梁板施工荷载，待23层梁板混凝土达到设计强度后板混凝土达到设计强度后方可进行24层结构的施工工结构跨中的实测竖向工，结构跨中的实测竖向位移达10－28mm。方案对比思考上海梅陇城世纪苑的一幢12层商住楼[5-37]，双塔楼在顶部双塔楼在顶部的三层相连，连接的结构为连接的结构为框架结构。采用普通钢管扣件搭设的挑三角架作为承力支架支架。•工程概况仁恒投资（南京）有限公司承建的四季仁恒双塔A、B楼在空中花园部位大体相同以B楼的空中花园高支模施工体相同，以B楼的空中花园高支模施工方案为例。四季仁恒双塔空中花园为一方案为例。四季仁恒双塔空中花园为三面阳台的内悬挑结构，标高间隔26m左右，砼采用C25。混凝土板厚200mm，两道反梁，混凝土板厚200mm，两道反梁，分别为700X650mm和600X750mm，跨度约10m，面积约100㎡。施工方案设计在空中花园下面第二层搁置四榀钢桁架上面铺设20工字钢四榀钢桁架，上面铺设20a工字钢，再搭脚手架支模施工。每榀钢桁架有再搭脚手架支模施工。每榀钢桁架有四根三级钢筋吊拉。•编制依据南京军区南京四季仁恒双塔结构施工图纸–南京军区南京四季仁恒双塔结构施工图纸；–《建筑施工脚手架实用手册》（中国建筑工业出版社）；–《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）；–《建筑施工安全检查标准》（JBJ59-99）。《建筑施工安全检查标准》（JBJ5999）。•设计中的重点5.1传力路线：空中花园梁板自重施工活荷载空中花园梁板自重+施工活荷载模板木方水平钢管横楞模板木方水平钢管横楞支架立杆工字钢钢桁架+拉索已浇筑结构5.２钢桁架、吊筋这是此方案的主要受力构件。考虑到光有桁架承担全部荷载传递到虑到光有桁架承担全部荷载传递到支座处的反力较大，难以满足楼板支座处的反力较大，难以满足楼板抗冲切的要求，配以32ｍｍ直径的三级钢筋两边对称吊拉。钢筋采用滚压直螺纹套筒连接与锚固滚压直螺纹套筒连接与锚固。桁架、吊筋内力图主要杆件分析：上弦杆双槽钢16a，轴心受压设计值2159KN轴心受拉设计值4238KN215.9KN，轴心受拉设计值423.8KN。双槽钢8腹杆受压设计值14799KN；双槽钢8腹杆，受压设计值147.99KN；受拉设计值168.48KN；受拉设计值；双角钢L50X5腹杆受压51.05KN；计算得杆件最大应力比为0.53。每根吊筋最大拉力设计值为121KN每根吊筋最大拉力设计值为2121100015068/NNmmσ×===150.68/803NmmAσ===最大应力比为0.42。