高层施工.docx
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1、国际:(1972年召开的国际高层建筑会议建议)按高层建筑的层数和高度分为四类:第一类9-16层(最高到50米)其次类1725层(最高到75米)第三类264。层(最高到100米)超高层40层以上(高度100米以上)国内:(我国民用建筑设计通则(JGJ37-87)中规定)高层建筑是指10层以上的住宅与高度超过24米的公共建筑和综合建筑。进入20世纪80年头,全国各大城市起先普遍兴建了高层建筑。20世纪90年头以后发展很快。例如:深圳地王大厦,81层,高度325米;广州中天广场,80层,高度322米;上海金茂大厦,88层,高度420米分列当时世界高层建筑排名的等13、14、3位。一、基坑工程的内容1
2、、基坑开挖施工工艺:(1)放坡开挖:当基坑不太深且有足够空间放坡(2)有支护开挖:当不具放坡条件,设支护体系爱护2、有支护开挖的基坑工程内容:(1)基坑工程勘察降水方法:桩顶荷载由桩端阻力破井点降水(人工降低地下水位):软土地区基坑开挖深度超过3m时采纳 集水井明排法:开挖深度浅时采纳(二)井点降水(人工降低地下水或强制排水)方法主要有:轻型井点;喷射井点;电渗井点;管井井点与深井泵等。一、桩基的分类1、按承载性质分为(1)摩擦型桩:桩顶荷载由桩侧阻力艰(2)端承型桩:桩顶荷载由桩端阻力很 2、按制桩工艺分为:预制桩、灌注桩预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩,如钢筋混凝土 桩、钢
3、桩、木桩等,然后用沉桩设备将桩打入、压入、振入、高压水冲入 或旋入土中(预制桩图片) 灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔,加入钢筋后再灌注混凝土而形成o 依据成孔方法的不同可分为钻、挖、冲孔灌注桩,套管灌注桩和爆扩桩等。(灌注桩图片) 第一节预制桩施工一、混凝土预制桩施工(三)桩的打设1、方法:锤击或静压2、打桩依次(1)打桩依次有:逐排打、自边沿向中心打、自中心向边沿打、和分段打设等几种(P154图)(2)桩距在四倍直径以内,打桩以中心向边沿打和分段打设为好,桩距四倍直径,则各种依次都可以,以打桩机如何行走便利为佳。其次节混凝土灌注桩施工灌注桩的分类(1)螺旋钻孔灌注桩(2)泥浆护壁成孔灌注桩
4、(3)套管成孔灌注桩(4)爆扩成孔灌注桩(5)人工挖孔灌注桩大体积混凝土结构的特点:,大体积混凝土的截面尺寸较大,水泥水化反应释放的水化热产生的温 度改变和混凝土收缩,会产生较大的温度应力和收缩应力,将成为大体积 混凝土结构出现裂缝的主要因素。限制温度应力和温度裂缝的开展,是大体积混凝土结构施工中的一 个重大课程。关于大体积混凝土的定义,目前国内尚无一个准确的定义。日本建筑学会标准规定:“结构截面最小尺寸在800mm以上(我国最近定义为21m),水化热引起混凝土的最高温度内部与外界气温之差,预料超过25,应按大体积混凝土施工”。第一节混凝土裂缝一、碎裂缝的种类:1、微观裂缝:肉眼看不见的裂缝,
5、其宽度为0.05mm以下,2、宏观裂缝:宽度大于等于0.05nini的裂缝是肉眼可见的裂缝,是微观裂缝扩展的结果。二、大体积混凝土的裂缝种类按其深度一般又可分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝表面裂缝,当表面产生拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,表面就产 生裂缝。深层裂缝,结构深层部分被切成断面的裂缝。贯穿裂缝,贯穿切断了整个结构的断面裂缝。我国的混凝土结构设计规范,对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度明确 规定:一类环境(室内正常环境)为0.3mm;二类环境(露天或室内高湿度环境)为0.2mm。降低混凝土的内外温差和改善约束条件,是防止大体积混凝土产生裂缝的 主要措施。第三节防止混凝土温度裂缝的技
6、术措施一、限制混凝土的温升(一)选用中低热的水泥品种混凝土升温的热源是水泥水化热,选用中低热的水泥品种,是限制混 凝土温升的最基本方法。大体积碎常用32. 5、42. 5级的矿渣水泥。42. 5级(原425号)矿渣硅酸盐水泥,一般3d内的水化热180KJ/KG,同 标号一般硅酸盐水泥为250KJ/KG。选用32. 5级硅酸盐水泥,比选用325级矿渣硅酸盐水泥,3d内水化热平 均升温高58。)(二)充分利用混凝土的后期强度1、满意强度和耐久性的前提下,尽量削减水泥用量,严格限制每立方米 混凝土水泥用量不超过400kg (每立方米混凝土的水泥用量,每增减10kg, 其水化热将使混凝土的温度相应升降
7、1。)2、对结构的强度和刚度进行复算,并取得设计单位、监理单位和质量检 查部门的认可后,采纳几或4)代替作为碎设计强度(这样可使每立方米混凝土的水泥用量削减4070kg左右,混凝土的水化热温度相应降低47。)(由于高层建筑施工工期长,基础等大体积碎结构承受的设计荷载要在较 长时间之后才施加其上,因此只要在45、60、90天能达到设计强度即可, 原设计是要求28天达到设计强度)(三)掺加减水剂大体积混凝土中掺加外掺剂木质素黄酸钙(在泵送混凝土中掺入水泥重的0.2%0.3%木钙,它不仅能使混凝土的和易性有明显的改善,而 且可削减10%左右的拌和水,混凝土 28d的强度提高10%以上;若不削减拌和水
8、,坍落度可提高10cm左右,若保持强度不变,可节约水泥10%,从而降低水化热。)(四)掺加外掺料在混凝土掺入肯定量的粉煤灰(由于有肯定活性,可以代替一部分水泥,由于粉煤灰颗粒呈球性并具有“滚珠效应”,在混凝土用水量不变的条件下,可以起到显著改善混凝土 和易性的效能。)(五)粗细骨料的选择1、粗骨料的选择(1)大体积混凝土,采纳以自然连续级配的粗骨料配制,并尽量选用粒径较大、级配良好的石子(2)必需进行优化级配设计,施工时加强搅拌、浇筑和振捣等工作2、细骨料的选择大体积混凝土中的细骨料,以采纳中、粗砂为宜,细度模数宜在2. 62. 9范围内。(六)限制混凝土出机温度和浇筑温度1、限制混凝土浇筑温
9、度混凝土从搅拌机出料后,经搅拌车运输、卸料、浇筑、振捣、平仓等 工序后的混凝土温度称为混凝土浇筑温度。我国有些规范提出混凝土浇筑温度应不超过25,否则必需实行特殊 技术措施。(但依据工程阅历总结,建议了最高浇筑温度限制在3540以下为宜, 这就要求在常规施工状况下,应当合理选择浇筑时间,完善浇筑工艺与加强养护工作。) 二、加强养护,延缓混凝土降温速率保温、保湿养护的目的有三个:1、削减混凝土的内外温差,防止出现表面裂缝。2、防止混凝土过冷,避开产生贯穿裂缝。3、延缓混凝土的冷却速度,以削减新老混凝土的上下层约束。三、削减混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸值1、改善协作比和施工工艺,可以削减混凝土
10、收缩、提高混凝土的极限拉伸值p2、对浇筑后的混凝土进行两次振捣,能削减混凝土内部微裂,增加密实度, 抗压强度提高10%20%,从而可提高混凝土的抗裂性。二次振捣恰当时间的方法有两种:(1)当振动棒渐渐拔出时混凝土能自动闭合,不会留下孔穴,则可认为此时施加二次振捣是相宜的。(2)为了精确的推断二次振捣的相宜时间,国外一般采纳测定贯入阻力 值的方法进行推断。5、合理运用后浇带分段浇筑后浇带为防止钢筋混凝土结构由于温差、收缩不均产生的裂缝,在板(包 括基础底板)、墙、梁相应位置留设临时施工缝,将结构短暂划分为若干 部分,经过若干时间构件内部收缩后再浇捣该施工缝混凝土,将结构连成 整体。后浇带是解决沉
11、降差和削减温差和收缩应力的有效措施。后浇带施工要求:(1) “后浇带”的间距,在正常状况下为2030m,保留时间一般不宜少 于40do 其宽度70100cm,混凝土强度等级比原结构提高510N/mm2,潮湿养护 15d。第四章 高层建筑施工用起重运输机械高层建筑特点:具有高度高,基础埋置深,施工周期长,施工条件困难,即高、深、长、杂这样的特点。高层建筑垂直运输作业特点:1、运输量大:每平方米建筑积运输0. 4飞.65m3, 80130kg钢筋,还有模板、设备、砌体、装修材料、人员上下等。2、机械费用大:高层建筑施工运用机械设备的费用占土建总造价的4%9%,所以合理地选用和有效地运用机械,可以降
12、低高层建筑的造价。3、对工期影响大:高层建筑一般410天1层。垂直运输速度影响工期。其次节塔式起重机塔式起重机特点:吊臂长,工作幅度大,吊钩高度高,起重实力强,效率高。一、基本类型:按架设的要求分为固定式、轨行式、附着式、内爬式。附着式自升塔式起重机是高层建筑施工中常用的塔式起重机。占地面积小,可自上升,不影响建筑物内部施工支配,安装拆卸比较便利。但需设附墙支撑对建筑物有附加力,臂幅作用范围受限三、塔式起重机的选用选择原则:1 .参数合理主要参数是:幅度、起上升度、起重量和起重力矩。2 .塔式起重机台班生产率必需充分满意须要3 .形式合适4 .投资少,经济效益好5 .塔式起重机基础布置形式:(
13、A)布置在基础边1)布置在围护墙之外 2)布置在水泥土墙围护墙上(P222图)3)布置在桩上(P222图)(B)布置在基坑中心:在地下工程施工前进行(2)施工依次:1)确定塔式起重机的布置位置2)塔式起重机桩基与支承立柱施工(布置在桩上时)3)塔式起重机桩承台施工 4)塔式起重机安装5)基坑开挖与系杆安装(二)附着式塔式起重机的附着装置 附着装置组成:附着框架(锚固环)、附着杆和附着支座1、附着距离:即塔身中心到建筑物外墙皮的水平距离So规定为4,广6.5米,有时大至小于10川时用三杆式或四杆式附着杆否则用空间桁架式。(如图为3杆式)2、附着杆锚点(附着支座):设在结构柱子根部或混凝土墙板的下
14、部,距离混凝土楼板300毫米左右,两锚固点的水平距离为58米。3、附着设置道数:附着式塔式起重机装设23道附着可满意须要。第一道附着装置设在基础表面3050米,每隔1420nl设一道附着装置。(中型附着自升塔吊的第一道为2530米,而重型附着的自升塔式起重机 的第一道附着高度一般为4050米。第一道与其次道距离,轻、中型为1620 米,重型为2035米。) 五、内爬式塔式起重机内爬式塔式起重机是一种安装在建筑物内部(电梯井或特殊空间)结 构上依靠爬升机构随建筑物向上建立而向上爬升的起重机一般每隔两个 楼层爬升一次。对于高度在100米以上的超高层建建筑,可优先考虑用内爬式塔式起 重机第三节施工外
15、用电梯施工电梯又称人货两用电梯,是高层建筑施工设备中惟一可运输人员 上下的垂直运输设备。施工电梯类型:齿轮齿条驱动电梯和绳轮驱动电梯两类。一、齿轮齿条驱动式施工电梯(常用)1、齿轮齿条驱动施工电梯按吊厢分为单吊厢和双吊厢式。2、按承载实力,施工电梯可分为两级,一级能载重物lOOOKg或112 人,另一级载重量为2000Kg或载乘员24名。二、绳轮驱动式施工电梯特点:是结构灵巧,构造简洁,用钢量少,造价低,能自升接高。吊 厢平面尺寸为2. 5mX 1. 3m,可载货1000kg或乘员810人。三、施工电梯的应用:一台施工电梯的服务楼层面积大约为600平方米。第四节混凝土泵和泵车在混凝土结构的高层
16、建筑中,混凝土的运输量特别大,因此在施工中 正确的选择混凝土运输机械尤为重要。一、高层建筑混凝土运输机械混凝土泵、混凝土泵车和混凝土搅拌运输车。1 .混凝土泵泵送实力为每小时50立方米90立方米一般采纳的是液压式活塞泵。液压泵依据移动方式不同,分为固定泵、拖式泵和汽车式泵。混凝土泵的易发生的故障(1)堵管(2)基坑支护结构的设计和施工(3)限制基坑地下水(4)基坑土方开挖和运输(5) 土方开挖的工程监测(6)坑四周环境爱护二、基坑支护结构的设计原则(一)平安牢靠:满意轻度、刚度、稳定,基坑施工与四周环境平安(二)经济合理(三)便于施工三、基坑支护结构的平安等级1、基坑侧壁的平安等级:分为三级与
17、对应重要性系数Y0 (下表)平安等级破坏后果重要性系数yO一级支护结构破坏、土体失稳或大变形对周边环境与地下结构施工影响很严峻1.1二级支护结构破坏、土体失稳或大变形对周边环境与地下结构施工影响一般1.0三级支护结构破坏、土体失稳或大变形对周边环境与地下结构施工影响不严峻0.92、基坑分级与对应变形限制值(下表)(2)液压系统故障(3)摆阀的故障(4)混凝土缸与活塞头磨损2 .混凝土泵车将布料杆与碎泵一同装在汽车底盘上,布料杆担负於运输、布料和摊 铺任务。3、混凝土搅拌运输车目前,市场常见的搅拌运输车的搅拌筒容积为& 9、10. 5立方米,8. 9立 方米的可装料6立方米,10. 5立方米的可
18、装料7立方米。混凝土搅拌运输车运用留意事项:(1)在运输行驶的过程中,搅拌筒的转速不要超过3r/min, 一般在1. 52 r/min即可。(2)作为商品混凝土输送,一般要求输送距离不要超过20公里,时间不超过40分钟。(3)若在浇注前发觉坍落度损失过大,在没有值班工程师批准之前,严 禁擅自加水进行搅拌。若需加水搅拌,至少应强迫搅拌30分钟。六、泵送混凝土材料与协作比要求什么是泵送混凝土:在泵的作用下,经管道运输的混凝土。混凝土垂直运输量约占总垂直运输量的75%左右。泵送混凝 土能一次连续完成碎水平和垂直运输,配以布料设备还可进行浇筑,具有 效率高、省劳力、费用低的特点,特殊适合高层和超高层建
19、筑混凝土结构 施工中应用。泵送混凝土施工,要求混凝土具有可泵性,即要具有肯定的流淌性与和易 性,不易分别,否则在泵送中简洁产生堵塞。混凝土原材料的品种、规格、 用量、协作比对可泵性影响很大。1、原材料的选择1)水泥.。,为了保证混凝土的可泵性,我国现行混凝土结构工程施工质量验收 规范(GB50204-2002)规定,最小水泥用量宜为300kg/m3。2)粗骨料。当泵送高度为50m以下时,碎石的最大粒径与输送管内径之比宜小于 1 : 3;卵石则不大于1: 2.5;泵送高度为50100m时,宜1: 31: 4;泵 送高度大于100m,宜为1: 41: 5o 3)细骨料。要求细骨料有良好的级配。现行
20、混凝土泵送施工技术规程规定泵 送混凝土宜采纳中砂。2、协作比1)坍落度。混凝土泵送施工技术规程规定见表泵送高度(m)30以下30 6060100100以上坍落度(mm)1001401401601601801802002)水灰比。.泵送混凝土的最佳水灰比为0.40.6。高强混凝土的水灰比还可小一 些。3)砂率。选择38%45%。第五章高层建筑施工用脚手架在高层建筑施工中,脚手架运用量大,技术要求困难,对施工人员的平安、 工程质量、施工进度、工程成本以与邻近建筑物和场地影响都很大。脚手 架在高层建筑施工中占有相当重要的位置钢管扣件式脚手架具有搭设简洁,搬运便利,通用性强等优点,已成 为我国运用量最
21、多、应用最普遍的一种脚手架,占脚手架运用总量的70% 左右。在今后较长时间内,这种脚手架仍占主导地位。第四节爬升模板施工爬升模板又称跳模,是在混凝土墙体浇筑完毕后,利用提升装置将模板 自行提升到上一个楼层并浇筑墙体的墙体模板。爬升模板适用于高层建筑 墙体、电梯井壁、管道间混凝土施工。1、爬模施工特点:(1)模板的爬升依靠自身系统的设备,不须要塔吊或其他垂直运输机械。(2)爬模施工中模板不用落地,不占用施工场地特殊适用于狭小的场地 的施工。(3)爬模施工中模板固定在已浇筑的墙上,并附有操作平台和栏杆,施工平安,操作便利。(4)爬模工艺每层模板可作一次调整,垂直度简洁限制,施工误差小。(5)爬模工
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