建筑施工技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

關(guān)鍵詞:建筑工程 樁基混泥土 模板 施工技術(shù)

1前 言

中國(guó)建筑業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的奮斗和發(fā)展,近幾年來(lái)以前所未有的規(guī)模和速度發(fā)展,建成了一大批規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)難度大的建筑物,取得了顯著的成績(jī)和突破性進(jìn)展,充分顯示了我國(guó)建筑技術(shù)的實(shí)力。特別是超高層建(構(gòu))筑物和新型鋼結(jié)構(gòu)建筑的興起對(duì)我國(guó)建設(shè)工程技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)力,促使我國(guó)建筑施工水平再上新臺(tái)階,有些已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。本文在分析我國(guó)施工技術(shù)現(xiàn)狀的同時(shí),也闡述了國(guó)內(nèi)施工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

2 基礎(chǔ)工程施工技術(shù)

2.1 樁基技術(shù)

混凝土灌注樁具有適用于任何土層、承載力大、對(duì)周?chē)�環(huán)境影響小等特點(diǎn),因而發(fā)展最快。目前已施工的混凝土灌注樁樁徑達(dá)3m、孔深達(dá)104m。在灌注樁施工中國(guó)內(nèi)還研究應(yīng)用了后壓漿技術(shù),即成樁后通過(guò)預(yù)埋的注漿管用一定壓力將水泥漿壓入樁底和樁側(cè),使之對(duì)樁側(cè)底泥皮、樁身和樁端底沉渣、樁周底土層生充填膠結(jié)、加筋、固化效應(yīng)。采用后壓漿技術(shù)后,可減少樁體積40%,成本降低效果顯著。

(1)沉管灌注樁

在振動(dòng)、錘擊沉管灌注樁基礎(chǔ)上,研究了新的樁型,如新工藝的沉管樁、沉管擴(kuò)底樁(靜壓沉管夯擴(kuò)灌注樁和錘擊振動(dòng)沉管擴(kuò)底灌注樁)、直徑500mm以上的大直徑沉管樁等。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍,在防止由于起吊不當(dāng)、偏打、打樁應(yīng)力過(guò)高、擠土、超靜水壓力等原因而產(chǎn)生的施工裂縫方面,研究出了有效地措施。

(2)挖孔樁

近年來(lái)已可開(kāi)挖直徑3.4m、擴(kuò)大頭直徑達(dá)6m的超大直徑挖孔樁。在一些復(fù)雜地質(zhì)條件下,亦可施工深60m的超深人工挖孔樁。

(3)大直徑鋼管樁

在建筑物密集地區(qū)高層建筑中應(yīng)用較多,在防止擠土樁沉樁時(shí)對(duì)周?chē)�環(huán)境影響的技術(shù)方面達(dá)到了較高的水平。

(4)CFG樁復(fù)合地基技術(shù)

CFG樁復(fù)合地基是一種采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔管內(nèi)泵壓水泥粉煤灰碎石樁、樁間土和褥墊層組成的一種新型復(fù)合地基形式,適用于飽和及非飽和的粉土、粘性土、砂土、淤泥質(zhì)土等地質(zhì)條件。同等條件下CFG樁復(fù)合地基的綜合造價(jià)僅為灌注樁的50% ～70%左右。

(5)樁檢測(cè)技術(shù)

樁的檢測(cè)包括成孔后檢測(cè)和成樁后檢測(cè)。后者主要是動(dòng)力檢測(cè),我國(guó)樁基動(dòng)力檢測(cè)的軟硬件系統(tǒng)正在趕上或達(dá)到國(guó)際水平。已編制了“樁基低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程”和“高應(yīng)變動(dòng)力試樁規(guī)程”等,對(duì)樁的檢測(cè)和驗(yàn)收起了指導(dǎo)作用。

2.2 深基坑支護(hù)技術(shù)

為適應(yīng)不同坑深和環(huán)境保護(hù)要求,在支護(hù)墻方面發(fā)展了土釘墻、水泥土墻、排樁和地下連續(xù)墻等。

(1)土釘墻

費(fèi)用低、施工方便,適宜于深度不大于15m、周?chē)�環(huán)境保護(hù)要求不十分嚴(yán)格的工程,因此,土釘墻和復(fù)合土釘墻近年來(lái)發(fā)展十分迅速,在軟土地區(qū)得到應(yīng)用。

(2)地下連續(xù)墻

宜用于基坑較深、環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的深基坑工程。近年在北京中銀大廈施工中,基礎(chǔ)外墻采用封閉式三合一型(防水、護(hù)坡、承重)800mm厚的地下連續(xù)墻,深度達(dá)3O米,在施工中要采取實(shí)施可拆式錨桿等特殊措施,與錨桿,降水,土方同步進(jìn)行,解決了地下連續(xù)墻的錨固問(wèn)題。

預(yù)應(yīng)力地下連續(xù)墻作為一個(gè)新趨勢(shì),也得到了研究與應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力地下連續(xù)墻可提高支護(hù)墻的剛度30%以上,墻厚度可減薄,內(nèi)支撐的數(shù)量可減少。由于曲線布筋張拉后產(chǎn)生反拱作用,可減少支護(hù)墻地變形,支護(hù)墻裂縫少,提高了抗?jié)B性。因此,在解決了設(shè)計(jì)和施工工藝之后,預(yù)應(yīng)力地下連續(xù)墻會(huì)得到一定地發(fā)展。

(3)內(nèi)支撐

H型鋼、鋼管、混凝土支撐皆有應(yīng)用,布置方式根據(jù)基坑形狀有對(duì)撐、角撐、桁(框)架式、圓環(huán)式等,還可多種布置方式混合使用。圓環(huán)式支撐受力合理、能為挖土提高較大的空間。

深、大基坑土方開(kāi)挖目前多采用反鏟挖土機(jī)下坑,以分層、分塊、對(duì)稱(chēng)、限時(shí)的方式開(kāi)挖土方,以減少時(shí)空效應(yīng)的影響,限制支護(hù)墻的變形。

(4)逆作法施工工藝

在有多層地下室地深基坑工程中應(yīng)用逆作法或半逆作法能有效地降低施工費(fèi)用、加快整個(gè)工程地施工進(jìn)度,還能較好地控制周?chē)�環(huán)境地變形,可用于施工地鐵車(chē)站、高層建筑多層地下室、構(gòu)筑物的深基礎(chǔ)和車(chē)站廣場(chǎng)人防工程等。在軟土地區(qū)解決了中柱樁承載不足,防止中柱樁過(guò)多的問(wèn)題。

3 混凝土工程施工技術(shù)

混凝土是我國(guó)結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用最多的材料,對(duì)其生產(chǎn)、施工和性能改進(jìn)等方面的研究也最為充分。

3.1 預(yù)拌混凝土和混凝土泵送技術(shù)

3.1.1預(yù)拌混凝土技術(shù)

商品混凝土的應(yīng)用數(shù)量和比例標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的混凝土工業(yè)生產(chǎn)的水平。隨著預(yù)拌混凝土的發(fā)展,我國(guó)的混凝土泵送技術(shù)提高很快,泵送高度在上海金茂大廈達(dá)到382.5m,在世界上已名列前茅。

3.1.2混凝土外加劑技術(shù)

商品混凝土產(chǎn)量的增大,極大地推動(dòng)了混凝土外加劑(特別是各種減水劑)的發(fā)展。如自流平混凝土、水下混凝土施工技術(shù)、噴射混凝土、商品混凝土和泵送混凝土。

3.1.3預(yù)防混凝土堿集料反應(yīng)的措施我國(guó)許多地方存在混凝土堿一集料反應(yīng),給結(jié)構(gòu)帶來(lái)嚴(yán)重危害。必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施,保證混凝土安全,延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命。要解決混凝土堿一集料反應(yīng),重點(diǎn)在選用的低堿水泥、砂石料、外加劑和低堿活性集料等,選用高品質(zhì)減水劑、膨脹劑,嚴(yán)格控制砂石料的含泥量及其級(jí)配,混凝土試配時(shí)首先考慮使用低堿活性集料以及優(yōu)選低堿水泥(堿含當(dāng)量0.6%以下)、摻加礦粉摻和料及低堿、無(wú)堿外加劑。

3.2 高強(qiáng)高性能混凝土

目前我國(guó)已利用多種地方材料(磨細(xì)砂渣、無(wú)機(jī)超細(xì)粉、粉煤灰、硅粉等)和超塑化劑在工業(yè)化生產(chǎn)水平C60的高強(qiáng)混凝土,C80高強(qiáng)混凝土在一些大城市開(kāi)始用于工程實(shí)踐,也已基本掌握了配置1 00M~高強(qiáng)混凝土的技術(shù),并在國(guó)家大劇院工程中應(yīng)用。此外,一些特種混凝土如纖維混凝土、水下不分散混凝土、特細(xì)砂混凝土等,亦成功配制和應(yīng)用。

3.3 大體積混凝土澆筑

我國(guó)在高層建筑的樁基承臺(tái)或箱基底板大體積混凝土澆筑方面達(dá)到很高水平。據(jù)了解,擬建的中央電視臺(tái)主樓工程基礎(chǔ)底板厚度約為7.5m,電梯井區(qū)域最厚處達(dá)到了13.55m,我國(guó)施工技術(shù)水平面臨新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。 一般可采取以下措施保證大體積混凝土施工質(zhì)量:

(1)進(jìn)行混凝土試配。

(2)根據(jù)混凝土用量,組織商品混凝土供應(yīng)站、現(xiàn)場(chǎng)泵車(chē)、備用電源、混凝土罐車(chē)確�，F(xiàn)場(chǎng)混凝土供應(yīng)的連續(xù)性。

(3)混凝土采用斜面推進(jìn)、大斜面分層下料,分層振筑。

(4)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫設(shè)備采用“大體積混凝土溫度微機(jī)自動(dòng)測(cè)試儀”,對(duì)混凝土內(nèi)外溫差進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控。

3.4 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)

新Ⅲ級(jí)鋼筋和低松弛高強(qiáng)度鋼絞線的推廣,以及開(kāi)發(fā)研究的新型預(yù)應(yīng)力錨夾具的應(yīng)用,都為推廣預(yù)應(yīng)力混凝土創(chuàng)造了條件。目前大跨度預(yù)應(yīng)力框架和高層建筑大開(kāi)間的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力樓板應(yīng)用較為普遍,后者能減少板厚、減低高度、減輕建筑物自重,優(yōu)越性顯著。在構(gòu)筑物中如壓力管道、水池、貯罐、核電站、電視塔應(yīng)用更普遍,如天津電視塔采用了最長(zhǎng)束達(dá)310m的豎向預(yù)應(yīng)力筋,其預(yù)應(yīng)力束長(zhǎng)度為國(guó)內(nèi)之最。

3.5 鋼筋技術(shù)

在粗鋼筋連接方面,除廣泛應(yīng)用的電渣壓力焊外,機(jī)械連接(套筒擠壓連接、錐螺紋連接、直螺紋連接)不受鋼筋化學(xué)成分、可焊性及氣候影響,質(zhì)量穩(wěn)定,無(wú)明火,操作簡(jiǎn)單,施工速度快。尤其是直螺紋連接,可確保接頭強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度,連接套筒通用Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼筋,該技術(shù)正得到國(guó)內(nèi)廣泛推廣。

3.6 模板工程施工技術(shù)

3.6.1 模板腳手架體系的發(fā)展

近20年來(lái),豎向模板經(jīng)歷了小鋼模一鋼框竹膠合板一一全鋼組合大模板,目前市場(chǎng)的主流體系除組合鋼模板外,木膠合板模板使用量也比較大。水平模板體系一直難以工具化,國(guó)內(nèi)主要采用木膠合板模板和竹膠合板模板體系(歐美多采用鋁木結(jié)合)。全鋼大模板具有拼縫少,施工過(guò)程中混凝土不易漏漿;剛度大,能承受混凝土側(cè)壓力達(dá)60KN/m2,構(gòu)件不易變形、鼓肚;周轉(zhuǎn)次數(shù)多;模板表面平整光潔,成型質(zhì)量好,能很好保證清水混凝土質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。

3.6.2 模板腳手架技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)許多專(zhuān)利系統(tǒng)模板被應(yīng)用,很多新型模板技術(shù)工法及已使用。如:50墻體模板體系、柱模體系、井筒模體系;早拆體系;滑模、爬升模板體系;預(yù)應(yīng)力圓孔、大型屋面、異型(樓梯模、門(mén)窗洞口模等)多向新型模板系統(tǒng);路、橋梁、隧道模板體系;飾面混凝土模板系統(tǒng);竹膠合板及高強(qiáng)人造板模板;鋼框膠合板模板及其支撐系統(tǒng);鋁制、玻璃鋼模殼及其它材質(zhì)的新型結(jié)構(gòu)模板系統(tǒng)等。

在腳手架技術(shù)方面,扣件式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架、門(mén)式鋼管腳手架以及爬、挑、掛腳手架得到廣泛應(yīng)用,此外還有一些特殊腳手架,如:吊腳手架(吊籃)橋式腳手架塔式腳手架,而木、竹腳手架則因?yàn)槌杀镜土?在高度較低建筑物施工中使用。

超高層建筑的發(fā)展,促進(jìn)了高層建筑模板體系的系統(tǒng)研究,目前已有模板CAD輔助設(shè)計(jì)軟件。高層建筑施工用附著升降式腳手架亦日益完善。

3.7 清水飾面混凝土施工技術(shù)

近幾年在我國(guó),一些建筑物和構(gòu)筑物率先采用清水飾面混凝土,如聯(lián)想集團(tuán)北京研發(fā)基地,它的興起說(shuō)明了我國(guó)建筑業(yè)的整體施工水平在提高。

清水飾面混凝土的飾面效果通過(guò)明縫、禪縫設(shè)計(jì),對(duì)拉螺栓的設(shè)計(jì),金屬裝飾片的設(shè)計(jì),模板的設(shè)計(jì)與施工來(lái)完成。

明縫布置要根據(jù)建筑物高度確定,分塊大小要與建筑物協(xié)調(diào),水平明縫與樓層施工縫結(jié)合考慮;豎向明縫根據(jù)構(gòu)件形式確定,一般設(shè)置在構(gòu)件中部。

禪縫設(shè)計(jì)必須根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)形式、模板的規(guī)格、施工安排、飾面效果綜合進(jìn)行考慮,既要保證整棟建筑的禪縫水平交圈,豎向的垂直成線,又能使模板充分利用。

對(duì)拉螺栓孔沿建筑物高度和水平方向均等間距均勻排列,外露直徑統(tǒng)一,且配套的堵頭和套筒能定型加工,截面精度好控制,堵頭和套筒有足夠的剛度和硬度,混凝土成型后的效果好。

金屬裝飾片的尺寸與明縫、禪縫的分塊大小相協(xié)調(diào)。金屬片安裝采用先在清水飾面混凝土表面預(yù)留安裝槽而后安裝的方法,安裝槽的深度及尺寸必須與金屬片相符。

4鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

除原鋼板箱形柱焊接技術(shù)、高強(qiáng)螺栓施工技術(shù)和鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)繼續(xù)發(fā)展、提高外,在鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力技術(shù)方面發(fā)展很快。20世紀(jì)90年代以后我國(guó)大跨度公共建筑興建較多,預(yù)應(yīng)力技術(shù)在空間鋼結(jié)構(gòu)中得到較廣泛的應(yīng)用,創(chuàng)造出多種空間鋼結(jié)構(gòu)的新體系,如預(yù)應(yīng)力網(wǎng)架與網(wǎng)殼、索網(wǎng)、索拱、索膜、斜拉體系等,充分發(fā)揮受拉桿件的強(qiáng)度潛力,結(jié)構(gòu)輕盈,時(shí)代感強(qiáng)。在空間鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力是施工中也創(chuàng)造了許多新穎的施加預(yù)應(yīng)力的方法,有張拉整體下壓整體頂升等多種,工藝簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)而且可靠。

5 建筑防水技術(shù)

近年,我國(guó)建筑防水材料應(yīng)用量穩(wěn)步增長(zhǎng),特別是新型防水材料增長(zhǎng)很快。到2010年,按原國(guó)家建材局“新型建材及制品導(dǎo)向目錄”要求及市場(chǎng)走勢(shì),SBS、APP改性瀝青防水卷材仍是主導(dǎo)產(chǎn)品,將大力發(fā)展;高分子防水卷材重點(diǎn)發(fā)展EPDM、PVC(P型)兩種產(chǎn)品,并積極開(kāi)發(fā)TPO產(chǎn)品;防水涂料著重發(fā)展前景看好的聚氨酯、丙烯酸酯類(lèi)防水涂料;密封材料仍重點(diǎn)發(fā)展硅酮、聚氨酯、丙烯酸酯密封膏,盡快開(kāi)發(fā)防水保溫一體材料;剛性防水材料、滲透結(jié)晶型防水材料、金屬屋面材料、瀝青油氈瓦、水泥瓦、土工材料應(yīng)有一定的發(fā)展。

6建筑裝飾施工技術(shù)

我國(guó)建筑裝飾行業(yè)興起是改革開(kāi)放政策帶來(lái)的并保持了2O年高速持續(xù)發(fā)展的行業(yè),建筑裝飾行業(yè)的施工技術(shù)、部品制造技術(shù)也有了很大的進(jìn)步,尤其幕墻專(zhuān)業(yè)已經(jīng)接近國(guó)際水平,有的工種已經(jīng)進(jìn)行了徹底的改變,建筑裝飾行業(yè)常用的各種電動(dòng)工具已經(jīng)在全行業(yè)得到了普及。有的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始走裝飾配件生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)場(chǎng)施工裝配化的路子,這種應(yīng)用全新生產(chǎn)方式的示范工程已經(jīng)顯示出工期短、質(zhì)量好、無(wú)污染等特點(diǎn),是當(dāng)前通常施工方式無(wú)法比擬的。

背栓系列、石材干掛技術(shù)、組合式單體幕墻技術(shù)、點(diǎn)式幕墻技術(shù)、金屬幕墻技術(shù)、微晶玻璃與陶瓷復(fù)合技術(shù)、木制品部品集成技術(shù)、石材毛面鋪設(shè)整體研磨等有較大發(fā)展。

7信息化管理技術(shù)

以工程項(xiàng)目管理信息化為突破口提高企業(yè)信息化建設(shè)水平:工程項(xiàng)目是施工企業(yè)生存與發(fā)展的基礎(chǔ),企業(yè)的效益來(lái)源于工程項(xiàng)目。因此,以工程項(xiàng)目管理信息化為突破口,是提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和經(jīng)營(yíng)水平、提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,從而提高企業(yè)信息化建設(shè)水平的捷徑。

建立工程項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)可堅(jiān)持總體規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分步實(shí)施的原則,分階段逐步實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目管理信息的高度共享,提高工程項(xiàng)目管理的現(xiàn)代化和信息化水平。

目前在組織管理方面,計(jì)算機(jī)輔助管理及多媒體技術(shù)已用于工程概預(yù)算、工程投標(biāo)書(shū)編制、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制和優(yōu)化、工程成本管理、工程質(zhì)量管理、文檔管理、勞動(dòng)力管理、工程集成管理等。還有的企業(yè)為使其管理水平符合國(guó)際慣例,提升在國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力,還開(kāi)始應(yīng)用國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、施工現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的工程管理技術(shù)進(jìn)行工程項(xiàng)目管理。

在施工工藝方面,計(jì)算機(jī)輔助施工已用于施工工藝的優(yōu)化和控制、模板和腳手架CAD設(shè)計(jì)、鋼筋優(yōu)化下料、大體積混凝土測(cè)溫、混凝土攪拌站自動(dòng)控制、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、高層建筑垂直量偏差控制、設(shè)計(jì)圖紙CAD放樣等。

8結(jié)語(yǔ):

近幾年來(lái)我國(guó)的建筑技術(shù)在許多方面取得了飛速發(fā)展,建筑技術(shù)上了一個(gè)新的臺(tái)階,有些領(lǐng)域已達(dá)到了國(guó)際水平。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和建筑結(jié)構(gòu)分析的進(jìn)步,各建筑行業(yè)要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),努力開(kāi)拓技術(shù)新領(lǐng)域,積極吸取國(guó)內(nèi)外新的建筑技術(shù)和管理手段,為推動(dòng)我國(guó)建筑技術(shù)作出新的貢獻(xiàn)。