高層建筑施工標(biāo)準(zhǔn)

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1、1 概　　論 　　 本章提要 　　 本章簡要回顧了高層建筑施工技術(shù)發(fā)展的過程和目前的施工技術(shù)水平，為全書的學(xué)習(xí)提出一個初步的目標(biāo)。 　　 1. 1 高層建筑發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀 　　 19世紀(jì)末，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域取代傳統(tǒng)的磚、石、木結(jié)構(gòu)得到了推廣和應(yīng)用，建筑物的高度增加、層數(shù)增多、跨度增大，現(xiàn)代意義上的高層建筑開始出現(xiàn)?；仡櫢邔咏ㄖl(fā)展的歷史，我們可以看到其中的代表建筑是美國1931年建成的紐約帝國大廈(高381m，102層)、1972年建成的紐約世界貿(mào)易中心姊妹樓(417m和415m，100層，“9．11”事件中被毀)和1974年建成的芝加哥西爾斯

2、大廈(441，9m，110層)，前蘇聯(lián)和波蘭于1953年和1955年分別建成的莫斯科國立大學(xué)(239m，26層)和華沙科學(xué)文化宮(231m，42層)，1978年澳大利亞悉尼建成的MLC中心(229m，65層)。1985年以來，亞洲的日本、新加坡、韓國，馬來西亞，朝鮮及中國等國家迅速發(fā)展了高層及超高層建筑，其中有1996年建成的深圳地王大廈(高325m，69層)、廣州中信廣場(321．9m，80層)，1998年建成的吉隆坡石油大廈(400m，88層)、上海金茂大廈(395m，88層)。將世界上最高的100幢建筑物的建成年代和在世界上各地的分布作表統(tǒng)計(表1．1．1)，則可以看出：隨著時間的推移，

3、20世紀(jì)中，北美洲在前100幢高層建筑中所占的數(shù)量由多變少，而亞洲則從無到有，由少變多，并逐步成為了世界建造高層及超高層建筑的中心。 第1頁 　　 到這10幢建筑中，美國占4幢，建于1931—1974年，且均為鋼結(jié)構(gòu)建筑；亞洲占6幢(其中中國4幢)，建于1996—2000年。進(jìn)一步論證了亞洲已成為世界建造高層及超高層建筑的中心。這6幢超高層建筑有5幢采用了SRC組合結(jié)構(gòu)，說明了SRC組合結(jié)構(gòu)在超高層建筑中的應(yīng)用，已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)?shù)膹V度和深度，并逐步成為超高層建筑建造中的首選類型。 　　 1．2 高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀 　　 高層建筑施工與一般建筑施工的最大區(qū)

4、別就是高層建筑需要有深埋的基礎(chǔ)，需要用鋼筋混凝土材料來建造堅固的墻體，另外建筑物特別高聳時，需要有既自重輕、又強(qiáng)度高的材料來作建筑物的豎向受力構(gòu)件，這時就有了鋼和鋼筋混凝土的組合結(jié)構(gòu)。針對高層建筑施工的這些特點(diǎn)，我國近年來在高層建筑施工實(shí)踐中摸索了很多經(jīng)驗，積累了豐富的工藝技術(shù)，創(chuàng)造了許多先進(jìn)水平的成果。 　　 在高層建筑深基礎(chǔ)施工方面，從多層建筑物的基礎(chǔ)施工技術(shù)的起點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)識到一般建筑物的基礎(chǔ)埋深在2m左右，如果有地下室則埋深在4m左右，施工開挖采用放坡形式。如地下水位高的地區(qū)采用集水井降水或輕型井點(diǎn)降水，但是高層建筑物的基礎(chǔ)，按規(guī)定的基礎(chǔ)埋深要求，淺則4—5m，深達(dá)20～30m，其施工

5、難度大大增加，施工中必須采用支護(hù)結(jié)構(gòu)給地下室基礎(chǔ)施工創(chuàng)造作業(yè)空間，其支護(hù)結(jié)構(gòu)的形式有重力式擋土墻、圍護(hù)壁加錨桿和圍護(hù)壁加內(nèi)支撐等數(shù)種。重力式擋土墻適用于6m左右深度的基坑，一般為深層攪拌樁或土釘墻結(jié)構(gòu)；圍護(hù)壁加錨桿適用基坑周邊土體物理力學(xué)性質(zhì)較好，適合錨桿嵌入錨固的工程條件；圍護(hù)壁加內(nèi)支撐適用于各種不同土性、不同深度、地質(zhì)條件復(fù)雜的基坑，但要考慮內(nèi)支撐對地下結(jié)構(gòu)施工的影響。其地下室施工的順序有順作和逆作兩種，順作法適合大多1～3層地下室結(jié)構(gòu)的施工，當(dāng)基坑過深、地下室層數(shù)過多時，順作方法呈現(xiàn)不合理現(xiàn)象，可采用逆作法施工，同時有一些地面需要盡快恢復(fù)交通的工程或希望施工中一邊向下挖掘、一邊向上建造的

6、工程，則也宜用逆作法進(jìn)行。 　　 在高層建筑物的基礎(chǔ)工程施工中，深基礎(chǔ)的施工支護(hù)結(jié)構(gòu)由圍護(hù)壁和支撐結(jié)構(gòu)體等組成，整個支護(hù)結(jié)構(gòu)是在先行施工完圍護(hù)壁后逐層開挖土方、逐層施工支撐結(jié)構(gòu)而逐漸形成的，因此高層建筑基礎(chǔ)施工技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)從施工理論上認(rèn)識到，整個支護(hù)結(jié)構(gòu)是在受荷過程中逐漸形成的時變結(jié)構(gòu)，支撐的施工過程關(guān)系到支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，它必須遵循先撐后挖，邊挖邊撐，盡量縮短開挖面成撐時間的原則，根據(jù)不同的基坑開挖工藝方式，有不同的成撐工藝相配合，下面我們就采用鋼支撐結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)的高層建筑基礎(chǔ)施工順作法和逆作法兩種施工過程分別敘述如下： 　　 順作法施工過程是在先施工完成基坑四周圍護(hù)壁結(jié)構(gòu)以

7、后進(jìn)行下列步驟施工(圖1．2．1)： 　　 (1)開挖表層土，施工圍護(hù)壁頂?shù)娜α汉偷谝坏乐危? 　　 (2)開挖第一道支撐至第二道支撐標(biāo)高處的土方； 　　 (3)施工第二道支撐； 　　 (4)開挖第二道支撐至第三道支撐標(biāo)高處的土方； 　　 (5)施工第三道支撐； 　　 (6)開挖第n-1道支撐至第n道支撐標(biāo)高處的土方； 　　 (7)施工第n道支撐； 　　 (8)開挖第n道支撐至坑底標(biāo)高的土方； 　　 (9)澆筑底板墊層和施工鋼筋混凝土底板，并做好底板與圍護(hù)壁的傳力帶； 　　 (10)拆除第n道支撐； 　　 (11)施工第n層地下室結(jié)構(gòu)，并做好該層結(jié)構(gòu)頂板與圍護(hù)壁的傳力帶；

8、 　　 (12)拆除第n—1道支撐； 　　 (13)施工第n—1層地下室結(jié)構(gòu)，并做好該層結(jié)構(gòu)頂板與圍護(hù)壁的傳力帶； 　　 (14)拆除第二道支撐； 　　 (15)施工第二層地下室的結(jié)構(gòu)，并做好該層結(jié)構(gòu)頂板與圍護(hù)壁的傳力帶； 　　 (16)拆除第一道支撐； 　　 (17)施工地下一層結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)地下室施工完成。 2 高層建筑深基礎(chǔ)施工概述 　　 本章提要 　　 本部分就高層建筑深基礎(chǔ)施工支擴(kuò)結(jié)構(gòu)問題研究的歷史與現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)設(shè)計的選型，優(yōu)化和特點(diǎn)作綜合性概述。 　　 2．1 軟土地基中深基礎(chǔ)工程施工支護(hù)結(jié)構(gòu)問題研究的歷史和現(xiàn)狀 　　 在軟土地基中進(jìn)行基礎(chǔ)或地下工程施工是一個傳統(tǒng)的

9、施工問題，但隨著基礎(chǔ)深度的不斷增加，地下工程體量的不斷變大，這個問題又成為綜合性很強(qiáng)的施工難題。它既有土的強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定問題，土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用問題，又有支護(hù)結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)施工工藝的配合問題，支護(hù)結(jié)構(gòu)與為施工目的而構(gòu)筑的棧橋、車道、起重機(jī)平臺、軌道梁等的綜合設(shè)計問題，同時還必須考慮施工過程中對周圍環(huán)境的保護(hù)。 　　 最簡單的基坑開挖方式是采取放坡形式，這時的施工不用對基坑壁采取支護(hù)措施，但在軟土地基中這僅適用于較淺的基礎(chǔ)施工，如果基坑深度增加，放坡就會延伸到周圍很大的范圍，而且由于地下水的影響，邊坡還會因滲水而塌方，對周圍的環(huán)境會產(chǎn)生較大的影響。所以在城市工程施工中，深基礎(chǔ)施工的地下空間往

10、往是由支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑而逐漸形成的，有時也稱支護(hù)結(jié)構(gòu)為基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。同時，隨著城市環(huán)境保護(hù)要求的提高，為施工深基礎(chǔ)而構(gòu)筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)在逐步形成的過程中還必須考慮軟土的流變特征，需要盡快地形成結(jié)構(gòu)體系中支撐的強(qiáng)度和剛度，以有效地控制受施工擾動的土體變形。另外，由于現(xiàn)代化建筑物的深基礎(chǔ)和市政地鐵管線都比較深，平面尺寸也比較大，因此為施工目的必須在基坑內(nèi)設(shè)置一些運(yùn)土車輛下坑的棧橋、固定式塔吊的基礎(chǔ)或行走式塔吊軌道梁，在坑邊設(shè)置一些周邊的車行道和起重機(jī)、挖掘機(jī)的操作平臺。從而使施工技術(shù)方案設(shè)計中的深基礎(chǔ)施工方案成為一個綜合了施工工藝、結(jié)構(gòu)工程、巖土工程等多學(xué)科內(nèi)容的技術(shù)問題。將為施工目的而構(gòu)筑的基坑內(nèi)的

11、各類結(jié)構(gòu)在設(shè)計中統(tǒng)一考慮，優(yōu)化設(shè)計，形成最經(jīng)濟(jì)合理安全的施工方案是施工技術(shù)方案設(shè)計的原則，可以將這些為施工目的而構(gòu)筑的結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為深基礎(chǔ)的施工結(jié)構(gòu)。 　　 為了解決施工結(jié)構(gòu)的分析、設(shè)計問題，收集和研究了許多國內(nèi)外有關(guān)的理論和經(jīng)驗。因為上海的地質(zhì)條件特殊，所以可以直接借鑒的不多，但在Tezaghi[1],Peck[2],Clough[3],Bjerrum[4],Tsui[5]等學(xué)者從20世紀(jì)40年代至80年代所闡述的深基坑穩(wěn)定性分析、坑底隆起分析、基坑開挖引起的土體移動機(jī)理及對周圍土體位移的數(shù)值分析等論點(diǎn)中得到了一些有用的啟示。分析這些理論的發(fā)展我們可以看到，由丁crzaghl和Peck等人在2

12、0世紀(jì)40年代提出的基坑施工中的邊坡土方穩(wěn)定和荷載大小的預(yù)先估計的總應(yīng)力法一直沿用至今，其間得到了許多改進(jìn)和修正。20世紀(jì)60年代開始有學(xué)者在軟土地基深基礎(chǔ)施工中使用了儀器進(jìn)行施工過程監(jiān)測，這種現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)過反饋分析，提高了預(yù)測方法的準(zhǔn)確性，其后年間各國逐漸制定可指導(dǎo)相應(yīng)土方開挖施工的規(guī)程。20世紀(jì)80年代我國現(xiàn)代化建筑和地鐵、隧道施工進(jìn)入高潮，鑒于我國沿海地區(qū)軟土地基的特殊性，國內(nèi)學(xué)者就適合中國國情的深基礎(chǔ)施工基坑開挖提出了諸多理論分析和計算方法。例如黃強(qiáng)[6]提出的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算手冊，劉建航院土和侯學(xué)淵先生[7]闡述的沿海軟土地基條件下基坑工程施工原理，秦惠民、葉政青[8]介紹的

13、深基坑施工實(shí)例，本人與呂風(fēng)梧[9]、[10]提出的深基坑中水平封閉框架支撐體系的設(shè)計方法和以現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架為支撐體系的支護(hù)結(jié)構(gòu)有限元數(shù)解法，孫鈞院士[11]的地下工程設(shè)計理論，孫鈞、汪炳鑒[12]關(guān)于地下結(jié)構(gòu)有限元的解析方法，黃運(yùn)飛[13]提出的深基礎(chǔ)施工的技術(shù)方法，孫鈞、蔣樹展——論述的巖石力學(xué)反演問題的理論和方法，尉希成[15]關(guān)于支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的介紹，都在實(shí)踐中取得了豐富約資料和經(jīng)驗。隨著施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在深基礎(chǔ)的施工設(shè)計問題上，對結(jié)構(gòu)在軟土地基中所受的土壓力問題．在深基礎(chǔ)施工結(jié)構(gòu)的變形問題，深基坑的整體穩(wěn)定、施工方案選擇以及施工過程 第8頁 對環(huán)境的

14、影響，結(jié)構(gòu)分析中土的本構(gòu)關(guān)系等方面，我們可以看到這樣一些成果。 　　 (1)關(guān)于深基礎(chǔ)施工結(jié)構(gòu)上作用的土壓力研究 　　 在深基礎(chǔ)施工結(jié)構(gòu)體系的圍護(hù)壁上的土壓力，工程上一般采用傳統(tǒng)的庫侖土壓力理論和朗肯土壓力理論。對于公式中的土的強(qiáng)度指標(biāo)，由于實(shí)驗方法不同，所得的結(jié)果會有較大的差異，而實(shí)際上作用于圍護(hù)壁上的土壓力介于靜止土壓力和極限狀態(tài)下的主、被動土壓力之間。對于懸臂的圍護(hù)壁結(jié)構(gòu)，其土壓力通?？梢园粗鲃油翂毫τ嬎?，但對于有支撐或錨桿的圍護(hù)壁，由于其變形受到支撐或錨桿結(jié)構(gòu)的約束，其土壓力實(shí)際上未進(jìn)入主動或被動狀態(tài)，通常處于靜止與主動或被動狀態(tài)之間。傳統(tǒng)理論無法考慮結(jié)構(gòu)變形對土壓力的影響以及土壓

15、力分布的空間效應(yīng)，無法考慮土體固結(jié)、蠕變及開挖施工對土擾動的影響，也無法考慮施工過程延續(xù)中土體會產(chǎn)生的時間效應(yīng)。 　　 在20世紀(jì)40年代，Jacky[16]曾提出計算正常固結(jié)的粘性土靜止土壓力系數(shù)的經(jīng)驗公式，到50年代為Bishop[17]等的試驗所驗證。70年代Lambe[18]等人在分析這些經(jīng)驗公式的基礎(chǔ)上認(rèn)為深基礎(chǔ)施工中土方開挖對周圍土體變形影響的因素有八個，它們是：基坑的規(guī)模、土的性質(zhì)、降水條件、時間、支撐系統(tǒng)、開挖和支撐的順序、鄰近基坑的結(jié)構(gòu)和設(shè)施、外加活動荷載。這種觀點(diǎn)已經(jīng)很接近施工技術(shù)發(fā)展研究的現(xiàn)狀，其影響因素的后半部正是深基礎(chǔ)施工結(jié)構(gòu)要系統(tǒng)分析的問題。對于深基坑實(shí)際土壓力的

16、分析，因涉及到結(jié)構(gòu)物的存在及與土體介質(zhì)的相互影響，土體所處的狀態(tài)無法簡單地用主動、靜止、被動三種情況來判別。大量的研究工作表明，土體的實(shí)際狀態(tài)與擋墻的位移大小之間有密切關(guān)系。高大釗[19]論述過關(guān)于軟土深基坑支護(hù)設(shè)計中的土壓力問題，張崇燁等人[20]在外灘京城深基坑土方開挖中曾考慮施工工藝對成撐的影響乃至對圍護(hù)壁和土壓力的影響；孔莉莉[21]認(rèn)為土壓力沿深度發(fā)展呈三角形，實(shí)測值小于理論值，坑外土壓力隨基坑開挖的進(jìn)行，墻體向內(nèi)位移而衰減。要準(zhǔn)確分析作用在施工結(jié)構(gòu)上的土壓力，采用有限元方法是可行和可靠的，但計算較依照極限狀態(tài)的結(jié)果來得復(fù)雜一些。目前已有利用有限元方法對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行平面和空間分析

17、的方法，但全面考慮施工工藝過程因素的分析還有待完善。 　　 (2)關(guān)于深基礎(chǔ)施工結(jié)構(gòu)的變形 　　 深基礎(chǔ)施工結(jié)構(gòu)在周圍土壓力的作用下，一定會產(chǎn)生變形。唐九如、王俊佚等[22]認(rèn)為樁體圍護(hù)壁暴露時間長短對于側(cè)移的影響是很重要的因素；張再興[23]總結(jié)準(zhǔn)確的挖土施工程序?qū)刂谱冃沃陵P(guān)重要；陳若然[24]論述支護(hù)結(jié)構(gòu)為開挖提供有利條件，而開挖迅速為支護(hù)結(jié)構(gòu)控制變形奠定基礎(chǔ)；黃正述等[25]認(rèn)為地下連續(xù)墻作圍護(hù)壁，施工中對控制變形很有利；趙維茂等[26]在施工實(shí)踐中總結(jié)出兩墻合一的地下連續(xù)墻圍護(hù)壁，也對控制圍護(hù)壁變形有很好的效果；黃圣玉[27]提出當(dāng)混凝土底板澆筑完成后，圍護(hù)壁的位移就趨于一穩(wěn)定值

18、；李杰[28]認(rèn)為，為控制圍護(hù)壁變形，換撐體系尚未形成，決不可隨意拆除支撐。控制結(jié)構(gòu)的變形就涉及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的布置和設(shè)計優(yōu)化，歷史上Brand等(1991)[29]總結(jié)了影響挖方附近地面的支撐系統(tǒng)位移的主要因素，包括： 　　 1支撐系統(tǒng)的類型； 　　 2支撐系統(tǒng)的剛度； 　　 3擋墻的埋置深度； 　　 4預(yù)加荷載的大小； 　　 5支撐系統(tǒng)的剛度； 　　 6施工期限的長短； 　　 7挖方內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工方法； 　　 8超載的大小； 　　 9氣候； 　　 10地基土的特性； 　　 11周圍建筑物； 　　 12挖方的形狀和深度。 　　 上述因素在工程實(shí)踐中確實(shí)是施工結(jié)構(gòu)變形的主要

19、影響因素，如看起來不起眼的氣候因素，在氣溫變化時可使支撐軸力增加20％～30％，從而對結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生直接的影響，因此Brand等人的經(jīng)驗總結(jié)還是給了我們很多啟示。 3 高層建筑基坑工程 　　 本章提要 　　 本章介紹了高層建筑基坑工程中所涉及的降水、土方開挖和支擴(kuò)工程的施工。在降水工程中，主要介紹了基坑降、排水的各種施工方法，包括各種水井的涌水量計算、抽水設(shè)備的選用以及排水溝、集水井和井點(diǎn)的布置。在土方開挖工程中，主要介招了放坡開挖與支護(hù)開挖的施工特點(diǎn)、各種挖土方法以及土方機(jī)械；對放坡開挖，規(guī)定了邊坡坡度、深度的允許值，開進(jìn)行了邊坡穩(wěn)定性的驗算。在支護(hù)工程中，主要介紹了不同類型支擴(kuò)結(jié)構(gòu)的特

20、點(diǎn)和施工工藝，并進(jìn)行了支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和穩(wěn)定性驗算；支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計、材料選用、施工與拆除方法；土層錨桿的設(shè)計、施工與拆除方法；逆作法的工藝流程、土方開挖特點(diǎn)、梁板澆筑施工工藝以及施工縫的處理等等。在本章的最后，還介紹了基坑工程的監(jiān)測方法、施工組織設(shè)計實(shí)例和質(zhì)量通病與防治措施。 　　 3．1 基坑降水工程 　　 高層建筑一般都有多層地下室，其基礎(chǔ)埋深較大，基坑開挖經(jīng)常會遇到地下水和地表水大量滲入，造成基坑浸水、地基承載力下降、破壞邊坡穩(wěn)定等不良后果；另外，當(dāng)基坑下遇有承壓含水層時，若不降水減壓，則基底可能被沖潰破壞。因此，為了保證基坑開挖，并在無水的狀況下施工，必須做好基坑的降水工作。地下(表

21、)水控制的設(shè)計和施工應(yīng)滿足基坑支護(hù)設(shè)計的要求，并根據(jù)場地及周邊工程的地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、環(huán)境條件再結(jié)合施工方案進(jìn)行綜合分析、確定。 　　 3．1．1 工程勘察 　　 勘察前，應(yīng)搜集當(dāng)?shù)匾延械乃臍庀?、地質(zhì)圖、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)，環(huán)境地質(zhì)、工程環(huán)境等資料?？辈鞎r，則應(yīng)查明地下水類型，含水層與隔水層的空間分布，地下水滲透性，地下水水位動態(tài)和水質(zhì)動態(tài)，地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄，地下水與地表水關(guān)系；查明第四系土的物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)與分布，特殊土的分布和有關(guān)指標(biāo)，不良地質(zhì)現(xiàn)象；查明降水工程對地上建筑、市政工程、地下設(shè)施、水土資源等的影響，以及對降水工程的制約作用。最后，按場地適宜條件確定降水試

22、驗方法。 　　 (1)勘察孔與試驗井的設(shè)置 　　 每個含水層不應(yīng)少于一個勘探孔、一個抽水試驗井和一個觀測孔。試驗井的數(shù)量應(yīng)結(jié)合降水工程的需要布置，觀測孔與試驗井的距離宜為1～2倍的含水層厚度，勘探孔的設(shè)置應(yīng)能控制降水范圍內(nèi)地層的平面分布和查明基坑底部以下的含水層?？碧娇住⒃囼灳?、觀測孔的數(shù)量應(yīng)根據(jù)降水工程的復(fù)雜程度按表3．1．1的規(guī)定設(shè)置。 第19頁 　　試驗井應(yīng)在下管、填料后立即洗井，洗井的時間應(yīng)按含砂量小于萬分之一確定，洗井時應(yīng)同步進(jìn)行觀測孔水位的觀測。簡單降水工程至少做一個單井試驗和兩次降水深度，其中一次最大降水深度應(yīng)接近基坑底板的設(shè)計深度。抽水試驗的穩(wěn)定

23、延續(xù)時間不得少于6h；當(dāng)抽水不穩(wěn)定時，其延續(xù)時間不得少于24h。觀測出水量和水位降深，其觀測次數(shù)與時間間隔應(yīng)按表3．1．2的規(guī)定記錄。出水量的觀測誤差應(yīng)小于5％，水位降深值的觀測允許誤差為5mm。 4 高層建筑基礎(chǔ)工程 　　 本章提要 　　 本章對高層建筑的基礎(chǔ)施工作了系統(tǒng)敘述，對常用預(yù)制樁和灌注樁施工方法作了詳細(xì)介招，同時對基礎(chǔ)部分的大體積混凝土施工工藝也作了具體的論述。 　　 4．1 樁基礎(chǔ)工程 　　 樁基礎(chǔ)是高層建筑常用的一種基礎(chǔ)，它由樁和承臺兩部分組成。當(dāng)建筑物的豎向和水平荷載很大，地基軟弱、地下水位高，用天然地基承載力不足、沉降量過大，且嚴(yán)格限制傾斜時往往會采用樁基。此

24、外，當(dāng)?shù)乇碥浫跬翆虞^厚，不宜用做基礎(chǔ)持力層，在地震區(qū)地基土為有可能液化的土層，土層厚薄不同或荷載變化可能引起不均勻沉降等情況都宜選用樁基礎(chǔ)。因此，高層建筑、重型廠房、構(gòu)筑物以及軟土地區(qū)較大跨距多層框架結(jié)構(gòu)都可以考慮采用樁基礎(chǔ)。我國沿海一帶，如天津、上海、浙江、福建，廣東等地的軟土施工中采用樁基礎(chǔ)者較多。 　　 樁基礎(chǔ)一般具有承載力大、沉降量小的特點(diǎn)，能承受一定的水平荷載和上拔力，穩(wěn)定性好；可以提高低級基礎(chǔ)的剛度、改變自振頻率；可提高建筑物的抗震能力；便于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)工程機(jī)械化和工業(yè)化。 　　 4．1．1 樁基礎(chǔ)的類型 　　 4．1．1．1 按樁的使用功能分類 　　 指樁在使用狀態(tài)下，按樁的

25、抗力性能和工作機(jī)理要求進(jìn)行分類。不同使用功能的樁基，具有不同的構(gòu)造要求和不同的計算內(nèi)容，通常可以分為以下四類： 　　 (1)豎向抗壓樁 　　 主要承受豎向下壓荷載(簡稱豎向荷載)的樁，應(yīng)進(jìn)行豎向承載力計算，必要時還需要計算樁基礎(chǔ)的沉降，驗算軟弱下臥層的承載力以及負(fù)摩阻力產(chǎn)生的下拉荷載。 　　 (2)豎向抗拔樁 　　 主要承受豎向上拔荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度和抗裂計算以及抗拔承載力計算。 　　 (3)水平受荷樁 　　 主要承受水平荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度和抗裂計算以及水平承載力和位移驗算。 　　 (4)復(fù)合受荷樁 　　 承受豎向、水平荷載均較大的樁，應(yīng)按豎向抗壓(或抗拔)樁以及水

26、平受荷樁的要求進(jìn)行驗算。 　　 4．1．1．2 按樁的荷載傳遞機(jī)理分類 　　 (1)端承樁 　　 在豎向極限荷載作用下，樁頂荷載全部或主要由樁端阻力承受，樁側(cè)阻力相對樁端阻力而言較小，或可忽略不計的樁，根據(jù)樁端阻力發(fā)揮的程度和分擔(dān)荷載的比例，又可分為摩擦端承樁和端承樁兩類。 　　 當(dāng)樁的長徑比J／d較小(一般小于1O)，樁身穿越軟弱土層，樁端設(shè)置在密實(shí)砂層、碎石類土或巖層，樁頂極限荷載絕大部分由樁端阻力承受，樁側(cè)阻力很小可以忽略不計時，稱為端承樁；當(dāng)樁的長徑比不太小時．樁頂極限荷載雖主要由樁端阻力承受，但樁側(cè)阻力承擔(dān)的部分不可以忽略，此時樁頂荷載由樁端和樁側(cè)共同承擔(dān)，稱為摩擦端承樁。

27、 　　 (2)摩擦樁 第111頁 　　 在豎向極限荷載作用下，樁頂荷載全部或主要由樁側(cè)阻力承受。根據(jù)樁側(cè)阻力分擔(dān)荷載的大小，摩擦樁分為端承摩擦樁和摩擦樁兩類， 　　 當(dāng)樁處在深厚的軟土層中，樁身無法穿越軟弱土層或土層中無較硬的土層作為持力層，或雖有持力層但樁的長徑比l/d很大．傳遞到樁端的軸力很小，因此在樁頂極限荷載的作用下，絕大部分的荷載由樁側(cè)阻力承受，樁端阻力很小可以忽略不計的樁稱為摩擦樁。 　　 4．1．1．3 按咸樁方法分類 　　 (1)非擠土樁 　　 在成樁過程中，將樁部分的土挖除，再澆筑成樁，這樣樁周圍的土體受到的擾動較小，因而在成樁過程基本上對鄰近

28、的樁及其他建筑物基礎(chǔ)不產(chǎn)生擠土作用。非擠土樁設(shè)備噪聲較小，但成樁工藝較復(fù)雜，質(zhì)量要求較高，廢泥漿、棄土運(yùn)輸?shù)瓤赡軙χ車h(huán)境造成影響。 　　 非擠土樁包括干作業(yè)挖孔樁、泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁和套管護(hù)壁灌注樁等。 　　 (2)部分?jǐn)D土樁 　　 在成樁過程中．樁周圍的土僅受到輕微的擾動，土的原狀結(jié)構(gòu)和工程性質(zhì)沒有明顯變化。這類樁可以采用預(yù)鉆小孔后打較大直徑預(yù)制樁或灌注樁的施工方法或打人敞口樁，如部分?jǐn)D土沉管灌注樁、預(yù)鉆孔打入式預(yù)制樁、打人式敲口樁等。 　　 (3)擠土樁 　　 在成樁過程中，樁周圍的土體被外力擠開或擠密，因而使樁周圍的土體受到嚴(yán)重的擾動，上的原始結(jié)構(gòu)被破壞和工程性質(zhì)發(fā)生變化。

29、擠土樁除施工噪聲較大外，不存在泥漿及棄土外運(yùn)問題；當(dāng)施工方法得當(dāng)，施工質(zhì)量得到保證時，單方混凝土材料擠土樁的承載力高于非擠土樁及部分?jǐn)D土樁。 　　 4．1．1．4 按樁身材料分類 　　 (1)混凝土樁 　　 鋼筋漫凝土樁的配筋率較低，一般為0．3％一1．0％?；炷辆哂腥〔姆奖?、價廉耐久等優(yōu)點(diǎn)?；炷翗犊煞譃楣嘧逗皖A(yù)制樁兩類。在現(xiàn)場采用機(jī)械或人工方法成孔，就地灌注的灌注樁可在樁內(nèi)設(shè)置鋼筋籠或不配鋼筋；預(yù)制樁是在工廠或現(xiàn)場制作，有實(shí)心和空心樁。為提高樁的抗裂性能和節(jié)省鋼材，樁可做成預(yù)應(yīng)力樁．為減少沉樁擠土效應(yīng)可將樁做成敞口預(yù)應(yīng)力樁。 　　 (2)鍋樁 　　 鋼樁可根據(jù)荷載特征制成各種

30、有利于提高承載力的斷面，例如：管形和箱形斷面樁的樁端常做成敞口形式以減小沉樁過程中的擠土效應(yīng)。當(dāng)樁壁軸向受壓承載力不夠時，可將擠入管、箱中的土挖除后灌注混凝土；H型鋼樁的表面積較大，用于承受豎向荷載時能提供較大摩擦阻力。H型鋼沉樁過程中的排土量較小．沉樁貫人性能好。 　　 (3)木樁 　　 木樁常用整根原木做成，其樁直徑常為160～360mm，樁長一般為4～lOm，所用木材必須堅韌耐久，如杉木、松木等；木樁在淡水環(huán)境下是耐久的，適用于地下水位以下的地層中，但在于濕交替的環(huán)境中易腐蝕，因此對于地下水位變化幅度大的地區(qū)不宜使用木樁。木樁頂應(yīng)鋸平加箍，樁尖應(yīng)削成錐形，必要時可加鐵靴。 　　 (

31、4)組合材料樁 　　 為充分發(fā)揮各種材料樁的優(yōu)點(diǎn)，可以采用組合材料樁，例如：將鋼材和鋼筋混凝土材料組合后，可在鋼管樁內(nèi)填充混凝土；在使用木樁時，應(yīng)將木樁打人最低地下水位以下o．5m，可在地下水位以上部分以鋼筋混凝土樁代替，并將其下段與木樁相連接。 　　 4．1，1．5 按樁的截面形狀分類 　　 (1)方樁 　　 目前常用的方樁為預(yù)制鋼筋混凝土方樁，截面尺寸為400mmX 400mm、450mmX 45Omm和500mmX500mm等。鋼筋混凝土方樁具有樁身整體剛度大、質(zhì)量較大的特點(diǎn)，沉樁時擠土嚴(yán)重。預(yù)制鋼筋混凝土方樁分為現(xiàn)場預(yù)制和工廠預(yù)制兩種。當(dāng)樁的長度較長、質(zhì)量較大時，多為現(xiàn)場預(yù)制樁

32、。 　　 (2)圓樁 5 高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工 　　 本章提要 　　 本章介紹了高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工，其中涉及施I中的起重運(yùn)輸機(jī)械、模板、鋼筋工程及腳手架工程。在腳手架工程中，主要介紹了施工中常用外腳手架的組成、材質(zhì)要求、搭設(shè)方法和構(gòu)造措施，以及腳手架設(shè)計時的荷載取值和構(gòu)件(包括連接件、加固件)強(qiáng)度、穩(wěn)定性的驗算。在模板工程中，主要介紹了施工中常用的兩類模板，即墻體模板和樓蓋模板，包括模板及支承系統(tǒng)的組成、構(gòu)造要求和施工工藝，以及模板設(shè)計時的荷載取值和構(gòu)件強(qiáng)度與剛度的驗算，并列舉了模板運(yùn)用的實(shí)例。此外，還對過去曾經(jīng)大量采用的裝配式高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作了介紹。 　　 5．1 高層建筑混

33、凝土結(jié)構(gòu)的形式及相應(yīng)的施工方法 　　 鋼筋混凝土高層建筑的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)建筑物高度的不同而不同。由于鋼筋混凝土材料造價低、防水性能好，因此應(yīng)用也比較廣泛。鋼筋混凝土純框架一般不超過lo層；框架剪力墻結(jié)構(gòu)可用于10～25層；剪力墻、簡體結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)等可用于更高一些的高層建筑。但考慮到鋼筋混凝土材料的自重比較大，施工速度比較慢，對于超高層建筑，大多數(shù)選用鋼結(jié)構(gòu)。 　　 框架系統(tǒng)是由板、柱、梁形成橫向或縱向框架(圖5．1．1)，再由樓板或連系梁連成整體的結(jié)構(gòu)形式．框架結(jié)構(gòu)的施工方法可選用滑模。滑模工藝成熟，施工速度快，節(jié)省模板和勞動力。樓板的施工多采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，也可以選用預(yù)制結(jié)構(gòu)，或采用各種配

34、筋的薄板疊合樓板。 　　 框架剪力墻結(jié)構(gòu)是在板、柱、梁框架系統(tǒng)的適當(dāng)位置，在柱與柱之間設(shè)置幾道剪力墻。框架剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度比原來的框架結(jié)構(gòu)增大許多倍，剪力墻承擔(dān)了大量的水平荷載，框架只承受垂直荷載，簡化了框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造(圖5．1．2)?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)的施工方法很多，除了滑模，大模板、爬升模板的成套工藝也有了廣泛的應(yīng)用。 第159頁 　　 隨著建筑物高度的增高，建筑物所承受的水平荷載越來越大(風(fēng)荷載和地震荷載)，因此結(jié)構(gòu)必須用大量的混凝土墻體承受高層建筑的水平荷載，這樣就形成了剪力墻結(jié)構(gòu)和簡體結(jié)構(gòu)(圖5．1．3)。大模板工藝在剪力墻結(jié)構(gòu)和簡體結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，已形成

35、“全現(xiàn)澆”、“內(nèi)澆外掛”、“內(nèi)澆外砌”等成套工藝，并向大開間的方向發(fā)展。爬升模板不但可用于澆筑外墻，也可以在內(nèi)、外墻同時應(yīng)用。爬升模板有帶爬架的、無爬架的，還可以與升降式腳手架結(jié)合應(yīng)用。 　　 5．2 結(jié)構(gòu)施工起重運(yùn)輸體系的選擇 　　 高層建筑在施工時，由于建筑物的高度比較高，材料耗用量比較大，因此，結(jié)構(gòu)施工中的起重運(yùn)輸體系是十分重要的。在高層建筑中，垂直運(yùn)輸作業(yè)的運(yùn)輸量大。由于大多數(shù)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件是現(xiàn)澆的，在施工中不僅要運(yùn)輸大量的鋼筋、混凝土，還要運(yùn)輸大量的模板、設(shè)備、砌體、裝飾材料和施工人員，因而高層建筑主體施工的機(jī)械費(fèi)用也高。其次，高層建筑工期較長。工期在很大程度上取決于垂直運(yùn)輸?shù)乃?/p>

36、度，因此正確地選擇起重運(yùn)輸機(jī)械和數(shù)量，正確地使用各種機(jī)械，是高層建筑主體施工的一個重要的環(huán)節(jié)，也是優(yōu)化組織施工，保質(zhì)保量完成施工任務(wù)，合理節(jié)約施工成本的有效途徑之一。 　　 5．2．1 模板、鋼筋等運(yùn)輸 　　 在高層建筑施工中，墻體和樓板的模板、鋼筋等運(yùn)輸主要利用塔式起重機(jī)。塔式起重機(jī)起重臂長度長，可直接將材料運(yùn)至施工處，效率較高。塔式起重機(jī)按搭設(shè)方式分為固定式、附著式、軌道式和內(nèi)爬式(圖5．2．1)；按起重變幅形式分為改變仰角式、水平小車式和折臂式(圖5．2．2)；按旋轉(zhuǎn)部位分為上旋式和下旋式；按塔身加長方式分為上加節(jié)式、中加節(jié)式和下加節(jié)式(圖5．2．3)。 6 高層建筑鋼與混

37、凝土組合結(jié)構(gòu)工程 　　 本章提要 　　 本章介紹了高層建筑組合結(jié)構(gòu)中所采用的兩種型式，即鋼管混凝土結(jié)構(gòu)與型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程中，主要介紹了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、鋼管的制作以及施工方法。在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)工程中，主要介紹了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、構(gòu)造要求以及施工方法。 　　 6．1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程 　　 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是將普通混凝土填人薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)，既可借助內(nèi)填混凝土增強(qiáng)鋼管壁的穩(wěn)定性，又可借助鋼管對核心混凝土的約束作業(yè)，使核心混凝土具有更高的抗壓強(qiáng)度和抗變形能力，因此，具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、塑性好、耐疲勞、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。而且，鋼管混凝土在施工方面也具有一

38、定的優(yōu)點(diǎn)，鋼管本身可兼作模板，可省去支模和拆模的工作；鋼管兼有鋼筋和箍筋的作用，制作鋼管比制作鋼骨架省工，鋼管即勁性承重骨架，可省去支撐，縮短工期，施工不受季節(jié)限制。鋼管混凝土最適合大跨、高層、重載和抗震、抗爆結(jié)構(gòu)的受壓桿件。 　　 鋼管可用直縫焊接的鋼管、螺旋形縫焊接鋼管和無縫鋼管，其直徑不得小于lOOmm，壁厚不宜小于 　　 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工兼有鋼結(jié)構(gòu)施工和混凝土結(jié)構(gòu)施工的內(nèi)容和特點(diǎn)。 　　 6．1．1 鋼管制作 　　 鋼管可用卷制焊接鋼管，焊接時長直焊縫與螺旋焊縫均可，卷管方向應(yīng)與鋼板壓延方向一致。卷管內(nèi)徑對Q235鋼不應(yīng)小于鋼板厚度的35倍；對16Mn鋼不應(yīng)小于鋼板厚度的

39、40倍。卷制鋼管前，應(yīng)根據(jù)要求將 第220頁 板端開好坡口，坡口端應(yīng)與管軸嚴(yán)格垂直。鋼材應(yīng)有出廠合格證。 　　 當(dāng)用滾床卷管和手工焊接時，亦可采用直流電焊機(jī)進(jìn)行反接焊接施工，以得到較穩(wěn)定的焊弧，并能獲得含氫量較低的焊縫，焊條型號應(yīng)與主體金屬強(qiáng)度相適應(yīng)；焊縫質(zhì)量應(yīng)達(dá)到二級焊縫的要求：鋼管內(nèi)壁不得有油污等物。 　　 6．1．2 鋼管柱拼接組裝 　　 根據(jù)運(yùn)輸條件，柱段長度一般以10m左右為宜；在現(xiàn)場組裝的鋼管柱的長度，應(yīng)根據(jù)施工要求和吊裝條件確定。鋼管對接應(yīng)嚴(yán)格保持焊后肢管平直，特別應(yīng)注意焊接變形對肢管的影響。一般宜用分段反向焊接順序，分段施焊應(yīng)盡量保持對稱；肢管對接間隙應(yīng)適當(dāng)放大1

40、．5一2．0mm，以抵消收縮變形。焊接前，小直徑的鋼管采用點(diǎn)焊定位；大直徑的鋼管可另用附加鋼筋焊于鋼管外壁作臨時固定，固定點(diǎn)的間距以300mm為宜，且不少于3點(diǎn)。為確保連接處的焊縫質(zhì)量，可在管內(nèi)接縫處設(shè)置附加長度為20mm、厚度為3mm的襯管，并與管內(nèi)壁保持o．5mm的膨脹間隙，以確保焊縫根部的質(zhì)量。 　　 格構(gòu)柱的肢管和腹桿的組裝順序應(yīng)嚴(yán)格按工藝要求進(jìn)行，兩者的連接尺寸和角度必須準(zhǔn)確，連接處的間隙應(yīng)按板全展開圖進(jìn)行放樣，且焊接次序應(yīng)考慮焊接變形的影響。鋼管構(gòu)件必須在所有焊縫檢查合格后方能按設(shè)計要求進(jìn)行防腐處理，吊點(diǎn)的位置應(yīng)有明顯標(biāo)記。 　　 6．1．3 鋼管柱吊裝 　　 吊裝時應(yīng)注意減

41、少吊裝荷載作用下的變形，吊點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)鋼管本身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算后確定。當(dāng)?shù)跹b鋼管柱時，上口應(yīng)包封，以防止異物落人管內(nèi)；當(dāng)采用預(yù)制鋼管混凝土構(gòu)件時，應(yīng)待管內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的50％后方可進(jìn)行吊裝。鋼管柱吊裝就位后，應(yīng)立即進(jìn)行校正并加以臨時固定，以保證構(gòu)件的穩(wěn)定性。 　　 6．1，4 管內(nèi)混凝土澆筑 　　 在一般情況下，鋼管內(nèi)部無鋼筋骨架，因此，混凝土澆筑十分方便?；炷磷凿摴苌峡跐仓⒂谜駬v器振搗。當(dāng)管徑大于350mm時，采用內(nèi)部振動器，每次振動時間不少于30s，一次澆筑高度不宜超過21n；當(dāng)管徑小于350mm時，可采用附著式搗動器搗實(shí)。對大直徑鋼管，還可采用高空拋落振實(shí)混凝土，拋落高

42、度不應(yīng)小于4m?；炷翝仓诉B續(xù)進(jìn)行，需留施工縫時，應(yīng)將管口封閉，以免雜物落人。 　　 當(dāng)混凝土澆筑至鋼管頂端時，可使混凝土稍為溢出，再將留有排氣水的層間橫隔板或封頂板緊壓在管端，隨即進(jìn)行點(diǎn)焊；待混凝土強(qiáng)度達(dá)到50％的設(shè)計強(qiáng)度時，再將層間橫隔板或封頂板按設(shè)計要求進(jìn)行補(bǔ)焊。有時，也可將混凝土澆至稍低于鋼管端部，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到50％的設(shè)計強(qiáng)度后，再用同強(qiáng)度等級的水泥砂漿補(bǔ)填注管口，再將層間橫隔板或封頂板一次封焊到位。　　 　　 管內(nèi)混凝土的澆筑質(zhì)量可用敲擊鋼管的方法進(jìn)行初步檢查，如有異常，可用超聲脈沖技術(shù)檢測。對不密實(shí)的部位，可用鉆孔壓漿法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，然后將鉆孔補(bǔ)焊封牢。 　　 6．2 型鋼

43、混凝土結(jié)構(gòu)工程 　　 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是由棍凝土包裹型鋼而成的結(jié)構(gòu)，其特征是在型鋼結(jié)構(gòu)的外面有一層混凝土外殼。型鋼混凝土可作為多種構(gòu)件，能組成各種結(jié)構(gòu)，并可代替鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑中，其中，型鋼混凝土梁和柱是最基本的構(gòu)件。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具有下述優(yōu)點(diǎn)： 　　 (1)型鋼混凝土中的型鋼不受含鋼率的限制，其構(gòu)件的承載能力可以高于同樣外形的鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力1倍以上，因而可以減小構(gòu)件截面。特別是高層建筑，構(gòu)件截面減小可以增加使用面積和層高，經(jīng)濟(jì)效益很大。 　　 (2)型鋼在混凝土澆筑之前已形成鋼結(jié)構(gòu)，并具有較大的承載能力，能承受構(gòu)件自重和施工荷載，因此．可將模板懸掛在型

44、鋼上，不需另設(shè)支撐，從而加快施工速度；在高層建筑中，型鋼混凝土不必等待混凝土達(dá)舅一定強(qiáng)度即可繼續(xù)施工上層，因而可縮短工期；由于無臨時立柱，為進(jìn)行設(shè)備安裝提供了可能． 　　 (3)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的延性比鋼管混凝土結(jié)構(gòu)明顯提高，尤其是實(shí)腹式型鋼，因而，此種結(jié)構(gòu)具有良好的 7 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程 　　 本章提要 　　 本章介紹了高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中關(guān)于結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件加上以及結(jié)構(gòu)安裝的內(nèi)容。在結(jié)構(gòu)用材中，主要介紹了結(jié)構(gòu)用鋼的分類和品種、選材原則以及材料驗收、代用、儲存與堆放的有關(guān)規(guī)定。在構(gòu)件加工工程中，主要介紹了零件不同的加工方式，構(gòu)件的組裝與預(yù)拼裝方法，以及對構(gòu)件成品的有關(guān)要求和規(guī)定。在結(jié)構(gòu)

45、安裝工程中，主要介紹了鋼結(jié)構(gòu)的安裝順序、安裝方法、連接工藝以及施工機(jī)械的特點(diǎn)、測量放線的要求、安裝現(xiàn)場的布置、工程的驗收和防腐防火的有關(guān)要求等，并列舉了鋼結(jié)構(gòu)安裝的實(shí)例。在本章的最后，還介紹了鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量通病與防治措施。 　　 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系有純框架體系、框架剪力墻(或抗剪桁架)體系、錯層桁架體系、桁架筒體系、框簡體系、筒中筒體系、束筒體系等，應(yīng)用較多的是前兩種，主要由框架柱、主梁、次梁及剪力板等組成。無論采用哪種體系，主要取決于建筑物的豎向荷載、橫向荷載(風(fēng)力和地震作用)以及建筑物的使用要求。鋼結(jié)構(gòu)用于高層建筑，具有強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)輕、層高大、抗震性能好、布置靈活、節(jié)約空間、建造

46、周期短、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，但建筑技術(shù)復(fù)雜，施工難度較大，防火要求高，工程造價較高，并且在材料選用、設(shè)備配置、構(gòu)件加工、結(jié)構(gòu)安裝、質(zhì)量檢驗方面都有嚴(yán)格的要求。 　　 7．1 鋼結(jié)構(gòu)材料 　　 7．1．1 結(jié)構(gòu)用鋼的分類 　　 鋼的品種繁多，性能各異，但在鋼結(jié)構(gòu)中采用的鋼主要有兩個種類，一是碳素結(jié)構(gòu)鋼(或稱普通碳素鋼)，二是低合金鋼。除此之外，還有耐候鋼(耐大氣腐蝕用鋼)、橋梁用結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、高強(qiáng)度鋼以及不銹鋼。 　　 (1)碳素結(jié)構(gòu)鋼 　　 根據(jù)現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB 700—88的規(guī)定，將碳素結(jié)構(gòu)鋼分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五種牌號．由于碳素結(jié)構(gòu)

47、鋼冶煉容易，成本低廉，并有良好的各種加工性能，所以使用較廣泛。其中Q235在使用、加工和焊接方面的性能都比較好，是鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材品種之一。 　　 碳素結(jié)構(gòu)鋼由平爐或氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉，交貨時供方應(yīng)提供力學(xué)性能和化學(xué)成分的質(zhì)保書，其內(nèi)容包括屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長率以及碳、錳、硅、硫和磷等的含量。碳素結(jié)構(gòu)鋼按質(zhì)量等級分為A、B、C、D四個等級，由A到D表示質(zhì)量由低到高；按脫氧程度不同分為鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。不同的質(zhì)量等級對沖擊韌性和化學(xué)成分的要求都有區(qū)別。 　　 如按老標(biāo)準(zhǔn)《普通碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》GB?00—79的規(guī)定，則碳素結(jié)構(gòu)鋼分為甲、乙、特三類，甲類鋼主要按力學(xué)性能供

48、應(yīng)；乙類鋼按化學(xué)成分供應(yīng)；特類鋼則按力學(xué)性能和化學(xué)成分供應(yīng)。碳素結(jié)構(gòu)鋼按含碳量的大小分為1、2、3、4、5、6、7共七個鋼號，鋼號越大，鋼中含碳量就越多，鋼材的強(qiáng)度和硬度也就越高，塑性則越低?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的Q235即為鋼結(jié)構(gòu)中常用的3號鋼。 　　 (2)低合金鋼 　　 低合金鋼是在普通碳素鋼中添加一種或幾種少量合金元素，其總量低于5％，主要目的是減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量、節(jié)約鋼材和延長使用壽命。根據(jù)現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB／T 1591—94的規(guī)定，低合 金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼分為Q295、Q345、Q390、Q420、Q460等五種，其中常用的鋼種為Q345和Q390。 　　 低合金

49、鋼由氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐、平爐和電爐冶煉，交貨時供方應(yīng)提供力學(xué)性能和化學(xué)性能的質(zhì)保書，其內(nèi)容包括屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長率、冷彎試驗以及碳、錳、硅、硫，磷、釩、鈮和鈦等的含量；低合金鋼按質(zhì)量等級分為A、B、C、D、E五個等級，由A到E表示質(zhì)量由低到高；按脫氧程度分為鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼．并以熱軋、冷軋、正火及回火狀態(tài)交貨。不同的質(zhì)量等級對沖擊韌性和碳、硫、磷、鋁的含量都有不同的要求： 　　 如按老標(biāo)準(zhǔn)GB／T1591—88的規(guī)定，則共列出17種鋼號。隨著低合金鋼在鋼結(jié)構(gòu)中的推廣使用，用于土木工程中的低合金鋼除了常用的16錳鋼和15錳釩鋼外，還有16錳銅、166錳鈮半、16錳稀土、14錳鈮、14錳鈮半、

50、18鈮半、15錳鈦、09錳等。 　　 低合金鋼具有較高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，也有良好的塑性和沖擊韌性(尤其是低溫沖擊韌性)，并具有耐腐蝕、耐低溫等性能。 　　 (3)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 　　 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼是碳素鋼經(jīng)過熱處理(如調(diào)質(zhì)處理和正火處理)得到的優(yōu)質(zhì)鋼，其與普通碳素鋼的主要區(qū)別在于鋼中含雜質(zhì)元素較少，硫、磷的含量都不大于o．035％，并且嚴(yán)格限制其他缺陷，并具有較好的綜合性能。根據(jù)《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》GB 699—88的規(guī)定，共有31個品種，如45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼可用于制造高強(qiáng)度螺栓。 　　 優(yōu)質(zhì)鋼絲繩由高強(qiáng)度鋼絲組成，而鋼絲系由經(jīng)處理的優(yōu)質(zhì)碳素鋼通過多次的冷拔而成，其質(zhì)量要求比

51、較嚴(yán)格，不但要限制其硫、磷的含量，而且對鉻、鎳含量也要控制。鋼絲繩按捻法分為右交互捻、左交互捻、右同向捻、左同向捻四種，并按股數(shù)和股外層鋼絲的數(shù)目表示。 　　 7．1．2 鋼結(jié)構(gòu)材料的品種 　　 鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材主要為熱軋成型的鋼板、型鋼和圓鋼，以及冷彎成型的薄壁型鋼，還有熱軋成型的鋼管和冷彎成型的焊接鋼管。另外，還有花紋鋼板、鋼格柵板和鋼網(wǎng)架球接點(diǎn)等。 　　 (1)鋼板 　　 根據(jù)厚度與長度、寬度的變化，鋼板分為薄板、厚板、特厚板和扁鋼(帶鋼)等。薄鋼板主要用來制造冷彎薄壁型鋼；厚鋼板用做梁、柱、實(shí)腹式框架等構(gòu)件的腹板和翼緣，以及桁架中的節(jié)點(diǎn)板；特厚板用于高層鋼結(jié)構(gòu)箱形柱等；扁鋼可作

52、為組合梁的翼緣板、各種構(gòu)件的連接板、桁架節(jié)點(diǎn)板和零件等。 　　 (2)型鋼 　　 鋼結(jié)構(gòu)中常用的型鋼是角鋼、工宇型鋼、槽鋼和H型鋼、鋼管等，除H型鋼和鋼管有熱軋和焊接成型外，其余型鋼均為熱軋成型。型鋼的截面形式合理，材料在截面上的分布對受力最為有利。由于其形狀較簡單，種類和尺寸分級較少，所以便于軋制，構(gòu)件間相互連接也比較方便，是鋼結(jié)構(gòu)中采用的主要鋼材。 　　 角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼兩種，可以組成獨(dú)立的受力構(gòu)件，或作為受力構(gòu)件之間的連接零件。 　　 工字型鋼有普通工字鋼和輕型工字鋼兩種，主要用于在其腹板平面內(nèi)受彎的構(gòu)件，或由幾個工字鋼組成的組合構(gòu)件。由于它兩個主軸方向的慣性矩和回轉(zhuǎn)半

53、徑相差較大，故不宜單獨(dú)用做軸心受壓構(gòu)件或承受斜彎曲和雙向彎曲的構(gòu)件。 　　 槽鋼有普通槽鋼和輕型槽鋼兩種，由于其伸出肢較大，可用于屋蓋檁條，承受斜彎曲或雙向彎曲。另外，槽鋼翼緣內(nèi)表面的斜度較小，故安裝螺栓時比工字型鋼容易。但由于槽鋼的腹板較厚，所以槽鋼組成的構(gòu)件用鋼量較大。相對而言，輕型槽鋼的翼緣比普通槽鋼的翼緣寬而薄，回轉(zhuǎn)半徑大，故質(zhì)量要輕一些。 　　 H型鋼有熱軋和焊接兩種，其中熱軋H型鋼又分為寬翼緣H型鋼、中翼緣H型鋼、窄翼緣H型鋼和H型鋼柱等四類。焊接H型鋼由平鋼板用高頻焊接組合而成。由于H型鋼的兩個主軸方向的慣矩接近，使構(gòu)件受力更加合理，故已廣泛用于高層建筑、輕型工業(yè)廠房和大型工

54、業(yè)廠房中。T型鋼由H型鋼剖分而成；可分為寬翼緣剖分T型鋼、中翼緣剖分T型鋼和窄翼緣剖分T型鋼等三類。 　　 鋼管有熱軋無縫鋼管和焊接鋼管兩種，其中焊接鋼管由鋼板卷焊而成，又分為直縫焊鋼管和螺旋焊鋼管兩類。鋼管常用于網(wǎng)架與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件、廠房和高層結(jié)構(gòu)的柱子，有時在鋼管內(nèi)澆筑混凝土而形成銅管棍凝土柱。 　　 (3)冷彎薄壁型鋼 8 高層建筑防水工程 　　 本章提要 　　 本章介紹了高層建筑中對屋面、樓面和基礎(chǔ)進(jìn)行防水處理的施工方法。在屋面防水工程中．主要介紹了卷材防水、涂膜防水和剛性防水三種施工方法和相應(yīng)的構(gòu)造要求。在樓面防水工程中，主要介紹了用于廁浴間和廚房間的管道、衛(wèi)生潔具、地

55、漏、排水口等處的防水施工方法和相應(yīng)的構(gòu)造要求，包括涂膜防水和剛性防水。在地下防水工程中，主要介紹了自身防水和采用不同材料的附加防水層防水的施工方法。 　　 8．1 屋面防水工程 　　 8．1．1 卷材防水 　　 8．1．1．1 基層處理 　　 高層建筑的屋面結(jié)構(gòu)層均采用整體現(xiàn)澆混凝土板，且為平屋面，可直接鋪抹找平層。找平層可采用水泥砂漿、細(xì)石混凝土或瀝青砂漿，其厚度和技術(shù)要求見表8．1．1。在基層與突出屋面結(jié)構(gòu)的交接處和基層的轉(zhuǎn)角處，找平層應(yīng)做成圓弧形，并用附加卷材或防水涂料、密封材料做附加增強(qiáng)處理后，才能鋪貼防水層，圓弧的半徑應(yīng)符合表8．1．2的要求。為了防止找平層凝固后產(chǎn)生干縮裂縫

56、，宜對大面積找乎層留設(shè)分格縫，并根據(jù)找平層種類的不同來確定分格縫縱橫向的最大間距，一般水泥砂漿或細(xì)石混凝土找平層不宜大于6m，瀝青砂漿找平層不宜大于4m。內(nèi)部排水的水落口周圍直徑500mm范圍內(nèi)，找平層的坡度不應(yīng)小于5％。 　　 結(jié)構(gòu)找坡的排水坡度不應(yīng)小于3％，材料找坡的排水坡度宜為2％。一般情況下，平屋面宜由結(jié)構(gòu)找坡。當(dāng)用材料找坡時，可用輕質(zhì)材料或保溫層找坡。天溝、檐溝的縱向坡度不應(yīng)小于1％，溝底水落差不得超過200mm。天溝、檐溝排水路徑不得流經(jīng)變形縫和防火墻。 第264頁 9 高層建筑施工安全相關(guān)的強(qiáng)制性規(guī)范條文介紹 　　 本章提要 　　 本章僅對與

57、高層建筑施工安全有關(guān)的強(qiáng)制性條文作敘述性介紹，供讀者在參考閱讀中引起重視。在施工實(shí)踐中這是必須執(zhí)行的條文。 　　 9．1 地基基礎(chǔ)部分 　　 高層建筑地基基礎(chǔ)施工主要內(nèi)容可分為兩部分：其一是樁基施工，其二是地下室施工。在樁基施工中相應(yīng)的國家規(guī)范和地方條例對目前常用的鋼筋混凝土預(yù)制方樁和預(yù)制管樁、鋼筋混凝土鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁和沉管灌注樁、鋼管樁和型鋼樁都有詳細(xì)的技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時對施工中的安全作了明確規(guī)定。主要有下述內(nèi)容： 　　 在《建筑樁基技術(shù)規(guī)范)》JCJ 94—94中對人工挖孔樁施工提出下列必須執(zhí)行的安全措施： 　　 (1)孔內(nèi)必須設(shè)置應(yīng)急軟爬梯；供人員上下井，使用的電葫

58、蘆、吊籠等應(yīng)安全可靠并配有自動卡緊保險裝置，不得使用麻繩和尼龍繩吊掛或腳踏井壁凸緣上下。使用前必須檢驗其安全起用能力。 　　 (2)每日開工前必須檢測井下的有毒有害氣體，并應(yīng)有足夠的安全防護(hù)措施。樁孔開挖深度超過10m時，應(yīng)有專門向井下送風(fēng)的設(shè)備。 　　 (3)孔口四周必須設(shè)置護(hù)欄。 　　 (4)挖出的土方應(yīng)及時運(yùn)離孔口，不得堆放在孔口四周1m范圍內(nèi)；機(jī)動車輛的通行不得對井壁的安全造成影響。 　　 (5)施工現(xiàn)場的一切電源、電路的安裝和拆除必須由持證電工操作；電器必須嚴(yán)格接地、接零和使用漏電保護(hù)器。各孔用電必須分閘，嚴(yán)禁一閘多用?？咨想娎|必須架空2．Om以上，嚴(yán)禁拖地私埋壓土中，孔內(nèi)電

59、纜、電線必須有防磨損、防潮、防斷等保護(hù)措施。照明應(yīng)采用安全礦燈或12V以下的安全燈。 　　 在《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ 79—2002中對石灰樁施工過程，提出為了防止沖孔傷人，必須采取有效措施，確保施工人員的安全。 　　 在其他一些技術(shù)規(guī)范規(guī)程中，對施工安全也有相應(yīng)的措施和條例。雖然一般樁基施工中，人員不需爬高或下坑，但也需十分注意安全問題。 　　 在地下室施工中，施工作業(yè)人員在深基坑中活動同樣有高處作業(yè)安全問題，需要采取相應(yīng)的安全措施。另外，深基坑施工還有一個周圍建筑物、道路、地下管線及整個環(huán)境的安全問題。這個問題需要我們在施工方案設(shè)計中考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠度，考慮施工過程的監(jiān)測措

60、施，實(shí)施深基坑工程的信息化施工和施工過程中的安全技術(shù)控制來解決。 　　 9．2 高處作業(yè)部分 　　 高層施工過程絕大部分是在高空進(jìn)行，因此高處作業(yè)安全需要十分注意，下面我們介紹部分重要內(nèi)容。 　　 在《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》GJ 80一91對高空施工提出下列必須執(zhí)行的安全措施： 　　 (1)雨天和雪天進(jìn)行高處作業(yè)時，必須采取可靠的防滑、防寒和防凍措施，凡水、冰、霜、雪均應(yīng)及時清除．對進(jìn)行高處作業(yè)的高聳建筑物，應(yīng)事先設(shè)置避雷設(shè)施。遇有六級以上強(qiáng)風(fēng)、濃霧等惡劣氣候，不得進(jìn)行露天攀登與懸空高處作業(yè)。暴風(fēng)雪及臺風(fēng)暴雨后，應(yīng)對高處作業(yè)安全設(shè)施逐一加以檢查，發(fā)現(xiàn)有松動、變形．損壞 第28

61、7頁 或脫落等現(xiàn)象，應(yīng)立即修理完善。 　　 (2)防護(hù)棚搭設(shè)與拆除時，應(yīng)設(shè)警戒區(qū)，并應(yīng)派專人監(jiān)護(hù)。嚴(yán)禁上下同時拆除。 　　 (3)對臨邊高處作業(yè)，必須設(shè)置防護(hù)措施，并符合下列規(guī)定： 　　 ①基坑周邊，尚未安裝欄桿或欄板的陽臺、料臺與挑平臺周邊，雨篷與挑檐邊，無外腳手的屋面與樓層周邊及水箱與水塔周邊等處，都必須設(shè)置防護(hù)欄桿。 　　 ②分層施工的樓梯口和梯段邊，必須安裝臨時護(hù)欄。頂層樓梯口應(yīng)隨工程結(jié)構(gòu)進(jìn)度安裝正式防護(hù)欄桿。 　　 ③井架與施工用電梯和腳手架等與建筑物通道的兩側(cè)邊，必須設(shè)防護(hù)欄桿，地面通道上部應(yīng)裝設(shè)安全防護(hù)柵。雙籠井架通道中間，應(yīng)予分隔封閉。 　　

62、④各種垂直運(yùn)輸接料平臺，除兩側(cè)設(shè)防護(hù)欄桿外，平臺口還應(yīng)設(shè)置安金門或活動防護(hù)欄桿。 　　 (4)搭設(shè)臨邊防護(hù)欄桿時，必須符合下列要求： 　　 ①防護(hù)欄桿應(yīng)由上、下兩道橫桿及欄桿柱組成，上桿離地高度為1．0～1. 2m，下桿離地高度為0．5～0．6m。坡度大于1；2．2的屋面，防護(hù)欄桿應(yīng)高1．5m，并加掛安全立網(wǎng)。除經(jīng)設(shè)計計算外，橫桿長度大于2m時，必須加設(shè)欄桿柱。 　　 ②欄桿柱的固定及其與橫桿的連接，其整體構(gòu)造應(yīng)使防護(hù)欄桿在上桿任何處，能經(jīng)受任何方向的1000N外力。當(dāng)欄桿所處位置有發(fā)生人群擁擠、車輛沖擊或物件碰撞等可能時，應(yīng)加大橫桿截面或加密柱距。 　　 ③防護(hù)欄桿必須自上而下用安全

63、立網(wǎng)封閉，或在欄桿下邊設(shè)置嚴(yán)密固定的高度不低于180mm的擋腳板或400mm的擋腳笆。擋腳板與擋腳笆上如有孔眼，不應(yīng)大于25mm。板與笆下邊距離底面的空隙不應(yīng)大于10mm。接料平臺兩側(cè)的欄桿，必須自上而下加安全立網(wǎng)或滿扎竹笆。 　　 ④當(dāng)臨邊的外側(cè)面臨街道時，除防護(hù)欄桿外，敞口立面必須采取滿掛安全網(wǎng)或其他可靠措施作全封閉處理。 　　 (5)進(jìn)行洞口作業(yè)以及在因工程和工序需要而產(chǎn)生的使人與物有墜落危險域、危及人身安全的其他洞口進(jìn)行高處作業(yè)時，必須按下列規(guī)定設(shè)置防護(hù)設(shè)施： 　　 ①板與墻的洞口，必須設(shè)置牢固的蓋板、防護(hù)欄桿、安全網(wǎng)或其他防墜落的防護(hù)設(shè)施。 　　 ②電梯井口必須設(shè)防護(hù)欄桿或固

64、定柵門；電梯井內(nèi)應(yīng)每隔兩層并最多隔10m設(shè)一道安全網(wǎng)。 　　 ③鋼管樁、鉆孔樁等樁孔上口，杯形、條形基礎(chǔ)上口，未填上的坑槽，以及人孔、天窗、地板門等處，均應(yīng)按洞口防護(hù)設(shè)置穩(wěn)固的蓋件。 　　 ④施工現(xiàn)場通道附近的各類洞口與坑槽等處，除設(shè)置防護(hù)設(shè)施與安全標(biāo)志外，夜間還應(yīng)設(shè)紅燈示警。 　　 (6)洞口根據(jù)具體情況采取設(shè)防護(hù)欄桿、加蓋件、張掛安全網(wǎng)、巧裝柵門等措施時，必須符合下列要求： 　　 ①邊長在1500mm以上的洞口，四周設(shè)防護(hù)欄桿，洞口下張設(shè)安全平網(wǎng)。 　　 ②位于車輛行駛道旁的洞口、深溝與管道坑、槽，所加蓋板應(yīng)能承受不小于當(dāng)?shù)仡~定卡車后輪有效承載力2倍的荷載。 　　 ③下邊沿至樓

65、板或底面低于800mm的窗臺等豎向洞口，如側(cè)邊落差大于2m時，應(yīng)加設(shè)l 2m高的臨時護(hù)欄。 　　 ④對鄰近的人與物有墜落危險性的其他豎向的孔、洞口，均應(yīng)予以蓋設(shè)或加以防護(hù)，并有固定其位置的措施。 　　 (7)梯腳底部應(yīng)堅實(shí)，不得墊高使用，梯子的上端應(yīng)有固定措施。立梯不得有缺檔。 　　 (8)梯子如需接長使用，必須有可靠的連接措施，且接頭不得超過1處，連接后梯梁的強(qiáng)度，不應(yīng)低于單梯梯梁的強(qiáng)度。 　　 (9)固定式直爬梯應(yīng)用金屬材料制成，梯寬不應(yīng)大于500mm，支撐應(yīng)采用不小于70X 6的角鋼，埋設(shè)與焊接均必須牢固，梯子頂端的踏棍應(yīng)與攀登的頂面齊平，并加設(shè)1～1．5m高的扶手。使用直爬梯進(jìn)行攀登作業(yè)時，攀登高度超過8m，必須設(shè)置梯間平臺。 　　 (10)作業(yè)人員應(yīng)從規(guī)定的通道上下，不得在陽臺之間等非規(guī)定通道進(jìn)行攀登，也不得任意利用吊車臂架等施工設(shè)備進(jìn)行攀登。上下梯子時，必須面向梯子，且不得手持器物。 　　 (11)懸空作業(yè)處應(yīng)有牢靠的立足處，并必須視具體情況配置防護(hù)欄網(wǎng)、欄桿或其他安全設(shè)施。 　　 (12)構(gòu)件吊裝和管道安裝時的懸空作業(yè)，必須遵守下列規(guī)定：