超高层建筑是指40层以上、高度100米以上的建筑。随着建筑技术的发展,超高层建筑的应用越来越广泛。由于超高层建筑的建设难度较大,在实际的建设中存在很多困难,需要有针对性的解决方案。
01. 施工顺序
(1)建造超高层建筑时,应先建塔楼,后建裙房。建造方式的选择必须结合场地布置情况考虑。
(2)合理划分流段。如采用刚接钢柱,普通现浇楼板的框架筒或框架剪力墙结构,可按标准层结构统一划分流段,施工时可同时逐层进行楼板与剪力墙施工。对于设有核心筒的建筑,流段划分必须“先核心,后周边”,以确保结构安全。
02.垂直交通设计
超高层建筑核心筒设计需要平衡采光、节能、易维护、减少公共区域、不同业态核心筒统一等多重要求,是建筑设计的难点之一。
高层建筑与其他建筑最大的区别,就是有一个集中垂直交通、管线设备、在结构体系中起重要作用的“核心”,这个“核心”在形体构成上也十分重要,决定了高层建筑的空间构成方式。
随着高层建筑建设的发展,高度的增加和技术的进步,在高层建筑的设计过程中逐渐演变出一种以中心核心筒式的“核心”空间构成模式。
03.电梯
(1)电梯在超高层建筑中的作用远大于一般建筑,关系到用户的安全和居住体验。由于建筑竣工后很难增设或改造电梯,因此需要在设计阶段就做好控制,结合核心筒位置综合考虑电梯布置。
(2)应加强局部电梯的综合使用,采用微机电梯控制系统,增加多台电梯之间的协调效应,避免不必要的空梯运行,提高运输效率和能力。
04.安全稳定的电力供应
作为超高层建筑,安全性一定是供电系统设计中需要特别关注的领域,其次才是供电可靠性。在配电系统设计中,需要考虑多路供电及备用发电机组的配置。由于超高层建筑高度较大,可以考虑在塔楼中层设置变电站,减少低压配电损耗。在地下室设置备用柴油发电机,供电电压输出为10kV,再经变压器降压为低压配电,保证向塔楼上层配电。在超高层建筑配电系统中,供电距离、电缆长度、适当调整电缆尺寸以及安装时的施工技术也是难点之一。由于超高层建筑面积大、楼层多,远距离供电自然会存在问题,因此备用电源可以考虑采用高压发电机发电。
另外,当遇到强风时,超高层建筑可能会左右摇晃。由于超高层建筑会有一定的摇晃,因此上行干线的设计可以考虑将电缆接在铜母线槽上进行配电,这样可以减少超高层建筑摇晃时对铜母线槽连接部件位置的拉压力,减少故障和维修的机会,相对增加干线系统的寿命。作为超高层建筑,楼层多,机电设备自然也多,为了让业主获得更多的使用空间,在布置电缆和竖井时,应尽量减少转换竖井和缩径竖井占用的空间。
05. 施工难点
1、超高层基础采用深基础。由于建筑物高大庞大超高层钢结构施工技术,支撑高层的地基必须有足够的强度,因此常采用深基础,并将持力层埋置在微风化岩层中。
2、超高层建筑地下室深、层数多、面积大,首先要满足建筑功能的要求;其次在施工过程中要解决结构抗浮问题。
3、超高层结构大多为混合型,如型钢混凝土、钢管混凝土、钢筋混凝土结构或全钢结构超高层钢结构施工技术,其共同特点是施工简单、工期短、结构性能好、节省建筑材料,目前已成为超高层建筑最实用、最主要的结构形式。
4、超高层装饰工程装饰种类丰富,工程量大,技术含量高,要求高。超高层建筑装饰工程的安全功能尤为重要,对抗风压性、风密性、水密性、气密性要求高。
5、建筑功能复杂,子系统多,安装工程量大,精度要求高。
06.混凝土施工
1.超厚核心筒高强混凝土裂缝控制
(1)适当的水灰比控制裂缝。
(2)采用合适的外加剂,保证泵送,并每车进行坍落度、膨胀度和模具温度检测。
(3)固化过程中注意保温,采用导热系数低的木模。
2.超高层泵送混凝土
选择料斗容量小,但输送压力大的泵车。选择专用的高压泵管。为节省成本,低层施工时可以不使用高压泵管,只使用普通泵管。输送高度达到一定高度时,更换高压泵管。在正负零位设置截止阀,每隔30层设置回流冲击弯头。
3.钢管混凝土浇筑方案选择
钢管混凝土有压力灌浆和塔吊灌浆两种方案,压力灌浆施工工艺复杂,但灌浆速度快,质量能保证,适用于单根截面较小,根数较多的工程;塔吊灌浆斗施工简单,但危险性较大,质量难以保证,占用塔吊,适用于单根截面较大,根数较少的场合。