高层超高层建筑施工概述.docx

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高层超高层建筑施工概述

高层超高层建筑施工概述

2.4.1高层/超高层建筑基本概念

1、高层建筑的定义

（1）联合国科教文组织高层建筑划分标准

在世界各国高层建筑及超高层建筑都没有固定的划分标准，联合国科教文组织所属的世界高层建筑委员会1972年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50m）；

第二类：

17～25层（最高到75m）；

第三类：

26～40层（最高到100m）；

第四类：

40层以上（即超高层建筑）。

（2）我国高层建筑划分标准

1980年10月1曰试行的《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定》（JGJ3-79）中，第一章第3条：

“本规定适用于八层及八层以上的高层民用建筑…”。

自1983年6月1日开始试行的国家标准《高层民用建筑设计防火规范》（GBJ45-82）第1.0.3条规定适用于十层及十层以上的住宅建筑和建筑高度超过24m的其他民用建筑。

由1987年10月1日开始试行的部标准《民用建筑设计通则》（JGJ37-87）第1.0.5条又进一步明确按民用建筑层数划分：

①住宅建筑按层数划分为：

1～3层为低层；4～6层为多层；7～9层为中高层；10层以上为高层。

②公共建筑及综合性建筑高度超过24m者为高层（不包括高度超过24m单层主体建筑）。

③建筑物高度超过100m时，不论住宅或公共建筑均为超高层。

对高层建筑进行统计时，很难做到逐栋公共建筑核实其建筑总高度是否超过24m而判明是否为高层建筑。

因此，为简化统计口径，建设部主管部门从1984年起，对住宅和非住宅，一律以10层作为高层建筑统计的起点。

2、高层建筑的发展

我国古代高层建筑技术已有辉煌的历史，主要表现塔式建筑上。

公元523年建于河南登封县的嵩岳寺塔，10层高41m，为砖砌单筒体结构。

公元704年西安大雁塔，7层高64m。

公元1055年建于河北定县的料敌塔，11层，高67m。

，这些筒体结构，刚度很大，有利于抵抗水平风载和地震水平力，结构体系合理，体现了我国古代能工巧匠高超的建筑技术水平。

在西方古代七大建筑奇迹中，有两座是高层建筑。

公元前338年在巴比伦城所建的巴贝尔塔，塔高约90m，供王室观赏。

公元前280年建于亚历山大港口的灯塔，高约150m，塔身用石砌，曾耸立在港口一千多年，引导船只避免触礁。

可见高层建筑在世界上有悠久的历史。

在近代高层建筑史上，西方一般把芝加哥誉为“高层建筑的故乡”，大直径人工挖孔桩作为高层建筑的基础也源于芝加哥。

1986年1月在美国芝加哥召开了第三届国际高层建筑会议，纪念世界第一幢近代高层建筑诞生100周年（即1885年芝加哥的家庭保险公司HomeInsurance大楼，高55m，10层，是用铸铁柱和钢梁组成的框架结构。

此大楼是由工程师詹尼设计，1931年被拆除）。

这座在当时因为太高而争议不断的大楼却开创了一个世界建筑史上的新时期---现代高层建筑的发展时期。

我国近代高层建筑起源于本世纪20年代的上海，到抗日战争爆发，共建成8层以上公寓、旅馆、办公楼约95栋，1934年建成的上海国际饭店高82m，22层，作为国内最高建筑历时34年，直到1968年建成的广州宾馆高87m、27层，才首次超过上海国际饭店高度。

我国第一栋超过100m高度的超高层建筑是1976年建成于广州的白云宾馆，高112m，33层。

80年代以来，我国超高层建筑有了较快发展，较有代表性的如南京建成金陵饭店（高111m、37层）、广州白天鹅宾馆（高100m、33层）、北京的国际大厦（101m、29层）、上海联谊大厦（107m、30层）、深圳国际贸易中心大厦（160m、50层）、广州花园酒店（112m、31层）等。

进入90年代以来，我国的高层、超高层建筑技术发展迅速，其特点是进一步向“高、深、大、复杂”方向发展。

当前世界上高层建筑高度的世界纪录在不断被刷新，下面是2008年12月以前世界上在建或已经建好的高层在前十位的高层建筑：

1阿联酋迪拜塔：

“迪拜塔”始建于2004年，计划于2008年底竣工，推迟到2009年9月竣工。

“迪拜最大的地产开发公司艾马尔地产仅向外透露说，大厦将在建至700米以上的某处时停止，而其最终高度据称可能将达到818米。

②“上海中心”大厦：

有望成为新的“中国第一高”的“上海中心”大厦于2008年11月29日破土动工。

该楼总高度632m，人可到达的主体建筑结构高度为五百八十米，总建筑面积达57.6万m2。

“上海中心”呈螺旋造型，象征着中国和谐的文化精神，体现中国和世界的连接；内部则由九个圆柱形建筑彼此叠加构成；大厦内、外立面间形成的“空中中庭”将为人们提供聚会场所。

该楼建成后将与金茂大厦（425.5m）、环球金融中心（492m）等组成超高层建筑群，形成上海小陆家嘴中心区的新天际线。

③自由之塔：

2004年7月开工、2010年竣工的“自由之塔”是纽约世贸中心遗址重建工程的重点，新设计后高541.3m。

“自由之塔”将是一座银白色的，造型新颖，非常现代化的摩天大楼。

它从底层往上逐渐削尖，呈消瘦的四方锥体状。

它的旋转上升的结构和尖顶的设计，象征着“自由女神”像一手高举火炬的造型。

它的高度将达到1776英尺，正好与美国建国的年份1776年相吻合。

这暗示了美国要在世贸原址上重塑自由信仰的决心。

④台北101大厦：

被称为“台北新地标”的101大楼于1998年1月动工，于2004年12月完工。

此楼高508m，28.95万m2，地上101层，地下3层有世界最大且最重的“风阻尼器”，还有两台世界最高速的电梯，从一楼到89楼，只要39秒的时间。

⑤上海环球金融中心：

上海环球金融中心1997年年初开工后，因受亚洲金融危机影响，工程曾一度停工。

2003年2月工程复工。

地上101层，地下3层，总建筑面积达38.16万m2，建筑主体高度达到492m。

⑥双峰塔：

于1993年12月开工，1996年2月竣工的马来西亚首都吉隆坡的双子塔是吉隆坡的标志性城市景观之一，是世界上目前最高的双子楼，是马来西亚经济蓬勃发展的象征。

此楼高452m，共地上88层。

大楼表面大量使用了不锈钢与玻璃等材质，并辅以伊斯兰艺术风格的造型，反映出马来西亚的伊斯兰文化传统。

⑦西尔斯大厦：

西尔斯大厦是美国芝加哥的一幢办公楼，1971年开建，于1974年建成。

高443m，总建筑面积41.8万m2，地上110层，地下3层。

⑧南京紫峰大厦 :

2005年5月开工，2008年9月竣工的南京紫峰大厦地下4层，地上到灯塔是381m、89层，而从灯塔底部到塔尖则有69m总高度达到了450m。

⑨金茂大厦：

1994年5月开工，1999年3月竣工的上海金茂大厦主体建筑地上88层，地下3层，高420.5m，占地面积23611平方米，总建筑面积29万m2，曾为上海第一高楼。

⑩香港国际金融中心二期：

2003落成的金融中心二期（简称“国金二期”），楼高420m，总层数88层，另设6层地下室，埋深38m。

国金二期的施工期仅三年半，2003年下半年投入使用。

国金二期已成为香港的新地标、新象征性建筑物，在香港中环心脏地区又出现一个新的金融财经基地。

3、高层建筑的弊端：

超高建筑摩天大楼，是现代文明的象征、商业社会的偶像，是人类对生存空间变小的适应，但一定要适可而止，目前国内各地盲目建设超高大楼的现象令人堪忧。

从经济的角度来看，据统计，目前不少超高建筑亏多盈少。

美国芝加哥的西尔斯大厦每年要赔上4000万美元，这栋已建成20多年的大楼现在仅值其贷款金额的一半，其主人早想把它转卖脱手。

从使用的角度来看，超高层建筑的适用性也有其无法避免的缺点，如超高层建筑窗户终年紧闭，一年四季都靠空调调节气温和空气，“高层综合症”随之而生；强风下高楼上部的轻微晃动总是令人不适，防火安全也是一大难题，水压、消防升降机往往难达到其高度。

在我国，上海是高层建筑最多的大城市之一。

据有关资料显示，建于上个世纪五、六十年代的高层建筑约40幢，平均每年2幢；建于上世纪九十年代的有2000多幢，平均每年200多幢，其中1997年新建成的高层建筑多达484幢。

另据统计，目前上海20层以上的高层建筑约有1600多幢，其中30层（约100m高）以上的超高层更是有265幢。

但自2000年上半年，上海市已发文停止审批超高层办公楼等项目。

2002年8月，上海市有关领导明确指出，要控制高层建筑过快增长和无序布局。

2001年11月，上海公布的一份《上海市水资源普查报告》指出，最近几年来虽然上海地下水开采量逐渐压缩，但是上海的地面沉降尚未有明显减少，引起上海地面沉降的原因主要是“开采地下水、市政工程及高层建筑物的建设。

”上海的高层建筑发展经验正是我国其它城市应借鉴的。

随着高科技的发展，智能建筑、生态建筑、生命建筑、地下“高楼”等，将成为人类对建筑新的追求，以超高建筑来作为商业招牌的观念正在变化。

4、高层基础与结构体系

（1）高层建筑基础类型

①钢筋混凝土条形基础，宽度可达2m以上，一般设在承重墙下； 

②柱下梁式基础，又有柱下条基，柱下交叉梁基础等；

③钢筋混凝土柱基础，一般是独立的基础；

④片筏基础，钢筋混凝土连续底板，又分平板式和梁板式。

a）梁板式b）平板式

图2-4-1 片筏基础

筏式基础：

筏式基础有足够的刚度以调整基底压力分布，减小不均匀沉降，因此可跨过局部软弱或易受压缩的地段。

但筏基若未考虑挖去的土用来补偿建筑物的荷载，则沉降量较大。

若将筏基作为地下室底板，与侧墙和顶板组成具有相当刚度的地下空间结构，用作车库等比箱式基础有更宽敞的利用空间。

此时，由于地下挖去土方量大，有补偿基础的作用，筏板还可作为防渗底板。

箱形基础：

基础由顶板、底板和纵横墙体组成的钢筋混凝土整体结构，基础刚度很大，可减少不均匀沉降。

箱基大部分为补偿式基础。

参见图2-4-2。

桩基础：

由桩和承台组成，承台高于地面的为高承台，低于地面的为低承台，高层中一般采用低承台，在水平力作用下，周围的土体可发挥一定的稳固作用，桩还可与筏、箱组成桩筏基础，桩箱基础等。

（2）高层建筑结构

①高层建筑按结构体系划分，有框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和筒体体系。

图2-4-3高层建筑结构体系

a框架b框架剪力墙c剪力墙d框肢e框筒f筒中筒g成束筒

②高层建筑结构按使用材料划分，主要有钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构，以钢筋混凝土结构在高层建筑中的应用最为广泛。

③高层建筑按结构体系划分，有框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和筒体体系

5、高层建筑施工技术的发展

20世纪80年代以来，尤其是近年来通过大量的工程实践，我国的高层建筑施工技术得到很大的发展，已经达到世界先进水平。

（1）基础工程施工技术的发展

在桩基运用方面，混凝土灌注桩、混凝土方桩、预应力管桩、钢桩等现浇、预制桩皆有应用。

在基坑支护方面，常用的挡土结构有灌注桩、钢板桩、土钉支护、土锚支护及地下连续墙等。

在深基坑施工降低地下水位方面，对于因降水而引起附近地面严重沉降的问题，也研究了防止措施。

在大体积混凝土裂缝控制方面，计算理论日益完善。

为了减少或避免温度裂缝，各地都采用了一些有效措施。

（2）主体结构施工技术的发展

①模板工程

我国目前已经形成组合模板、木模板、爬升模板和滑升模板的成套工艺，组合模板方面除55系列刚模板外，还推广了肋高70、75mm的中型组合刚模板；还有55.63.70、75.78、90系列的钢框（木）胶合板，板块尺寸更大，使用更方便。

还研究推广了早拆体系，大大提高了模板的周转次数。

大模板工艺在剪力墙结构和筒体结构中已广泛应用，已形成“全现浇”、“内浇外挂”、“内浇外砌”成套工艺，且已向大开间建筑方向发展。

另外，将现浇墙体的大模板与浇筑楼板的模板结合在一起，组合对拼成整间的半隧道模，亦在个别工程中得到尝试。

其他尚有板柱结构体系施工的台模（又称飞模）、大跨度密肋楼盖施工的塑料和玻璃钢模壳、圆形柱子施工的半圆形定型钢模和玻璃钢圆柱模板、剪力墙清水混凝土施工的铸铝模板、楼板模板免拆施工的混凝土薄板（50～80mm厚）或压型钢板永久性模板等。

②钢筋工程

钢筋技术方面，推广了钢筋对焊、电渣压力焊、气压焊以及机械连接（套筒挤压、锥螺纹和直螺纹套筒连接）。

在钢筋混凝土剪力墙结构大模板施工中，还使用了点焊网片，它可以节约钢材，减少钢筋绑扎时间，加快施工速度。

另外，在植筋方面已有不少发展。

③混凝土工程

在混凝土技术方面除大力发展预拌混凝土外，近年来还推广预拌砂浆。

预拌混凝土可以避免出现施工现场砂石堆放困难、混凝土搅拌噪声大、混凝土强度不稳定等问题。

预拌混凝土搅拌站，装备成套的运送设备，如搅拌车、混凝土输送泵、布料泵车等，从而使混凝土施工的机械化水平有了迅速提高。

另外，高性能混凝土和特种混凝土得到了更广泛的应用。

高性能混凝土（HighPerformanceConcrete，HPC），以耐久性为基本要求，强化某些性能的混凝土，如补偿收缩混凝土、自密实免振混凝土等，实现高工作度、高体积稳定性和高抗渗性。

特种混凝土（纤维混凝土、聚合物混凝土、防辐射混凝土、水下不分散混凝土等）的应用方面亦有所提高。

④脚手架工程

以钢管脚手架为主，出现了包括扣件式、门架式、碗扣式等的多种新型脚手架；特别是爬架，由于它能沿着建筑物攀升和下降，不受建筑物高度的限制，即可用于结构施工，又可用于外装饰作业。

脚手架的功能多样化，脚手架的搭设、安装和设计计算也逐步趋向规范化。

此外，随着我国一些新结构、新技术和新材料的不断出现，在砌筑技术、防水技术和高级装饰和装修方面都有长足的发展。

在超高钢结构施工方面，无论是厚钢板焊接技术、高强螺栓和安装工艺方面都日益完善，国产的H型钢钢结构已成功应用于高层住宅。

另外，在高层建筑施工中，施工机械化水平得到了很大提高。

塔吊的形式基本上可分为两种：

一种是“内爬塔”，另一种是“外立塔”。

“内爬塔”可随建筑物升高，且造价低，高度不限，所以应用非常广泛。

外用施工电梯已广泛应用于高层建筑施工中，近几年外用电梯已由单笼发展到双笼，高度亦由百米发展到250m。