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1、高层建筑施工主讲：崔吉福1主要内容v1. 绪论v2. 地下水控制与基坑开挖v3. 深基坑的支护结构v4. 地下连续墙与逆筑法施工v5. 土层锚杆v6. 土钉墙和喷锚v7. 大体积混凝土结构施工v8. 高层建筑脚手架工程v9. 高层建筑施工用起重运输机械v10. 高层现浇混凝土结构模板工程v11. 高层建筑混凝土工程施工v12. 钢结构高层建筑施工 2绪论v高层建筑的定义 1972 国际高层建筑会议第一类高层建筑:916层(最高到50m);第二类高层建筑:1725层(最高到75m);第三类高层建筑:2640层(最高到100m);超高层建筑: 40层以上(高度100m以上)。 民用建筑设计通则（J
2、GJ137-87):10以上的住 宅及总高度超过24m的公共建筑及综合建筑。 3v高层建筑的发展我国古代:高塔 砖砌或木制的筒体结构 高层框架结构 国外古代:砖石承重结构v壁厚,使用空间小.近代高层建筑:框架结构(钢、钢筋混凝土)剪力墙、钢支撑、筒体4v高层建筑施工技术发展基础工程：v支护技术:钢板桩 混凝土灌注桩 地下连续墙深层搅拌水泥土桩 土钉支护v施工工艺:v支撑形式:内部钢管支撑 外部土锚拉固v土锚杆:钻孔、灌浆、预应力张拉工艺 桩基础：v预制打入桩v混凝土灌注桩：大直径钻孔灌注桩结构工程：大模板 、爬升模板、滑升模板高层钢结构：52. 地下水控制与基坑开挖v地下水控制v边坡稳定v基坑
3、土方开挖62.1地下水控制v为什么必须进行地下水控制?补偿性基础 地下水位较高的软土地区 流砂 边 坡失稳 地基承载力下降v降水:集水明排和井点降水v截水v回灌7v补偿性基础(compensated foundation) 又称浮基础。在结构设计中使建筑物的重量约 等于建筑位置挖去土重（包括水重）的基础。当 建筑物的重量等于挖去的土重时，称“全补偿性基 础”，此时土中的应力无变化；如挖去的土重只相 当于建筑物的部分重量时，称“部分补偿性基础” 。可减少建筑物的沉降，充分利用地下空间。由 于开挖较深，施工较困难，需考虑基坑的支护结 构、降低地下水、防止坑底隆起和管涌等问题。 高层建筑中常用。8v
4、水在土中渗流的基本规律达西定律： v=Q/A=k(H/L)=kiv一维渗流情况（图2-1）vQ=k(H/L)A渗透系数:k (m/d,cm/s)渗流/流线/层流/紊流/物理意义/透水性渗流速度v（m/d,cm/s）:v=Q/A=k(H/L) 或v=ki水力梯度:i=H/L两个问题:vA、L、vv适用于砂及其他较细颗粒的土中，孔隙较大时产生紊 流；Ip特别大的粘土：v=k(i-i)一、地下水的基本特性9v等压流线与流网水在土中稳定渗流（水流情况不随时间而变，土的孔隙 比和饱和度不变，流入任意单元体的水量等于自单元体 流出的水量以保持平衡），地下水头值相等的点连成的 面,称为“等水头面”，在平面或
5、剖面上表现为“等水头线”（ 等势线，等压流线）。由等压流线与流线所组成的网称为“流网”。等压流线与流 线正交。v潜水与层间水（图2-4）P9潜水：从地表至第一层不透水层之间含水层中所含的水 。水无压力，重力水。层间水：夹于两不透水层之间含水层中所含 的水。无压 层间水和 承压层间水10二、动水压力和流砂v动水压力单位体积土中土颗粒骨架所受到的压力总和。(kN/m3)GD=-T=-Wi (图2-5 动水压力原理图 P10)v流砂产生条件: GDW多发生在颗粒级配均匀而细的粉、细砂等砂性土中。粘 土和粉质粘土、砾石均不易发生流砂。危害：基坑泥泞、坍塌、基础滑移防止措施：降水和防水帷幕11三、降低地
6、下水的方法v轻型井点：一层降水深度不超过6m确定井点系统的布置方式确定基坑的计算图形面积计算涌水量：v单井涌水量： 无压完整井：v群井涌水量无压完整井：12无压非完整井：承压完整井：承压非完整井：v基坑的假想半径x0：对于矩形基坑a/b5时,v 抽水影响半径R:v抽水影响半径深度H0:查表13井管数量:n=Q/q井管平均间距:校核y0:14v喷射井点：820m k=0.120m/d主要设备：喷射井管、高压水泵（或空气压缩机 ）和管路系统。 工作原理：图2-6、2-7 P12井点布置：b10m双排布置 ；环状布置。井点间距23.5m。井点系统的安装与使用：v施工工艺程序：v注意事项 ： 井点堵塞
7、：原因、预防 喷射扬水器失效、井点倒灌：原因、预防 工作水压力升不高：原因、预防15v电渗井点在降水井点管的内侧打入金属棒（钢筋、钢管等），连以 导线。以井点管为阴极，金属棒为阳极，通入直流电后 ，土颗粒自阴极向阳极移动，称电泳现象，使土体固结 ；地下水自阳极向阴极移动，称电渗现象，使软土地基 易于排水。用于k1.0边坡稳定，K=1.0极限平衡状 态，K0.20的结构：边缘干扰范围定为0.40L 图3-5查表3-11：m按照等效原理:用“计算墙体”的计算高度H代替H104（2）其他断面结构v 箱形断面结构：单孔： 双孔：v箱形断面结构的基础底板先期浇筑，侧墙和顶板后 期浇筑：单孔： 双孔：v箱
8、形断面结构的基础和侧墙已浇筑，后期浇筑顶板 ：1057.4防止混凝土温度裂缝的技术措施v水泥品种选择和用量控制选用中热或低热的水泥品种充分利用混凝土的后期强度v掺加外加料掺加外掺剂掺加外掺料v骨料的选择粗骨料的选择细骨料的选择骨料质量的要求v控制混凝土出机温度和浇筑温度混凝土出机温度计算：控制混凝土浇筑温度106v加强养护，延缓混凝土降温速率保湿、保温养护的作用：适当材料覆盖：蓄水养护：v热阻系数v蓄水深度：v提高混凝土的极限拉伸值：混凝土二次振捣混凝土二次振捣的恰当时间（振动界限）v自身重力v国外：测定贯入阻力值改进混凝土的搅拌工艺：二次投料的净浆裹石搅 拌新工艺107v改善边界约束和构造设
9、计合理分段浇筑合理配筋设置滑动层设置应力缓和沟设置缓冲层避免应力集中v加强施工监测工作1087.5大体积混凝土结构施工v钢筋工程：数量多，直径大，分布密，上下 钢筋高 差大卡尺限位绑扎设立支架支撑上层钢筋v模板工程：泵送混凝土对模板侧板压力计算v按我国现行有关规范计算： 混凝土结构工程施工及验收规范取两式中的较小者 v借鉴外国经验：表3-18109侧模及支撑v垫层浇筑后其面层不可能在同一水平面上：小方木v模板的最后校正：三道拉杆v确保模板的整体刚度：三道统长横向围檩v确保模板的安全和稳定：模板外侧另加三道支撑v混凝土工程施工平面布置v混凝土泵车的布置v防止泵送堵塞的措施大体积混凝土的浇筑v混凝
10、土浇筑方法 v混凝土振捣 （图3-16）混凝土的泌水处理和表面处理v泌水处理 （图3-17）v表面处理110高层建筑结构施工v高层建筑脚手架工程v高层建筑施工用起重运输机械v高层现浇混凝土结构模板工程v高层建筑混凝土工程施工v钢结构高层建筑施工1118.高层建筑脚手架工程v悬挑式脚手架构造计算实例v附着升降式脚手架形式和工作原理构造、安装和使用计算v悬吊式脚手架1128.1悬挑式脚手架v构造：斜拉式和下撑式 图4-1三角式挑架：图4-2v挑梁v钢底梁v小横梁v压板v定位销113v悬挑式脚手架的计算：钢底梁的计算：简支梁 图4-6v抗弯强度计算 4-1v抗剪强度计算 4-2v局部承压计算 4-3
11、v整体稳定验算 4-4v挠度计算 4-5v实例114三角挑架的计算v内力计算：v验算挑梁拉弯强度:4-9v钢挑梁埋入验算:4-10v钢挑梁嵌固端混凝土局部承压验算:4-11v斜杆验算强度:4-12稳定性:4-13斜杆焊缝验算:4-14FFNxNyNablP1158.2附着升降式脚手架v形式和工作原理套管式整体提升式互升降式v构造、安装和使用构造要求：v架体结构：足够强度和刚度，构造合理v附着支承结构：安全可靠、适应与主体结构特点，防倾要求v升降动力装置：可靠v控制系统：保证同步升降v防坠安全装置：可靠安装和使用的有关要求116v计算架体结构和附着支承结构按“概率极限状态设计法 ”计算：0SR吊
12、具、索具按机械设计的“容许应力设计法”计算 ：K荷载：v恒载标准值v施工活荷载标准值v风荷载标准值：Wk=KzszW0v按“概率极限状态设计法”设计：4-18 4-19v吊具、索具荷载计算时：按表4-4荷载计算系数117材料及材料强度v钢材：Q235A 表4-5v扣件：表4-6v焊缝强度设计值：表4-7v螺栓强度设计值：表4-8v吊具、索具材料容许应力取值：结构计算规定：v三种工况：使用、升降与坠落v材料强度设计值与容许应力值：v 考虑材料强度调整系数m 表4-9v升降机构中吊具、索具的安全系数应达到6.0v设计计 算包括下列项目：51189.高层建筑施工用起重运输机械v塔式起重机附着自升式内
13、爬式v混凝土泵v施工电梯v起重运输机械的选择作用组合方式原则1199.1塔式起重机v附着自升式塔式起重机基础v分离式:v整体式:v桩基础:上海博物馆附着式塔式起重机与建筑物的拉结:超过限定自由高度v附着装置:锚固环和附着杆v附着装置的布置方式:三杆式和四杆式 图4-20 ABCFxFyMN1N2 N3120v内爬式塔式起重机将塔身支撑在建筑结构的梁、板上或电梯井壁的预留孔内 ，利用自身装备的液压顶升系统随建筑结构的升高而逐层 向上爬升。内爬式塔式起重机的三个爬升框架分别安装在三个不同楼 层上，最下面的框架用作支承底架，承受塔式起重机全部 荷载并传递给建筑结构。上面两套框架用作爬升导向架和 交替
14、用作定位和支承底架。上、下两道支承架的水平力和扭力：1219.2混凝土泵v输送和浇筑混凝土的机械v按工作原理分： 活塞泵和挤压泵v活塞式混凝土泵的主要组成部分是两个内由液压系 统操纵的活塞混凝土缸。 两个缸通过Y型管与混凝 土输送管道相连。保证混凝土泵正常工作的关键部 件是控制两个混凝土缸在正确时刻由料斗中吸入混 凝土和向管道中排送混凝土的分配阀。图4-23v按移动方法分：固定泵、拖式泵、混凝土泵车图4-24v混凝土泵车：混凝土布料杆、混凝土输送管道1229.3施工电梯v主要用于施工人员上下楼层，运送材料和小 型机具。v按驱动方式：齿轮齿条驱动式和绳轮驱动式v吊厢和塔架。v施工电梯的平面布置：
15、结合流水段的划分v施工电梯应由专职司机操作v施工电梯的提升速度约0.6m/s。服务楼层面 积约为600m2。1239.4起重运输机械的选择v垂直运输的作用：v起重运输机械的组合 方式：施工需要+费用高低+综合经济效益 塔式起重机+混凝土泵+施工电梯塔式起重机+施工电梯塔式起重机+快速提升机（井架起重机）+施工电梯井架起重机+施工电梯v起重运输机械选择的原则：根据工程特点、施工条件按参合 理、生产率充分满足需要和投资少、经济效益高的原则进行 。塔式起重机：起重参数、工作速度参数塔式起重机台班工作生产率：12410.高层现浇混凝土结构模板工程v大型工具式模板：简化模板的安装、拆除， 节省模板材料，加快工程进度。v滑升模板施工v爬升模板施工v大模板施工v楼盖结构施工用模板12510.1滑升模板施工v概述： 滑模施工的优点：节省模板，机械化程度较高，施工速 度快，建筑物的整体性好。 滑模施工：沿建筑物的周边全长支设约1m高的模板，随 着混凝土的浇筑，利用提升千斤顶逐步将 模板提升，直 至建筑物的全高，完
