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高层建筑垂直度全过程控制研究

摘要:当今社会,高层建筑越来越多,越来越高,确保工程质量越来越重要。通过对高层建筑从基础选择、主体结构施工到工程装饰的全过程垂直度控制,表明高层建筑垂直度控制是非常必要的,也是完成高层建筑建设的关键指标之一。

关键词:高层建筑,测量,垂直度

1全过程控制高层建筑垂直度的意义

城市建设日新月异,高层建筑越来越多,其投资大,施工工期长,且技术要求高,必须高度重视质量控制。高层建筑层数多,高度高,使结构的竖向偏差直接影响工程的受力情况[1],因此高层建筑垂直度的控制就是非常重要的技术指标,它关系到该建筑物能否正常使用,甚至影响建筑物的耐久性和安全性。在高层建筑的建设过程中,必须全过程做好垂直度的控制,在好的设计基础上,树立前一道工序是后一道工序的基础,最终将高层建筑的垂直度控制在规定要求的范围内,具有非常重要的意义。

2高层建筑垂直度控制的基础

2.1选择合理的基础形式和结构体系

按照我国现行的基本建设程序,建筑物必须做好设计工作,特别是基础和结构设计,高层建筑更是如此。首先,地基与基础设计要科学,设计人员应充分与地质勘察人员沟通选择合理的基础类型,充分考虑地下水位的影响,避免建筑物不均匀沉降。其次,合理选择结构体系,设计人员要结合工程特点,所处地的抗震设防等级及风荷载情况,选择适宜的结构体系,避免构件出现应力集中现象,确保结构的稳定性[2]。设计完成后,还需经过有资质的审图单位审核通过后,方可用于正式施工。

2.2控制好地基基础的施工与验收

建筑设计图纸在工程开工前,需经设计单位的技术交底和建设单位组织的各方图纸会审。通过现场测量放线,按照从整体到局部的原则,进行现场控制网的布设,确定建筑物的具体位置以及建筑物的轴线位置。经相关单位验线后,进行基坑开挖。按规范要求,高层建筑基础埋置深度不宜小于建筑物高度的1∶15,且桩基中桩身不计在埋置深度内。因此,基坑开挖是比较深的,要做好可靠的边坡防护。土方挖到设计深度后,要组织相关单位进行基槽验收,确认符合地质勘察报告后,可进行桩基施工,桩基施工完成后,按规定抽取一定数量的桩进行静载压力试验,满足设计要求方可进行下一道工序施工。高层建筑一般都通过桩基的形式来加固地基,提高地基承载力,再设计合适的筏板基础,并将其四周分层夯实回填土,防止建筑物的不均匀沉降,这是高层建筑垂直度控制的基础。

3高层建筑主体结构垂直度的控制

3.1高层建筑主体结构垂直度的要求

在高层建筑施工测量中,垂直度测量比建筑平面测量和高程测量的精度要求高。根据我国高层建筑混凝土结构的相关施工标准规定,高层建筑层间垂直度偏差不应超过3mm;建筑物全高的垂直度测量允许偏差为:当30m<H≤60m(H为建筑物总高度)时,不大于10mm;当60m<H≤90m时,不大于15mm;当90m<H≤120m时,不大于20mm;当120m<H≤150m时,不大于20mm;当H>150m时,不大于30mm。针对如此高的要求,作为建设者必须分析清楚影响因素,制定合理措施,一定把高层建筑的垂直度偏差控制在规范数值以内。

3.2高层建筑主体结构垂直度测量的影响因素

我国规定超过10层的住宅建筑和超过24m高的公共建筑及综合性建筑为高层建筑。其主体结构垂直度测量的影响因素有:1)高层建筑会受风力、日照、施工机械等环境影响产生一定的摆动,建筑越高这种影响越大。2)施工现场测量垂直度的仪器,其精度、准确性和适用性,对垂直度的测量结果有很大的影响。3)高层建筑一般施工工期较长,期间主体结构会产生沉降、结构构件收缩等因素影响,会使垂直度的测量精度降低。4)测量人员的能力和责任心也是垂直度测量的关键因素。5)施工场地的开阔与否,对垂直度测量方法选择有一定影响。

3.3高层建筑主体结构垂直度测量的控制措施

现阶段,高层建筑主体结构垂直度测量通常采用激光铅直仪在建筑物内部施测的“内控法”,有的还辅以经纬仪“外控法”进行复核。为把高层建筑的主体结构垂直度测量工作做好,需采取必要的措施:1)工程开工前,制定合理可行的垂直度测量方案,选用素质好、有能力、责任心强的测量人员,并配备测量复核人员,最大限度减少人为误差。2)为减少现场风力、温度、日照、施工机械等因素影响,防止仪器精度引起的误差,高层建筑的垂直度测量宜采用分段测量、分段控制,适当加密投测点数(一般不宜少于四点),并加强核验。每次投测前,现场风荷载不超0.4kPa,避免雨后投测,宜选在大气环境稳定的早上进行,且时间基本固定。每次投测要利用照准部的0°,90°,180°,270°,分别向上投测,在光靶板上得A1,A2,A3,A4四个点,若四点重合即得A点,若不重合,连接A1A3和A2A4,其交叉点是A点,即为该层的一个正式放线控制点。3)尽量使用精度高,性能好的测量仪器,这样可减少投测的分段数,减少垂直度测量的误差积累。并且对测量仪器及时进行鉴定、校准和标定,且在标定有效期内使用。4)对用“内控法”在楼层中需分段投测转换基准点时,要求必须由不同的测量人员反复投测,闭合,逐渐平差,并经校核,使新基准层的各个新基准点的距离,角度均准确无误[3],减少甚至避免不同垂直测量段的误差。5)在控制好主楼垂直度的同时,也要控制好施工电梯和施工塔吊的垂直度,认真控制其附着点的安装,以保证主体安全、顺利施工。

3.4认真落实测量成果保证结构实体的垂直度

施工测量是联系设计与施工的桥梁,是设计图纸的内容转换为现实的必经环节。通过认真细心完成每层的轴线上引,墙、柱定位后,把实体构件做好,才能真正控制好高层建筑的垂直度。

3.4.1做好结构实体的钢筋制作绑扎每一结构层进行放线时,下一层的墙、柱钢筋都已经伸出本结构层,这就必须要求提前控制好钢筋的位置,保证该层放线完成后,已伸出的钢筋位置正确,钢筋保护层厚度满足,并保证本层钢筋的合理搭接。在本层钢筋绑扎时,墙体的S型拉筋按图纸数量固定好,适当增加内撑块,保证墙体截面尺寸,增加并固定好墙体钢筋网片两侧的钢筋垫块,保证钢筋的保护层,并在模板拼装前焊好定位筋,在混凝土浇筑后未凝固前再把钢筋按正确的位置进行调整,这样不仅保证结构钢筋的受力和耐久性,也是模板拼装确保垂直度的前提。

3.4.2结构实体模板垂直度的控制现在,建筑模板使用较多的是钢木组合体系。经审核认可的模板支撑体系应满足施工需要的强度、刚度、稳定性。模板支设前,必须把模板的内外位置弹出明确的控制线,模板固定前,认真校正模板的垂直度,并重点关注楼体四角的模板安装,对此处模板外边线进行特别加固支撑,内侧增加斜撑、剪刀撑,增加其模板下部拉杆的螺帽数量,以防止胀模、偏模,此处也是高层建筑垂直度控制的关键。对整体模板施工还要建立专项监控制度,复查模板安装的关键部位和加固点,确保架体的稳定性和墙、柱模板垂直度的稳固性[4]。

3.4.3控制整体结构的混凝土施工质量好的模板体系是主体混凝土正常成型的保证。在混凝土浇筑过程中,必须对每一车混凝土的标号、坍落度进行凭证核验,并现场留取试块,安排专人全程跟踪监控,若发现模板的薄弱环节就及时补强。同时要避免对混凝土超振、漏振。混凝土拆模时间要合理,并做好养护工作,保证混凝土成型质量和强度,拆模后要对墙面垂直度进行复测,如有偏差,及时处理。通过对主体结构的钢筋、模板、混凝土加强控制,把好的放线成果落实到结构实体上,高层建筑主体的垂直度就能满足规范要求。

4对高层建筑内外装饰的垂直度控制

控制好高层建筑主体结构的垂直度,能保证结构受力合理,使用安全。对高层建筑内外装饰的垂直度控制则是美观,适用的要求。在室内,普遍用红外线仪器或垂直检测尺检查墙面的垂直度,重点控制墙体粉刷后阴角、阳角的横平竖直,对阳角要在1.8m高的范围内使用强度高的水泥砂浆做护角,避免掉角。在室外,主体结构的垂直度控制的好,可最大限度的节约外墙粉刷的工料费用,室外装饰需要重点控制主楼的四个大角和外墙上突出的阳角的垂直度,控制外窗边框线上下整体一致,通常做法是在楼体外墙面从楼顶到楼底挂通长钢丝线,用经纬仪或红外线仪器调整好垂直度后用钉固定好,控制外墙装饰施工。高层建筑因其体量大、投资多,应该具有城市景观功能。因此,高层建筑装饰阶段垂直度控制更显必要。

5结语

一栋高层建筑,投资大,受关注多,首先要有好的设计,在建设全过程中,坚持按基建程序施工,自始至终注重垂直度的控制,使工程质量好,工程更安全,工程美观适用。

参考文献:

[1]赵少华,谷维秀.浅谈超高层建筑垂直度控制施工技术[J].山西建筑,2001,27(2):70-71.

[2]刘有权.高层建筑结构设计问题及对策分析[J].科技创新与应用,2019(36):94-95.

[3]伍世明.浅谈高层建筑测量放线的方法及改进策略[J].科学之友,2013(4):65-66.

[4]柴毅辉.超高层建筑的测量垂直度控制技术分析[J].住房与房地产,2017(12):174.

作者:王树林 单位:河南工程学院基建处

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