龔 寅

上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050

現(xiàn)代建筑業(yè)的迅速發(fā)展，建筑施工工藝的不斷創(chuàng)新，新設(shè)備、新技術(shù)的大量涌現(xiàn)，促進(jìn)了超高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展。例如，在超高層建筑施工中使用的整體提升鋼平臺模架系統(tǒng)被大量運(yùn)用到主體結(jié)構(gòu)施工中去。整體提升鋼平臺模架系統(tǒng)的工作原理是通過上部的爬升立柱進(jìn)行整體爬升工作，然后由下部的支撐牛腿伸進(jìn)結(jié)構(gòu)剪力墻內(nèi)承擔(dān)整個鋼平臺的荷載。

但是，超高層建筑一般都集辦公、酒店、觀光等功能于一體，致使局部結(jié)構(gòu)整體缺失。由此產(chǎn)生的問題就是結(jié)構(gòu)施工時所使用的大型模板爬升設(shè)備不能與結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生可靠的支撐，爬升及附著的支撐點(diǎn)無法正常受力，從而加大了施工難度并產(chǎn)生巨大的安全隱患。

1 研究現(xiàn)狀

通常情況下，超高層建筑的施工空間相對狹窄，采用合理的模板施工方案至關(guān)重要[1]。液壓自動爬升工藝在高層建筑施工中，具有施工速度快、操作簡潔、工程質(zhì)量好、省時、成本較低等特點(diǎn)[2]。

當(dāng)前國內(nèi)對超高層整體鋼平臺體系的研究不多，既有文獻(xiàn)通常是根據(jù)工程實(shí)例將模板及腳手架的施工工藝與設(shè)計分開考慮，而對鋼平臺整體化的施工技術(shù)歸納及理論研究較少[3]。

任海波[4]針對新型多功能組合式爬模體系設(shè)計及應(yīng)用進(jìn)行了研究，設(shè)計出一種新型爬模體系，并且首次將自行研制的內(nèi)外墻體液壓爬升系統(tǒng)成套技術(shù)引入大型復(fù)雜核心筒立體交叉施工作業(yè)中[5]。

2 整體提升鋼平臺簡介

以上海建工集團(tuán)股份有限公司自行研制的鋼柱筒架交替支撐式整體液壓爬升鋼平臺模架體系為例，該體系由鋼平臺系統(tǒng)、內(nèi)外掛腳手架系統(tǒng)、爬升機(jī)械系統(tǒng)、液壓動力電氣控制系統(tǒng)、大模板系統(tǒng)等5部分組成。通過鋼梁組成的鋼平臺與外掛腳手架連接，形成一個全封閉的施工操作環(huán)境。

鋼平臺利用鋼牛腿擱置在核心筒墻體上，利用導(dǎo)軌立柱承重，油缸相互交替頂升，帶動整體鋼平臺體系的爬升（圖1）。

圖1 整體提升鋼平臺構(gòu)造

3 爬升設(shè)備輔助支撐系統(tǒng)工作原理

超高層結(jié)構(gòu)爬升設(shè)備輔助支撐系統(tǒng)包括臨時混凝土結(jié)構(gòu)梁，用于實(shí)現(xiàn)超高層豎向結(jié)構(gòu)局部缺失所導(dǎo)致的大型模板爬升設(shè)備無法與結(jié)構(gòu)本身支撐及完成提升工作，臨時混凝土結(jié)構(gòu)梁按樓層標(biāo)高在墻體缺失部位設(shè)置，鋼格構(gòu)柱固定于臨時混凝土結(jié)構(gòu)梁上，使整體提升鋼平臺下部支撐牛腿擱置在鋼格構(gòu)柱上，從而保證鋼平臺的荷載通過格構(gòu)柱傳至臨時結(jié)構(gòu)梁上。臨時混凝土結(jié)構(gòu)梁下部排架支撐體系加密（圖2），且保留至上部結(jié)構(gòu)施工完畢[6]。

圖2 臨時梁下部排架支撐示意

在超高層豎向結(jié)構(gòu)局部缺失所導(dǎo)致的大型模板爬升設(shè)備無法與結(jié)構(gòu)本身形成可靠支撐并完成提升工作的情況下，利用增加的臨時結(jié)構(gòu)梁來承受大型模板爬升設(shè)備工作的作用力。

這樣做的好處在于墻體缺失部位臨時結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)同時施工，不耽誤工期，施工工藝簡單，相比全部重新施工臨時剪力墻結(jié)構(gòu)，后期混凝土拆除量小。且臨時梁上所使用到的埋件、鋼鐙、格構(gòu)柱都為現(xiàn)場廢舊材料所制，后期拆除后又可周轉(zhuǎn)利用，降低工程成本。

輔助爬升系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)在超高層豎向結(jié)構(gòu)局部缺失的情況下，大型模板爬升設(shè)備與結(jié)構(gòu)本身形成可靠支撐及完成提升工作的功能，臨時混凝土結(jié)構(gòu)梁按樓層標(biāo)高伸進(jìn)缺失部位兩側(cè)柱子，梁上焊接格構(gòu)柱及預(yù)埋鋼鐙，格構(gòu)柱為鋼平臺支撐牛腿擱置點(diǎn)，鋼鐙為鋼平臺爬升立柱作用點(diǎn)（圖3）。

圖3 鋼平臺爬升立柱及牛腿擱置位置示意

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

測量放線、標(biāo)高標(biāo)注→焊接格構(gòu)柱→搭設(shè)模板排架→綁扎鋼筋、放置埋件→澆搗上層梁混凝土→鋼平臺提升

4.2 操作要點(diǎn)

輔助爬升系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)同步施工，鋼平臺提升后，在下層臨時梁表面的埋件上焊接格構(gòu)柱，格構(gòu)柱用于鋼平臺完成提升作業(yè)后擱置支撐牛腿。然后進(jìn)行上層臨時梁的排架體系搭設(shè)并對鋼鐙位置下部進(jìn)行加密，再進(jìn)行支模、綁鋼筋、放埋件及澆搗混凝土施工。等結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度滿足鋼平臺提升要求時，進(jìn)行鋼平臺提升作業(yè)，操作要點(diǎn)如下：

1）臨時梁的截面及配筋根據(jù)鋼平臺具體的受力要求確定（本工程臨時梁的截面為600 mm×600 mm），混凝土強(qiáng)度滿足鋼平臺提升條件后，方可進(jìn)行鋼平臺提升作業(yè)。

2）根據(jù)爬升立柱作用點(diǎn)，在混凝土梁上對應(yīng)放置用工字鋼制作的鋼鐙，使鋼平臺在提升時爬升立柱的荷載作用在鋼鐙上。

3）梁下部排架支撐保留不拆，并且鋼鐙位置下部排架按要求加密。支撐排架掃地桿、水平桿及剪刀撐等設(shè)置到位，確保整體的穩(wěn)定性。

4）牛腿處位置在梁上預(yù)埋埋件，埋件上面根據(jù)牛腿底部標(biāo)高焊接格構(gòu)柱，使牛腿受力時正好擱置在格構(gòu)柱頂上。格構(gòu)柱與預(yù)埋件滿焊連接固定，豎向垂直度滿足要求。

4.3 質(zhì)量保障措施

1）混凝土坍落度嚴(yán)格控制在14 cm以下，現(xiàn)場專人測控誤差不大于1 cm，每隔2 h測試一次，及時調(diào)整坍落度值，解決坍落度過大或過小問題。

2）嚴(yán)格按方案要求搭設(shè)臨時梁下部排架體系，控制好頂托懸臂高度，并在鋼鐙位置進(jìn)行立桿加密。

3）控制好格構(gòu)柱預(yù)埋件及梁內(nèi)預(yù)埋鋼鐙的放置位置，確保鋼平臺提升及正常作業(yè)時，爬升立柱及支撐牛腿滿足受力要求。

4）嚴(yán)格控制格構(gòu)柱的焊接質(zhì)量，并以自檢、互檢、專檢的形式進(jìn)行全數(shù)復(fù)核。

4.4 安全防護(hù)措施

1）在鋼平臺上內(nèi)外周邊均有高2 m的擋板，由角鋼框加鋼絲網(wǎng)組成，防止人、物等墜落；所有腳手架外側(cè)均有側(cè)網(wǎng)封閉，由角鋼框加鋼絲網(wǎng)組成，防止人、物等墜落。

2）腳手架底部有閘板，在鋼平臺使用時閘板閘至墻體，以防物件墜落。

3）在鋼平臺上有7處安全通道，由底部鋼板及高1.5 m的扶手欄桿組成，鋼平臺上所有人員必須由安全通道從核心筒的一側(cè)行進(jìn)至另一側(cè)。

4）在鋼平臺上堆放鋼筋等材料時，應(yīng)平均分布并盡量將材料堆放在核心筒內(nèi)側(cè)的鋼平臺上，不得集中堆載。

5）如遇8級以上大風(fēng)，應(yīng)在迎風(fēng)面的外腳手架內(nèi)設(shè)置數(shù)道由腳手鋼管做的支撐，頂緊墻體，來減小風(fēng)荷載給鋼平臺帶來的影響。

6）如遇 6 級以上大風(fēng)或大雨、大雪、大霧等惡劣天氣情況，不得提升鋼平臺；鋼平臺頂升前，所有與鋼平臺頂升無關(guān)的人員必須離開鋼平臺。

7）鋼平臺頂升前應(yīng)將所有閘板松開，并由專人檢查，保證鋼平臺與核心筒結(jié)構(gòu)在沒有鉤、拉、碰等的情況下頂升鋼平臺。

5 工程案例概況

上海國際航空服務(wù)中心W-1B地塊工程基地面積19 790 m2，總建筑面積194 485.5 m2。超高層塔樓為51層樓的單體，結(jié)構(gòu)總高度236 m，為型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)，外立面整齊規(guī)整、無外突不規(guī)則結(jié)構(gòu)，因此適合采用整體提升鋼平臺進(jìn)行核心筒結(jié)構(gòu)的施工。

6 工程應(yīng)用情況

由于37層以上結(jié)構(gòu)圖紙變更，本工程核心筒豎向結(jié)構(gòu)從39層標(biāo)高以上軸線處墻體不隨樓層標(biāo)高繼續(xù)往上延伸（圖4），導(dǎo)致此部位整體提升鋼平臺的2個爬升立柱及2個支撐牛腿無法擱置，故采用臨時結(jié)構(gòu)支撐的方法使鋼平臺正常使用（圖5）。

圖4 上海國際航空服務(wù)中心墻體缺失示意

圖5 輔助爬升系統(tǒng)安裝位置

目前本工程已結(jié)構(gòu)封頂，進(jìn)入外幕墻安裝階段。監(jiān)測數(shù)據(jù)及現(xiàn)場實(shí)際施工效果表明，此系統(tǒng)有效地輔助了整體提升鋼平臺的正常提升作業(yè)，起到了結(jié)構(gòu)缺失部位每層隔離的目的（圖6、圖7）。

圖6 輔助爬升系統(tǒng)現(xiàn)場

圖7 預(yù)埋鋼鐙與格構(gòu)柱位置

本系統(tǒng)施工工藝簡單，與主體結(jié)構(gòu)同步施工，且后期混凝土拆除量小，避免了混凝土鑿除產(chǎn)生的噪聲和揚(yáng)塵問題，減少了垃圾的產(chǎn)生。同時，所使用到的埋件、鋼鐙、格構(gòu)柱等都為現(xiàn)場廢舊材料所制，降低了工程成本，方案優(yōu)化后節(jié)約各類材料費(fèi)約88萬元，節(jié)約了人工費(fèi)約75萬元，共計節(jié)約成本163萬元，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

7 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，超高層建筑如雨后春筍般出現(xiàn)。超高層結(jié)構(gòu)爬升設(shè)備輔助支撐系統(tǒng)的出現(xiàn)，解決了在設(shè)計變更墻體缺失情況下，鋼平臺無法提升的難題，具有廣泛的應(yīng)用前景。