超高层建筑施工关键技术研究

发表时间:2019/1/21   来源:《建筑细部》2018年第15期   作者:张泽生
[导读] 随着我国经济的发展,现代化进程的加速,环保攻坚战的不断升级,建筑施工所需各项生产要素如钢管。
摘要:由于全钢爬架及铝模设计与施工技术日益成熟完善以及环保攻坚战的不断升级,全钢爬架与铝模搭配施工速度与经济优势逐渐体现。同时,全钢爬架和铝模搭配使得现场整洁有序,节材节地,完美迎合打造安全文明标准化工地与绿色施工示范工地战略。
  关键词:设计深化;全钢爬架;铝模;穿插施工;探析
  
  
  随着我国经济的发展,现代化进程的加速,环保攻坚战的不断升级,建筑施工所需各项生产要素如钢管、扣件、水泥、河砂等原材供应紧张,落地式外脚手架、悬挑脚手架以及木模板、钢管内架支撑因其耗时、耗工、耗材和安全保障及经济性等多方面原因将逐渐在建筑工程施工中淘汰。特别是高层、超高层建筑施工中,全钢爬架与铝模搭配的新型施工工艺以其独占鳌头的优势,势必将成为新的发展趋势。目前,国内多个大型施工企业已探索实施全钢爬架与铝模搭配施工模式,全钢爬架与铝模搭配施工工艺正蓬勃发展。
  1.超高层建筑工程的施工特点
  超高层建筑施工技术有着自身独具的特点,最为一目了然的便是楼层非常高,正因为如此,它在施工量方面也要大大高于低楼层的施工量的数倍,所以,超高层施工技术中,所涉及到的施工的技术种类就特别多。由于超高层施工作业中需要悬空操作,因此,这里还涉及到施工人员的安全系数问题,在这种情况下,施工人员的安全就不能做到百分百的保证。另外,超高层施工工程的工期比较长,尤其在北方城市里,建筑工程的施工还受到了季节的限制,每逢到了寒冷的冬天,就没有办法继续施工,这样就使得超高层建筑在施工的时间上可能就会延长一年两年甚至是几年,因此,对于超高层建筑施工来讲,还要具备很多重要条件,如施工人员的整体素质;施工工作的整体上的连贯性;还有能够贯穿始终的工作态度;这些都是超高层建筑施工所要必备的重要条件,施工队伍的素质是超高层建筑施工顺利完成的有利保障。
  2.工程概况
  项目位于汕尾主城区品清湖东岸东涌镇内,紧邻品清湖,由汕尾市区中心组团(品清湖水域)与鱼门特色休闲区、马宫渔港旅游区、红海湾滨海度假区共同构筑滨海生态旅游休闲轴线。雅居乐汕尾山海郡铂丽湾(一期工程)总建筑面积:161741.28㎡,其中地下室面积:86566.34㎡,层数:地下2层至地上29层,栋数:15栋。(8#至13#楼,15#至20#楼,消防控制室,开闭所,幼儿园)建筑面积:106158.50㎡,其中地下室面积:30983.56㎡,层数:地下1层至地上29层,栋数:15栋;超高层部分地下室建筑面积:55582.78㎡,层数:地下2层。根据项目开工情况,首先在汕尾安置房建设项目A地块1#、2#、3#楼共3栋34层住宅楼,使用TL-06型附着式全钢爬架搭配铝模进行施工,其中1#楼从1层开始使用铝模,4层底板开始使用爬架与铝模进行组合搭配;2#、3#楼从1层开始使用铝模,3层底板开始使用爬架与铝模进行组合搭配,
  3.防护体系的选择
  3.1结构防护特点
  本工程外框柱为劲性混凝土结构,截面尺寸达1700mm×1700mm,且框架柱钢筋密集、绑扎难度大。绑扎时须在外檐搭设临时脚手架,高空临边作业安全隐患大。结构周圈为悬挑板,悬挑板外挑1000mm,且上下层之间错层布置。常规悬挑板施工时需搭设脚手架,且3层连续支顶。搭设材料多,很可能导致高处物体坠落。搭设悬挑脚手架作为外防护架体,不仅耗费了大量人工及材料,且搭设及拆除过程中难免出现坠物。结构周边空间场地狭小,悬挑架安拆过程中周边严禁通行,势必造成施工现场交通紧张,影响其他专业施工。本工程对外檐形象要求较高。另外,超高层结构施工周期长,外防护体系须优先选择安全系数高、性能稳定、不易损坏且维护方便的架体。
  3.2防护体系选择
  目前,适合本工程结构形式且较为成熟的外防护体系有悬挑架、爬架。相对于悬挑脚手架,爬架构造简单、操作简便、经济耐用,不仅节约了大量材料及人工,而且自动化程度高,维护和保养简便。爬架根据提升装置不同可分为液压爬架和电动爬架两种。电动爬架的提升装置采用单轨吊车,考虑自重及架体构造,一般电动爬架配置提升能力为5t的单轨吊车。液压爬架的提升装置采用液压油缸,液压油缸不仅体积小而且提升能力强,一般液压爬架配置提升能力10t的油缸。虽然液压爬架的价格相对高于电动爬架,但液压爬架的架体承载力远大于电动爬架,安全性能突出,更适应超高层的安全需求。因此,本工程采用液压爬架作为结构外防护体系。
  外框结构分为4个流水段进行施工,因此,爬架架体在流水段位置断开为4组架体,每组架体之间用翻板连接。当爬架爬升时,将翻板翻开,并加设1道1.2m高护身栏,以防人员的坠落。每组架体可覆盖4层结构,最顶层架体设置1.8m高护身栏。架体共7层操作平台,从上至下功能分为:上3层为绑筋操作及维护平台,中间2层为爬升操作平台,下2层为拆卸及清理维护平台(图1)。
  
  图1爬架机位平面布置示意
  3.3爬架提升流程
  爬架架体搭设不超过五层楼高,随主体施工逐层提升,主体施工完毕,随外装饰进度逐层下降,比双排脚手架从地面一直搭设到结构顶层,节约大量的钢管、扣件、脚手板及安全网;拆除模板后的混凝土表面平整光洁,无需进行抹灰,可节省抹灰相关费用,其爬架提升流程如下:
  架体检查→安装附墙支撑及防坠防倾装置→检查并挂好钢丝绳→放置好控制柜,接电缆线,调试葫芦及荷载报警装置,把葫芦链条降到位并预紧各吊点→拆除架体分片断头材料临时连墙杆,拆除离墙间隙封闭材料→开始提升→到位调整吊点水平→安装拧紧支顶器→封闭离墙间隙与架体分片断头处→顶部钢性拉结,松掉链条结束→运行结束检查验收。
  4.铝模
  铝合金建筑模板为快拆模系统,根据不同气候条件,一般24~36h即可拆模,只需配置一层铝模板加三层单支撑即可满足使用,可最大程度提高工程拼装、拆除施工速度,正常施工可达4天一层,从而大幅缩短建筑工期。
  4.1铝合金模板工艺流程
  测量放线→安装墙柱钢筋(墙柱水电插入)→安装墙柱模板→安装梁模板→安装楼面模板→安装背楞、斜撑并进行加固→安装楼板钢筋(楼板水电插入)→整体校正、加固检查及墙模板底部填灰→检查验收→混凝土浇筑→墙柱板混凝土养护→拆除梁侧、墙柱模板→拆除板底模板→拆除梁底模板→拆除板底支撑→拆除梁底支撑。
  4.2对比分析
  4.2.1节约人工费用
  一次性搭设,不需要重复搭拆。爬架架体搭设好后,只需少量人员就可对架体进行升降;铝模系统组装简单、方便,与木模相比,铝模安装工人仅需木模安装工人的70%~80%,且不需技术工人,只要安装前对施工人员进行简单的培训即可,节约大量的人工。
  4.2.2铝合金模板具有显著的稳定性和环保性
  在建筑施工的过程中,将铝合金模板进行组装和无缝拼接后可以组成一个整体的框架,因为铝合金模板与传统的其它模板相比具有稳定性和承受能力较强等特点,使得制成的建筑框架稳定性好,承受能力强,可以多次的循环使用,铝合金模板使用过程中的废弃的铝制品可以进行回收,因此也具有环保的特点。铝合金模板的一般可以使用300多次,不易被腐蚀,而传统的木质模板和塑料模板的受用次数就比较少了,钢制模板的使用寿命虽然相对木质模板较长,但钢制模板容易被腐蚀,使用的次数少,就提高了建筑成本,减少了建筑企业的利润,所以建筑企业的管理人员更加偏爱铝合金模板。
  4.2.3降低安全风险
  升降脚手架全封闭施工,尤其是全钢架使用全钢封闭,而且具有防火的独特优势,高层施工犹如室内作业,极大改善了作业环境;铝模系统所有部位都采用铝合金模板组装而成,无需圆盘锯、短锯等工具下料,且组装完成后形成一个整体框架,稳定性很好。
  4.2.4施工周期短,提高工作效率
  采用爬架施工,5天左右可以施工一层,其中爬架升降一层只需半天时间,节约工期,减少成本支出;铝合金模板为快拆模系统,一套铝合金模板正常施工可达到4至5天一层,大大提升工作效率,节省管理成本。
  4.2.5爬架及铝模一次分摊费用少
  爬架及铝模作为周转设备、材料,购买成本低,可多次使用,摊销费用少。
  4.2.6组装方式不受场地限制
  爬架既可地面组装好实现整组吊装,又可在楼层施工中随进度拼装,方便灵活;铝模无需专门的木工加工区,在楼层即可实现组合拼装,不受场地限制,节约占地。
  结论
  根据超高层工程钢结构焊接量大的特点,爬架采取了一系列防火措施及防止高处坠落的措施,大幅减小了超高层的防火及高处安全隐患。该爬架体系投入使用后,不仅满足了超高层高处安全隐患大的特殊要求,而且整个爬架体系外檐美观,满足了标志性建筑对外观形象的需求,在超高层建筑中具有较好的借鉴意义。
  参考文献:
  [1]王惠清,秦爽,王文英,等.论高层新建建筑物的防雷施工监督与管理[C]//天气、气候与可持续发展——河南省气象学会2010年年会论文集.郑州,2010.
  [2]张家明.超高层建筑土建施工关键技术的研究和应用[J].建筑施工,2011,(10):234-236.
  [3]张静,张俊,纪扬.高层建筑结构转换层施工技术要点[J].施工技术,2007,(04):36-37.
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