高層建筑施工中內(nèi)置垂直升降方式的優(yōu)勢分析

高振軒，王靖，朱曜暉

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100000）

1 引言

高層建筑對于各類施工技術(shù)和施工工藝的水平要求較高。升降機屬于高層建筑施工中的一個必備裝置，用于實現(xiàn)對施工人員以及各類施工物料的運輸。其中，內(nèi)置垂直升降方式是當(dāng)前應(yīng)用最為頻繁的一種垂直升降方式，新時代下，市場對于高層建筑的建筑功能和質(zhì)量要求也在不斷提高。在此過程中，充分發(fā)揮內(nèi)置垂直升降方式的應(yīng)用優(yōu)勢對合理保障高層建筑的施工質(zhì)量和建設(shè)安全有重要作用。

2 高層建筑施工中常用的垂直升降機

高層建筑施工中常用的垂直升降機主要包括兩種類型：傳統(tǒng)的外掛高層升降機和內(nèi)置垂直升降機。外掛高層升降機是早期高層建筑施工中常用的一種設(shè)備，在應(yīng)用外掛高層升降機的過程中，工作人員往往需要通過安全鎖來實現(xiàn)自身與升降機之間的有效連接。盡管這種連接方式能夠在一定程度上保障施工人員的安全性，但如果遇到一些極端惡劣的天氣，往往會因為較強的風(fēng)力或降雨而影響升降機的使用安全[1]。在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，外掛升降機通常用于高層建筑的清潔工作中，在施工中逐漸被淘汰。

內(nèi)置垂直升降機（見圖1）具有更高的安全性能，能夠在建筑內(nèi)部進(jìn)行垂直升降來滿足高層建筑的人員和物料運輸需求。這種升降機的應(yīng)用不僅能有效避免各種外界因素對升降機運行安全造成的影響，還能借助控制閥門實現(xiàn)對整個升降機的有效控制[2]。然而，盡管內(nèi)置垂直升降機具有更明顯的優(yōu)勢，但由于這種垂直升降機的使用成本較高，因而要在全國范圍內(nèi)推廣和應(yīng)用這種垂直升降方式仍然具有一定的難度。

圖1 垂直升降機

3 建筑施工中垂直運輸設(shè)施的主要分類

3.1 塔式起重機

塔式起重機（見圖2）是建筑施工中較為常見的一種垂直運輸設(shè)施，該設(shè)施在實際應(yīng)用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)提升回轉(zhuǎn)和水平輸送的功能。塔式起重機對操縱該設(shè)施的人員提出了較高的技術(shù)要求，這也是該設(shè)施具有較高靈活性的主要原因。再加上塔式起重機具有較高的運輸效率，因而在高層建筑、道路橋梁施工中都有著廣泛的應(yīng)用[3]。

圖2 塔式起重機

3.2 施工電梯

施工電梯（見圖3）也是一種較為常見的垂直運輸設(shè)施，從本質(zhì)上來說是內(nèi)置垂直升降設(shè)備的一種。在高層建筑施工中，施工電梯能有效滿足人員以及貨物的運輸要求。施工電梯主要具有齒條驅(qū)動和繩輪驅(qū)動兩種驅(qū)動方式，其中，齒條驅(qū)動還主要包括單吊箱和雙吊箱兩種。為了保證施工電梯運行的安全性，兩種類型的施工電梯都配有限速裝置。一般情況下，施工電梯能夠滿足超過20 層的高層建筑施工要求。

圖3 施工電梯

3.3 物料提升架

在高層建筑施工中，物料提升架（見圖4）的應(yīng)用主要是為了滿足運輸物料的需求。當(dāng)前應(yīng)用于高層建筑施工的物料提升架主要包括井架、龍門架、塔式提升架以及獨桿升降臺等。與其他兩種垂直升降方式相比，物料提升架在應(yīng)用中往往需要借助卷揚機來運行，且只能夠用于10 層以下建筑的物料運輸，無法實現(xiàn)施工人員的運輸。要滿足10 層以上的運輸，需要對物料提升架附墻固定，以保障物料提升架運行的安全性。

圖4 物料提升架

4 高層建筑施工中內(nèi)置垂直升降方式的優(yōu)勢

4.1 安全性

通過前面的分析可以發(fā)現(xiàn)，內(nèi)置垂直升降方式與傳統(tǒng)的外掛垂直升降方式相比，具有更高的安全性，這不僅僅是因為內(nèi)置垂直升降方式具有更多的保護(hù)措施，也能夠為工作人員提供更完備的安全措施，還因為內(nèi)置垂直升降方式能夠克服外界天氣因素對施工進(jìn)度和施工安全的影響。在有限的建筑工期內(nèi)完成施工任務(wù)，是工程項目施工的一個主要目標(biāo)，當(dāng)受到外界天氣因素的影響時，不僅會影響施工人員的安全性，還會因施工停滯而耽誤既定的施工進(jìn)度，從而對整個工程項目的施工造成一定的影響。內(nèi)置垂直升降方式的應(yīng)用，能夠?qū)⑸禉C整個固定在建筑樓體內(nèi)，在提高升降機自身垂直運輸穩(wěn)定性的同時，能更好地避免外界天氣因素對升降機運輸情況造成的影響。其次，內(nèi)置垂直升降方式的安全性還主要體現(xiàn)在其具有更優(yōu)質(zhì)的限速保護(hù)裝置上。在應(yīng)用內(nèi)置垂直升降方式達(dá)到每一個樓層的過程中，限速保護(hù)裝置的應(yīng)用能大大提高整個升降機的穩(wěn)定性，從而保障施工人員的人身安全。

4.2 便捷性

內(nèi)置垂直升降方式的應(yīng)用優(yōu)勢還體現(xiàn)在便捷性方面。在安裝垂直升降機的過程中，一個最重要的前提就是升降機的前期固定工作。無論是傳統(tǒng)的外掛垂直升降機還是內(nèi)置垂直升降機，都需要在每個樓層和每個施工階段進(jìn)行安全固定，才能滿足人員和物料運輸?shù)男枰?。在這個過程中，相關(guān)人員需要對設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，而由于垂直升降機本身的安裝和運行原理較為復(fù)雜，對于技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)要求比較高，再加上還需要在安裝過程中保障自身的安全，因而安裝垂直升降機往往具有一定的難度。而與外掛垂直升降機相比，內(nèi)置垂直升降方式在使用過程中不僅具有更加簡便的操作步驟，還能在垂直升降機投入使用后借助內(nèi)部控制開關(guān)來實現(xiàn)對整個設(shè)備的有效控制，從而使其能夠更加迅速地到達(dá)每一個樓層。這樣不僅能滿足高層建筑施工建設(shè)對于人員和物料的運輸要求，還非常便捷，可以為提高高層建筑的施工效率創(chuàng)造良好的條件。

4.3 穩(wěn)定性

穩(wěn)定性強也是內(nèi)置垂直升降方式的主要優(yōu)勢之一。以往外掛形式的垂直升降機會受到外部天氣因素和施工人員自身因素的影響而呈現(xiàn)出較差的穩(wěn)定性，且這種形式的垂直升降機一旦發(fā)生故障，會導(dǎo)致整個設(shè)備無法正常使用，進(jìn)而影響施工進(jìn)度。而內(nèi)置垂直升降方式在實際應(yīng)用過程中，能夠在固定垂直升降機的階段保證整個設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量和效果，且由于內(nèi)置垂直升降設(shè)備本身是在建筑內(nèi)部安裝的，因而不會受到外界因素的影響，相應(yīng)的出現(xiàn)各類安全問題的情況也比較少。而在對設(shè)備進(jìn)行定期檢修和維護(hù)的過程中，也無須耗費大量的人力和物力，只需要依靠事先制訂的檢修和維修計劃就可以保障內(nèi)置垂直升降機的應(yīng)用質(zhì)量。從這一方面來說，內(nèi)置垂直升降方式能夠體現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性特征。

5 垂直度偏差的計算

高層建筑的施工建設(shè)與一般的建筑工程有著較大的區(qū)別，在高層建筑施工中應(yīng)用內(nèi)置垂直升降方式，不僅需要考慮到設(shè)備本身的性能和參數(shù)是否符合實際的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，還需要從樓層、數(shù)量以及高度等方面對內(nèi)置垂直升降機的安裝施工方法進(jìn)行調(diào)整。內(nèi)置垂直升降方式的應(yīng)用，能夠有效提高高層建筑的施工建設(shè)效率，為了充分發(fā)揮內(nèi)置垂直升降方式在高層建筑施工建設(shè)中的作用，在對內(nèi)置垂直升降方式進(jìn)行設(shè)計時，需要重點注意垂直度偏差的計算結(jié)果對內(nèi)置垂直升降方式運行質(zhì)量的影響。

具體來說，高層建筑的施工建設(shè)需要按照設(shè)計方案進(jìn)行，而建筑軸線的位置不僅是建筑樓體施工的主要定位依據(jù)，同時也會影響內(nèi)置垂直升降方式的安裝效果。在對高層建筑的垂直度偏差進(jìn)行計算的過程中，需要在高層建筑各層結(jié)構(gòu)設(shè)計完成的基礎(chǔ)上，利用鋼尺來測量外筒各柱列軸線與相應(yīng)的控制軸線之間的垂距，這一數(shù)值對應(yīng)著設(shè)計垂距的偏差，將縱偏差記為xi，橫偏差記為yi，將具體的差值記錄到固定的表格當(dāng)中，能夠?qū)Ω邔咏ㄖ繉拥钠钜约敖ㄖ镎w的垂直度進(jìn)行計算：建筑每層x軸方向的偏差，δx=∑Δxi/n（n為側(cè)點數(shù)）；y軸方向的偏差值δy=∑Δyi/n。

各層的垂直度K=S/h，S為各層的偏差；h為各層的實際高度。全高垂直度K1=Smax/H，Smax為最大偏差值；H為相應(yīng)樓層的建筑物最大高度。

在得到這些具體的數(shù)據(jù)之后，與高層建筑施工建設(shè)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，當(dāng)?shù)玫降拇怪倍绕罱Y(jié)果不符合規(guī)范要求時，就需要以首級控制點為基準(zhǔn)重新進(jìn)行投測。

對于垂直度偏差的計算，不僅能作為衡量高層建筑施工建筑的一個主要標(biāo)準(zhǔn)，對于內(nèi)置垂直升降方式的安裝施工同樣具有重要的作用。在這種情況下，要更好地發(fā)揮內(nèi)置垂直升降方式在保障高層建筑人員和物料運輸安全中的作用，需要重視對高層建筑垂直度的控制，在計算得到高層建筑垂直度高度差的基礎(chǔ)上，采用吊線墜法、經(jīng)緯儀外控法、光學(xué)垂準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀天頂法和激光鉛直儀等方法來對高層建筑的垂直度進(jìn)行有效控制。

6 結(jié)語

綜上所述，內(nèi)置垂直升降方式擁有安全性、便捷性以及穩(wěn)定性3 個主要的優(yōu)勢，能夠為保證建筑的施工安全提供有效保障。在當(dāng)前高層建筑施工建設(shè)數(shù)量不斷增加的情況下，應(yīng)充分挖掘內(nèi)置垂直升降方式的應(yīng)用優(yōu)勢，對當(dāng)前內(nèi)置垂直升降方式應(yīng)用中仍然存在的一些問題進(jìn)行及時的調(diào)整和優(yōu)化，為提高高層建筑的施工建設(shè)水平和質(zhì)量發(fā)揮重要的作用。