小面積核心筒爬模爬升及大型設備協(xié)同作業(yè)技術

李嘉祺，李日榮

（中國建筑第二工程局有限公司，廣東 深圳 518048）

1 工程概況

騰訊廣州總部大樓項目位于廣東省廣州市海珠區(qū)琶洲街道，總建筑面積超17 萬m2，總建筑高度為206.75m，地下設4 層，地上分為南、北塔樓。其中南塔樓共38 層，結構形式為雙核心筒+外框鋼結構，雙核心筒呈對稱布置，形狀大小一致，平面尺寸為30.25m×10.72m，分為A、B、C、D 四個小筒。核心筒外墻為鋼筋混凝土剪力墻，外框18 根鋼骨柱通過鋼梁與雙核心筒連接，核心筒內(nèi)水平結構設置有鋼梁和鋼樓梯。核心筒自25 層開始取消D 筒，平面尺寸縮小為23.5m×10.72m。核心筒墻體厚度隨高度增加而減少，外墻厚度逐漸縮小至400mm，內(nèi)墻厚度逐漸縮小至300mm。

2 施工重難點及解決方案

本項目核心筒面積僅為300m2，面積狹小，為滿足核心筒結構施工、材料吊運和人員運輸需要，項目在核心筒上布置了爬模及其下掛提升設備、動臂塔機、施工升降機和混凝土布料機等大型施工設備。在對各個大型機械設備進行合理選型布置的基礎上，各類施工機械設備間的爬升和配合則顯得尤為重要，施工過程中既要確保各種大型機械爬升時不產(chǎn)生沖突，又要使各類大型機械高度配合，提高施工效率，因此需要進一步研究設備間的協(xié)同作業(yè)規(guī)劃，以實現(xiàn)各個機械設備間的相互配合和高效率流水施工，避免設備間的碰撞，保證施工人員和結構的安全性。

3 核心筒爬模選型布置及爬升規(guī)劃

3.1 爬?；緟?shù)及布置情況

本項目外側爬模架體總高度為17.5m，外爬模架體最外側離結構3.0m（局部3.9m），平臺離墻距離200mm。其中吊平臺凈高3.15m，液壓平臺凈高2.97m，主平臺凈高3.7m，過渡平臺凈高3.61m，懸挑平臺凈高1.84m。

爬模架體及內(nèi)筒爬模共設計頂平臺、懸挑平臺、過渡平臺、主平臺、液壓操作平臺、吊平臺和下掛平臺共7 層操作平臺。爬模架體為封閉狀態(tài)，通過在爬模預留材料吊運洞口的方式，在A 筒內(nèi)架體預留3 500mm×1 300mm 洞口，C 筒預留1 800mm×1 500mm 洞口，D 筒預留3 100mm×2 740mm 洞口，核心筒內(nèi)水平結構構件可通過爬模預留洞口吊至核心筒內(nèi)進行施工。

3.2 爬模安裝及爬升規(guī)劃

核心筒外側爬模安裝順序如下：安裝塔機→安裝爬模下架體→安裝后移裝置→安裝模板→安裝上架體→安裝液壓系統(tǒng)→安裝導軌。根據(jù)核心筒的平面特點，按照核心筒內(nèi)剪力墻為準劃分爬升單元，核心筒外側共劃分為10 個爬升單元，核心筒內(nèi)共分為4 個爬升單元，各爬升單元相互獨立，核心筒變截面時爬模架體拆改不受影響。

核心筒爬模循環(huán)爬升周期為6 天，包括墻體鋼筋綁扎、自爬模板合模、墻體混凝土澆筑、墻體混凝土鋼筋綁扎、自爬模板拆模和自爬模爬升6 個步驟，每個步驟各需要一天，自F1 層墻施工完畢后安裝使用液壓爬升模板，F(xiàn)1 層模板采用組合鋼模板，預埋爬錐埋件，安裝架體，每次澆筑一個樓層高度，其中樓層高度大于5.1m 時爬升兩次，超出模板配置范圍的預埋件直接埋至鋼筋籠，安裝埋件掛座時直接安裝兩層。當核心筒下層外墻墻體混凝土養(yǎng)護完畢后，該層爬模開始后退，并立即開始安裝上一層的附墻裝置，并提升導軌，針對預埋件位置進行糾偏糾錯，確認無誤后進行爬升。

4 爬模與各類大型機械設備的協(xié)同作業(yè)

4.1 爬模與動臂塔機的協(xié)同作業(yè)

本項目在地上施工階段共布置了兩臺ZSL850動臂塔機，塔機分別位于兩個核心筒的B 筒居中位置。在爬模安裝前應確保該動臂塔機安裝到位；傳統(tǒng)爬模內(nèi)爬架體為封閉狀態(tài)，根據(jù)動臂塔機C型框安裝需求，對爬模架體進行優(yōu)化，在B 筒居中位置預留凈寬為3 660mm×5 420mm 洞口，使C 型框可以用過爬模架體內(nèi)部進入核心筒。為保證安全和順利施工，爬模架體與塔機C 型工具梁間需留設100～1 000mm 的安全距離，爬模架體各平臺需避開塔機標準節(jié)，塔機位置各平臺做留侗處理，同時全高均安裝維護網(wǎng)板，并設安全警示標識。

按照結構施工間歇時間最短及爬模爬升規(guī)劃的要求，爬模架體每次爬升高度不小于4.5m，根據(jù)ZSL850 動臂塔機說明書，每次爬升高度為14～22m，確定動臂塔機爬升間距為16.16～18.64m，根據(jù)核心筒總高度，計算可得塔機需爬升9 次，每次爬升高度詳見表1，對比塔機與爬模各自的爬升高度，確定爬模每爬升4次，動臂塔機爬升1 次，使塔機與爬模的作業(yè)高度相適應，實現(xiàn)相互配合（圖1）。

圖1 動臂塔機與爬模協(xié)同爬升規(guī)劃示意圖

表1 動臂塔機爬升規(guī)劃及高度匯總

4.2 爬模與施工升降機的協(xié)同作業(yè)

根據(jù)現(xiàn)場施工要求，兩臺雙吊籠施工升降機分別布置在兩核心筒10 軸南側井道內(nèi)靠墻位置，施工人員需通過爬模下掛定型鋼平臺上至爬模作業(yè)面，下掛平臺高度14.0m，減去施工升降機上挑安全高度后滿足與施工升降機接駁兩側平臺要求。核心筒僅A 筒設計有鋼樓梯，該鋼樓梯將作為施工過程中的消防疏散通道，如將施工升降機布置在A 筒內(nèi)將影響該鋼樓梯施工；B 筒設計鋼梁、連梁、樓承板，僅南北側有結構墻體，如將施工升降機布置在B 筒內(nèi)將影響B(tài) 筒內(nèi)水平結構施工；從核心筒25F 開始，核心筒收截面，D 筒取消，如將施工升降機布置在D 筒內(nèi)，25F 以上將無任何附著點；根據(jù)核心筒平面圖，C 筒設計6 臺正式電梯，電梯井凈寬為9.45m×2.7m，滿足施工升降機尺寸，因此在每個核心筒C 筒內(nèi)分別安裝1 臺SC200／200G 雙籠施工升降機。

根據(jù)施工需求，核心筒C 筒安裝SC200／200G施工升降機，通過在C 筒爬模下方下掛4 層通道平臺，層高3m，下掛總高度12m，施工人員通過施工升降機進入爬模下掛平臺。施工升降機每次加節(jié)頂標高無法高于爬模吊平臺底標高，爬模下掛平臺每層高度為3.5m，共4 層，每次爬升高度為4.5m。因此最終確定附墻撐間距為9.0m，即爬模每爬升2 次，施工升降機加節(jié)1 次（圖2）。

圖2 施工升降機與爬模協(xié)同爬升規(guī)劃示意圖

4.3 爬模與混凝土布料機的協(xié)同作業(yè)

根據(jù)核心筒尺寸及面積，本項目單核心筒內(nèi)爬模頂部布置一臺HGY24 型混凝土布料機，固定在爬模上平臺搭接平臺上，臂長為24m，自重約12t，平面布置如圖3。施工時，混凝土布料機布置于內(nèi)筒爬模架體之上，跟隨爬模一同爬升。爬模爬升前，在爬模主平臺將連接泵管的卡扣松開，使爬模爬升時混凝土布料機與下方泵管分離，爬模爬升到位后增加相應長度的泵管，采用卡扣連接，每次爬升均循環(huán)此步驟。

圖3 混凝土布料機平面布置圖

4.4 基于BIM的大型設備位置校核技術

采用Navisworks 軟件，整合核心筒鋼結構模型、爬模模型及其余大型機械設備模型。利用碰撞檢查功能，兩兩分組，針對爬模與塔機、爬模與施工升降機、爬模與混凝土布料機、爬模與核心筒鋼結構進行施工全過程分析，選擇硬碰撞，運行檢測。

基于檢測結果，根據(jù)施工部署，模擬爬模、塔機、施工升降機和混凝土布料機同時存在的情況，進行全設備協(xié)同施工過程碰撞分析，得出可能發(fā)生碰撞的樓層、軸網(wǎng)、標高及三維視圖，篩選出現(xiàn)場可消化的部分后剩下碰撞點，導出碰撞報告。針對可能存在的碰撞情況或設備兩兩之間安全距離過小的情況進行專項設計，保證大型設備在施工全過程中尤其是設備新安裝和爬升時的安全運行。

5 結語

超高層建筑施工離不開爬模、塔機、施工升降機等大型設備，在面積有限的核心筒平面上合理布置施工機械并規(guī)劃好設備間的協(xié)同作業(yè)是實現(xiàn)現(xiàn)場施工順利進行的重要舉措，本文結合了小面積核心筒的設備部署情況，考慮了各階段施工需求，針對各類機械的協(xié)同配合進行專項設計，達到高質(zhì)量、高效率施工的目的。