城市中心區域勁性混凝土超高層建筑的增效施工實踐

王祺國

上海建工二建集團有限公司 上海 200080

1 工程概況

上海船廠（浦東）區域2E5-1地塊項目位于上海市浦東陸家嘴金融貿易區，東鄰即墨路，南靠東城路，西鄰浦東南路，北至銀城路。該地塊按規劃確定為商業辦公（圖1）。建筑分為T1、T2、T3三個部分，T1、T2為辦公塔樓，T3為商業裙房。地下室結構層數為地下4層。T1塔樓地上建筑面積156 235 m2，地上55層，建筑高度250.0 m。T2塔樓地上建筑面積113 146 m2，地上52層，建筑高度238.0 m。T3裙房地上建筑面積44 737 m2，地上4～8層，建筑高度31.3 m。

圖1 項目效果圖

T1、T2塔樓為現澆鋼筋混凝土框架-核心筒結構。T1在34層以下為型鋼混凝土柱，T2在30層以下為型鋼混凝土柱，T3裙房及地下室均為現澆鋼筋混凝土框架結構。本文主要介紹T1、T2這2幢超高層塔樓的相關增效施工技術。

2 工程難、特點

2.1 場地狹小，材料堆放場地有限

工程地處鬧市中心，場地狹小，緊鄰住宅和商業街。結構平面呈矩形，2幢主樓北側有裙房，且與主樓同步施工；施工材料，尤其是鋼結構的堆放場地極為有限。

2.2 起重設備的布置和吊裝單元的劃分難度大

根據鋼結構施工的周邊環境條件以及混凝土核心筒與鋼結構同步施工的特定條件，需合理選擇塔吊型號，確定塔吊平面位置、工況變化，以滿足外圍重型構件吊裝、超高的結構安裝和施工進度的要求。結構構件體量大、形式多樣、單位質量大，因此，如何合理劃分吊裝單元，減少高空散裝和焊接，提高安裝效率，是應首先考慮的問題。

3 超高層起重設備選型增效技術

3.1 塔吊布置及選型方案比選

在超高層施工中，施工機械的布置方式主要有3種，分別是：塔式起重機布置于核心筒內的內爬式、掛于核心筒剪力墻外側的外爬式以及附著于結構外側的外附式。由于勁性柱單個構件質量大、數量多，故為保證施工效率，每臺塔樓需布置2臺塔吊。基于此，項目部提出了2種方案進行比選。

方案一：在T1、T2塔樓的核心筒內各布置2臺內爬式塔吊，型號均為ST7027及ST7050。待勁性結構施工完成后，拆除其中一臺內爬式塔吊，另一臺內爬式塔吊至結構封頂后再進行拆除（圖2）。

方案二：T1塔樓布置1臺L500核心筒內爬式塔吊及1臺JCD260外附式塔吊；T2塔樓布置1臺JCD500核心筒內爬式塔吊及1臺JCD260外附式塔吊。待勁性結構施工完成后，拆除內爬式塔吊，外附式塔吊至結構封頂后再進行拆除（圖3）。

圖2 方案一塔樓塔吊平面位置示意

圖3 方案二塔樓塔吊平面位置示意

3.2 方案一的塔吊安裝與拆除

安裝：利用50 t汽車吊完成T1、T2塔樓ST7050內爬式塔吊的安裝，然后利用ST7050完成另一臺ST7027內爬式塔吊的安裝。

拆除：利用內爬式塔吊ST7027完成同塔樓內內爬式塔吊ST7050的拆除工作，然后在屋面上布置1臺中型屋面吊完成ST7027內爬式塔吊的拆除工作，接著在屋面上布置1臺小型屋面吊完成中型屋面吊的拆除工作，最后人工拆除小型屋面吊。

3.3 方案二的塔吊安裝與拆除

安裝：2幢塔樓均先行利用50 t汽車吊進行JCD260外附式塔吊的安裝，JCD260安裝完畢后，利用JCD260完成內爬式塔吊L500和JCD500的安裝。

拆除：利用外附式塔吊JCD260拆除內爬式塔吊L500和JCD500，再利用50 t汽車吊拆除外附式塔吊JCD260。

3.4 技術方案確定

由上述2種塔吊布置選型方案對比可知，在同樣能夠滿足施工要求的前提下，一臺內爬式塔吊加一臺外附式塔吊的方案在拆除時，相較于2臺內爬式塔吊的方案節約了大量的絕對工期，提高了施工效率。盡管在滿足同樣功能的前提下，內爬式塔吊的性能要求要小于外附式塔吊，但2臺塔吊可以合理分工，承擔不同程度的吊裝任務以滿足施工需求。考慮到節約了大量工期的優勢，決定采用1臺內爬式塔吊加1臺外附式塔吊的方案。

結合后續現場施工實際情況，方案二的塔吊總施工時間比方案一節約30 d左右。

4 超高層核心筒模板工程增效技術

本工程超高層核心筒采用了目前較為先進的電動爬模工藝。具體內容為：一般核心筒內電梯井道（除塔吊位置）采用電動提升筒架爬模；塔吊所在核心筒采用液壓爬模系統，局部配合采用定型加工懸挑腳手架[1-5]。

4.1 電動提升筒架爬模

電梯井筒架爬模是一種專門用于核心筒電梯井道混凝土剪力墻施工的垂直自爬升施工系統。其在施工過程中，通過電動提升體系帶動模板爬升，無須塔吊配合，是一種高效的、便捷的垂直結構施工系統。電梯井筒架系統由筒架、大模板、提升設備以及提升自動控制等部分組合而成，以建筑物的鋼筋混凝土墻體為承力主體，爬升過程中通過鋼索拉結于混凝土墻壁的預埋件上進行提升。爬升到位之后，通過底部支撐腿支撐于混凝土面層或墻體預留孔洞內。

筒架爬模體系架體豎向分為3個操作段，如圖4所示。在圖4中，1-1區段用于系統整體提升及力系轉換操作，2-2區段用于鋼模板施工操作以及安裝提升掛鉤，3-3區段用于綁筋工作。

圖4 電梯井筒架剖面示意

4.2 液壓爬模

液壓自動爬升模板體系是一個復雜的系統，其集模架、機械、液壓、自動控制技術于一體，主要可分為四大部分：模板系統、爬升機械系統、液壓動力系統和自動控制系統。整個爬模通過附墻系統和混凝土結構相聯系，因此，附墻系統承擔著整個爬模傳遞過來的荷載，是爬模系統的生命線（圖5）。每個機位配置2組承力螺栓，每根螺栓抗拉可達300 kN，抗剪可達150 kN。

圖5 附墻系統組裝示意

模板系統由模板和模板移動裝置組成。模板采用鋼大模板，主要是因為鋼模板經久耐用，回收價值高。在混凝土工程作業平臺下部設置導軌，模板通過滑輪懸掛在導軌上，安裝或拆除時模板可沿軌道自由移動。該裝置機械化程度相對較低，但是結構比較簡單，模板安裝就位、糾偏方便，所需操作空間小。液壓爬模標準層施工流程如下：

1）澆搗第N結構段結構混凝土（圖6）。

圖6 標準層施工流程一

2）在養護第N結構段的混凝土期間，進行第N＋1段鋼筋綁扎。

3）第N結構段混凝土養護等強后，拆模；同時安裝爬模附墻裝置。拆除N－2層電梯井前室支模架，翻轉至N＋1層，或采用卸料平臺翻轉（圖7）。

圖7 標準層施工流程三

4）液壓頂升導軌4.2 m，固定導軌；拆除最下端附墻裝置，以備下次使用。

5）液壓頂升爬模4.2 m，由N－1段爬升至N段，并完成力系轉換。

6）清理模板，安裝爬架預埋螺桿，測量定位校正立模；同時快速搭設N＋1段電梯井前室結構支模架，綁扎樓板鋼筋，合模；進入N＋1段結構施工流程。

4.3 單元式定型化懸挑腳手架

在塔吊間，由于塔吊與混凝土墻體距離較小，故無法采用液壓爬模。考慮到采用常規的懸挑腳手架將耗用大量搭設時間，同時安全上也存在較大的隱患，因此，針對這一情況，現場局部墻面采用定型化懸挑腳手架配合使用。

本次使用的單元式定型化懸挑腳手架均采用鋼構件預加工，地面拼裝完成后，一次性吊裝到施工樓層，施工提升過程中，采用塔吊整體提升，中間無須拆卸，大量地節約了施工時間。

本單元式定型化懸挑腳手架有如下特點：

1）懸挑腳手架為單元式，每個單元獨立受力，中間通過翻板相連，用塔吊可分單元一次提升。

2）懸挑腳手架下部采用三角架和預埋螺栓支撐在混凝土墻面上，其所用預埋螺桿與爬模用預埋螺桿相同，承載力高。

3）上部架體分4步，每步2 m，可橫跨2個結構層施工，在N層混凝土養護期間，即可綁扎N＋1層混凝土鋼筋，混凝土養護完成后，提升架體，進行下一層施工。

5 結語

在目前城市化的進程中，超高層建筑對城市土地的利用效率極高。勁性柱＋核心筒結構形式的超高層建筑會越來越多。本文介紹了這一結構形式超高層建筑的一種施工增效的思路，即通過塔吊選型的優化以及核心筒模板選型的優化來實現施工增效的目的。

本文拓展了超高層建筑的施工增效思路，有較好的推廣應用價值。