輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺在房屋建筑施工中的應(yīng)用*

許國偉，鄧惠文，陳 東，劉 凱，李 林

(中建三局第三建設(shè)工程有限責任公司，湖北 武漢 430070)

0 引言

近年來，我國建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，為滿足超高層建筑施工需要，“空中造樓機”(低位少支點模塊化整體頂升鋼平臺模架體系)應(yīng)運而生。經(jīng)過多年的發(fā)展改進，超高層施工頂升模架系統(tǒng)施工工藝已十分成熟，亟需一種“造樓機”滿足普通住宅、辦公建筑的施工需求，結(jié)合輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺的應(yīng)用，為“空中造樓機”的應(yīng)用探索一條新道路。

1 工程概況

御景天水D組團位于重慶市九龍坡區(qū)冬山路，總占地面積68 381.82m2，由14棟洋房、8棟高層及商業(yè)和地下車庫組成，總建筑面積333 835.96m2，其中地上237 512.84m2，地下96 323.12m2。8棟高層建筑地下2層，地上32，41，42層不等。D-20號樓應(yīng)用輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺進行施工，其地上41層，高128m。

2 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺

輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺由平臺系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、動力及控制系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、掛架系統(tǒng)、雨棚系統(tǒng)組成。

2.1 平臺系統(tǒng)

平臺系統(tǒng)主要由貝雷架組成，12個支點直接支承在立柱上，保證貝雷架桁架的穩(wěn)定性和承載力；整個平臺結(jié)構(gòu)類似十字形，通過外圈12個支點進行受力傳遞；桁架下弦同時用來懸掛模板和掛架；貝雷架桁架均為平面桁架結(jié)構(gòu)，根據(jù)剪力墻結(jié)構(gòu)特點確定布置間距及尺寸。貝雷架平臺系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 貝雷架平臺系統(tǒng)

2.2 支撐系統(tǒng)、動力及控制系統(tǒng)

支撐系統(tǒng)主要由12根立柱構(gòu)成，每根立柱位置均設(shè)置頂升機位，每個機位包含1個動力泵站、1根支撐立柱、1組C形套架、1個頂升油缸，上、下各1個換向盒，其中動力泵站與主油缸采用一對一的形式分布在各支點支撐立柱上方，支撐與頂升系統(tǒng)平面布置如圖2所示。

圖2 支撐與頂升系統(tǒng)平面布置

頂升時12個支點同步進行，采用一泵一缸控制系統(tǒng)，通過油壓、位移監(jiān)測動態(tài)調(diào)整同步控制，同步精度≤20mm。

2.3 模板系統(tǒng)

采用標準鋁模板，高3.2m，上口留空50mm,下包150mm,高強對拉螺栓直徑為20mm，通扣，模板制孔直徑為25mm。用吊桿將外墻模板及電梯井內(nèi)模板吊于桁架平臺下方。

2.4 掛架系統(tǒng)

掛架總高17.23m，根據(jù)操作層的需要，掛架(從上往下)第1層高2m，第2層高2.23m，第3,4層高2m，第5層高3m，第6～8層高2m。上部第1層主要為人員安全通道及電線電纜布置路線通道；第2,3層為鋼筋綁扎操作架，第4層為模板整理、合模工作操作架；第5層為模板拆除、模板清理工作操作架；第6,7層為預(yù)埋件清理、已澆混凝土養(yǎng)護、兜底防護等工作操作架；第8層為精益建造施工操作架，滿足樓板施工防護需要。掛架各層間設(shè)置鋼爬梯。

2.5 雨棚系統(tǒng)

為保證本工程在非極端天氣下可全天候施工，在平臺桁架間設(shè)置可開合雨棚。雨天及暴曬天氣，展開雨棚；正常天氣情況下閉合雨棚，便于鋼筋等材料的運輸。

3 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺與附著式腳手架對比分析

輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺在替代傳統(tǒng)附著式腳手架的基礎(chǔ)上實現(xiàn)施工進度、安全性能的提升，同時大大改善現(xiàn)場施工作業(yè)環(huán)境。

3.1 施工進度對比分析

1)集成平臺安裝(見圖3) 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺在施工現(xiàn)場預(yù)拼裝，采用起重機進行吊裝及安裝工作。起重設(shè)備及場地越大，預(yù)拼裝規(guī)模越大，后續(xù)安裝用時越少，對現(xiàn)場施工影響也越小。本工程采用QTZ125型塔式起重機進行現(xiàn)場安裝施工。

圖3 集成平臺安裝

相比傳統(tǒng)附著式腳手架安裝，輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺安裝工作量有一定增加，實際安裝時間增加8d。考慮本工程為首次拼裝，工人操作不熟練，且現(xiàn)場場地有限，預(yù)拼裝規(guī)模較小等，安裝工期仍有較大提升空間。

2)集成平臺頂升 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺為整體頂升，現(xiàn)場首次頂升同步裝置完善后，每次頂升平均耗時80～120min。傳統(tǒng)附著式腳手架一般為分片提升，提升耗時約6h。傳統(tǒng)附著式腳手架附著點的最上部一道附著位于新澆筑混凝土樓層(見圖4)，混凝土強度不足，無法提前提升，影響下一層施工進度；采用鋁模施工，提升架附著位置易與鋁模K板沖突，導致爬架局部附著不滿足設(shè)計要求，造成安全隱患。輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺采用低位頂升，其附著點位于最下面3層(見圖5)，附著點混凝土強度滿足要求，且與鋁模施工不存在任何沖突。

圖4 附著式腳手架機位附著示意

圖5 集成平臺附著示意

3)模板安裝 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺將外墻外側(cè)及電梯井內(nèi)側(cè)鋁模整體拼裝并懸掛。集成平臺提升的同時提升懸掛模板，避免將模板拆成單塊、人工上傳后再次拼裝的過程，縮短了鋁模拼裝時間。根據(jù)現(xiàn)場實施情況分析，平均每層節(jié)約模板拼裝時間90～120min。

4)混凝土澆筑 作業(yè)平臺集成了2臺自動液壓布料機，避免混凝土澆筑前布料機吊裝就位及澆筑過程中布料機移位，縮短混凝土澆筑時間6～8h。

5)全天候作業(yè) 作業(yè)平臺設(shè)置了可開啟雨棚系統(tǒng)(見圖6)，可在下雨和高溫天氣起避雨和遮陽作用，改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，有效延長現(xiàn)場施工作業(yè)時間。

圖6 可開啟雨棚

3.2 安全性能對比分析

1)輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺由于其頂部桁架設(shè)計的原因，能完全杜絕冒頂作業(yè)，相比傳統(tǒng)附著式腳手架安全性更高。

2)輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺主要傳力形式為掛架及作業(yè)平臺傳遞至頂部貝雷架，貝雷架傳遞至立柱，立柱傳遞至附著點，最終傳遞至建筑結(jié)構(gòu)。掛架立桿承受拉力，其能承受更大荷載，由于頂部貝雷架的拉結(jié)，立柱上部不再為懸挑構(gòu)件，其受壓穩(wěn)定性更好，承受荷載更大。附著式腳手架立桿上部懸挑，主要承受壓力及彎矩，其承受荷載較大時易失穩(wěn)。

3)施工作業(yè)中，工人為了施工方便易將材料、工具箱等放在附著式腳手架上，這給腳手架增加了大量荷載，形成極大的安全隱患。輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺在設(shè)計之初便考慮相應(yīng)堆載，且提供材料堆放平臺，大大提升使用過程中的安全性。

3.3 經(jīng)濟性對比分析

輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺相對于超高層的施工頂升模架系統(tǒng)進行了輕量化設(shè)計，整體成本大大降低，但相對于傳統(tǒng)附著式腳手架仍高出很多，主要原因如下。

1)由于輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺為首次實施，其構(gòu)件、設(shè)備均為一次性購買，無任何攤銷，而附著式腳手架目前均為租賃，攤銷2～3個項目可實現(xiàn)盈利。

2)未形成市場規(guī)模，議價能力相對較低，各種設(shè)備、構(gòu)(配)件購買成本相對較高。故提升輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺的市場規(guī)模，提高設(shè)備及構(gòu)(配)件的使用周轉(zhuǎn)率，是提高其經(jīng)濟性的重中之重。

3.4 發(fā)展前景

輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺目前還處于研發(fā)階段，相比傳統(tǒng)附著式腳手架還有很大的改進空間。

傳統(tǒng)附著式腳手架覆蓋范圍一般為4層半，最多5層半；輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺由于采用了頂部貝雷架+掛架系統(tǒng)，其掛架在考慮設(shè)計荷載后可覆蓋6，7層甚至更多樓層，滿足現(xiàn)行 “穿插施工”需要。掛架底部可集成吊籃，進行幕墻安裝工作，真正實現(xiàn)建筑外立面一體化施工。

4 結(jié)語

今后將輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺在工效提升、安全性能、作業(yè)環(huán)境改善等方面有較大優(yōu)勢，且技術(shù)改進空間極大，發(fā)展前景可期。結(jié)合住宅、辦公樓等項目施工挖掘更多的發(fā)展方向，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化施工，在未來的建筑行業(yè)中逐步取代傳統(tǒng)附著式腳手架，為高效、高質(zhì)量施工建造提供更有力的支持。