超高層建筑施工電梯的布置及管理技術

王小斌 中鐵二十一局集團第二工程有限公司工程師

超高層建筑材料以及施工人員的運輸一般都是選用施工電梯來完成，部分比較重的材料是通過吊塔來完成運輸。但是由于現在很多超高層建筑的施工工期較短，需要大量的施工人員，因此超高層建筑施工電梯的布置與管理工作成為促進工程順利進行的重要基礎。尤其是在土建施工與機電和其他等專業交叉施工的過程中，施工電梯作為施工人員和施工材料的主要運輸通道，提高其使用效率非常關鍵。

1 超高層建筑施工電梯合理利用分析

1.1 施工電梯的選型

在選擇超高層建筑施工電梯的時候，需要遵循下列原則：第一，保障施工電梯滿足基礎性能的要求，在安裝以及拆除的時候操作比較方便；第二，符合使用安全標準規范，如滿足各種施工的需求，可以配合主體結構施工、機電施工等多個環節的施工需要；第三，可以為施工人員上下通行提供安全保障；第四，具有經濟性，在安裝、維修和拆除時成本較低；第五，在布置施工電梯時，需要盡量減少二次預留施工量。

在進行超高層建筑施工電梯選型的過程中，除了需要遵循上述原則以外，還需要對施工電梯的基本參數進行考慮，如載重、運行速度以及梯籠尺寸等，這些參數都會對實際工程產生影響。在選擇梯籠尺寸的時候，需要結合建筑結構和運輸材料等進行綜合考慮，無特殊要求時可以選擇標準尺寸，若施工中窗戶玻璃尺寸或者是幕墻板塊尺寸大于標準尺寸時，選用的梯籠尺寸則應參考材料的最大尺寸[1]。布置在塔樓中的施工電梯，其尺寸的選擇還需要綜合建筑結構進行考慮，通過分析不同參數帶來的影響選出最適宜的尺寸。

1.2 施工電梯數量

在確定超高層建筑施工電梯數量的時候，需要綜合多方面因素進行考慮，如運輸的人員數量、施工材料的數量、載重量以及施工進度計劃等，這些方面會影響電梯的運行時間、運行速度、停留次數等。例如，48 層的高層建筑中，每一次施工電梯中乘坐的人員是10 位，若施工電梯平均運行的周期是4 min，則在有100 位工人需要乘坐電梯的情況下，一臺電梯運輸完所有的施工人員需要40 min，顯然一臺施工電梯無法滿足使用需求，因此需要結合運行成本以及運輸材料等方面進行充分考慮，科學合理地確定施工電梯的數量。國內部分高層建筑實際施工電梯數量與估算數量的比較情況如圖1 所示。

圖1 國內部分高層建筑實際施工電梯數量與估算數量

2 超高層建筑施工電梯布置

2.1 室外電梯優缺點以及布置原則

室外電梯能夠符合大型超高層建筑施工電梯的大空間要求，同時可以符合施工需要，布局非常靈活，而且不會占用永久電梯井布局空間，具有很多優點。由于室外電梯幕墻效應的缺陷愈合會對室內裝飾產生一定的影響，因此在進行室外電梯安裝以及布置的時候，要盡可能避免將其設置在窗簾關閉的位置。在外界條件等方面相同的情況下，室外電梯應該盡量選擇從底部向上不存在收縮或者收縮部位少的結構，通過這樣的布局方式不僅可以讓施工人員更加方便地進入施工現場，同時還能夠提升運輸效率。此外，室內電梯最好不要集中設置，避免對走廊交通產生影響[2]。

2.2 核心筒外室內電梯優缺點分析及布置原則

超高層建筑施工電梯可以直接和芯筒頂模系統進行連接，不會占用永久電梯井，而且在此基礎上施工人員可以更加方便地將施工電梯轉化為永久電梯。在關閉施工電梯前，施工人員需要拆除地板上的預留孔缺陷。如果把施工電梯全部安裝在外框層，就需要在外框層上鉆很多施工孔，這會影響到樓板結構的質量與安全。在布置核心筒外室內電梯時需要遵循減小碰撞面積與密封次數的原則，這樣可以有效地為各專業施工提供便利，減少橫梁數量。

2.3 核心筒內永久電梯井施工電梯的優缺點分析及布置原則

雙籠電梯空間為3.2 m×1.5 m×2.5 m，如果超高層建筑中沒有安裝永久的電梯井，那么在實際施工過程中，只能安裝非標準尺寸的施工電梯，這種狀況會影響到建筑工程的施工效率[3]。在實際的電梯運行過程中，井道的通風工作非常重要。在布置施工電梯和電梯正式轉型布局的過程中，需要考慮到超高速電梯安裝時間等各方面因素，同時施工電梯不應該占用直接進入電梯井道的頂部。

2.4 頂模與爬模施工需要布置

對于鋼筋混凝土的核心筒結構體系，室內施工的電梯工作人員一般都會選擇采用頂模施工或爬模施工。不僅如此，在布置塔外核心筒時，工作人員需要使用以鋼梁為核心的復合樓層的塔，由于采用這種鋼結構需要很多的施工操作人員，因此最好選擇在塔中安裝兩個電梯籠，為負責外框架結構的人員運輸提供便利。

2.5 外立面不適用布置施工電梯

部分建筑物的立面不適用超高層建筑施工電梯開展的相應布局工作，而且很多建筑由于受到自身結構的影響，導致鋼束布置的規律性較差[4]。目前，許多超高層建筑項目為了改善這種情況，會選擇在電梯井道內設置芯管來布置施工電梯，有效處理外立面不適用布置施工電梯的現象。

3 工程案例中施工電梯的關鍵技術

3.1 施工電梯基礎加固技術

以我國武漢中心項目為實例來進行分析，該項目主要是采用了加厚基礎樓板。其中，先在附近的地下室進行施工，為了防止出現施工留洞的情況，工作人員把外框施工電梯基礎設置在地下室的頂板上。在實際施工時，將4 臺電梯以及兩側向外延伸了1 m 范圍內的頂板后澆帶提前澆筑，同時在這4 臺施工電梯的基礎范圍內增加一層混凝土，使得施工電梯整個的基礎厚度超過30 cm，并且每臺施工電梯的正下方應用了型鋼進行支撐，通過這樣的方式能夠有效傳導施工電梯的荷載。

3.2 施工電梯附著技術

通常工程項目的外框電梯施工都是選擇布置于結構外的邊緣處，而且設計人員需要根據整個工程項目的實際狀況來進行分析。工程項目的施工電梯在施工過程中要確保一個合適的最大附墻距離，設計人員需根據實際狀況進行反復計算與審核，采用鋼結構來進行焊接固定[5]。

一般核心筒內至少需要安排一臺施工電梯，用來滿足核心筒先行施工，同時按照核心筒水平結構的施工順序以及補缺需要來增加或減少施工電梯的數量。對于外框結構，需要布置兩臺臨時施工電梯，以更好地符合在不同高度區間內的運輸需要。武漢項目40 層以下樓層施工階段的施工電梯運能分析如表1 所示。

表1 武漢中心項目施工電梯運能分析表

3.3 施工電梯基礎轉換技術

對于超高層建筑施工電梯的應用而言，當設計高度達到一定值后，核心筒內施工電梯需要加強設計標準，提升高度的措施不利于經濟效益的提升，且會增大成本投入，增加施工電梯占用井道的時間。因此，超工程建筑中的施工電梯布置以及管理工作都是使用轉換技術，在設計高度科學合理的情況下，拆除基礎以下的標準節，一直到核心筒施工電梯與外框施工電梯都可以投入使用后，再進行相應的改進和優化。在選擇基礎樓層轉換技術時需要遵循下列條件：首先，施工電梯的高度在轉換前以及轉換后都不能超過設計的最大高度；其次，施工電梯轉換前后的標準長度要保持大致一樣，這樣在配置標準節的時候會更加方便；最后，需要最大限度地符合轉換主體的受力標準。

4 超高層建筑施工電梯高效運行管理技術

4.1 分專業劃分電梯使用

超高層建筑的施工管理工作對于施工電梯的管理要根據專業來劃分使用狀況，通過此方法能夠有效避免管理混亂的問題，根據專業內容進一步優化施工電梯的管理與使用。比如設置專門用來傳輸單元幕墻板塊的運輸電梯，通過這樣的方式避免其他專業來搶用施工電梯，使得施工電梯資源利用更加合理，避免了資源浪費的現象。

4.2 高峰期管理

施工人員上下班的時間是超高層建筑施工電梯的使用高峰階段，期間會有大量的工作人員乘坐施工電梯。如果使用高峰期間不能夠合理地疏散員工，則會導致施工電梯運行效率較低、運行速度較慢，甚至影響施工工作正常開展。因此，要強化上下班高峰期的管理，要求員工有序地使用施工電梯，盡量避免貨物在該時間段運輸。

4.3 隔層停靠管理

為了進一步提升超高層建筑施工電梯的運輸效率，工作人員可以盡量降低施工電梯停靠的時間。現階段，通過減少施工電梯停靠時間，能夠有效地改進和優化施工電梯的管理。施工電梯隔層停靠管理即在施工人員在上下班高峰期時，施工電梯只停靠在指定的樓層，工作人員可以在相應樓層門口等待。例如，指定施工電梯在尾數是0、3、5、8 的樓層停靠，電梯左籠停靠在尾數為3、8 的樓層，電梯右籠停靠在尾數為0、5 的樓層，這種情況下施工電梯停靠頻率為5 層/次，而且施工人員最多只需要走一層就可以到達施工電梯停靠的樓層。通過隔層停靠管理的方式能夠有效減少施工電梯停靠時間，進一步提升超高層建筑施工電梯的運輸效率。

5 結語

超高層建筑施工電梯的布置和規劃是高層建筑施工的重要環節，關乎超高層建筑施工的質量與安全。同時，規劃布置數量等各環節之間相互連通，所有環節都需經過工作人員考察與綜合分析，確定合適的電梯布置以及管理方案。高層建筑的施工電梯作為垂直運輸設備，在管理過程中需要選擇科學的型號與配置，嚴格按照施工標準規定來執行，加強日常運輸的監督管理，提高超高層建筑施工電梯的運行效率，確保施工的質量與安全。