某超高层项目核心筒剪力墙收缩爬模平移拆改施工技术

王云鑫，张相平，乔会丹，曹江，姜岩峰，樊津含

（中国建筑第二工程局有限公司华南分公司，广东 深圳 518000）

1 工程概况

星河雅宝高科创新园四A地块位于深圳市龙岗区坂田街道，项目由5层地下室及4栋建筑组成，4-1栋为74层超高层塔楼，结构高度为338.1 m，结构形式为带加强层的框架-核心筒结构。4-1栋核心筒内单层电梯共计26部，其中6部为穿梭梯，停靠首层、42层、43层、44层。穿梭梯井道处结构由4道外伸剪力墙分割成3个区域，剪力墙分割后垂直洞口尺寸分别为2.8 m宽及7 m、9.8 m和7 m长。

施工部署，核心筒施工选择ZPM100、ZPM125和PS50三种超重型液压自爬模加铝合金模板施工体系。其中A~G平台为内筒爬模（ZPM100、PS50）单独爬升；W、N、S、E为外侧爬模，均为ZPM125型（见图1），方案考虑整体爬升。S1~S3为穿梭梯处3榀爬模架体，爬模架体最外侧离结构3.0 m，其中，主平台净宽2.8 m，液压操作平台2.8 m，吊平台0.8 m，架体总高度17.0 m，离墙距离约0.2 m。因剪力墙垛分割导致仅顶平台人员可通行，其余平台均被剪力墙阻断，无法实现与W、N、E三面爬模同步提升。

2 施工难点分析

根据上述方案，由于爬模架体不连续、人员通行不顺畅，将导致以下问题：

1）爬模无法同步提升，增加单层爬升时间，影响施工周期。塔楼土建结构的主要施工内容为核心筒墙体、楼板及水平楼板施工，爬模体系应满足本工程核心筒“核心筒先行，外框跟随”的要求。塔楼核心筒墙体（爬模）混凝土结构施工处于施工进度关键线路。由于核心筒墙体施工速度的快慢直接影响外框钢结构安装和塔吊爬升的进度，故现场需均衡资源组织，优先保证与爬模相关的资源供应，以加快工程整体速度。避免无法实现同步爬升，导致增加爬模爬升时间。

2）作业人员通行路线阻断，部分材料运输受限，施工效率低。本项目根据材料堆载要求，选用爬模平台宽度为2.8 m的超重型液压自爬模，其顶平台用于钢筋材料堆场，但在穿梭梯部位，因独立墙垛限制其钢筋堆放荷载，爬模平台整体被分割为3部分，导致施工过程人员除顶平台外，其余平台通行路线被切断。采用外挑平台或搭设悬挑式钢管脚手架因结构受力构件逐层变小，风荷载逐渐加大，致使其安全性逐渐降低。顶部设置单独人员通行平台，其他平台操作人员须通过爬梯至顶平台后，方可到达相邻单位其他平台作业，降低了施工效率，材料运输也如此。因此，两种常规方案均无法采用。

综上所述，按照现有设计方案，将导致相邻单元人员通行及材料运输困难、爬升周期长、材料堆载受限等问题，经项目团队研究，采用增加外附平台方案可解决以上问题。

3 爬模拆改关键技术

3.1 爬模外附平台改装技术

利用BIM技术建模深化，通过对比现场整体施工部署及施工进度要求，最终确定在S1、S2、S3平台南侧加设1.5 m宽外附平台[1]，加宽后的穿梭梯电梯井筒处的爬模操作平台外伸至剪力墙垛以外，为进出操作平台提供了通道。

新增加外附平台设5层主要平台，从上往下分别为：①上平台；②过渡平台；③主平台；④液压控制平台；⑤吊平台，各层平台主梁通过槽钢加螺栓的形式与外附平台固定，便于后期外伸剪力墙垛收缩后拆除。其外附平台板均为50 mm钢跳板与原平台在连接处断开。外附平台于过渡平台、主平台、液压控制平台设置加强斜撑，且外附平台只作为人员通行通道，禁止堆放材料，其原顶平台范围作为现场施工材料堆放场地。

同时，在以下部位采取可靠的加强构造措施[2]：（1）与附着支承结构的连接处，采用3层埋件挂座周转，同时保证2层埋件挂座抱住导轨，埋件采取10.9级高强度受力螺栓，提高抗剪抗拔性能；（2）遇强风天气或长时间停工状态时，采用钢丝绳将爬模架体与结构进行拉结，防倾、防坠装置的设置处采用双扣发卡，防止震动造成销轴脱落；（3）爬升吊拉点设置处，吊装时环抱主梁，严禁吊装平台梁，保证吊装安全；（4）爬模系统平面转角处因与外伸桁架有交叉，设置钢管等硬拉结形式与桁架拉结扣紧，进一步加固爬模平面转角位置；（5）爬模系统断开处，洞口外边缘设置槽钢加固边框，防止断开处架体变形。

3.2 剪力墙收缩斜爬技术

通过一个控制台实现同步整体爬升，爬升时将3个独立单元组合为一个整体，仅打开转角处及墙边架体翻板即可（转角处架体不做硬性连接）。墙体每次内缩≤100 mm时，爬模架体可通过自身斜爬功能爬升通过；如墙体内缩＞150 mm时，需连续设置过渡垫盒，确保每次爬升收缩在150 mm以内，使导轨倾斜一个角度向上爬，爬架最大倾角可达5°，墙垛端头处平台板分段布置，随墙体收缩北移逐块拆除。

4 穿梭电梯井筒爬模安全性分析

本爬模计算包括施工工况计算、爬升工况计算以及停工工况计算。按照现场实际情况，外附平台的承重三脚架架体布置最大间距3.6 m，单个机位承受最大荷载宽度为4.45 m，上平台支架布置平均间距3.5 m。计算风速为7级，风速17.1 m/s，计算风速为深圳地区十年一遇基本风压，取0.45 kN/m2。本工程安全等级为I级，承载能力极限状态计算时，需取结构重要性系数。

1）防护说明

爬模外防护采用全封闭式钢板网，透风系数取0.65；平台说明：④号平台为H175型钢、其余平台梁为C200型钢梁，所有平台板采用45 mm厚带肋折弯花纹钢跳板。

2）稳定性验算

强度及稳定性计算荷载组合：XSGK+0.9[1.4（SFK1+SWK）]

刚度计算荷载组合：SGK+SFK1+SWK

式中，X为不同工况下的荷载分项系数；SGK为爬模装置自重荷载标准值；SFK1为上平台施工荷载效应标准值；SWK为风荷载效应标准值。

施工工况X取1.2，爬升工况X取1.35，停工工况最稳定，可不计算。

经计算，爬模外附平台改装后稳定性符合设计要求。

3）节点强度验算

主要验算架体风荷载、主横梁埋件支座与端头板承压、受力螺栓，取最不利工况计算。

（1）风荷载：

式中，βgz为阵风系数；μs为风荷载体型系数；μz为风压高度系数变化；ω0为基本风压，kN/m2。

经计算，最大荷载为迎风面1.013 kN/m2。

（2）主横梁埋件支座与端头板承压：

式中，V合为主横梁端头板与埋件支座总承压力；σ为主横梁端头板承压力，N/mm2；NV为主横梁埋件支座与端头板所受竖向力，kN；NT为主横梁埋件支座与端头板所受水平力，kN；A为主横梁端头板与埋件支座的有效承压面积，mm2。

（3）受力螺栓：

式中，Nv为承载螺栓所承受的剪力，kN；Nvb为承载螺栓的受剪承载力设计值；Nt为承载螺栓所承受的拉力，kN；Ntb为承载螺栓的受拉承载力设计值，kN；Ncb为承载螺栓的受压承载力设计值。

经验算，各构件受力均符合要求。

5 穿梭电梯井筒爬模架施工流程

5.1 架体安装施工流程

爬模外附平台构件生产完成后，与主体构件共同运至现场，外附平台与原爬模单元分别拼装，独立单元安装完成后，通过工字钢及螺栓将3个平台连接成整体，爬模上所有零部件的连接螺栓、销轴、锁紧钩及楔板必须拧紧和锁定到位，经常插、拔的零件要用细钢丝拴牢。主承力点以上的架体高度为悬臂端，应在爬模正常使用阶段将悬臂端的中间位置与结构进行刚性拉接固定，以减少风荷载对架体的影响，拉接水平间距≤3 m。外附平台与原爬模单元拼装成整体后，待核心筒结构混凝土强度超过15 MPa时，即可吊装至核心筒，爬模安装完毕后，对爬模架体进行加载试验，以检验爬模系统的整体性能，并根据相关规范的要求，组织监理、专业公司等相关方（包括负责生产、技术、安全的相关人员），对爬模安装进行检查验收，经验收合格签字后，方可投入使用。验收合格后，任何人不得擅自拆改，需局部拆改时，应经设计负责人同意，由专业人员操作。

5.2 斜爬施工流程

架体为倾斜状态时，可采用平台翻板进行防护。架体自身可解决变化截面在150 mm2范围内的墙体收缩，在导轨提升前，应将垫块加至上层埋件挂座处，导轨提升到位后为倾斜状态，后通过调节架体附墙撑丝杆使架体沿导轨方向倾斜，完成后进行架体爬升作业，爬升完毕进行上层混凝土浇筑施工，同时预埋正常埋件挂座，不再附加垫块；二次爬升完毕之后，待二次导轨提升完毕即可将垫块在架体液压操作平台层拆除。爬模提升时，架体上不允许堆放与提升无关的杂物，严禁非爬模操作人员上爬模架。爬模提升到位后，按使用状态要求进行附着固定。

5.3 外附平台拆除

结构施工至48层时，图1中墙①、墙②、墙③、墙④取消，内侧爬模平台S1～S3需要现场增补平台及翻板，既将墙体空出部分补齐平台梁、跳板及翻板，即可正常继续爬升施工。其外附爬模平台及两侧W3-4、E3-2采用动臂塔吊进行拆除（见图2）。架体空中拆除后吊运至地面打散后运送出场，其中，外侧防护网片重新吊运至塔楼，供拆除外附平台部分的架体继续使用。

6 结语

目前，在超高层施工领域中，爬模施工技术的应用十分广泛，核心筒穿梭梯爬模平移拆改施工技术有效解决了超高层因剪力墙收缩变化导致的爬模施工降效及成本增加的问题，该技术具有施工便捷、效率高、节约成本的特点，将核心筒爬模连接成整体，实现整层爬模同步提升，节约了爬升时间，为类似超高层项目提供了参考。