既有高层建筑加装钢结构电梯井和幕墙施工技术

既有高层建筑加装钢结构电梯井和幕墙施工技术

吴海荣

广州铝质装饰工程有限公司广东广州510030

摘要：随着建筑技术的发展，既有建筑加装电梯的需求也增多，面对既有建筑特有的制约条件和特性，如何保证工程质量、安全、工期和成本等指标是一个难题。本文总结了佛山农商银行大厦加装钢结构电梯井和外幕墙施工中的重难点及采用的施工技术。

关键词：既有高层建筑、加装钢结构电梯井、双机抬吊、幕墙

1.概况

佛山农商银行大厦建筑主体为钢筋混凝土框架结构，地上三十三层，地下两层，建筑物地面高度128.45米，属于一类超高层建筑，大厦已经使用了12年，在不影响大厦正常使用的前提下，在大厦外加装一樘观光电梯，电梯井采用钢结构，玻璃幕墙作为外装饰。

在施工中的技术难题是：旧的建筑物剪力墙存在垂直误差，消除钢结构的加工和安装误差,保证钢结构的垂直偏差在误差范围内，使电梯和玻璃幕墙顺利安装；后置埋件在钢筋密集的剪力墙上安装难度大；钢结构组合架难以精确对接。

2.钢结构电梯井吊装

2.1双机抬吊

加装的观光电梯工程的建筑立面采用钢结构骨架加玻璃幕墙的结构形式；以一层或二层的钢结构骨架（附带施工平台）为一个组合吊装单位，每榀钢结构重量大，每榀钢结构重量约4吨。在大厦天面安装起吊架，为确保整个吊架均衡受力，采用双机抬吊的吊装方法。

图：屋面双机抬吊架

2.2采用新的钢结构固定方式和时效处理方法

经过建筑设计的计算，钢结构可以不设另外的基础，而是直接固定在剪力墙上，以悬臂的方式固定，钢结构安装过程中，依靠自身的重力向下，安装过程钢结构的下端采用了活动的连接方式，让其自由伸缩。钢结构达到部分变形释放的效果。静置45天后，再与下端的支座作刚性连接。

运用自然时效，让钢结构内应力缓慢释放。在每榀钢结构焊接完成后，静置72小时再施工；每榀钢结构吊装完毕后,间隔48小时再进行下一榀钢结构的吊装；每榀钢结构之间预留间隙和圆孔，以利于变形释放。为消除结构件中的残余应力，在钢结构组合时，先焊接下方的圆孔，待全部钢结构吊装完成后，约需要45天时间，此时，应力已经大大消除，然后焊接上方的圆孔和钢结构之间预留间隙，满焊。

2.3在钢筋密集的剪力墙上固定后置埋件技术

由于钢结构是通过后置化学锚栓固定在剪力墙上，在剪力墙上打孔时,必然会遇到钢筋密集的情况，经过探测，大部分的化学锚栓埋设的深度都达不到植筋深度允许偏差（＋20，－5）mm的要求，有的甚至达到＋100mm。经过技术人员的研究和计算，采用化学锚栓转变为穿孔塞焊的方案。若选用普通型号化学锚栓，在进行穿孔塞焊时，化学锚栓可能因为耐不住高温而导致失效，造成很大的安全隐患，本工程使用喜利得HVA化学锚栓。在试验了钢结构的吊装后，对化学锚栓进行了拉拔试验，试验结果满足设计要求，再大面积施工。

2.4、钢结构组合架的精确对接原理

由于每榀钢结构是以一层或两层为一个起吊单位吊装的，每榀钢结构重量大，要同时实现四根立柱方钢管□200×8的精确对接，难度大，按照传统的立柱方钢管直接的对接方式，工效非常低，本工程采取如下的方法：

（1)运用连接套筒：连接套筒有如下的作用：导向作用――为上一层钢结构的安装提供支点和导轨；加大焊缝的面积，保证钢结构的连接质量。

（2)运用外倾内牵引自重滑动技术：为提高功效，同时每榀钢结构之间又能精确对接，创新运用外倾内牵引自重滑动技术，即双机同时将钢结构组合架吊到相应的位置后，钢结构以连接套筒顶端为支点，向外倾斜一个角度，约10度，然后让钢结构依靠自身的重力向下滑动，同时牵引向内，直到目标位置。

2.3吊装流程

（1）由于每榀钢结构是以一层或两层为一个起吊单位进行起吊的，每榀钢结构重量大，起吊时，双机同时将钢结构组合吊起来,离地一定高度后暂停，然后双机同时提升，直至钢结构高于下一榀钢结构约20cm。

（2）钢结构组合架以套筒为临时支点

双机同时将钢结构组合吊到相应的目标位置后，钢结构以连接套筒顶端为支点，向外倾斜一个角度，约10度，然后让钢结构依靠自身的重力向下滑动。

（3）小型手动葫芦的牵引

钢结构依靠自身的重力向下滑动，同时在建筑物上增加两台手动葫芦，左右各一，力作用在两条外立柱上，使钢结构在向下滑动的过程中，同时牵引向内，直到目标位置。

（4）初步测量定位、点焊

等待各钢结构杆件与目标位置吻合后，用钢直尺水平议和垂直测量仪测量钢结构的安装误差，然后作点焊临时固定。

（5）复测

钢结构依靠自身的重力向下滑动，通过两台小型手动葫芦的牵引，使钢结构向内纠正角度，然而在实际的施工中，两台小型手动葫芦未必牵引到位，需进行复测，满焊之前要对钢结构安装误差再进行复测。

（6）松开天面的两台电动葫芦、满焊

钢结构安装误差进行复测满足误差要求后，可松开天面的两台电动葫芦，并根据图纸的要求对钢结构与埋件之间进行满焊连接。

（7）松开两台手动葫芦。

（8）三天后用全站仪对钢结构安装误差进行复测。

严格按照以上的施工程序施工，钢结构外立柱的垂直度偏差得到控制，10层的误差值是15mm,满足预期。

3.玻璃幕墙的安装

钢结构立柱的垂直度偏差虽控制在误差范围内，而玻璃幕墙的安装精度比较高，为使玻璃幕墙顺利安装，在钢结构上预先安装了下列可以调节的固定支座：

(1)点支式玻璃幕墙骨架支座X方向可以调节，垂直度偏差调节范围可达5㎜。

(2)框架式玻璃幕墙骨架支座X方向预先加工2个椭圆孔，垂直度偏差调节范围可达5㎜。

4.沉降观测

电梯井固定在剪力墙上没有单独的地基基础，为了保证大厦的正常使用寿命和安全性，防止大厦主楼与裙楼由于地基不均匀沉降引起破坏，施工过程中和工程竣工后，都应对沉降加强监控观测。第一次观测应在观测点安设稳固后及时进行，施工单位在施工期内进行的沉降观测，不得少于4次。建筑物和构筑物全部竣工后的观测次数，第一年4次，第二年2次，第三年后每年1次。

5.结语

在旧建筑物不设塔吊、不破坏原建筑物的装饰面、不搭设外脚手架、不使用大型吊车、不影响正常营业的施工环境限制下，运用“双机抬吊”、“外倾内牵引自重滑动技术”安装钢结构组合骨架的施工方法进行施工，利用新的钢结构固定方式和时效处理方法，结合全站仪测量放线技术，消除了原建筑物剪力墙的垂直误差和钢结构的变形误差，确保安装质量完成了质量、安全、工期和成本等四项目标指标。