腾讯滨海大厦位于深圳市南山区后海大道与滨海大道交汇处, 工程占地1.87万m², 总建筑面积为34万m², 项目建成后将成为腾讯公司在深圳新的总部大楼, 其主要功能为研发、商业、食堂、文体设施, 如图1所示。该工程分为南、北2座塔楼, 南塔楼50层, 建筑高度为244m, 北塔楼39层, 建筑高度为195m, 均采用核心筒-框架结构形式。塔楼核心筒为带劲性钢骨的钢筋混凝土结构, 标准层核心筒与外框架间的楼板采用压型钢板组合楼板, 外框梁和柱均带有钢结构, 最重钢构件为46.5t。

该工程核心筒区域采用液压爬模施工技术, 筒体内大部分水平结构与竖向筒体结构随爬模爬升同时施工, 但是位于筒体内的动臂式塔式起重机爬升通道和爬模机位占用部位的水平结构未能随爬模同步施工, 形成了南塔2号、4号、5号、6号后施部位, 北塔1号、4号后施部位, 位置如图2所示。

1) 后施结构主要为核心筒楼板, 根据施工进度计划, 其施工作业面距离上方外框结构施工作业面约50m, 距离核心筒上方爬模施工作业面约100m, 形成典型的立体交叉作业, 安全防护成为重中之重的问题。

2) 后施结构洞口总面积约2.5万m², 洞口最小尺寸为11.4m×6.6m、最大尺寸为11.4m×8.8m, 最长跨度为11.4m, 首层剪力墙厚1 300mm, 其外侧按照100~200mm随着楼层的增加厚度逐渐缩小到600mm, 安全防护工程量大。

3) 后施结构板施工进度影响到后续的粗装修及精装修工程, 属于工程施工进度中的关键路线。

因此, 必须选择一种安全性高、施工速度快、成本合理且符合绿色施工要求的安全防护平台。

1) 方案1整体式钢管架防护平台

在后施结构上方每隔3~5层区域, 采用48×3.6钢管, 间距800mm悬挑, 搭设钢管防护架, 满铺安全网, 形成整体式防护平台。本方案简单、经济实惠、周转方便, 但高空悬挑作业自身危险性大, 防护棚安全防护效果欠佳, 不予采纳。

2) 方案2型钢搭设钢管防护平台

与方案1类似, 在后施结构上方每隔3~5层区域, 采用I16作为支撑点, 搭设钢管防护平台, 铺设安全网。采用本方案理论上可达到安全防护的效果, 但是现场安装工字钢时需借助手动葫芦, 垂直运输不易, 无论从材料周转或从安装难易程度, 该方案的可实施性不佳。

3) 方案3大跨度液压爬升安全防护平台

方案想法来源于核心筒施工采用的液压爬模施工技术, 由于RIM-SCS80型液压爬模的主平台基本能满足100%水平密封性, 因此产生了对其模板平台、钢筋平台、上平台进行调整, 将主平台层设计成安全防护平台的研究思路, 如图3所示。技术人员对爬模架的上平台和吊平台进行简化, 并借助爬模的预留洞口研制成大跨度液压爬升安全防护平台。该平台由液压爬升体系和安全防护体系组成, 液压爬升体系由RIM-SCS80型液压爬模一部分构件组合而成, 并结合现场实用要求进行简化。安全防护体系设计借鉴了现场钢筋加工场防护棚、安全通道防护棚, 如图4所示。

方案3的优点: (1) 结构施工时预留了爬锥孔洞, 利用原有爬锥孔洞作为连接点, 安装埋件挂座, 节约材料, 节省1道工序, 符合绿色施工要求; (2) 平台能达到一次性拼装、逐层爬升至顶的效果; (3) 平台安全性高、全方位无死角, 100%硬防护。

RIM-SCS80型液压爬模的上平台、钢筋平台、模板平台原本用于周转材料及提供施工操作面、安装爬升挂座, 对于安全防护平台, 不需要绑扎钢筋和支设模板的功能, 所以将钢筋平台、模板平台取消, 将爬模的上平台简化为上操作架, 主要用于安全防护平台爬升时安装挂座。为此, 根据液压爬升安全防护平台的爬升机位, 将钢管操作架设计为1.2m (宽) ×1.2m (长) , 高度同标准层楼高4.35m, 底部与液压平台焊接固定。

将RIM-SCS80液压爬模主平台层设计成安全防护平台, 防护体系由木方、模板、钢芭网组合而成, 采用规格为50mm×100mm木方、间距250mm, 面上满铺模板, 考虑到剪力墙厚度随着楼层增加不断减小, 边角位置采用合页固定, 爬升时可掀起木盖板, 爬升后再盖上形成100%硬防护。为增加安全防护平台的耐久性, 面上满铺1 000mm×800mm钢芭网片, 与木模板形成2道硬防护。

对RIM-SCS80液压爬模的吊平台进行简化, 吊平台主要作用为安拆爬模底部挂座, 因此仅在机位的区域设置吊平台, 平台形成1.5m×1.5m操作空间, 采用[10焊接固定, 设置钢楼梯与液压平台形成上下通道。

将RIM-SCS80液压爬模的液压操作平台保留, 维持原有操作平台的功能, 液压爬升系统仍为ZMP-80, 由埋件系统、架体、导轨、液压系统组成。在液压操作平台的架体上焊[10、间距1 000mm, 用于安装防护。同时, 结合液压爬升原理, 利用原有爬锥孔洞, 将埋件系统安装在核心筒剪力墙上, 导轨安装在埋件挂座上, 通过液压油缸对导轨和安全防护平台交替顶升, 从而实现防护平台随着后施结构楼层的施工, 逐层爬升至顶层, 达到安全防护的效果, 设计方案如图5所示。

爬升安全防护平台架体的机位依据使用要求进行调整, 依据操作平台活荷载设计值为1.5k N/m², 允许2层平台同时承受荷载, 每个筒体共设置2排共4个机位。以南塔6号筒体为例, 取消内筒云线范围内原爬模机位。液压爬升防护平台自重包括上操作架、液压平台、吊平台。平台位于已浇筑完毕的核心筒内部, 受水平风荷载很小, 不予考虑。利用SAP2000软件对爬升防护平台进行结构计算, 最不利位置受压杆件应力为f_计算=39.83 N/mm²<f_设计=205N/mm², 长细比λ_计算=55.56<150, 均满足设计要求。经过深化设计, 并考虑施工现场实际可能出现的状况, 最终调整后的方案如图6所示。

安装流程:安装挂座→安装导轨→安装爬升架体→安装液压系统→在架体上焊接槽钢→铺设木方、模板、钢板网→安装上部钢管操作平台→安装下架体。安装注意事项如下。

1) 爬升防护平台安装前, 应组织监理、专业公司等相关单位进行产品使用资料, 楼层结构轴线、标高重新测量定位, 爬升防护平台预埋件安装位置的检查验收, 符合要求后进行安装。

2) 安装过程中, 禁止洞口上方核心筒剪力墙施工区域进行交叉作业, 引发安全隐患。

3) 由于安装挂座时采用原有爬锥孔洞, 考虑到核心筒剪力墙局部位置存在暖通洞口和建筑楼梯通道, 液压爬模爬升时未预埋爬锥, 借助动臂式塔式起重机进行爬升。因此, 应避开洞口, 按照液压提升系统提升要求的4.35m层高内重新植筋, 安装预埋件。

4) 安装三脚架、桁架时, 采用手动葫芦进行安装, 但必须使用钢管对架体单元进行连接, 做好剪刀撑, 使架体形成稳定结构。

爬升流程: (1) 掀起翻板→ (2) 提升导轨→ (3) 爬升安全防护平台→ (4) 重复步骤 (2) , (3) , 爬升距下方施工作业面约10m处→ (5) 盖上翻板。爬升注意事项如下。

1) 爬升防护平台提升时, 架体上不允许堆放与提升无关的杂物。严禁非爬升防护平台操作人员上爬升防护平台架。

2) 提升过程中应实行统一指挥、规范指令, 提升指令只能由一人下达, 但当有异常情况出现时, 任何人均可立即发出停止指令。

3) 爬升防护平台提升到位后, 必须及时按使用状态要求进行附着固定。没有完成架体固定工作前, 施工人员不得擅自离岗或下班, 未办交付使用手续的不得投入使用。

4) 正在进行提升作业的爬升防护平台作业面正下方严禁人员进入, 并应设专人负责监护。

1) 质量方面经多次在爬升前、爬升中、爬升后进行验收, 均满足100%密封性, 平整度误差≤1cm。

2) 安全方面南、北塔核心筒后施结构施工全过程未出现任何安全事故, 具有100%安全防护率。

3) 工期方面爬升式防护平台采用液压系统完成爬升, 无须重复安装、拆卸, 平台保持相对于施工作业面1~2层高度, 爬升过程仅需1~2名操作人员控制, 爬升速度可达1m/10min, 爬升操作全过程耗时2h左右, 实现了自动化操作, 缩短工期。

4) 经济效益方面与分段搭设型钢安全防护平台对比, 本工程在南塔和北塔核心筒应用共取得经济效益64.3万元。

本工程借鉴核心筒液压爬模施工技术, 开发了大跨度液压爬升防护平台, 用以施工核心筒的后施结构, 同时完成施工防护。该平台减少了钢管搭设材料的投入, 充分利用了原有爬模的爬锥孔洞, 平台只需1次安装即可爬升至顶, 施工过程中减少了钢管防护架分次安拆的时间及费用, 加快施工进度, 同时节约了大量人力、物力的投入。该平台施工技术的顺利应用为超高层核心筒的施工及安全防护问题提供了参考与借鉴。