超高层建筑施工电梯的布置及管理技术

王小斌 中铁二十一局集团第二工程有限公司工程师

超高层建筑材料以及施工人员的运输一般都是选用施工电梯来完成，部分比较重的材料是通过吊塔来完成运输。但是由于现在很多超高层建筑的施工工期较短，需要大量的施工人员，因此超高层建筑施工电梯的布置与管理工作成为促进工程顺利进行的重要基础。尤其是在土建施工与机电和其他等专业交叉施工的过程中，施工电梯作为施工人员和施工材料的主要运输通道，提高其使用效率非常关键。

1 超高层建筑施工电梯合理利用分析

1.1 施工电梯的选型

在选择超高层建筑施工电梯的时候，需要遵循下列原则：第一，保障施工电梯满足基础性能的要求，在安装以及拆除的时候操作比较方便；第二，符合使用安全标准规范，如满足各种施工的需求，可以配合主体结构施工、机电施工等多个环节的施工需要；第三，可以为施工人员上下通行提供安全保障；第四，具有经济性，在安装、维修和拆除时成本较低；第五，在布置施工电梯时，需要尽量减少二次预留施工量。

在进行超高层建筑施工电梯选型的过程中，除了需要遵循上述原则以外，还需要对施工电梯的基本参数进行考虑，如载重、运行速度以及梯笼尺寸等，这些参数都会对实际工程产生影响。在选择梯笼尺寸的时候，需要结合建筑结构和运输材料等进行综合考虑，无特殊要求时可以选择标准尺寸，若施工中窗户玻璃尺寸或者是幕墙板块尺寸大于标准尺寸时，选用的梯笼尺寸则应参考材料的最大尺寸[1]。布置在塔楼中的施工电梯，其尺寸的选择还需要综合建筑结构进行考虑，通过分析不同参数带来的影响选出最适宜的尺寸。

1.2 施工电梯数量

在确定超高层建筑施工电梯数量的时候，需要综合多方面因素进行考虑，如运输的人员数量、施工材料的数量、载重量以及施工进度计划等，这些方面会影响电梯的运行时间、运行速度、停留次数等。例如，48 层的高层建筑中，每一次施工电梯中乘坐的人员是10 位，若施工电梯平均运行的周期是4 min，则在有100 位工人需要乘坐电梯的情况下，一台电梯运输完所有的施工人员需要40 min，显然一台施工电梯无法满足使用需求，因此需要结合运行成本以及运输材料等方面进行充分考虑，科学合理地确定施工电梯的数量。国内部分高层建筑实际施工电梯数量与估算数量的比较情况如图1 所示。

图1 国内部分高层建筑实际施工电梯数量与估算数量

2 超高层建筑施工电梯布置

2.1 室外电梯优缺点以及布置原则

室外电梯能够符合大型超高层建筑施工电梯的大空间要求，同时可以符合施工需要，布局非常灵活，而且不会占用永久电梯井布局空间，具有很多优点。由于室外电梯幕墙效应的缺陷愈合会对室内装饰产生一定的影响，因此在进行室外电梯安装以及布置的时候，要尽可能避免将其设置在窗帘关闭的位置。在外界条件等方面相同的情况下，室外电梯应该尽量选择从底部向上不存在收缩或者收缩部位少的结构，通过这样的布局方式不仅可以让施工人员更加方便地进入施工现场，同时还能够提升运输效率。此外，室内电梯最好不要集中设置，避免对走廊交通产生影响[2]。

2.2 核心筒外室内电梯优缺点分析及布置原则

超高层建筑施工电梯可以直接和芯筒顶模系统进行连接，不会占用永久电梯井，而且在此基础上施工人员可以更加方便地将施工电梯转化为永久电梯。在关闭施工电梯前，施工人员需要拆除地板上的预留孔缺陷。如果把施工电梯全部安装在外框层，就需要在外框层上钻很多施工孔，这会影响到楼板结构的质量与安全。在布置核心筒外室内电梯时需要遵循减小碰撞面积与密封次数的原则，这样可以有效地为各专业施工提供便利，减少横梁数量。

2.3 核心筒内永久电梯井施工电梯的优缺点分析及布置原则

双笼电梯空间为3.2 m×1.5 m×2.5 m，如果超高层建筑中没有安装永久的电梯井，那么在实际施工过程中，只能安装非标准尺寸的施工电梯，这种状况会影响到建筑工程的施工效率[3]。在实际的电梯运行过程中，井道的通风工作非常重要。在布置施工电梯和电梯正式转型布局的过程中，需要考虑到超高速电梯安装时间等各方面因素，同时施工电梯不应该占用直接进入电梯井道的顶部。

2.4 顶模与爬模施工需要布置

对于钢筋混凝土的核心筒结构体系，室内施工的电梯工作人员一般都会选择采用顶模施工或爬模施工。不仅如此，在布置塔外核心筒时，工作人员需要使用以钢梁为核心的复合楼层的塔，由于采用这种钢结构需要很多的施工操作人员，因此最好选择在塔中安装两个电梯笼，为负责外框架结构的人员运输提供便利。

2.5 外立面不适用布置施工电梯

部分建筑物的立面不适用超高层建筑施工电梯开展的相应布局工作，而且很多建筑由于受到自身结构的影响，导致钢束布置的规律性较差[4]。目前，许多超高层建筑项目为了改善这种情况，会选择在电梯井道内设置芯管来布置施工电梯，有效处理外立面不适用布置施工电梯的现象。

3 工程案例中施工电梯的关键技术

3.1 施工电梯基础加固技术

以我国武汉中心项目为实例来进行分析，该项目主要是采用了加厚基础楼板。其中，先在附近的地下室进行施工，为了防止出现施工留洞的情况，工作人员把外框施工电梯基础设置在地下室的顶板上。在实际施工时，将4 台电梯以及两侧向外延伸了1 m 范围内的顶板后浇带提前浇筑，同时在这4 台施工电梯的基础范围内增加一层混凝土，使得施工电梯整个的基础厚度超过30 cm，并且每台施工电梯的正下方应用了型钢进行支撑，通过这样的方式能够有效传导施工电梯的荷载。

3.2 施工电梯附着技术

通常工程项目的外框电梯施工都是选择布置于结构外的边缘处，而且设计人员需要根据整个工程项目的实际状况来进行分析。工程项目的施工电梯在施工过程中要确保一个合适的最大附墙距离，设计人员需根据实际状况进行反复计算与审核，采用钢结构来进行焊接固定[5]。

一般核心筒内至少需要安排一台施工电梯，用来满足核心筒先行施工，同时按照核心筒水平结构的施工顺序以及补缺需要来增加或减少施工电梯的数量。对于外框结构，需要布置两台临时施工电梯，以更好地符合在不同高度区间内的运输需要。武汉项目40 层以下楼层施工阶段的施工电梯运能分析如表1 所示。

表1 武汉中心项目施工电梯运能分析表

3.3 施工电梯基础转换技术

对于超高层建筑施工电梯的应用而言，当设计高度达到一定值后，核心筒内施工电梯需要加强设计标准，提升高度的措施不利于经济效益的提升，且会增大成本投入，增加施工电梯占用井道的时间。因此，超工程建筑中的施工电梯布置以及管理工作都是使用转换技术，在设计高度科学合理的情况下，拆除基础以下的标准节，一直到核心筒施工电梯与外框施工电梯都可以投入使用后，再进行相应的改进和优化。在选择基础楼层转换技术时需要遵循下列条件：首先，施工电梯的高度在转换前以及转换后都不能超过设计的最大高度；其次，施工电梯转换前后的标准长度要保持大致一样，这样在配置标准节的时候会更加方便；最后，需要最大限度地符合转换主体的受力标准。

4 超高层建筑施工电梯高效运行管理技术

4.1 分专业划分电梯使用

超高层建筑的施工管理工作对于施工电梯的管理要根据专业来划分使用状况，通过此方法能够有效避免管理混乱的问题，根据专业内容进一步优化施工电梯的管理与使用。比如设置专门用来传输单元幕墙板块的运输电梯，通过这样的方式避免其他专业来抢用施工电梯，使得施工电梯资源利用更加合理，避免了资源浪费的现象。

4.2 高峰期管理

施工人员上下班的时间是超高层建筑施工电梯的使用高峰阶段，期间会有大量的工作人员乘坐施工电梯。如果使用高峰期间不能够合理地疏散员工，则会导致施工电梯运行效率较低、运行速度较慢，甚至影响施工工作正常开展。因此，要强化上下班高峰期的管理，要求员工有序地使用施工电梯，尽量避免货物在该时间段运输。

4.3 隔层停靠管理

为了进一步提升超高层建筑施工电梯的运输效率，工作人员可以尽量降低施工电梯停靠的时间。现阶段，通过减少施工电梯停靠时间，能够有效地改进和优化施工电梯的管理。施工电梯隔层停靠管理即在施工人员在上下班高峰期时，施工电梯只停靠在指定的楼层，工作人员可以在相应楼层门口等待。例如，指定施工电梯在尾数是0、3、5、8 的楼层停靠，电梯左笼停靠在尾数为3、8 的楼层，电梯右笼停靠在尾数为0、5 的楼层，这种情况下施工电梯停靠频率为5 层/次，而且施工人员最多只需要走一层就可以到达施工电梯停靠的楼层。通过隔层停靠管理的方式能够有效减少施工电梯停靠时间，进一步提升超高层建筑施工电梯的运输效率。

5 结语

超高层建筑施工电梯的布置和规划是高层建筑施工的重要环节，关乎超高层建筑施工的质量与安全。同时，规划布置数量等各环节之间相互连通，所有环节都需经过工作人员考察与综合分析，确定合适的电梯布置以及管理方案。高层建筑的施工电梯作为垂直运输设备，在管理过程中需要选择科学的型号与配置，严格按照施工标准规定来执行，加强日常运输的监督管理，提高超高层建筑施工电梯的运行效率，确保施工的质量与安全。