高层建筑施工中内置垂直升降方式的优势分析

高振轩，王靖，朱曜晖

（中国建筑第二工程局有限公司，北京 100000）

1 引言

高层建筑对于各类施工技术和施工工艺的水平要求较高。升降机属于高层建筑施工中的一个必备装置，用于实现对施工人员以及各类施工物料的运输。其中，内置垂直升降方式是当前应用最为频繁的一种垂直升降方式，新时代下，市场对于高层建筑的建筑功能和质量要求也在不断提高。在此过程中，充分发挥内置垂直升降方式的应用优势对合理保障高层建筑的施工质量和建设安全有重要作用。

2 高层建筑施工中常用的垂直升降机

高层建筑施工中常用的垂直升降机主要包括两种类型：传统的外挂高层升降机和内置垂直升降机。外挂高层升降机是早期高层建筑施工中常用的一种设备，在应用外挂高层升降机的过程中，工作人员往往需要通过安全锁来实现自身与升降机之间的有效连接。尽管这种连接方式能够在一定程度上保障施工人员的安全性，但如果遇到一些极端恶劣的天气，往往会因为较强的风力或降雨而影响升降机的使用安全[1]。在建筑行业不断发展的过程中，外挂升降机通常用于高层建筑的清洁工作中，在施工中逐渐被淘汰。

内置垂直升降机（见图1）具有更高的安全性能，能够在建筑内部进行垂直升降来满足高层建筑的人员和物料运输需求。这种升降机的应用不仅能有效避免各种外界因素对升降机运行安全造成的影响，还能借助控制阀门实现对整个升降机的有效控制[2]。然而，尽管内置垂直升降机具有更明显的优势，但由于这种垂直升降机的使用成本较高，因而要在全国范围内推广和应用这种垂直升降方式仍然具有一定的难度。

图1 垂直升降机

3 建筑施工中垂直运输设施的主要分类

3.1 塔式起重机

塔式起重机（见图2）是建筑施工中较为常见的一种垂直运输设施，该设施在实际应用过程中能够实现提升回转和水平输送的功能。塔式起重机对操纵该设施的人员提出了较高的技术要求，这也是该设施具有较高灵活性的主要原因。再加上塔式起重机具有较高的运输效率，因而在高层建筑、道路桥梁施工中都有着广泛的应用[3]。

图2 塔式起重机

3.2 施工电梯

施工电梯（见图3）也是一种较为常见的垂直运输设施，从本质上来说是内置垂直升降设备的一种。在高层建筑施工中，施工电梯能有效满足人员以及货物的运输要求。施工电梯主要具有齿条驱动和绳轮驱动两种驱动方式，其中，齿条驱动还主要包括单吊箱和双吊箱两种。为了保证施工电梯运行的安全性，两种类型的施工电梯都配有限速装置。一般情况下，施工电梯能够满足超过20 层的高层建筑施工要求。

图3 施工电梯

3.3 物料提升架

在高层建筑施工中，物料提升架（见图4）的应用主要是为了满足运输物料的需求。当前应用于高层建筑施工的物料提升架主要包括井架、龙门架、塔式提升架以及独杆升降台等。与其他两种垂直升降方式相比，物料提升架在应用中往往需要借助卷扬机来运行，且只能够用于10 层以下建筑的物料运输，无法实现施工人员的运输。要满足10 层以上的运输，需要对物料提升架附墙固定，以保障物料提升架运行的安全性。

图4 物料提升架

4 高层建筑施工中内置垂直升降方式的优势

4.1 安全性

通过前面的分析可以发现，内置垂直升降方式与传统的外挂垂直升降方式相比，具有更高的安全性，这不仅仅是因为内置垂直升降方式具有更多的保护措施，也能够为工作人员提供更完备的安全措施，还因为内置垂直升降方式能够克服外界天气因素对施工进度和施工安全的影响。在有限的建筑工期内完成施工任务，是工程项目施工的一个主要目标，当受到外界天气因素的影响时，不仅会影响施工人员的安全性，还会因施工停滞而耽误既定的施工进度，从而对整个工程项目的施工造成一定的影响。内置垂直升降方式的应用，能够将升降机整个固定在建筑楼体内，在提高升降机自身垂直运输稳定性的同时，能更好地避免外界天气因素对升降机运输情况造成的影响。其次，内置垂直升降方式的安全性还主要体现在其具有更优质的限速保护装置上。在应用内置垂直升降方式达到每一个楼层的过程中，限速保护装置的应用能大大提高整个升降机的稳定性，从而保障施工人员的人身安全。

4.2 便捷性

内置垂直升降方式的应用优势还体现在便捷性方面。在安装垂直升降机的过程中，一个最重要的前提就是升降机的前期固定工作。无论是传统的外挂垂直升降机还是内置垂直升降机，都需要在每个楼层和每个施工阶段进行安全固定，才能满足人员和物料运输的需要。在这个过程中，相关人员需要对设备进行严格的检查，而由于垂直升降机本身的安装和运行原理较为复杂，对于技术人员的专业素质要求比较高，再加上还需要在安装过程中保障自身的安全，因而安装垂直升降机往往具有一定的难度。而与外挂垂直升降机相比，内置垂直升降方式在使用过程中不仅具有更加简便的操作步骤，还能在垂直升降机投入使用后借助内部控制开关来实现对整个设备的有效控制，从而使其能够更加迅速地到达每一个楼层。这样不仅能满足高层建筑施工建设对于人员和物料的运输要求，还非常便捷，可以为提高高层建筑的施工效率创造良好的条件。

4.3 稳定性

稳定性强也是内置垂直升降方式的主要优势之一。以往外挂形式的垂直升降机会受到外部天气因素和施工人员自身因素的影响而呈现出较差的稳定性，且这种形式的垂直升降机一旦发生故障，会导致整个设备无法正常使用，进而影响施工进度。而内置垂直升降方式在实际应用过程中，能够在固定垂直升降机的阶段保证整个设备的应用质量和效果，且由于内置垂直升降设备本身是在建筑内部安装的，因而不会受到外界因素的影响，相应的出现各类安全问题的情况也比较少。而在对设备进行定期检修和维护的过程中，也无须耗费大量的人力和物力，只需要依靠事先制订的检修和维修计划就可以保障内置垂直升降机的应用质量。从这一方面来说，内置垂直升降方式能够体现出良好的稳定性特征。

5 垂直度偏差的计算

高层建筑的施工建设与一般的建筑工程有着较大的区别，在高层建筑施工中应用内置垂直升降方式，不仅需要考虑到设备本身的性能和参数是否符合实际的应用标准，还需要从楼层、数量以及高度等方面对内置垂直升降机的安装施工方法进行调整。内置垂直升降方式的应用，能够有效提高高层建筑的施工建设效率，为了充分发挥内置垂直升降方式在高层建筑施工建设中的作用，在对内置垂直升降方式进行设计时，需要重点注意垂直度偏差的计算结果对内置垂直升降方式运行质量的影响。

具体来说，高层建筑的施工建设需要按照设计方案进行，而建筑轴线的位置不仅是建筑楼体施工的主要定位依据，同时也会影响内置垂直升降方式的安装效果。在对高层建筑的垂直度偏差进行计算的过程中，需要在高层建筑各层结构设计完成的基础上，利用钢尺来测量外筒各柱列轴线与相应的控制轴线之间的垂距，这一数值对应着设计垂距的偏差，将纵偏差记为xi，横偏差记为yi，将具体的差值记录到固定的表格当中，能够对高层建筑每层的偏差以及建筑物整体的垂直度进行计算：建筑每层x轴方向的偏差，δx=∑Δxi/n（n为侧点数）；y轴方向的偏差值δy=∑Δyi/n。

各层的垂直度K=S/h，S为各层的偏差；h为各层的实际高度。全高垂直度K1=Smax/H，Smax为最大偏差值；H为相应楼层的建筑物最大高度。

在得到这些具体的数据之后，与高层建筑施工建设中规定的标准进行对比，当得到的垂直度偏差结果不符合规范要求时，就需要以首级控制点为基准重新进行投测。

对于垂直度偏差的计算，不仅能作为衡量高层建筑施工建筑的一个主要标准，对于内置垂直升降方式的安装施工同样具有重要的作用。在这种情况下，要更好地发挥内置垂直升降方式在保障高层建筑人员和物料运输安全中的作用，需要重视对高层建筑垂直度的控制，在计算得到高层建筑垂直度高度差的基础上，采用吊线坠法、经纬仪外控法、光学垂准仪、经纬仪天顶法和激光铅直仪等方法来对高层建筑的垂直度进行有效控制。

6 结语

综上所述，内置垂直升降方式拥有安全性、便捷性以及稳定性3 个主要的优势，能够为保证建筑的施工安全提供有效保障。在当前高层建筑施工建设数量不断增加的情况下，应充分挖掘内置垂直升降方式的应用优势，对当前内置垂直升降方式应用中仍然存在的一些问题进行及时的调整和优化，为提高高层建筑的施工建设水平和质量发挥重要的作用。