某高架仓库的施工管理方案

刘奇舟

[巴特勒（上海）有限公司，上海 201620 ]

0 引言

高架库施工管理与普通钢结构厂房有所不同，如构件较长、单件构件截面和重量较大，场地狭窄，高空作业危险性更高，需大型起重设备辅助安装等。当前关于钢结构的施工技术、质量控制和安全管理等方面的研究较多，王伟[1]阐述了钢结构施工质量管理策略。李冠东[2]通过对高层钢结构施工技术和节点设计，提出在高层建筑中可广泛应用钢结构施工技术。杜丽[3]以安徽小罐茶高架库的自动喷水灭火系统为例，详细介绍了自喷新规范在厂房、高架库中的应用。本文在此基础上，阐述了高架仓库施工管理方案及质量、安全和进度控制要点，提出了施工工序中整体安装的思路和方法，从而减少高空作业和交叉作业。

1 工程概况

耐克全自动无人立体仓库，位于江苏省太仓市耐克物流园内，总投资约6.7 亿元，檐高42.6m，长度136m，宽度85.31m，占地面积约11 661m2，是亚洲单体存储量最大的全自动无人立体仓库，仓位数量100 万个，可容纳700 万～1200 万件货品，单位面积储位数量是传统货架的5 倍。

钢构件截面主要为双肢H 型格构柱和H 型钢，按类分为格构柱、抗风柱、墙架柱、屋面梁等；按构造系统分为主结构系统、支撑系统、屋面系统及墙面系统。货架及平台待仓库建筑完成后进场施工。主钢架材料规格如表1 所示。

表1 主钢架材料规格

2 高架仓库施工管理方案

2.1 施工管理流程

（1）钢柱单件尺寸长，总高度44.6m；重量大，主结构共计4 600t，次结构430t；格构柱每延长米重量达到1 100kg，埋入筏板基础内深度为2m，与筏板基础存在交叉施工；（2）梁柱节点复杂，柱顶原设计节点为四向“十字”牛腿，分别悬挑1.5m 和1.7m，与屋面梁和连系梁分别刚性连接，钢柱的加工和运输都存在困难，必须优化节点；（3）现场焊接量大，且多为一级焊缝，焊接质量要求高；（4+）属于扩建项目，现场作业区域狭小紧凑，构件品种和规格较多，工期紧张；（5）屋面桁架檩条高度750mm，下弦有反吊顶板，施工存在较大安全风险；（6）消防管道暗布于桁架檩条内，独立施工会产生相当多的登高作业和安全风险；与檩条及檩间支撑安装存在密集交叉施工作业；（7）屋面DEC 板与卷材防水存在交叉施工作业；（8）主结构及檩条均设有防火涂料，与钢结构施工亦存在交叉施工；（9）FM 认证要求。

项目执行前，由项目经理牵头，从设计、采购、加工厂、运输等部门抽调技术骨干参加项目启动会，认真研究项目特点和难点、预判施工中可能出现的问题，并积极同设计院沟通优化节点，与总包及土建、防火涂料、消防等专业单位沟通交叉作业衔接安排，编制施工方案和进度计划报业主、管理公司及监理审批。由于建筑较高，单件起重量较大，请专家对施工方案进行评审，通过后开始实施。

2.2 施工部署及控制措施

2.2.1 合理划分流水作业区段

根据现场条件和专业交叉施工情况，现场划分了六个流水作业段。如基础和第一节柱交叉施工时，每个作业段的工序为：钢柱基础开挖－框架柱基础螺栓预埋－基础内混凝土浇筑－第一节柱吊装－校正－土建筏板钢筋绑扎－抗风柱地脚螺栓预埋－钢柱校正复查－混凝土浇筑。桁架檩条、消防管道和防火涂料喷涂工序亦如此，每个作业段均按照顺序组织流水作业，施工过程中各专业间既不互相影响，又可相互照应，确保整个工程施工安全、质量和进度均处于可控状态。

2.2.2 确定构件安装顺序和合适的进场数量

合理安排构件安装顺序和进场数量，对工期的控制和不同专业穿插施工尤为重要。考虑到卸货堆放、吊车和登高车数量比较多，吊车占位一次应尽可能多安装构件，但因交叉作业施工影响和构件自身相对位置影响，构件安装顺序必须统筹规划。材料进场数量需严格按照作业段确保精确，并考虑每日安装工作量，及时调整。具体钢结构主要作业顺序及第一层钢柱与基础安装情况，如图1～ 2 所示。

图1 施工现场

2.2.3 起重机械及登高车选择：

（1）一节柱格构柱长17.55 m，中柱长11m，结合作业半径和起重参数考虑，取许可荷载的85%，经过计算和权衡，一节柱吊装选用50t 吊车；筏板基础地坪硬化后，该吊车则用于一层抗风柱、抗风横梁及柱间支撑等安装；（2）二、三节格构柱地面拼装采用50t 吊车，考虑高度和拼节后钢柱重量级安全系数，采用了250t 履带吊作为主吊，130t 履带吊辅助吊装。250t 履带吊兼顾屋面主梁安装，130t 履带吊兼顾二、三节抗风柱、抗风横梁及连系梁的安装。（3）桁架檩条、屋面水平支撑、天沟托架安装则配套采用两台80t 吊车按照流水作业段依次安装。第二、三节柱及桁架檩条安装图片，如图3-4 所示。（4）墙面次结构和外墙板各分为两组，采用两台50t 吊车提升辅助。墙面次结构也同屋面桁架檩条一样，采用拼装单元整体吊装法，即将一个柱间墙面次结构从上到下分为多个拼装单元，地面组成拼装单元后整体提升安装，极大地提高安装效率，减少高空作业。（5）屋面吊顶板则通过施工计算和设计复核。采用两台50t 吊车辅助，同步将定制的大型作业平台（约160m2）及一定数量的吊顶板提升至施工需求高度后，采用四根直径30mm 钢丝绳和葫芦捆绑在屋面梁上。施工人员上下作业平台则利用两台56m 登高车。

图4 桁架檩条地面组装，与消防管道整体安装

2.3 施工管理要点分析

2.3.1 安全和文明施工

钢结构施工多为高空作业，尤其是高架库施工，施工难度较大，风险因素较多，属于危险性较大的分部分项工程，因此必须实行“预控管理”，任何作业开始前均需进行风险评估，并严格实行作业票制度和监护人制度。此外，本项目实行常态化日常检查和施工流程审批。主要举措有：（1）贴标管理，机械设备进场，查验设备性能报告和年检报告；电箱和电动工具进场时，报请管理公司和监理公司联合查验，设备和工具贴标后方可使用；工人完成三级教育并经过安全考核后，办理施工胸牌，领取安全教育合格帽贴，方可进入施工现场。（2）日常性检查：吊装机械、钢索、吊具吊耳、登高车、个人防护用品、电箱、气瓶阀门等。（3）专项作业安全交底：施工负责人须检查具体施工人员的落实情况，并经常性督促指导。（4）高空作业工人必须配备工具包和工具手绳。高空焊接作业必须配备接火盆，登高车辅助焊接时，护笼必须采用防火布包裹，防止火星飞溅。（5）落实文明施工措施：如规范个人防护用品；现场场地及道路定期维护、清扫、洒水及降低灰尘举措；作业区做到工完场清，各专业配备文明清洁工不少于一名。材料堆放区分类有标识；油漆、柴油等危险品应分类储存，配备灭火器并远离明火作业区；设置垃圾分类池等。

2.3.2 质量管理

钢结构施工质量牵涉的方面比较多，设计、原材料、制作和安装等环节的质量控制都会影响到整体项目的质量。因此，钢结构施工质量管理应从设计之初开始，按照制定质量管理计划和目标，强化全过程质量管理，加强检查和验收过程环节。

（1）本项目从设计入手，通过调整模型，精确计算和优化钢结构连接节点，既要确保钢结构加工精度和现场安装便捷，又要考虑装车和运输方便，加快了项目整体进度且降低了项目成本。

（2）钢结构加工时安排专职驻厂监造，加强对原材料、零部件下料精度、焊接质量及检验等工序检查，确保构件的质量符合设计及规范要求。考虑本项目钢构件焊缝为一级，着重加强了焊缝检测流程，并按照流水作业段，定期请业主和管理公司代表、监理工程师及第三方检测人员到工厂进行焊缝探伤检测，确保出厂构件焊接质量合格。

（3）主钢结构安装质量管控方面包括地脚螺栓、结构精度、焊接控制、质量检验和检查等。地脚螺栓：混凝土预留基坑内安置和固定好地脚螺栓前，引测纵、横轴线和标高，并用全站仪进行点位复测，将钢柱点位误差严格控制在许可范围内，并确保地脚螺栓偏差在2mm 以内。结构精度：由钢柱垂直度校正和主体结构矫正两部分组成。钢柱垂直度校正，用两台经纬两个方向配合校正。钢柱吊装后，跟踪测量初步校正—焊前测量校正—焊后测量复测—逐层向上传递轴线。柱底标高偏低的采用垫铁调整，误差控制在-3～2mm 之间。主体结构校正，钢框架封闭前先将钢柱校正并及时纠偏，可以大大地减轻整体校正难度。高强度螺栓紧固和焊接完成后需再做一次整体轴线测量，得出焊后偏差结果，在充分考虑减少焊接应力的前提下，从预留反变形和对称焊接两方面来控制现场焊接变形。紧固件分项：紧固件分为高强螺栓和普通螺栓连接分项。因此，螺栓的紧固检查作为紧固件连接分项的重要控制点。为方便检查和验收，高强度螺栓统一采用了扭剪型螺栓。焊接控制：焊接质量尤其是现场焊接受到多方面影响较多，焊接前组织专门的技术交底和焊工考试，考试试件委托第三方检测，检验合格后形成焊接作业指导书并备案。由于风力和湿度影响，特别是冬天气温较低，需采取相应的措施，如焊接区域搭设遮挡棚、焊口预热、采用陶瓷垫片替代焊接垫板等。按照规范要求，一级焊缝焊后进行了100%探伤检测。质量检验和检查：钢结构质量检验的主要目的是全面检查钢结构质量，确保符合设计要求和规范标准。钢构件从出厂检验到现场安装检查和验收，都必须严格按照质量计划和规范要求进行，遵守自检-互检-交接检的检查模式，强化过程检查和验收手续是保证钢结构质量的关键。

2.3.3 进度管理

钢结构施工工期一般都比较紧张。施工前需根据施工组织设计、吊装顺序、现场场地和环境等情况编制与总进度计划匹配的钢结构专项进度计划和配套的材料需求计划、机械设备计划及劳动力计划。但进度管理并不仅是制定和落实进度计划，针对本项目来说，场地紧，交叉作业多，制定钢结构材料和安装进度计划就需要充分考虑材料加工和运输、现场堆放和拼装、交叉施工流水节拍、安装顺序、吊车占位、机械设备和人员数量等因素，并且需要预留机动调整时间。材料计划精确到各个施工段多少车，每天发多少车及每车上装载哪些构配件，这样做是为了确保不过多占用现场场地，到场材料能及时安装，减少二次搬运。安装计划则需精确到设备和人员、每天安装工作量，预留机动调整时间。

本项目屋面桁架檩条的安装，采取了模块吊装法，在地面拼装单元，配合消防管道支架安装和防火涂料喷涂后做整体提升安装，需要桁架檩条及配件的发运必须配套精准。整体提升安装既节约了施工机械成本，又减少了高空作业和现场场地的占用。尽管对于桁架檩条安装进度略有滞后，但加快了项目整体进度，从整体效益上来看，施工方法调整是科学而合理的。

钢结构施工的安全、质量和进度管理是相互影响而又紧密联系。在项目执行过程中，任何一方面的不可控，都可能导致其他方面受到牵连和滞后，从而影响整个项目的目标。因此，三者不能顾此失彼，需依靠合理的部署、充分的沟通和适度的调整，才能使得项目各个目标顺利实现并完成交付。

3 结论

高架仓库施工难度大，危险性较高。施工前需充分了解项目施工难点，统筹规划并制定详细的施工方案和应对措施，对项目的顺利展开至关重要。在具体实践中，还需要结合现场条件，从减少高空作业和交叉作业方面，选用和调整合适施工方法，提升项目整体效益，能促进项目整体效益的提升。