《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》是中建三局集團有限公司中南分公司完成的建築類施工工法。完成人是王恆、劉瑋、劉旋、軒虎、戴標。該工法適用於糧庫、水泥廠等筒體結構外立面裝飾裝修施工。
《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》的主要特點有：環狀通道、施工方便快捷；整體提升、安全性能高；連續施工、一次成型效果好。
2021年11月5日，《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》被湖南省住房和城鄉建設廳評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。
基本介紹
- 中文名：淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法
- 工法編號：HNJSGF207-2020
- 完成單位：中建三局集團有限公司中南分公司
- 完成人：王恆、劉瑋、劉旋、軒虎、戴標
- 審批單位：湖南省住房和城鄉建設廳
- 主要榮譽：湖南省2020年度工程建設省級工法
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,技術理論,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
淺圓倉是一種用於儲糧的鋼筋混凝土結構，具有儲存量大，造價低，工期短，機械化程度高等特點。淺圓倉多採用現澆混凝土結構，外立面需要進行防水、抹灰等裝飾裝修施工。傳統淺圓倉的外立面施工有兩種方式，一種是採用雙排落地腳架進行施工，另一種是以多組單個吊籃聯合施工。前者架體投入量大、搭設費用高、施工周期長；後者因單個吊籃施工範圍小、工效低、成型質量差。此種情況下，在單個吊籃的基礎上進行最佳化提出一種適用於淺圓倉外立面施工的整體環狀吊籃施工工法，該工法能夠給淺圓倉外立面施工提供一個便於施工的操作平台，有效的降低了成本，保障了安全，節約了工期。
中建三局集團有限公司中南分公司通過江西景德鎮國家糧食儲備庫搬遷還建項目淺圓倉的實踐，經總結提鍊形成了《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》。
工法特點
1.環狀通道、施工方便快捷
整體環狀吊籃根據現場筒倉直徑現場定做，圍繞淺圓倉外圍形成整體環狀吊籃，通過統一指揮，施工人員可在吊籃上進行較大範圍的移動，從而使得一次施工範圍覆蓋統一標高位置的一整圈筒體，施工快捷高效。
2.整體提升、安全性能高
一方面利用環鏈起重設備作為動力體系實現吊籃平台整體提升降落，另一方面利用構件焊接成整體平台，這都可保證淺圓倉外立面施工安全性。
3.連續施工、一次成型效果好
採用整體環狀吊籃進行施工，淺圓倉外立面可一次成型，減少外立面做法接縫，整體性更好，成型質量得以保證。
操作原理
適用範圍
《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》適用於糧庫、水泥廠等筒體結構外立面裝飾裝修施工。
技術理論
《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》根據淺圓倉直徑進行下料，在地面通過焊接以及高強螺栓等進行組裝成整體；同時在淺圓倉頂部預埋固定件，在其上固定環鏈起重設備安裝，實現整體環狀吊籃的整理提升與降落。利用吊籃的整體性，來保證淺圓倉外立面施工的連續性，保證其成型效果。
施工工藝
- 工藝流程
《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》施工工藝流程見圖1：
圖1 施工工藝流程圖
- 操作要點
《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》的操作要點如下：
一、準備工作
1.設計準備
吊籃屬於自製設備，且受力較為複雜，前期利用有限元對吊籃設備進行分析論證，確保其安全性及可靠性，有限元計算見圖2。
圖2 有限元計算
以本項目淺圓倉為例，倉體外徑25.56米，吊籃荷載情況如表1：
序號 | 材料 | 數量 | 單位重量 | 總重 |
|---|---|---|---|---|
1 | 40×40×4角鋼 | 520米 | 2.422千克/米 | 1259.44千克 |
2 | C16鋼筋 | 552米 | 1.58千克/米 | 872.16千克 |
3 | 熱鍍鋅鋼跳板 | 67平方米 | 30.00千克/平方米 | 2010.00千克 |
4 | 162平方米 | 0.30千克/平方米 | 48.60千克 | |
合計 | - | - | - | 4460.20千克 |
每兩個吊點之間安排一個施工人員（最多10人），體重取值75千克/人；
每個施工人員配備機具及塗料荷載取50千克/人；
吊籃滿載（即10人同時工作），則整體吊籃施工時的荷載總值為：
4460.2+75×10+50×10=5710.2千克
吊籃提升動力選用10個5t環鏈起重設備，環鏈起重設備參數如表2，布置點如圖3。
型號 | 額定載荷（噸） | 實驗載荷（噸） | 電機功率（千瓦） | 電機型號 |
|---|---|---|---|---|
DHT-Z5 | 5 | 6.25 | 0.75 | YHHP |
電源 | 提升速度（米/分鐘） | 淨重（千克） | 起重高度每增加1米增加的重量（千克） | |
380V | 0.53 | 31 | 4.52 | |
圖3 吊籃環鏈起重設備布置點
整體吊籃採用40×40×4毫米以及C16鋼筋製作，所需材料見表5.2.1-3，斷面如下圖4。
序號 | 材料 | 規格 | 數量 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
1 | 角鋼 | 40×40×4毫米 | 520米 | 吊籃主體 |
2 | 鋼筋 | C16 | 552米 | 吊籃防護 |
3 | 腳手板 | 3米×250毫米×1.5毫米 熱鍍鋅鋼跳板 | 326平方米 | 底部防護 |
4 | 安全網 | / | 162平方米 | 臨邊防護 |
圖4 吊籃剖面圖
2.施工準備
提升系統及安全繩頂部固定件採用400毫米長的Ф20鋼筋加工而成，鋼筋端部10厘米彎折90°，在淺圓倉錐形頂施工時，將加工好的鋼筋預埋固定，作為整體吊籃的動力系統固定點，如圖5。
圖5 淺圓倉整體吊籃倉頂預埋件安裝位置
圖6 淺圓倉整體吊籃安裝示意及節點圖
整體吊籃組裝前，將淺圓倉周邊地面回填到設計標高，並按要求進行壓實平整（若具備施工條件可進行硬化）。為確保整體吊籃上下提升順暢，淺圓倉筒體周邊鋼爬梯等附屬結構待外立面施工完成後再進行安裝，如圖6。
3.材料準備
在淺圓倉外立面施工前，要將所需的預埋件、環鏈起重設備、角鋼、吊鏈、安全網、腳手板等材料列出詳細的使用計畫。所需材料必須符合相關的規範、規程和標準，對進場材料做妥善分類保存，須符合ISO9001標準要求的標識，保證儲存材料處於整潔有序和不受天氣影響的狀態。
二、組裝整體吊籃平台
1.根據淺圓倉弧度加工角鋼及鋼筋，沿淺圓倉周邊擺放整齊。
2.為方便周轉使用，整體吊籃分為4段（根據本項目淺圓倉直徑計算，將吊籃分為19.91米、22.75米、19.91米及22.75米四段較為合理，方便利用豎向構件將四段吊籃組裝為整體）每段吊籃採用焊接施工，每兩段之間採用高強螺栓連線。施工時先焊接每段吊籃平台內外兩角鋼主環，待焊接牢固後，利用角鋼橫樑將內外兩環固定，吊籃平台底部組裝完成模型圖見圖7。
圖7 吊籃平台底部組裝完成模型圖
3.在已經固定的吊籃平台底部構件上根據設計焊接吊籃豎向構件，通過前期有限元分析，本項目單個整體環狀吊籃每2.84米設定一道豎向構件（共30道），每道豎向構件之間焊接一道水平拉結角鋼，拉結角鋼距離吊籃底部300毫米，能滿足吊籃整體性及施工便捷性要求。通過計算，將吊籃分解為前述4段，則每段端頭位置均剛好布置有一道豎向構件，每兩段吊籃之間，通過豎向角鋼構件用高強螺栓進行連線，即可將吊籃形成整體，如圖8。
圖8 吊籃平台框架完成模型圖
4.豎向構件安裝完成後，焊接水平維護構件，以加工好的鋼筋及角鋼作為水平維護構件，與豎向構件進行焊接，形成護欄。然後將4段吊籃用高強螺栓進行固定組裝，形成整體，如圖9；每兩段的連線點如圖10。
圖9 吊籃平台框架組裝模型圖
圖10 吊籃平台整體組裝節點圖
5.組裝完成後，在吊籃底部鋪設並腳手板，同時在外側掛安全網作為臨邊防護，如圖11所示。
圖11 吊籃平台組裝完成圖
6.為防止施工時施工人員隨意走動，造成吊籃受力不均衡發生傾斜，所有吊點位置處沿環狀吊籃徑向方向加裝兩根隔斷欄桿，掛安全網，並安裝一個紅外線報警器，如圖12所示，若有施工人員跨區域走動，報警器會立即回響，待地面指揮人員進行處理後再進行施工。
圖12 吊籃隔斷及報警器安裝圖
三、提升系統安裝
1.在安裝環鏈起重設備前，必須嚴格檢查預埋固定件彎鉤與錨固長度是否滿足要求，並100%做拉拔力試驗，確保固定件安全可靠。
2.按預埋件位置布置進行布置環鏈起重設備，如圖13及14所示。
圖13 提升系統安裝完成圖
圖14 淺圓倉整體吊籃安裝模型圖
3.環鏈起重設備採用並聯式起重控制櫃整體控制，確保各個提升設備提升幅度與速度一致，避免發生傾斜；
4.每根吊鏈處均裝有一把安全鎖，兩根吊鏈之間安裝一根直徑為20毫米的安全鋼絲繩（配備一把安全鎖），當工作鋼絲繩斷裂或吊籃發生傾墜時，能自動鎖住安全鋼絲繩防止平台下降。
四、整體環狀吊籃調試
1.提升設備采鋼絲繩固定在吊籃平台外側吊點上，要確保吊點處於同一標高。
2.整體吊籃平台固定完畢後，在吊籃上均勻堆加荷載，每兩個吊點間堆加200千克重物，將整體吊籃提升離地50厘米處，停止一段時間，檢測吊籃的穩定性，平整度。覆核整體吊籃吊點處水平。
3.整體吊籃自檢完畢後，需先進行驗收，然後到當地質監部門進行備案。未備案驗收嚴禁施工。
4.備案驗收完畢即可安排人員施工使用，每兩道導鏈之間安排一名施工人員即可滿足施工進度及吊籃荷載要求。
五、外立面施工
備案驗收完畢後即可安排人員施工使用。施工時，安排專人在地面進行指揮聯絡。每兩道導鏈之間安排一名施工人員進行施工作業，施工人員只在自己所在的區域走動，嚴禁違反地面指揮人員的指令進行違章作業。
六。拆除
施工完成後，將吊籃降至地面，放置平穩後，松解吊鏈，先拆除安全網及腳手板，再拆除每兩段吊籃之間的高強螺栓，之後可進行周轉使用。再次安裝使用前，需進行檢查，組裝完畢後按要求進行提升調試，合格後方可投入使用。
材料設備
《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》對材料設備的要求如下：
- 材料
整體環狀吊籃使用材料情況見下表：
序號 | 材料名稱 | 規格 | 備註 |
|---|---|---|---|
1 | 角鋼 | 40×40×4毫米 | 吊籃主體 |
2 | 鋼筋 | C16 | 吊籃防護 |
3 | 腳手板 | 3米×250毫米×1.5毫米熱鍍鋅鋼跳板 | 底部防護 |
4 | 安全網 | / | 臨邊防護 |
5 | 鋼筋 | Ф20毫米 | 頂部錨固措施 |
- 機械設備
施工機械設備見下表：
序號 | 設備名稱 | 單位 | 數量（台） | 備註 |
|---|---|---|---|---|
1 | 塔吊 | 台 | 1 | 材料吊運 |
2 | 環鏈起重設備 | 組 | 11 | DHZ-25/5T |
3 | 環鏈起重設備控制系統 | 套 | 1 | / |
4 | 交直流電焊機 | 台 | 2 | 吊籃拼裝 |
5 | 焊條烘箱 | 台 | 1 | / |
6 | 氣割 | 台 | 1 | 吊籃拆除 |
7 | 扳手 | 把 | 若干 | 吊籃安裝、拆解 |
質量控制
施工企業採用《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》施工時，應遵循的質量控制要求如下：
- 執行標準規範
施工按照以下規範、標準及設計要求執行：
《建築工程施工質量驗收統一標準》（GB50300-2018）
《鋼結構工程施工質量驗收規範》（GB50205-2017）
《建築結構荷載規範》（GB50009-2012）
《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》（JGJ130-2011）
《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）
《鋼結構工程施工規範》（GB50755-2012）
《鋼結構工程施工質量驗收規範》（GB50205-2001）
《鋼結構焊接規範》（GB50661-2011）
《建築施工高處作業安全技術規範》（JGJ80-2016）
《施工現場臨時用電安全技術規範》（JGJ46-2005）
《起重機鋼絲繩保養、維護、安裝、檢驗和報廢》（GB/T5972-2016）
《鋼結構超音波探傷及質量分級法》（JG/T203-2007）
《建築施工起重吊裝工程安全技術規範》（JGJ276-2012）
《高處作業吊籃》（GB/T19155-2017）
《高處作業吊籃安裝、拆卸、使用技術規程》（JB/T11699-2013）
《高處作業吊籃用鋼絲繩》（YB/T4575-2016）
- 質量控制措施
1.整體環狀吊籃施工應從原材料、加工製作等各方面進行質量控制，同時還應做好整體吊籃使用前及使用過程中的定期檢測；
2.確保整體環狀吊籃各桿件的設定和連線應符合鋼結構規範要求；注重對高強螺栓連線及焊接質量的檢查，確保螺栓連線及焊接滿足規範要求；
3.整體環狀吊籃提升時，確保各提升系統行程一致，提升前需將各提升機構調整至同一高度；
4.整體環狀吊籃組裝，為確保高強螺栓連線及焊縫質量，高強螺栓連線時嚴格按照規範標準進行初擰、復擰和終擰，並做好復檢；焊接需四面滿焊並嚴格按照鋼結構焊接要求做焊縫探傷檢測，檢測合格後方可投入使用；
5.整體環狀吊籃就位進行後續工程施工時，必須嚴格控制施工荷載，且荷載均勻堆碼，嚴禁施工荷載超過整體環狀吊籃的承載能力；
6.整體環狀吊籃頂部錨固措施需保證固定件錨固長度及淺圓倉頂部混凝土強度，同時提升裝置需提供合格證，進場需進行標定。
安全措施
施工企業採用《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
- 高處作業安全技術措施
1.身體不適於從事高處作業的工人（高血壓、心臟病、貧血病、癲癇病、低血壓等）不得從事高處作業；
2.加強對安全帽、安全帶、安全網安全“三寶”的管理，包括正確使用和保管。上籃人員必須系好安全帶，當整體吊籃上下運行及停在空中作業時，作業人員必須將安全帶扣在自鎖器上，自鎖器扣在安全繩上，安全繩規格不得低於Ф16毫米；
3.搭設和拆除整體環狀吊籃時應注意安全，桿件切勿觸碰電源電線；
4.採用新型整體環狀吊籃系統，過程中及時監控吊籃各種工況下位移以及形變數據，及時反饋分析，確保萬無一失；
5.整體吊籃在使用過程中，嚴禁在一層以上上下人員及物料，以防墜人墜物；
6.整體吊籃內載荷應大致均勻，每兩個吊點之間安排1人進行施工，嚴禁超載，每個施工人員的作業範圍為本人所在兩吊點之間區域，不得隨意跨區域走動。少於10人施工時，施工人員站位需對稱；
7.在整體吊籃安裝完畢後，檢查吊籃所有零部件及安裝質量、所有連線情況、數量等，並對整體吊籃進行試提升，檢查提升系統及安全裝置的工作情況；
8.雷雨天氣絕對禁止施工，並在雷雨到來之前徹底檢查吊籃的接地情況。五級以上的大風天氣里，必須將吊籃下降到地面並固定好；
9.吊籃操作人員應嚴格按照《電動吊籃技術交底兼安全操作規程》進行操作。
- 施工用電安全技術措施
1.電氣設備和線路必須絕緣良好，電線不得與金屬物綁在一起。各種電動機具必須按規定接零接地，堅持“一機一閘一漏電保護”制度；
2.嚴格控制整個吊籃系統與高壓線的安全距離（不小於10米）；
3.施工現場做到三級配電、兩級漏電保護的TN—S接零保護系統；
4.現場施工臨時移動電纜，套用專用支撐架支撐，以免電纜因拖地、受壓而損壞。
- 施工機具安全管理措施
1.提升系統、整體吊籃等施工機具旁應掛置“安全操作規範”指示牌；
2.使用前，操作者必須了解該機具的性能特點和產品說明書，按要求進行操作；
3.操作者應檢查機械本身有無故障，包括電源線有無破損老化，插頭、插座是否完好無損，保護接地、接零線是否牢靠，漏電保護開關是否靈敏可靠；
4.每天的裝修作業前，應對提升系統、吊籃等機具進行試提升，檢查各機具是否正常。當天施工完畢後，將吊籃放至地面，提升系統關機時，先關分開關，再關總開關；
5.使用中發生故障，應立即斷電，將吊籃上的施工人員用登高車等設備送至地面安全區域後，再由電工維修處理，不可自行修理。
環保措施
施工企業採用《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》施工時，應採取的環保措施是：
1.項目經理部成立環境保護施工領導小組，落實責任制；
2.遵守項目所在地文明施工及環境管理規定；
3.機械設備、材料、場內道路、臨時給排水、用電等要按施工組織設計要求及環保要求進行布置；
4.杜絕材料浪費，積極貫徹材料回收利用制度。
效益分析
中建三局集團有限公司中南分公司採用《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》施工的效益是：
- 工期效益
通過整體環狀吊籃施工工藝，相比較單個吊籃或者搭設雙排腳手架等傳統工藝，降低了施工難度，提高了施工效率。整體環狀吊籃組裝用時約2天，較搭設雙排腳手架的施工工藝節約措施工期80%。
- 經濟效益
該工程淺圓倉筒體外徑25.56米，筒倉高21.70米。與同等規模的淺圓倉採用雙排落地腳手架進行比較，單個淺圓倉採用雙排落地腳手架材料費用見表6。
序號 | 材料 | 數量 | 單價 | 天數 | 總價 |
|---|---|---|---|---|---|
1 | Ф48×3.25鋼管 | 8834米 | 租賃單價 0.011元/米/天 | 30天 | 2915.22元 |
2 | 扣件 | 7364個 | 租賃單價 0.006元/個/天 | 30天 | 1325.52元 |
3 | 3米×250毫米×1.5毫米 熱鍍鋅鋼跳板 | 1128塊 | 租賃單價 0.1元/塊/天 | 30天 | 3384元 |
4 | 安全網 | 1987平方米 | 4元/平方米 | / | 7948元 |
合計 | / | / | / | / | 15572.74元 |
一個淺圓倉的雙排落地腳手架，搭設時需用工時160人·天，拆除用工時70人·天，按照本地區人工費400元/人·天計算，則人工費為：（160+70）×400=92000元。
則單倉搭設雙排腳手架費用為：92000+15572.74=107572.74元。
採用整體環狀吊籃，單倉材料費用如表7：
序號 | 材料 | 數量 | 單價 | 天數 | 總價 |
|---|---|---|---|---|---|
1 | 40×40×4毫米角鋼 | 570.3千克 | 2900元/t | / | 1653.87元 |
2 | C16鋼筋 | 803.2千克 | 3600元/t | / | 2891.52元 |
3 | 3米×250毫米×1.5毫米 熱鍍鋅鋼跳板 | 94塊 | 租賃費0.1元/塊/天 | 30天 | 282元 |
4 | 安全網 | 162平方米 | 4元/平方米 | / | 648元 |
5 | 環鏈提升系統 | 一個倉 | 租賃費200元/天 | 30天 | 6000元 |
合計 | / | / | / | / | 11475.39元 |
該工法整體環狀吊籃從組裝到提升到位用工時20人·天，人工費為20×400=8000元。
則單個倉體採用整體環狀吊籃費用為：
11475.39+8000=19475.39元
綜上所述：單個淺圓倉採用整體環狀吊籃較雙排腳手架節約費用為：
107572.74-19475.39=88097.35元
以本項目淺圓倉檐溝高21.7米為例，則節約費用與淺圓倉直徑的關係為：
88097.35÷25=3523.90元/米
即淺圓倉直徑每增加1米，該工法相較傳統腳手架可節約3523.90元，若淺圓倉筒體高度增加，節省費用也隨之增加。
- 社會效益
1.該工法的成功套用解決了筒倉結構外立面裝修施工難題，可實現筒倉外立面整體施工，節約了施工人工、機械成本，提高了施工質量，保障了筒倉外立面施工安全。
2.該工法滿足國家關於建築節能工程的有關要求，節約了資源，提高了筒倉外立面施工效率，減少了單體吊籃的投入，同時在筒倉之間可周轉，實現資源反覆利用，取得了良好的施工效果。
註：施工費用以2019—202021年施工材料價格計算
套用實例
中建三局集團有限公司中南分公司採用《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》的套用實例如下：
- 景德鎮糧庫
1.工程概況
該工法在江西景德鎮國家糧食儲備庫搬遷還建工程得到成功套用。景德鎮糧庫工程占地300畝，總建築面積5.4萬平方米，共39棟單體。工程共設計8棟淺圓倉，呈2×4布局布置。淺圓倉檐溝高度21.7米，錐頂高度27.3米，內直徑25.00米，倉壁厚0.28米。外立面做法為：現噴50厚硬泡聚氨酯防水層；5毫米厚加強抹灰膠漿界面劑；抗裂砂漿加強鹼性格線布找平層；耐水膩子粉加膠柔性膩子層；外牆彈性乳膠漆兩底一面；分隔縫縱橫間間距不大於6米，寬30毫米，內填丙烯酸密封膏。
2.工程施工情況
景德鎮糧庫項目淺圓倉外立面工程自2019年10月開始施工，2019年10月底結束。完全按照預計的進度計畫進行，質量優異。
3.工程實施效果
淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法共效果如下：
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圖15實施過程圖 | 圖16實施過程圖 |
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圖17實施過程圖 | 圖18最終效果圖 |
- 曲靖市糧食儲備庫
1.工程概況
該工法在曲靖市糧食儲備庫（曲靖市糧油倉儲物流批發交易中心）建設工程得到成功套用。曲靖市糧食儲備庫共有14座淺圓倉，總倉容量11.2萬噸，占地面積共6333.7平方米。淺圓倉倉體內徑均為24米，壁厚300毫米，檐口標高25.2米，倉頂標高30.5米。
2.工程施工情況
曲靖市糧食儲備庫淺圓倉外立面工程自2019年3月開始施工，至2019年3月底結束。符合項目進度計畫，施工質量優異。
3.工程結果與實施效果評價
在淺圓倉施工過程中，採用整體環狀吊籃施工方法，該技術滿足項目工期及質量要求。曲靖市糧食儲備庫已投入使用，各項技術指標均滿足設計及規範要求。本項目使用該種整體環狀吊籃替代傳統單個吊籃以及腳手架施工，降低了施工難度以及安全風險，保證質量，同時節約工期，滿足施工節點要求。
榮譽表彰
2021年11月5日，湖南省住房和城鄉建設廳以湘建科〔2021〕206號檔案發布《關於公布湖南省2020年度工程建設省級工法名單的通知》，《淺圓倉外立面整體環狀吊籃施工工法》被評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。
