某高架倉庫的施工管理方案

劉奇舟

[巴特勒（上海）有限公司，上海 201620 ]

0 引言

高架庫施工管理與普通鋼結構廠房有所不同，如構件較長、單件構件截面和重量較大，場地狹窄，高空作業危險性更高，需大型起重設備輔助安裝等。當前關于鋼結構的施工技術、質量控制和安全管理等方面的研究較多，王偉[1]闡述了鋼結構施工質量管理策略。李冠東[2]通過對高層鋼結構施工技術和節點設計，提出在高層建筑中可廣泛應用鋼結構施工技術。杜麗[3]以安徽小罐茶高架庫的自動噴水滅火系統為例，詳細介紹了自噴新規范在廠房、高架庫中的應用。本文在此基礎上，闡述了高架倉庫施工管理方案及質量、安全和進度控制要點，提出了施工工序中整體安裝的思路和方法，從而減少高空作業和交叉作業。

1 工程概況

耐克全自動無人立體倉庫，位于江蘇省太倉市耐克物流園內，總投資約6.7 億元，檐高42.6m，長度136m，寬度85.31m，占地面積約11 661m2，是亞洲單體存儲量最大的全自動無人立體倉庫，倉位數量100 萬個，可容納700 萬～1200 萬件貨品，單位面積儲位數量是傳統貨架的5 倍。

鋼構件截面主要為雙肢H 型格構柱和H 型鋼，按類分為格構柱、抗風柱、墻架柱、屋面梁等；按構造系統分為主結構系統、支撐系統、屋面系統及墻面系統。貨架及平臺待倉庫建筑完成后進場施工。主鋼架材料規格如表1 所示。

表1 主鋼架材料規格

2 高架倉庫施工管理方案

2.1 施工管理流程

（1）鋼柱單件尺寸長，總高度44.6m；重量大，主結構共計4 600t，次結構430t；格構柱每延長米重量達到1 100kg，埋入筏板基礎內深度為2m，與筏板基礎存在交叉施工；（2）梁柱節點復雜，柱頂原設計節點為四向“十字”牛腿，分別懸挑1.5m 和1.7m，與屋面梁和連系梁分別剛性連接，鋼柱的加工和運輸都存在困難，必須優化節點；（3）現場焊接量大，且多為一級焊縫，焊接質量要求高；（4+）屬于擴建項目，現場作業區域狹小緊湊，構件品種和規格較多，工期緊張；（5）屋面桁架檁條高度750mm，下弦有反吊頂板，施工存在較大安全風險；（6）消防管道暗布于桁架檁條內，獨立施工會產生相當多的登高作業和安全風險；與檁條及檁間支撐安裝存在密集交叉施工作業；（7）屋面DEC 板與卷材防水存在交叉施工作業；（8）主結構及檁條均設有防火涂料，與鋼結構施工亦存在交叉施工；（9）FM 認證要求。

項目執行前，由項目經理牽頭，從設計、采購、加工廠、運輸等部門抽調技術骨干參加項目啟動會，認真研究項目特點和難點、預判施工中可能出現的問題，并積極同設計院溝通優化節點，與總包及土建、防火涂料、消防等專業單位溝通交叉作業銜接安排，編制施工方案和進度計劃報業主、管理公司及監理審批。由于建筑較高，單件起重量較大，請專家對施工方案進行評審，通過后開始實施。

2.2 施工部署及控制措施

2.2.1 合理劃分流水作業區段

根據現場條件和專業交叉施工情況，現場劃分了六個流水作業段。如基礎和第一節柱交叉施工時，每個作業段的工序為：鋼柱基礎開挖－框架柱基礎螺栓預埋－基礎內混凝土澆筑－第一節柱吊裝－校正－土建筏板鋼筋綁扎－抗風柱地腳螺栓預埋－鋼柱校正復查－混凝土澆筑。桁架檁條、消防管道和防火涂料噴涂工序亦如此，每個作業段均按照順序組織流水作業，施工過程中各專業間既不互相影響，又可相互照應，確保整個工程施工安全、質量和進度均處于可控狀態。

2.2.2 確定構件安裝順序和合適的進場數量

合理安排構件安裝順序和進場數量，對工期的控制和不同專業穿插施工尤為重要。考慮到卸貨堆放、吊車和登高車數量比較多，吊車占位一次應盡可能多安裝構件，但因交叉作業施工影響和構件自身相對位置影響，構件安裝順序必須統籌規劃。材料進場數量需嚴格按照作業段確保精確，并考慮每日安裝工作量，及時調整。具體鋼結構主要作業順序及第一層鋼柱與基礎安裝情況，如圖1～ 2 所示。

圖1 施工現場

2.2.3 起重機械及登高車選擇：

（1）一節柱格構柱長17.55 m，中柱長11m，結合作業半徑和起重參數考慮，取許可荷載的85%，經過計算和權衡，一節柱吊裝選用50t 吊車；筏板基礎地坪硬化后，該吊車則用于一層抗風柱、抗風橫梁及柱間支撐等安裝；（2）二、三節格構柱地面拼裝采用50t 吊車，考慮高度和拼節后鋼柱重量級安全系數，采用了250t 履帶吊作為主吊，130t 履帶吊輔助吊裝。250t 履帶吊兼顧屋面主梁安裝，130t 履帶吊兼顧二、三節抗風柱、抗風橫梁及連系梁的安裝。（3）桁架檁條、屋面水平支撐、天溝托架安裝則配套采用兩臺80t 吊車按照流水作業段依次安裝。第二、三節柱及桁架檁條安裝圖片，如圖3-4 所示。（4）墻面次結構和外墻板各分為兩組，采用兩臺50t 吊車提升輔助。墻面次結構也同屋面桁架檁條一樣，采用拼裝單元整體吊裝法，即將一個柱間墻面次結構從上到下分為多個拼裝單元，地面組成拼裝單元后整體提升安裝，極大地提高安裝效率，減少高空作業。（5）屋面吊頂板則通過施工計算和設計復核。采用兩臺50t 吊車輔助，同步將定制的大型作業平臺（約160m2）及一定數量的吊頂板提升至施工需求高度后，采用四根直徑30mm 鋼絲繩和葫蘆捆綁在屋面梁上。施工人員上下作業平臺則利用兩臺56m 登高車。

圖4 桁架檁條地面組裝，與消防管道整體安裝

2.3 施工管理要點分析

2.3.1 安全和文明施工

鋼結構施工多為高空作業，尤其是高架庫施工，施工難度較大，風險因素較多，屬于危險性較大的分部分項工程，因此必須實行“預控管理”，任何作業開始前均需進行風險評估，并嚴格實行作業票制度和監護人制度。此外，本項目實行常態化日常檢查和施工流程審批。主要舉措有：（1）貼標管理，機械設備進場，查驗設備性能報告和年檢報告；電箱和電動工具進場時，報請管理公司和監理公司聯合查驗，設備和工具貼標后方可使用；工人完成三級教育并經過安全考核后，辦理施工胸牌，領取安全教育合格帽貼，方可進入施工現場。（2）日常性檢查：吊裝機械、鋼索、吊具吊耳、登高車、個人防護用品、電箱、氣瓶閥門等。（3）專項作業安全交底：施工負責人須檢查具體施工人員的落實情況，并經常性督促指導。（4）高空作業工人必須配備工具包和工具手繩。高空焊接作業必須配備接火盆，登高車輔助焊接時，護籠必須采用防火布包裹，防止火星飛濺。（5）落實文明施工措施：如規范個人防護用品；現場場地及道路定期維護、清掃、灑水及降低灰塵舉措；作業區做到工完場清，各專業配備文明清潔工不少于一名。材料堆放區分類有標識；油漆、柴油等危險品應分類儲存，配備滅火器并遠離明火作業區；設置垃圾分類池等。

2.3.2 質量管理

鋼結構施工質量牽涉的方面比較多，設計、原材料、制作和安裝等環節的質量控制都會影響到整體項目的質量。因此，鋼結構施工質量管理應從設計之初開始，按照制定質量管理計劃和目標，強化全過程質量管理，加強檢查和驗收過程環節。

（1）本項目從設計入手，通過調整模型，精確計算和優化鋼結構連接節點，既要確保鋼結構加工精度和現場安裝便捷，又要考慮裝車和運輸方便，加快了項目整體進度且降低了項目成本。

（2）鋼結構加工時安排專職駐廠監造，加強對原材料、零部件下料精度、焊接質量及檢驗等工序檢查，確保構件的質量符合設計及規范要求。考慮本項目鋼構件焊縫為一級，著重加強了焊縫檢測流程，并按照流水作業段，定期請業主和管理公司代表、監理工程師及第三方檢測人員到工廠進行焊縫探傷檢測，確保出廠構件焊接質量合格。

（3）主鋼結構安裝質量管控方面包括地腳螺栓、結構精度、焊接控制、質量檢驗和檢查等。地腳螺栓：混凝土預留基坑內安置和固定好地腳螺栓前，引測縱、橫軸線和標高，并用全站儀進行點位復測，將鋼柱點位誤差嚴格控制在許可范圍內，并確保地腳螺栓偏差在2mm 以內。結構精度：由鋼柱垂直度校正和主體結構矯正兩部分組成。鋼柱垂直度校正，用兩臺經緯兩個方向配合校正。鋼柱吊裝后，跟蹤測量初步校正—焊前測量校正—焊后測量復測—逐層向上傳遞軸線。柱底標高偏低的采用墊鐵調整，誤差控制在-3～2mm 之間。主體結構校正，鋼框架封閉前先將鋼柱校正并及時糾偏，可以大大地減輕整體校正難度。高強度螺栓緊固和焊接完成后需再做一次整體軸線測量，得出焊后偏差結果，在充分考慮減少焊接應力的前提下，從預留反變形和對稱焊接兩方面來控制現場焊接變形。緊固件分項：緊固件分為高強螺栓和普通螺栓連接分項。因此，螺栓的緊固檢查作為緊固件連接分項的重要控制點。為方便檢查和驗收，高強度螺栓統一采用了扭剪型螺栓。焊接控制：焊接質量尤其是現場焊接受到多方面影響較多，焊接前組織專門的技術交底和焊工考試，考試試件委托第三方檢測，檢驗合格后形成焊接作業指導書并備案。由于風力和濕度影響，特別是冬天氣溫較低，需采取相應的措施，如焊接區域搭設遮擋棚、焊口預熱、采用陶瓷墊片替代焊接墊板等。按照規范要求，一級焊縫焊后進行了100%探傷檢測。質量檢驗和檢查：鋼結構質量檢驗的主要目的是全面檢查鋼結構質量，確保符合設計要求和規范標準。鋼構件從出廠檢驗到現場安裝檢查和驗收，都必須嚴格按照質量計劃和規范要求進行，遵守自檢-互檢-交接檢的檢查模式，強化過程檢查和驗收手續是保證鋼結構質量的關鍵。

2.3.3 進度管理

鋼結構施工工期一般都比較緊張。施工前需根據施工組織設計、吊裝順序、現場場地和環境等情況編制與總進度計劃匹配的鋼結構專項進度計劃和配套的材料需求計劃、機械設備計劃及勞動力計劃。但進度管理并不僅是制定和落實進度計劃，針對本項目來說，場地緊，交叉作業多，制定鋼結構材料和安裝進度計劃就需要充分考慮材料加工和運輸、現場堆放和拼裝、交叉施工流水節拍、安裝順序、吊車占位、機械設備和人員數量等因素，并且需要預留機動調整時間。材料計劃精確到各個施工段多少車，每天發多少車及每車上裝載哪些構配件，這樣做是為了確保不過多占用現場場地，到場材料能及時安裝，減少二次搬運。安裝計劃則需精確到設備和人員、每天安裝工作量，預留機動調整時間。

本項目屋面桁架檁條的安裝，采取了模塊吊裝法，在地面拼裝單元，配合消防管道支架安裝和防火涂料噴涂后做整體提升安裝，需要桁架檁條及配件的發運必須配套精準。整體提升安裝既節約了施工機械成本，又減少了高空作業和現場場地的占用。盡管對于桁架檁條安裝進度略有滯后，但加快了項目整體進度，從整體效益上來看，施工方法調整是科學而合理的。

鋼結構施工的安全、質量和進度管理是相互影響而又緊密聯系。在項目執行過程中，任何一方面的不可控，都可能導致其他方面受到牽連和滯后，從而影響整個項目的目標。因此，三者不能顧此失彼，需依靠合理的部署、充分的溝通和適度的調整，才能使得項目各個目標順利實現并完成交付。

3 結論

高架倉庫施工難度大，危險性較高。施工前需充分了解項目施工難點，統籌規劃并制定詳細的施工方案和應對措施，對項目的順利展開至關重要。在具體實踐中，還需要結合現場條件，從減少高空作業和交叉作業方面，選用和調整合適施工方法，提升項目整體效益，能促進項目整體效益的提升。