高层建筑外立面模块化快速拆改的技术研究

高层建筑外立面模块化快速拆改的技术研究

张鹏、律思、包  松、杨金玲

（中建四局第一建设有限公司，广东，广州 510000）

[摘要] 建筑业是我国国民经济的支柱产业，既有建筑改造是提升城市经济活力、改善城市面貌的重要途经。现阶段的构造拆除改造工程在建筑业领域占据着一定的比重，但技术的成熟性和体系的完整性尚需进一步推动与完善。尤其是对于城市既有住宅外立面改造，越来越受到人们的重视。城市既有住宅外立面改造不仅仅可以节约资源，还可以美化城市环境，对于城市发展意义重大。新时期新背景下，加强对于城市既有住宅外立面改造的探究有着重要的现实意义。

[关键词] 高层；模块化拆改；外立面改造；既有住宅

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0引言

针对现阶段高层建筑外立面构造拆改，按传统的施工方法，采用搭设脚手架配合人工破除或者搭设施工平台配合绳锯施工。但这些施工方法往往伴随着拆改工期长、施工困难大、交叉作业多、安全风险高的难题，而且会受到场地的制约。对此是否可以研究出一种高层建筑外立面模块化快速拆改的技术，去解决高空构造拆除一系列的难题。

1工程概况

某项目含7栋住宅楼、1栋公寓楼、裙楼及地下建筑等附属工程，总建筑面积178603.48㎡平方米；住宅楼建筑高度95.32米，地上31层，地下2层，公寓楼建筑高度89.3米，地上18层，地下2层。

项目部分楼栋2层至31层外墙存在部分油烟管结构，现外墙油烟管构造梁需要保护性拆除，以满足使用功能及设计要求。

图1 外墙构造

2现状分析

针对现阶段高层建筑外立面构造拆改，按传统的施工方法，主要有以下技术难题：

（1）外立面改造大部分均为高空作业，施工时高空作业风险大，危险系数高。

（2）外立面拆改一般工期较短，施工时还要保证减少对周边环境的破坏。

（3）外立面改造场地较小，无法使用大型机械和搭设施工平台，对于场地和施工条件需求较大。

3技术探究

2.1倒置式拆除模拟分析计算

本项目中，由于屋面女儿墙较高，达到4.5m左右，翻越女儿墙危险性高，采用传统的从上之下拆除方式施工难度较大。所以结合项目实际情况，决定利用裙楼屋面，提出“倒置式分段拆除”理念，由下往上施工。

但考虑到原构造下部拆除后，剩余构件会变成悬挑构件，可能会对外部剪力墙造成应力破坏，故项目建立模型，模拟分段拆除的工况，对最不利情况进行应力云分析。

图2应力云分析

分析结果证明：采用倒置式拆除的施工方式，不会对外立面剩余悬挑构造及外侧剪力墙造成影响。

2.2高空模块化拆除施工

针对既有建筑拆改的环境保护和工期紧张的问题，提前将需要拆除的构造进行模块化分析，施工时分割成大小不一的吊装块，快速吊离，保证了施工过程中对周边环境扰动少，又满足了快速拆改的要求，如图3所示。

计算分析表

图3 模块化切割模型

2.3复杂空间的多机种协同拆除

2.3.1 不同空间垂直运输机械选型

大部分外立面改造项目均为交付多年的项目，没有垂直运输机械，考虑采用卷扬机作为垂直运输的主要机械。根据既有建筑屋面结构形式及吊重，可以选择不同的卷扬机，如卷扬机及移动炮车[1]。

图4 卷扬机

图5 移动式炮车

2.3.2多种外立面造型吊篮安装

考虑到外立面没有操作面，采用吊篮作为施工人员的主要操作平台。

根据不同的屋面结构形式，选择合适的吊篮安装方式，如图6~9所示[2]（非常规吊篮安装需进行专家论证）：

图6常规吊篮安装形式

图7非常规安装形式（穿墙）

图8非常规安装形式（超长）

图9非常规安装形式（超高）

2.3.3混凝土切割施工

切割机械选用：常见的混凝土切割技术有碟式切割法、钻石钢线切割法、钻孔切割法[3]，考虑到场地需求情况，优先选择钻孔切割法，如图10。

图10钻孔机

4应用特点

（1）施工倒置化。本施工技术较传统的拆除工艺相比，调整施工方向，由下至上倒置施工。给予了高空作业人员适应的时间，解决了高空作业危险难度高的问题。

（2）拆除模块化。将需要拆除的构造提前进行模块化分析，施工时分割成大小不一的吊装块，按切割顺序进行依次吊离，不额外产生其他破碎的结构，减少了对周边环境的污染，极大提高了施工效率。

（3）机械小型化。采用钻孔机与卷扬机一体化施工技术，通过钻孔机对构造进行模块化切割，然后利用卷扬机进行吊运至地面。施工中仅需要在屋面安装吊篮及卷扬机即可进行小型化作业，无需使用大型机械及搭设平台，解决了不同场地和施工条件的需求。

5效益分析

按照本技术进行施工，提高了施工效率，缩短了施工工期，降低施工成本，减少了材料耗用。以本项目为例，经计算，总体拆除费用约100万元，仅需20天即可完成全部施工，相比较传统工艺节省成本约133万元，同时缩短了40天工期，经济效益显著。

6结束语

综上所述,本工程通过对外立面改造的传统工艺方式进行分析，创新的应用了新的施工技术，解决了高空构造拆除一系列的难题，从而有效提高了施工工效，保证了施工安全，节省了成本。该技术在本工程上的成功应用，提高了施工效率，缩短了施工工期，降低施工成本，减少了材料耗用，对其它类似工程具有很大的参考借鉴意义。

参考文献：

[1]包纯南.新型移动炮车在超高层建筑幕墙工程中的应用关键技术[J].建筑施工, 2023, 45(4):706-709.

[2]于海祥, & 李治强. (2024). 屋面及外立面异形条件下吊篮非常规安装方法探析. 重庆建筑(002), 023.

[3]司道林. "静力切割技术在拆除工程中的应用." 山东工业技术 5(2018):1.

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