CN108360685B - 整体式顶升施工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体式顶升施工法，包括以下步骤：S1、楼房底层地下室的施工；S2、楼房顶层结构的施工；S3、楼房其他楼层结构的施工；S4、拆除辅助装置及地面施工。本发明的提供一种低成本且实用性强的整体式建筑顶升施工法。

Description

整体式顶升施工法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域。更具体地说，本发明涉及一种具整体式顶升施工法。

背景技术

目前传统的建筑施工通常是采用逐层现场扎钢筋、支模板、浇混凝土的施工方式进行施工，需要逐层放线、逐层支模、逐层绑扎钢筋并浇筑混凝土，已完成建筑的结构施工。这种施工工艺主要有以下的缺点：

(1)依靠现场大量的农民工手工作业，每一层都是一个新的作业面，导致工程施工出错概率大大增加，从而影响工程的整体建设质量。

(2)每层都是一个作业面没办法进行流水线施工，建筑工程的劳动生产效率相当低下。

(3)由于建设是从下往上施工，往往施工作业随建筑的升高相应升高，从而需要大量的高空作业，建筑材料也需要大量的进行高空运输，需要耗费大量的时间和金钱用于高空运输，使得整个工程的进展缓慢，带来工程工期相当长。

(4)目前采用的现场作业工艺里面，采用大量的周转材料(钢管支架、木方、木制模板等)也需要大量的人力来进行拼接和拼装，同时造成大量的木材资源浪费(模板和木方基本是一次性的使用后报废，不可回收)，带来环保和资源的严重浪费。

基于此，目前国家建设主管部门大力推广建筑预制拼装化的施工工艺技术。建设主管部门以及某些地方政府都已经出台了相关的政策来鼓励此项施工工艺技术，这也代表了将来的建筑施工发展方向。然而，推行了10多年的住宅产业化项目，因为以下缺点很难推广下去：

(1)由于建筑施工的特殊性，需要大量的高空作业，建筑构件的体量巨大，需要很大的高空吊装机械进行吊装，吊装的费用相当的昂贵，客观上增加了工程投资。

(2)由于预制构件需要在预制厂进行生产和制作，再运输到工地现场进行拼装，从而需要大量的运输费用，也相应增加了工程建造成本。

(3)由于是高空作业，构件吊装过程中的安全隐患也相应增大，由此带来的安全防护费用也会相应的增加。

基予上述的情况，目前在推广工厂化预制拼装的建筑产业化项目，因造价原因在推广上难以实现。当然，随着政府的大力推广、政策扶持以及更多的开发商和建筑企业投入到此项施工技术中后，规模效应带来的成本降低是可期的。

考虑到上述传统施工技术是自下而上的施工方式具有先天的很多技术缺陷。目前，有资料显示一种逆作法的施工技术(自上而下的建筑施工法)已经有相应的人员开始研究，提出建筑先完成顶层施工然后再将建筑顶升一个高度施工下一层，如此反复施工最后完成整个建筑。他们提出的施工方式是：

(1)先做好建筑基础；

(2)在基础上预埋好液压千斤顶装置；

(3)在千斤顶上面施工建筑的最顶层屋面；

(4)顶升千斤顶至一层建筑高度；

(5)将建筑的重量转换支撑至一个预设的铸钢空心柱上；

(6)回收千斤顶至原位；

(7)通过铸钢空心柱内安装钢结构柱子；

(8)升起千斤顶，顶升柱子下端至一层建筑高度，即完成顶层建筑的整个施工过程；

(9)如此重复，就可以完成全部建筑施工。这种工艺技术相比于传统的施工技术有很大的优点，但是在实施过程中也很难推行下去，就有先天的不足：

(1)顶升的结构安全性无法保证。整个建筑在液压千斤顶顶升过程中，顶升钢结构柱子的过程中，柱子上端与已经完成的楼面相牢固连接，而下端仅仅只能和千斤顶的上端连接，这样一来柱子的受力模型是一端固定一端接近自由；而反观千斤顶也是下部固定，上部与钢柱子相连形成近似上部自由的状态。这样在顶升过程中的稳定性就堪忧，一旦顶升过程中稍有偏心荷载作用，就会有巨大的安全隐患。

(2)施工方法有很大的局限性，仅仅只能用于钢结构。由于该方法提出的是用空心的铸钢柱子支撑建筑，以转换建筑的重量，然后再在这个铸钢柱子立面安装一根钢柱子来形成建筑的支撑柱子，柱子尺寸不能太大，其连接方式也只能是钢结构才可以。因此，这个方法仅仅只能适用于钢结构建筑，对于目前现实生活中的绝大多数的混凝土结构没办法实现。

(3)这种方法的建筑造价非常昂贵，很难推广。由于使用了铸钢柱子做支撑，而且铸钢柱子是最后要连同建筑一起浇筑在结构里面，这就注定了这个柱子的消耗是一次性的要摊销到建筑成本里面；另外，要承受整个建筑的重量，这个铸钢的柱子也需要非常大的截面，需要的材料工程量也是巨大的。因此，其建筑成本也会相应的增大，导致应用前景有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本且实用性强的整体式建筑顶升施工法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种整体式顶升施工法，包括以下步骤：

S1、楼房底层地下室的施工：

完成楼房的地基施工后，在所述地基上完成底层地下室的施工，并在所述底层地下室的顶板上间隔开有多个上下贯穿所述顶板的第一通孔，然后在所述底层地下室中竖直埋置多个与所述第一通孔一一对应的千斤顶，所述千斤顶的上端穿过其对应的所述第一通孔并与所述顶板的上端齐平；

S2、楼房顶层结构的施工：

在所述顶板的上端进行顶层结构的上楼板的施工，待所述顶层结构的上楼板硬化后，将所有所述千斤顶同时上升一个楼层的高度，以将所述顶层结构的上楼板上升一个楼层的高度，然后在所述顶板和所述顶层结构的上楼板之间间隔设置多根承托转换柱，并在多根所述承托转换柱上安装结构承托梁，再将所有的所述千斤顶下降至与所述顶板的上端齐平后，在所述顶板的上端上进行顶层结构的下楼板的施工，并在所述顶层结构的下楼板上预留供所述承托转换柱通过的第二通孔，待所述顶层结构的下楼板硬化后，再完成所述顶层结构的上楼板和下楼板之间的连接施工，即完成了顶层结构的施工；

S3、楼房其他楼层结构的施工：

将所有所述千斤顶同时上升一个楼层的高度，以将所述顶层结构上升一个楼层的高度，然后在所述顶板和所述顶层结构的下楼板之间间隔设置多根承托转换柱，并在多根所述承托转换柱上安装结构承托梁，再将所有的所述千斤顶下降至与所述顶板的上端齐平后，在所述顶板的上端进行次顶层结构的下楼板的施工，以所述顶层结构的下楼板作为次顶层结构的上楼板，待所述次顶层结构的下楼板硬化后，再完成次顶层结构的上楼板和下楼板之间的连接施工，即完成次顶层结构的施工，重复上述施工方法，直至完成所有楼层结构的施工；

S4、拆除辅助装置及地面施工：

依次拆除所有的所述承托转换柱、结构承托梁和千斤顶，再完成所述楼房与所述地基之间的固定连接，并完成地面施工。

优选的是，所述的整体式顶升施工法中，所述S2中，所述楼房的任意屋面层结构楼板的施工均包括屋面防水、刚性层施工、保护层施工、屋面排水设施施工以及屋面上的结构物的施工。

优选的是，所述的整体式顶升施工法中，所述S2-S3中，所述楼房的任意一层结构的上楼板和下楼板之间的连接施工均包括结构柱和承重墙的施工。

优选的是，所述的整体式顶升施工法中，所述S2-S3中，所述楼房的任意一层结构的上楼板和下楼板之间的连接施工均还包括混凝土浇注、内部隔墙施工、内部抹灰施工以及安装工程施工。

优选的是，所述的整体式顶升施工法中，所述千斤顶为液压千斤顶。

优选的是，所述的整体式顶升施工法中，所述地面施工包括混凝土浇注和安装工程施工。

优选的是，所述的整体式顶升施工法中，所述S4中依次拆除所有的所述承托转换柱、结构承托梁和千斤顶后，还包括对所述承托转换柱、结构承托梁和千斤顶拆除后留下的空洞进行填补。

本发明的有益效果是：

(1)通过对建筑顶升单元的划分，改变了已有的方式(顶升柱子脚部，实现建筑上升)，改善了结构顶升的安全性和稳定性。本发明将传统的施工法的以楼盖+下面的柱子(或者剪力墙)的划分单元模式改变为：上面的柱子(或者剪力墙)+楼盖(在柱脚位置)的单元划分模式，从而将顶升的结构的整体性大大改善，提升了结构顶升的安全性。

(2)增加了施工法的适用范围和适应能力。采用结构承托梁和承托转换柱的转换支撑方式，改变了已有的施工法的用铸钢空心柱子的承托转换方式，可以完全适用于现浇混凝土结构施工、预制混凝土拼装施工工艺以及钢结构施工，不再局限于钢结构施工方式。

(3)提升了工法的经济性，大大的降低建造成本，使得工艺具有推广性。该工法采用结构承托梁和承托转换柱的转换支撑方式，其结构承托梁和承托转换柱均是施工临时设施，建筑完成后可以拆卸回收，施工费用中仅仅只考虑这部分临时设施的施工租赁费用，使得该施工法的经济性大大提升，从而其应用前景更为广阔。

(4)所有的施工作业均在楼板地面上进行，可以避免建筑材料的高空运输作业，省掉高空运输费。

(5)工人作业在地面进行，可以系统性的解决建筑安全问题，同时也可以节省建筑安全文明施工费用。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的流程图；

图2为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之一；

图3为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之二；

图4为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之三；

图5为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之四；

图6为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之五；

图7为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之六；

图8为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之七；

图9为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之八；

图10为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之九；

图11为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之十；

图12为本发明一实施例的所述的整体式顶升施工法的楼房的结构示意图之十一；

图13为本发明另一实施例的所述的整体式顶升施工法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

<实施例1>

如图1-图11所示，本发明的实施例提供一种整体式顶升施工法，包括以下步骤：

S1、楼房底层地下室1的施工：

如图2所示，完成楼房的地基2施工后，在所述地基2上完成底层地下室1的施工，并在所述底层地下室1的顶板3上间隔开有多个上下贯穿所述顶板3的第一通孔，然后在所述底层地下室1中竖直埋置多个与所述第一通孔一一对应的千斤顶4，所述千斤顶4的上端穿过其对应的所述第一通孔并与所述顶板3的上端齐平；

S2、楼房顶层结构5的施工：

如图3所示，在所述顶板3的上端进行顶层结构5的上楼板的施工，待所述顶层结构5的上楼板硬化后，如图4所示，将所有所述千斤顶4同时上升一个楼层的高度，以将所述顶层结构5的上楼板上升一个楼层的高度，然后如图5所示，在所述顶板3和所述顶层结构5的上楼板之间间隔设置多根承托转换柱6，承托转换柱6的上端与顶层结构5的上楼板的下端固定连接，其下端与与所述顶板3的上端固定连接，并在多根所述承托转换柱6上安装结构承托梁7，如图6所示，再将所有的所述千斤顶4下降至与所述顶板3的上端齐平后，在所述顶板3的上端上进行顶层结构5的下楼板的施工，并在所述顶层结构5的下楼板上预留供所述承托转换柱6通过的第二通孔，待所述顶层结构5的下楼板硬化后，如图7所示，再完成所述顶层结构5的上楼板和下楼板之间的连接施工，即完成了顶层结构5的施工；

S3、楼房其他楼层结构的施工：

如图8-图9所示，将所有所述千斤顶4同时上升一个楼层的高度，以将所述顶层结构5上升一个楼层的高度，然后在所述顶板3和所述顶层结构5的下楼板之间间隔设置多根承托转换柱6，并在多根所述承托转换柱6上安装结构承托梁7，再将所有的所述千斤顶4下降至与所述顶板3的上端齐平后，在所述顶板3的上端上进行次顶层结构8的下楼板的施工，以所述顶层结构5的下楼板作为次顶层结构8的上楼板，待所述次顶层结构8的下楼板硬化后，再完成次顶层结构8的上楼板和下楼板之间的连接施工，即完成次顶层结构8的施工，如图10-图11所示，重复上述施工方法，直至完成所有楼层结构的施工；

S4、拆除辅助装置及地面施工：

如图12所示，依次拆除所有的所述承托转换柱6、结构承托梁7和千斤顶4，再完成所述楼房与所述地基2之间的固定连接，并完成地面施工。

上述技术方案中，提出一种与现状的施工工艺技术有较大的突破的施工工艺，来解决上述的不足和缺点。结合已经出现的一种自上而下的建筑施工法提出了一种新的整体式建筑顶升施工法。该工艺带来的功效或者优点如下：

(1)建筑顶升单元的划分，改变了已有的方式(顶升柱子脚部，实现建筑上升)，改善了结构顶升的安全性和稳定性。工法将传统的施工法的以楼盖+下面的柱子(或者剪力墙)的划分单元模式改变为，上面的柱子(或者剪力墙)+楼盖(在柱脚位置)的单元划分模式，从而将顶升的结构的整体性大大改善，提升了结构顶升的安全性。

(2)增加了施工法的适用范围和适应能力。采用承托梁和承托转换柱6的转换支撑方式，改变了已有的施工法的用铸钢空心柱子的承托转换方式，可以完全适用于现浇混凝土结构施工、预制混凝土拼装施工工艺以及钢结构施工，不再局限于钢结构施工方式。

(3)提升了工法的经济性，大大的降低建造成本，使得工艺具有推广性。该工法采用承托梁和承托转换柱6的转换支撑方式，其结构承托梁7和承托转换柱6均是施工临时设施，建筑完成后可以拆卸回收，施工费用中仅仅只考虑这部分临时设施的施工租赁费用，使得该施工法的经济性大大提升，从而其应用前景更为广阔。

(4)所有的施工作业均在楼板地面上进行，可以避免建筑材料的高空运输作业，省掉高空运输费。

(5)工人作业在地面进行，可以系统性的解决建筑安全问题，同时也可以节省建筑安全文明施工费用。

其中，所述S2中，所述楼房的屋面层结构楼板的施工包括屋面防水、刚性层施工、保护层施工、屋面排水设施施工以及屋面上的结构物的施工。

上述技术方案中，屋面是建筑物最上层的外围护构件，用于抵抗自然界的雨、雪、风、霜、太阳辐射、气温变化等不利因素的影响，保证建筑内部有一个良好的使用环境，屋面应满足坚固耐久、防水、保温、隔热、防火和抵御各种不良影响的功能要求；

刚性防水屋面是采用混凝土浇捣而成的屋面防水层。在混凝土中掺入膨胀剂、减水剂、防水剂等外加剂，使浇筑后的混凝土细致密实，水分子难以通过，从而达到防水的目的。刚性防水屋面的优点是价格便宜，耐久性好，维修方便，缺点是密度大，抗拉强度低，拉应变小；

保护层施工是指卷材铺设完毕经检查合格后，应立即进行保护层的施工，及时保护防水层免受损伤，从而延长卷材防水层的使用年限。常用的保护层做法有以下几种：块料面层保护层、水泥砂浆保护层、细石混凝土保护层；

屋面排水，将屋面的雨、雪水迅速排出，避免产生屋面积水的措施。在建筑工程中，屋面排水分有组织排水和无组织排水两种方式。

其中，所述S2-S3中，所述楼房的任意一层结构的上楼板和下楼板之间的连接施工均包括结构柱和承重墙的施工。

其中，所述S2-S3中，所述楼房的任意一层结构的上楼板和下楼板之间的连接施工均还包括混凝土浇注、内部隔墙施工、内部抹灰施工以及安装工程施工。

其中，所述千斤顶4为液压千斤顶4。

其中，所述地面施工包括混凝土浇注和安装工程施工。

其中，所述S4中依次拆除所有的所述承托转换柱6、结构承托梁7和千斤顶4后，还包括对所述承托转换柱6、结构承托梁7和千斤顶4拆除后留下的空洞进行填补。

<实施例2>

如图13所示，本发明的实施例提供一种整体式顶升施工法，包括以下步骤：建筑基础施工完成后，在基础上面完成基础梁、最下面一层地下室结构的施工(注意对结构柱子做稍微的改动，预留千斤顶4的安放位置；对结构顶板3注意预留结构承托梁7的安放位置)；放置千斤顶4就位，并做好连接固定；在地下室楼地面(这个上施工建筑的最顶层屋面结构(含屋面防水、刚性层、保护层、屋面排水设施以及屋面上的结构物)；待屋面结构达到强度后，开始顶升千斤顶4，将屋面结构顶升至一层的结构高度；在留出来的空间内开始安装结构承托转换柱6，并将结构承托转换柱6与地下室已完成结构牢固连接；回收千斤顶4将结构的重量转换至结构承托转换柱6，千斤顶4回至原位；然后开始施工屋面以下的顶层建筑的结构施工(含顶层的结构墙、柱，楼地面的整个结构层)；待该层结构达到强度后，开始顶升本层以上的所有结构物；顶升到设定的高度后，在承托转换柱6上牢固安装好结构承托梁7，并于回收千斤顶4以实现结构重量转换至结构承托梁7和承托转换柱6，并实现结构承托梁7与上部结构之间的牢固连接；回收千斤顶4至原位，再重复上述过程直至整个建筑施工完成；最后取出千斤顶4、拆除结构承托梁7、承托转换柱6，并完成对千斤顶4、结构承托梁7和承托转换柱6拆除后留下的孔洞进行填补。

本实施例的整体顶升将建筑物连同每层结构地板一起整体顶升，犹如举起一个大箱子一样。保证了顶升过程的结构稳定性和安全性。

本实施例流水线作业，所有的建筑物都在地下室的顶板3结构上进行，相当于一个流水线平台，无论建筑多高都可以在这个流水线平台上作业完成，提升了施工作业的准确度和施工作业效率。

本实施例的施工法适用范围广阔：本施工法由于采用了临时承托方式，可以预留出足够的空间用于施工作业，因此可以适用于现浇工艺施工方式，同时可以适用于目前的预制拼装结构施工方式，也是用于钢结构的结构施工方式。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.一种整体式顶升施工法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、楼房底层地下室(1)的施工：

完成楼房的地基(2)施工后，在所述地基(2)上完成底层地下室(1)的施工，并在所述底层地下室(1)的顶板(3)上间隔开有多个上下贯穿所述顶板(3)的第一通孔，然后在所述底层地下室(1)中竖直埋置多个与所述第一通孔一一对应的千斤顶(4)，所述千斤顶(4)的上端穿过其对应的所述第一通孔并与所述顶板(3)的上端齐平；

S2、楼房顶层结构(5)的施工：

在所述顶板(3)的上端进行顶层结构(5)的上楼板的施工，待所述顶层结构(5)的上楼板硬化后，将所有所述千斤顶(4)同时上升一个楼层的高度，以将所述顶层结构(5)的上楼板上升一个楼层的高度，然后在所述顶板(3)和所述顶层结构(5)的上楼板之间间隔设置多根承托转换柱(6)，并在多根所述承托转换柱(6)上安装结构承托梁(7)，再将所有的所述千斤顶(4)下降至与所述顶板(3)的上端齐平后，在所述顶板(3)的上端上进行顶层结构(5)的下楼板的施工，并在所述顶层结构(5)的下楼板上预留供所述承托转换柱(6)通过的第二通孔，待所述顶层结构(5)的下楼板硬化后，再完成所述顶层结构(5)的上楼板和下楼板之间的连接施工，即完成了顶层结构(5)的施工；

S3、楼房其他楼层结构的施工：

将所有所述千斤顶(4)同时上升一个楼层的高度，以将所述顶层结构(5)上升一个楼层的高度，然后在所述顶板(3)和所述顶层结构(5)的下楼板之间间隔设置多根承托转换柱(6)，并在多根所述承托转换柱(6)上安装结构承托梁(7)，再将所有的所述千斤顶(4)下降至与所述顶板(3)的上端齐平后，在所述顶板(3)的上端进行次顶层结构(8)的下楼板的施工，以所述顶层结构(5)的下楼板作为次顶层结构(8)的上楼板，待所述次顶层结构(8)的下楼板硬化后，再完成次顶层结构(8)的上楼板和下楼板之间的连接施工，即完成次顶层结构(8)的施工，重复上述施工方法，直至完成所有楼层结构的施工；

S4、拆除辅助装置及地面施工：

依次拆除所有的所述承托转换柱(6)、结构承托梁(7)和千斤顶(4)，再完成所述楼房与所述地基(2)之间的固定连接，并完成地面施工。

2.如权利要求1所述的整体式顶升施工法，其特征在于，所述S2中，所述楼房的任意一层楼板的施工包括屋面防水、刚性层施工、保护层施工、屋面排水设施施工以及屋面上的结构物的施工。

3.如权利要求1所述的整体式顶升施工法，其特征在于，所述S2-S3中，所述楼房的任意一层结构的上楼板和下楼板之间的连接施工均包括结构柱和承重墙的施工。

4.如权利要求3所述的整体式顶升施工法，其特征在于，所述S2-S3中，所述楼房的任意一层结构的上楼板和下楼板之间的连接施工均还包括混凝土浇注、内部隔墙施工、内部抹灰施工以及安装工程施工。

5.如权利要求1所述的整体式顶升施工法，其特征在于，所述千斤顶(4)为液压千斤顶。

6.如权利要求1所述的整体式顶升施工法，其特征在于，所述地面施工包括混凝土浇注和安装工程施工。

7.如权利要求1-6任一项所述的整体式顶升施工法，其特征在于，所述S4中依次拆除所有的所述承托转换柱(6)、结构承托梁(7)和千斤顶(4)后，还包括对所述承托转换柱(6)、结构承托梁(7)和千斤顶(4)拆除后留下的空洞进行填补。