高層建筑筒體液壓自動(dòng)爬模施工技術(shù)
黃勁松 唐鵬 楊選奎
摘要:液壓自動(dòng)爬模工藝在高層建筑施工中,具有施工速度快、操作簡潔、工程質(zhì)量好、降低成本的特點(diǎn)。它的工藝是總結(jié)了滑升模板、大模板施工的優(yōu)點(diǎn)后創(chuàng)造性的發(fā)揮了自身的工藝與操作優(yōu)勢。我國在80年代后期才開始將液壓自動(dòng)爬模工藝在高層建筑中進(jìn)行使用,常規(guī)做法為筒體剪力墻外墻采用爬模,內(nèi)墻采用散裝鋼模或組合鋼模,且在混凝土—型鋼結(jié)構(gòu)中更為常見。 關(guān)鍵詞:高層; 筒體; 同步性與垂直度控制 1工程概況 重慶某項(xiàng)目是一集大型商業(yè)廣場、五星級酒店、商務(wù)辦公、居住和童話主題公園為一體的城市地標(biāo)性超大型建筑群,總建筑面積為56萬m2。其最高建筑為7號樓,單體建筑面積為11.6萬m2,建筑層數(shù)54層,檐口高度232.2m,屬純鋼筋混凝土框-筒結(jié)構(gòu)。7號樓筒體自7~5軸至7~14軸,共長43.35m,寬自7~D軸至7~G軸,共寬11.7m。筒體結(jié)構(gòu)總高度為254m,其中±0.00以下共四層,±0.00以上54層,層高分別為6000mm、4500mm、3500mm三種。筒體剪力墻厚度為900~350mm不等,混凝土強(qiáng)度等級為C60~C30不等。結(jié)構(gòu)屬超過B級高度的超限高層建筑,結(jié)構(gòu)安全等級一級,設(shè)計(jì)使用年限為100年,結(jié)構(gòu)抗震等級為一級。筒體與外圍框架柱通過600×800mm、600×1000mm的梁進(jìn)行連接,具體設(shè)計(jì)情況如圖1所示。 2施工過程中存在的主要難題 考慮到本工程筒體單層面積大(模板面積約1800m2)、鋼筋用量多(約280T/層)、混凝土澆注時(shí)間長(約1200m3),按常規(guī)方法施工每月最多能完成2層,遠(yuǎn)不能滿足施工工期要求,在保障施工質(zhì)量和安全的前提條件下如何提高施工速度將是我們要重點(diǎn)考慮和解決的難題。 基于此,項(xiàng)目通過對施工過程的全面分析、相關(guān)施工技術(shù)方法的對比和綜合成本的分析比較,得到影響施工進(jìn)度的主要難題在如下幾個(gè)方面: ①建筑高度高,材料高空吊運(yùn)時(shí)間長,塔吊垂直運(yùn)輸工程量大; ②采用常規(guī)散裝或大型組合鋼模現(xiàn)場拼裝、加固時(shí)間長,且高空臨時(shí)堆放場地不能滿足要求; ③單體單層工程量大,工序占用時(shí)間長,前后施工工序制約因數(shù)大,工人勞動(dòng)強(qiáng)度高,施工流水與工序安排的時(shí)間節(jié)點(diǎn)難以保證; ④混凝土性能要求高、用量大,超高泵送難度大、時(shí)間長; 針對主體結(jié)構(gòu)施工過程中要想提高核心筒體施工速度、保證施工安全與質(zhì)量,除應(yīng)解決筒體施工模板體系的問題之外,重點(diǎn)還要解決塔吊的垂直吊運(yùn)能力。因此,我們通過在核心筒體內(nèi)設(shè)置一臺QTP5512內(nèi)爬塔吊為主,外附一臺特制QTZ6013塔吊為輔兩臺塔吊來解決垂直運(yùn)輸?shù)膯栴},大大增強(qiáng)了垂直運(yùn)輸能力。同時(shí)就模板體系方面,為了減少模板的拼裝、加固及周轉(zhuǎn)吊運(yùn)與堆放的壓力和勞動(dòng)強(qiáng)度,經(jīng)綜合分析與整體對比,考慮選用液壓自動(dòng)爬模施工技術(shù)解決上述問題。 3爬模的選擇與優(yōu)化 爬模是適用于高層建筑或高聳構(gòu)造物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的先進(jìn)模板施工工藝。液壓自動(dòng)爬升模板是依附在建筑結(jié)構(gòu)上,隨著結(jié)構(gòu)施工而逐層上升的一種模板體系,當(dāng)混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后脫模,模板不落地,依靠機(jī)械設(shè)備和支承體將模板和爬模裝置向上爬升一層,定位緊固,反復(fù)循環(huán)施工。 鑒于本工程7號樓屬純鋼筋混凝土超限高層結(jié)構(gòu),中間核心筒體與周邊框架柱通過600×800、600×1000的梁系進(jìn)行連接,樓板厚度為100、120mm。考慮到筒體周邊梁系較為復(fù)雜,現(xiàn)場施工時(shí)怎樣合理、順利完成樓層豎向與水平結(jié)構(gòu)的連貫施工成為爬模選擇和優(yōu)化的關(guān)鍵。結(jié)合現(xiàn)場7號樓核心筒體具體情況的綜合比較,發(fā)現(xiàn)若將模板爬升裝置設(shè)置在筒體外側(cè)則會由于筒體外圍水平梁系和樓板的影響制約了爬架的正常爬升。但考慮到筒體電梯井道設(shè)置數(shù)量有限,間距較遠(yuǎn),僅通過在井道內(nèi)設(shè)置爬升動(dòng)力裝置來帶動(dòng)大面積的懸掛模板進(jìn)行爬升在實(shí)際操作中很不現(xiàn)實(shí),且其模板體系最基本的穩(wěn)定性、垂直度和安全性要求都難以保證。 基于上述原因的分析,若要采用爬模施工工藝,則要依據(jù)7號樓筒體的具體設(shè)計(jì)情況,在滿足國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)格和規(guī)范要求的前提下,將動(dòng)力裝置設(shè)置在爬模下方的液壓油缸式自動(dòng)爬模優(yōu)化、調(diào)整為動(dòng)力裝置設(shè)置在爬模上方的液壓千斤頂式自動(dòng)爬模。 4液壓千斤頂自動(dòng)爬模的優(yōu)、特點(diǎn) 液壓千斤頂自動(dòng)爬升模板是滑模和支模相結(jié)合的一種新工藝,它吸收了支模工藝按常規(guī)方法澆筑混凝土,勞動(dòng)組織和施工管理簡便,受外界條件的制約少,混凝土表面質(zhì)量易于保證等優(yōu)點(diǎn),又避免了滑模施工常見的缺陷,施工偏差可逐層消除。液壓千斤頂自動(dòng)爬模工藝將立面結(jié)構(gòu)施工簡單化,節(jié)省了按常規(guī)施工所需的大量反復(fù)裝拆所用的塔吊運(yùn)輸,使塔吊有更多的時(shí)間保證鋼筋和其它材料的運(yùn)輸。液壓爬模工藝在N層安裝即可在N 層實(shí)現(xiàn)爬模。爬模可節(jié)省模板堆放場地,對于在城市中心施工場地狹窄的項(xiàng)目有明顯的優(yōu)越性。液壓爬模的施工現(xiàn)場文明,在工程質(zhì)量、安全生產(chǎn)、施工進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益等方面均有良好的保證。液壓爬模適用于全剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)核心筒、鋼結(jié)構(gòu)核心筒,高聳構(gòu)造物、橋墩、巨形柱等。 5液壓千斤頂自動(dòng)爬模施工的基本程序 根據(jù)本工程具體情況,爬模從地下-3層開始。當(dāng)埋置在基坑內(nèi)的-3層樓板以下主體完成,并綁扎完地下-3層墻體鋼筋后,即可進(jìn)行爬升模板及爬模裝置安裝。當(dāng)首次墻體混凝土澆注完成并達(dá)到一定強(qiáng)度后,進(jìn)行脫模,模板開始爬升,鋼筋綁扎隨模板爬升進(jìn)行。當(dāng)模板爬升至超出上層樓面600~800mm后,樓板鋼筋混凝土隨后逐層跟進(jìn)施工,其間上層爬模緊固,待樓板混凝土澆注完并具備一定強(qiáng)度后將上升的模板回落至樓面,上層墻體即又開始施工。爬升模板按標(biāo)準(zhǔn)層高配置,在非標(biāo)準(zhǔn)層施工時(shí),爬模可進(jìn)行爬升調(diào)整。 6液壓千斤頂自動(dòng)爬模施工工藝 6.1裝置組裝允許偏差(見表1 )
6.2 施工方法 6.2.1 爬模施工程序: ①綁扎第一層墻體鋼筋,安裝門窗洞口邊框模板,邊框模板之間加支撐穩(wěn)固,防止變形。 ②安裝模板及爬模裝置。第一層為非標(biāo)準(zhǔn)層時(shí),爬升模板多爬升一次。 ③按常規(guī)操作方法澆注墻體混凝土,每個(gè)澆灌層高度1m左右,即標(biāo)準(zhǔn)層模板高度范圍內(nèi)分4~5個(gè)澆灌層,分層澆注,分層振搗,混凝土澆灌宜采用布料機(jī)。 ④當(dāng)混凝土強(qiáng)度能保證其表面及棱角不因拆除模板而受損壞后,方開始脫模,一般在強(qiáng)度達(dá)到1.2MPa后進(jìn)行。 ⑤脫模程序:取出穿墻螺栓,松開大模板與角模之間的連接螺栓;大模板采取分段整體進(jìn)行脫模,首先用脫模器伸縮絲杠,頂住混凝土脫模,然后用活動(dòng)支腿伸縮絲杠使模板后退,墻模一般脫開混凝土50-80mm;將角模脫模后,應(yīng)將角模緊固于大模板上,以便于一起爬升。 ⑥在預(yù)埋螺栓位置安裝連接螺栓和鋼牛腿,安裝導(dǎo)軌滑輪和防墜裝置,下降支承桿至混凝土墻頂,開始液壓爬升。邊爬升邊綁扎上層鋼筋,安裝墻內(nèi)的預(yù)埋鐵件,預(yù)埋管線等。