高层建筑液压滑模、整体外爬架设计与施工

2022-09-11

滑模爬架施工技术始创于上世纪初期, 我国在上世纪30年代开始试用, 直到70年代才开始全面推广, 经历了近40年的发展, 现阶段这项施工技术已经发展的比较成熟, 衍生了许多种形式, 成功的应用在工程施工之中, 本文结合实际案例就该施工技术进行进行简要概述。

一、工程概况

某高层建筑属于多功能商用办公楼, 整个楼高34层, 地下室有两层, 裙楼有4层, 32~34层属于机房, 其余为办公楼。整栋楼的核心筒中心对称, 由两片剪力墙以及几个方筒组成, 筒体壁厚在200~500mm之间, 内筒厚度始终不变, 外筒随着楼层升高, 筒厚度降低。其中1~层外筒体壁厚为500mm, 5~12层为400mm, 13~31层为300mm。不同楼层核心筒混凝土等级不相同, 其中24~31层混凝土等级为C30, 15~23层为C35, 7~14层为C40, 2~6层为C45。核心筒位于塔楼平面中心位置, 四周为框架柱, 核心筒与框架柱之间利用框架梁连接, 结构框架的上下位置基本没有太大的变化, 因此, 滑模施工比较实用。

二、高层建筑液压滑模施工

(一) 施工方案

本次施工中, 建筑内部核心筒采用滑模施工方法, 外部的梁柱板则采用现浇施工方式。液压滑模系统主要由液压提升系统、模板结构以及操作平台系统三部分组成。从第5层开始准备核心筒滑模, 滑至31层后, 利用塔吊将滑模装置拆除。大楼筒体中间对称, 实际的建设施工中, 将整个滑膜系统设计成为独立的两套系统, 采用“一滑一浇”施工方法, 也就是筒体滑一层, 就浇筑一层楼板。通常情况下, 滑模施工时的平均滑升速度需要控制在20cm/h, 半筒滑模每小时需要混凝土3m2, 绑扎钢筋0.45t, 钢筋和混凝土利用塔式布料两用机进行运输。

(二) 模板系统安装

系统安装之前必须要做好相应的转杯工作, 比如清点滑模构件的数量是否齐全, 规格型号是否合格;检查千斤顶、控制台等装置的机械性能是否完好, 液压油、液压管线等备料是否准备好;做好楼层轴线的测量放样及抄平工作;将施工缝处进行凿毛处理, 并清理干净各种杂质、污染物;在筒内没有混凝土楼板的地方搭设到层板平台, 方便滑模安装工作的开展。滑模组装时为了方便后期的流水施工, 采用半筒到半筒的组装顺序。

滑模组装时, 需要在统一指挥下进行, 每道工序完成之后必须要检查验收合格才能够进行后续的工作;各部件必须要严格按照预先计算的标高就位, 以免组装之后出现整体调平困难的不良现象;一般情况下, 操作平台木楞之间的距离控制在500mm左右, 但如果平台局部荷载比较大, 需要适当减小间距, 且为了保证平台的稳定, 需要在木楞之间增加木撑进行稳定;支撑杆安装之前需要先打出剖口, 支撑杆在混凝土浇筑之前安装, 但必须要在试运转之后进行。安装过程中, 由于第一节支撑杆一共有4种长度, 因此, 安装时需要错开布置, 同一截面留四分之一接头即可;安装过程中可能会出现滑模构件损伤的不良现象, 需要及时报告给指挥人员, 做好相关的记录;滑模组装完成之后需要严格检查其组装质量, 尤其是各部位连接部分很容易出现问题, 要特别关注。

(三) 滑模施工

(1) 滑升速度控制。模板滑升可以分为三个阶段, 即初升阶段、正常滑升阶段以及末升阶段, 不同滑升阶段, 滑升的速度存在一定的区别, 需要严格控制。分层浇筑混凝土达到0.6m高度时, 可以开始试滑升工作, 首先将千斤顶提升1~2个行程, 然后检查混凝土脱模强度, 如果达到1.0~2.5kg/cm2, 可以开始初升。模板滑升到0.2m, 全面检查、整修模板系统及提升设备, 如果没有异常进入正常滑升。正常滑升阶段, 模板的滑升速度可能会受到混凝土的浇筑速度、钢筋的绑扎速度, 混凝土出模时强度等因素的影响, 正常滑升的速度控制在15~25cm/h左右即可, 滑升过程中, 必须要保证每个千斤顶都同步;模板伤口与板底标高相同时, 校正滑模水平, 浇筑混凝土直至模板上口平, 然后缓慢滑空模板, 滑空速度应超过每半小时提升一个千斤顶形成速度, 模板下口与楼板面标高距离超过10cm之后, 可以开始梁板施工。

(2) 钢筋制作及安装。整个筒体分为两个半筒流水施工, 为了便于现场施工人员操作, 所有的构件应分为两份进行堆放;一般情况下, 水平钢筋的加工长度应在6~8m之间, 竖锦需要控制在6m以下;滑模平台上不能一次堆放太多的钢筋, 应沿着筒体外壁均匀放置;筒体水平筋需要按照滑模的速度进行绑扎;为了便于钢筋绑扎, 梁筋的形状一般制作成s型;梁筋与墙体相通时最好制成直铁。

(3) 混凝土浇筑。本次施工采用商品混凝土, 浇筑机械采用塔式起重布料两用机。浇筑过程中采用选用分层浇筑的方法, 每层混凝土的厚度应低于0.2m, 为了避免滑模偏移或者扭曲, 混凝土最好对称浇筑;浇筑过程中为了防止模板变形损坏, 最好使用铁铲将混凝土均匀的放入到模板中;混凝土振捣过程中, 捣固棒插入深入不能超过下一层混凝土面下5cm, 模板滑升时需要暂停振捣工作;混凝土出模12h之后可以开始洒水养护工作, 养护时间为7d, 养护期间, 混凝土表面要始终保持湿润;

(4) 测量与纠偏。滑模施工过程中必须要做好测量及纠偏工作。要确保滑模的工作平台始终保持水平, 水平偏差应小于30mm, 相邻提升架上千斤顶高度偏差应低于5mm;筒体轴线垂直度总偏差需要小于全高的千分之一, 模板滑升过程中, 每层滑模与理论中心距离偏差应小于10mm;滑升过程中一旦发现滑模偏离轴线距离超过10mm必须及时进行采用操作平台倾斜法进行逆行纠偏。

三、高层建筑整体电动爬架设计施工

本次施工的总建筑面积为3.3×104㎡, 从塔楼第五层开始搭设大厦外架, 选用整体电动升降爬架。该爬架由封闭式外脚手架系统、承力系统以及电控升降系统三部分组成, 承力系统主要包括承力拉杆、桁架以及连接螺栓几个组成部分, 电控升降系统主要包括总控制台以及电动葫芦两部分。爬架的升降设备主要是26个电动葫芦, 爬架总高为18.6m。

(一) 爬架设计

脚手架主要根据外墙的形状以及整个建筑物的平面尺寸进行布置, 提升装置则根据外架的结构性能及提升设备的性能进行布置。爬架架体搭设高度为建筑物四个标准层层高加一步护身栏高度, 脚手架采用双排结构, 宽度在0.8~1.0m即可, 横杆与立杆间距需要控制在1.8m以下。承力桁架是整个架体的重要组成部分, 两端分别落在承力托上, 会承担起上部架体传下的所有荷载。

具体的设计过程中, 沿着建筑物外围, 将架体分解为多个单元, 各单元的宽度在5~9m之间, 具体宽度值需要根据建筑物开间决定。架体承力托采用型钢制作, 里端利用螺栓固定在边梁、柱或者建筑物外墙上, 外端利用斜拉杆固定在上层相同部位上。

电动葫芦提供了架体的主要提升动力;架体每次只爬升一个层高, 爬升前需要先将建筑物与承力托之间的连接点拆开;架体爬升到预定位置之后, 使用时将挑梁和电动葫芦拆卸下来, 利用手动葫芦或者滑轮倒置到相应的位置固定起来, 为下一次爬升做好准备。架体使用期间, 必须要与建筑物之间有足够的拉结点, 具体的拉结点的个数需要根据实际的风载计算结果进行确定。

(二) 爬架施工

爬架施工时首先需要做好安装准备工作, 确定好承力托位置、个数, 预留好穿墙螺栓孔眼;提前准备好电动葫芦、脚手管、钢丝绳、型钢承力托等部件;安装人员必须要对整个爬架的设计及安装方法有充分的了解, 明确具体的作业要求, 然后才能够开展爬架的安装施工。安装过程中先搭设脚手架, 然后安装提升系统, 检查升降程序。脚手架安装时按照基础架→承力托→承力桁架→工字钢挑梁→悬挂电动葫芦→架体铺板→悬挑操作间安装的顺序进行。提升系统主要由电动葫芦、承力拉杆、吊杆、导向杆等几部分组成。提升系统安装完成后, 需要严格检查电动葫芦是否悬挂妥当、挑梁是否牢固, 并点动葫芦, 将链条拉紧, 检查所有的电动葫芦是否处于同一高度正常受力待运行状态, 确保提升系统及爬架各部位安全、稳定之后才能够投入使用。

结束语

液压滑模整体外爬架设计施工在高层建筑中十分常见, 整个设计施工的水平将直接影响建筑物的施工质量以及施工作业人员的人身安全, 实际的建设施工中必须要加强质量的监督及控制, 确保各部分施工均满足相关的施工标准要求。

摘要：高层建筑竖向结构布置变化较小, 尤其是标准层结构施工工艺大量重复, 因各种原因, 实际的建设施工中, 施工单位经常会减少模板及外架。液压滑模、整体外爬架技术具有机械化程度高、施工速度快、安全等优点, 在高层建筑施工中逐渐推广开来。本文结合工程实例就高层建筑液压滑模、整体外爬架设计与施工技术进行简单的讨论分析。

关键词：高层建筑,液压滑模,外爬架