滑模施工技术在高层建筑中的应用

摘要:滑模施工技术在澳门氹仔濠景花园的高层建筑群的施工中得到了很好的应用。在滑模施工技术的应用中,滑模施工的设计工作、组织安排、质量控制、滑模通病的预防及治理措施是施工的重点和难点。滑模施工应有严密的组织管理及质量保证体系,才能发挥其高质量、高效率的作用。
关键词:滑模;施工;设计;千斤顶;支承杆;控制;操作平台;预防措施
1前言
八十年代初,滑模施工技术因在深圳的超高层建筑“深圳国贸大厦”中创下“三天一层”的“深圳速度”而名声大震,继而,广州的中国大酒店等大型的高层建筑相继采用滑模施工技术,收到了良好的经济效益和社会效益。
2概况
澳门氹仔濠景花园高层建筑群的滑模施工项目由七栋24层(24层为滑模施工层数,如计裙楼及地下室,整栋楼实为27层)和六栋38层(38层为滑模施工层数,如计裙搂及地下室,整栋楼实为41层)组成,其中七栋24层结构一样,图纸编号为20#、22#、24#、26#、28#、30#、32#称为低座;六栋38层结构一样,图纸编号为21#、23#、25#、27#、29#、31#称为高座,各栋楼的平面位置布置见下图。该合作项目共投入六套滑模装置(低高座各三套),正常情况下每五天滑升一层,最快时为三天一层,最慢时为七天一层,(滑模施工速度在正常情况下每天滑升一层,但必须是楼板施工速度跟得上才能继续滑升,因为楼板面至滑升装置最多只能隔空三层才能确工工期实际只用了十八个月的时间,其中包括装模、滑升、改模、拆模、整模等各项主要工序。在正常的滑升过程中,整栋楼的其他工序均可同时进行,如内墙装修、室内装修、水、电、空调安装等等。在整个高层建筑群的建设中,滑模施工技术发挥了积极主动的作用。整个项目的垂直运输机械为自爬式塔吊,混凝土采用专用高速垂直混凝土运输塔运载,施工人员由安全施工电梯运送。混凝土分C40、C35、C30、C25等各批次,均采用商品混凝土,钢筋采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋及高强钢筋。
3滑模施工的特点
⑴液压滑模的施工是通过油泵的压力,使卡在支承杆上的液压千斤顶,带动千斤顶架支承整个操作平台及向上提升内外模板、吊架。它具有施工连续性和机械化程度高、构造简单、施工进度快,保证施工安全与工程质量等特点。
⑵滑模装置除一般的通用构件外,其他的装置均应随着建筑物的结构类型及平面布置而改变,因而滑模装置具有一定的专一性,因此,建筑物在采用滑模施工时,就必须根据滑模施工的特点选用结构类型和平面布置,也就是说,建筑物在施工图设计阶段,就应先充分考虑滑模施工的特点进行设计,并进而根据建筑物施工图进行滑模施工设计。
3设计工作的准备
建筑物在设计的前期阶段,就应充分分析滑模施工技术的特点并认真进行经济分析。在决定采用滑模施工技术进行建设时,建筑物在建筑设计、结构设计、设备设计时,就应结合滑模施工技术进行设计。特别是建筑物采用何种结构型式及平面布置时,更应该考虑滑模施工技术的可行性。
例如,澳门氹仔濠景花园的高层建筑群,业主在充分进行经济分析的前提下,向设计商提出了裙楼及地下室采用大模板施工技术,标准层以上采用滑模施工技术的设计要求,为此,设计商与承建商通力合作,共同成立了设计小组,由设计商承担建筑设计、结构设计、设备设计,由承建商承担配套的滑模施工技术全套设计,这样,设计及施工就能够有机地结合成来,使建筑物能够按期保质地完成。
澳门氹仔濠景花园高层建筑群采用了以剪力墙为主的结构型式,利于滑模施工装置的安装及操作,其结构平面布置也使整套滑模施工装置受力均匀,有利于整套装置的滑升及控制建筑物的垂直度、扭转等。
4施工前的准备工作
在施工前,我们做了大量的准备工作,包括劳动组织和人员的安排、材料供应及现场布置、施工程序安排,以及支承杆(千斤顶)的验算、滑升速度的控制等。
5滑模施工装置的组装和试滑
在滑模施工装置组装前,我们对建筑物的标高、平面尺寸等进行了全面细致的检查和核对,其滑模的组装
方法和程序如下:
⑴找平、放线,并按图纸摆放好构件位置。
⑵组装提升架及内外围圈骨架。按从内向外的顺序组装。
⑶组装内操作平台骨架,同时进行围圈以下横筋绑扎。
⑷组装外围圈及外操作平台骨架。
⑸安装钢模板。应有一定斜堆度,上口比下小6mm。
⑹安装液压提升系统的铜管、胶管及千斤顶。同时,安装操作平台的木骨架。
⑺安装油泵,然后进行液压系统试验。
⑻液压系统试验合格后铺操作平台板。
⑼安装水平控制系统、垂直控制系统、垂直运输系统,并经调试合格。
⑽安装支承杆。第一批分四种长度以上,每种相差500mm,相邻接口错开。
⑾安装外吊脚手架及挂安全网。
⑿安装水平运输操作平台。
⒀在平台上标出门窗洞口及间墙的具体位置,并准备好门窗框及钢板等。
⒁检查一切设备及构件后即可试滑升,滑升适当高度后再安装内吊脚手架及挂安全网。
⒂试滑升后经检查合格即可转入正常滑升。
6滑模的施工过程及其质量控制
6.1初步开滑
初步开滑时,第一次模板内混凝土分层分段,浇到约700㎜高时,待下面部位混凝土终凝后可提升3～5个冲程,并对模板系统和液压系统进行一次全面检查,正常后浇灌200～300㎜再提升3～5个冲程,直到距离模板上口100㎜时,混凝土出模强度达0.2～0.4MPa时,即可转入正常滑升。
根据实际,我们对滑升速度的现场判定方法为:当滑出的混凝土用手指按时无明显指坑而有水印,砂浆不粘手,指甲划过有痕,滑升时能耳闻“沙沙”的摩擦声,即认为可以滑升。
6.2正常滑升
⑴进入正常滑升阶段,此时混凝土的浇灌与钢筋绑扎、提升模板等工序之间,要紧密衔接,相互交替进行。正常滑行时,两次提升的时间间隔,一般不宜超过1.5小时。在气温较高的情况下,应增加1～2次中间提升,中间提升的高度为1～2个千斤顶行程,正常滑行的高度一般按混凝土一次灌筑高度标准的200～300㎜。
⑵提升时,所有的千斤顶应充分地进、排油,提升过程中,如出现油压增至正常滑升油压的1.2倍,尚不能使全部千斤顶升起时,应停止提升操作,立即检查原因,及时进行处理。
⑶滑升过程中,操作平台应保持水平,各千斤顶的相对标高差不得大于20㎜.每次提升高度约为250～300㎜。
⑷在滑升过程中,应及时清理粘在模板上的砂浆和转角模板的夹灰,对被油污染的钢筋和混凝土应及时清理干净。
⑸在滑升过程中,应随时检查操作平台、支承杆的工作状态及混凝土的凝结状态,如发现异常,应及时分析原因并采取有效的处理措施。
⑹掌握好滑升时间和速度,以保证滑出模板的混凝土不流淌不坍落,表面平整。
⑺在滑升过程中,应检查和记录结构垂直、扭转、结构平面尺寸的偏差数值。
6.3钢筋的绑扎及支承杆的支设
⑴钢筋的加工应符合以下规定:①水平筋的绑扎是在提升架下横梁以下进行,难度较大,需分段进行,上下水平筋的接头位置要互相错开,搭接长度为40d,同一截面钢筋的接头根数不得超过该截面内全部钢筋根数的25%,接头距离不小于1000㎜。②垂直钢筋的长度宜
与层高相对应,其接头一定要分批分组。
⑵钢筋绑扎应保证钢筋位置准确。在每层混凝土浇灌完毕后,在混凝土表面至少应有一道绑扎好的横向钢筋。
⑶竖向钢筋绑扎后,其上端应用限位支架或箍筋等临时固定。
⑷加垫砂浆垫块,以保证钢筋保护层。
⑸本工程项目的支承杆采用工具式的φ25圆钢,其接头方式为内螺纹隼接,当千斤顶通过接头部位后,应及时对接头进行焊接固定,并与横向钢筋点焊连接,焊点间距不宜大于500㎜。
⑹第一批插入千斤顶的支承杆,其长度不得少于四种。当发生支承杆失稳,被千斤顶带起或弯曲时,应立即进行加固处理。
6.4混凝土的浇灌与预留孔洞及预埋件的处理
⑴施工中留置与结构相同条件养护的试块,随时掌握施工气温下混凝土达到要求的出模强度0.2～0.6MPa和0.6～1.2MPa所需的时间,作为控制滑升速度的依据。
⑵浇灌混凝土每层以200～300mm为宜,应分区分段同时浇捣,混凝土的浇灌必须分层交替均匀浇灌,每浇灌一层的表面,应在同一个水平面上。
⑶预留门窗等孔洞两侧的混凝土,应对称均衡浇灌,防止挤动。
⑷搌捣混凝土时,搌捣器不得直接触及支承杆、钢筋和模板,搌捣器应插入前一层混凝土内,但深度不宜超出50㎜,在模板滑动过程中,不得搌捣混凝土。
⑸混凝土出模后,应及时进行质量检查及表面修整,浇水养护时,水压不宜过大,以免冲坏混凝土表面。
⑹安装预埋件位置要准确,固定牢固,不得突出模板表面,预埋件出模后应及时清理使其外露,其位置偏差不大于20㎜。
6.5施工间歇
在正常情况下,本工程项目每滑升一层楼高即应停止滑升,待下面继续施工的楼板跟上来时再滑升,这时,应采用“停歇措施”:
⑴混凝土浇筑到同一水平面。
⑵模板每隔一个小时提升一个千斤顶行程,直到模板与混凝土不再粘结为止,但模板的最大滑空量,不得大于模板全高的1/2。
⑶继续施工时,应对液压系统进行检查,并按照施工缝要求处理混凝土面,同时,清理好粘在模板上的灰浆。
7滑模质量通病的预防及治理措施
为确保工程质量,保证按时完成该项目,我们有关的工程技术人员根据以往工程的施工经验,以及在施工中经常发生和常见的质量问题,特制定了以下质量通病的控制及预防措施。
7.1垂直度偏差的控制及预防措施
⑴保持平台水平,荷载分布均匀,以使各支承杆受力均匀,防止超荷作业而失稳引起平台偏移。
⑵检查液压系统各油路的进、排油速度以及千斤顶的行程,防止由此而产生的平台位移。
⑶纠正过程中应考虑因日照温差引起的偏移因素,以防纠偏过度。
⑷勤观测,勤纠偏,防微杜渐。
7.2垂直度偏差纠正措施
⑴在垂直度偏向一方的周围的千斤顶先行提升若干行程(一般每偏差5㎜提升2个行程),然后同时提升各千斤顶,使平台倾斜提升,其下推力使平台恢复。
⑵纠偏应逐渐进行,切忌操之过急。
7.3平台扭转控制及预防措施
⑴滑升前将千斤顶逐台调试好,并采用同种规格的滑模千斤顶。
⑵在滑模平台上,活荷载布置要均匀,避免支承杆因受力不均而造成弯曲变形。
⑶滑动模板对称安装,液压系统的油路对称安装,进、排油速度均匀。
7.4平台扭转纠正措施
⑴顺着扭转方向浇捣混凝土,借助振动反力纠扭。
⑵在滑升千斤顶底座下,在扭转方向一侧垫木楔形铁,使千斤顶与支承杆同时产生导向转角,以达到目的。
⑶纠正程度至模的垂直度提升即可,不得纠正起始位置,以防止出现左右扭转现象。
7.5水平裂纹控制及预防措施
⑴加强模板设计,提高模板组装质量,保证模板的斜锥度(上口比下口小6㎜),使模板系统具有足够的刚度。
⑵确定合适的滑升速度。
⑶正确掌握滑升间隔和停滑措施。
7.6水平裂纹治理措施
⑴墙体表面的微细裂纹,如果深度未超出混凝土保护层,可在混凝土出模后用纯水泥浆表面抹压。
⑵如出现断裂性裂纹,应彻底处理,小于0.2㎜的裂纹采用化学灌浆法修补,大于0.2㎜裂纹应分段凿开裂纹,清理混凝土表面,用同品种水泥拌制比设计强度等级高一级的混凝土,浇灌裂缝部位,再进行表面修理。
8结束语
在澳门氹仔濠景花园的整个工程项目的施工过程中,由于现场具有严密的组织管理,过硬的技术与施工队伍,强有力的质量管理体系,并采取了严格有效的安全保护措施,才使得该项目高质量、高速度、按时予以完成,受到了发包商的高度赞扬。