1 工程概况
云南建工大楼位于昆明市东风东路,地处昆明市中区市政府正对面。本工程是云南建工集团总公司总部大楼,也是云南省首次运用无粘结预应力平板楼盖的高层建筑。该工程土建总包单位是云南省第四建筑工程公司,预应力分项工程由四川省预应力特种技术工程公司承担。本工程总建筑面积为4.4万m2,地下2层,地上30层(含技术层),总高度为99.4m。结构形式为框剪结构,桩箱结构基础。该建筑原设计为28层,非预应力密肋梁板楼盖,经过我们向建设方和设计单位建议,并配合云南省建工设计院,修改为无粘结预应力平板楼盖。楼层层高除技术层2.20m(1层)不变外,5层裙房及22层标准层均在原层高基础上减去300mm。修改后层高分别为4.80m(2层),4.20m
(3层)、标准层3.00m(24层),增加了两个标准层,面积为2730m2,总高比原设计还降低0.4m。本工程无粘结预应力楼板板厚,除库房部份为250mm外,其余均为200mm,楼板砼强度级别c40,上部结构砼等级共有五个标号,从c30~c50。结构设计荷载,主楼除库房外,标准荷载为11kn/m2,库房及副楼14kn/m2,荷载值均含结构自重。该工程建筑类别为一类,耐火等级为一级,抗震等级为一级,8度设防。大楼建成后,1~3层为银行,4层以上为云南建工集团总公司办公楼及写字楼和客房,并设有商务中心、车库等配套设施。该工程主楼结构平面如图1。结构十分稳定,在
图1 主楼结构平面图
4个角上均设有很强的剪力墙,中间设有中筒,楼层结构刚度很大。楼盖系统为无粘结预应力平板。除边46梁外,其余均为与板同厚的暗梁。在主楼平面内的4个板柱结点处,设置了附加抗剪钢筋。为防止结构刚度太大,影响预应力的建立,设计时考虑了在剪力墙适当的部位局部开洞的方法,以减小结构刚度,张拉以后再用后浇砼填充。在20层设有技术层,层高2.20m,并在楼面上设有反梁,即不影响19层的层高,又可起到加强大楼整体刚度的作用。
2 建工大楼施工工艺
本工程计划工期18个月,其中主体结构工期仅180天。时间紧,工期短,且质量要求高,并在工程中应用了10项新技术。这是当时云南省内建筑施工科技含量较高的一个项目,也是云南省的科技示范工程。为此,要制定行之有效的施工组织设计,确保在施工中成功地运用新技术。本工程采用了10项先进施工技术:(1)采用无粘结预应力平板结构;(2)采用全新的滑升模板新工艺,采用大模板体系代替小钢模板;(3)采用gyd-60大吨位千斤顶代替gyd-35小千斤顶,承载能力比小千斤顶大一倍,节约支承杆一半;(4)独立柱支承杆从柱内移至柱外,回收部份支承杆;(5)用于滑模施工的泵送砼首次采用了hg-24内爬式全液压砼布料杆配合泵送砼布料;(6)钢筋接头采用锥螺纹及窄间隙焊接技术;(7)使用碗扣式脚手架早拆技术,加快了施工进度;(8)采用冷轧带肋钢筋代替ⅰ级钢;(9)采用深坑护壁,基础支护桩采用了“双排桩理论”,比“单排桩”节约;(10)外架采用钢管悬挑脚手架。按设计要求,砼强度须达到设计强度的80%和大于c32时方能张拉。若按常规方法施工,模板、枋木及支承架的需用量大,约需5层以上,而且占用时间长,每层从浇砼到预应力张拉,约需15~20天,直接影响工程的施工成本。为此必须采取措施,在确保工程质量的前提下,加快施工速度,加快模板及支承系统材料的周转,减少周转材料的投入,降低施工成本,以解决工期与质量、进度的矛盾。
2.1 全新的滑升模板新工艺
建工大楼为框剪结构,剪力墙断面从底到顶尺寸不变,墙厚为300mm及350mm两种,全部剪力墙的滑模结构中途没有改模的麻烦。柱断面有9种编号,5种基本尺寸,柱断面随高度而逐步缩小,共变化4次,而且有部份柱尺寸从底到顶均不变化,只在第7层、第13层、第19层改装柱模3次,只要设计好柱模,改模对施工进度的影响是很小的,在空滑后停滑期间,可利用水平结构支模现浇钢筋砼楼板期间完成改模工作。此种结构,采用滑模工艺,能达到很高的施工速度。结构连续成形,抗震性能好。本工程采用全国最新成果,gyd-60型大吨位千斤顶,框架柱全部作体外滑模,支承杆布置在结构外,采用大模板滑模体系,用48架管作支承杆,其刚度是以前25支承杆的5倍,对确保滑模平台的稳定十分有利,同时支承杆可回收和重复利用。与采
用25支承杆相比,支承杆根数可减半,耗用量只是常规滑模的1/4。整个滑模平台系统和模板及提升架系统共重260t,施工荷载为180t,而滑模平台的设计承载能力为624t。滑模施工是一种砼结构的快速成型工艺,在高层施工中,砼的垂直运输和水平运输是相当关键的。所以在施工中采用了泵送砼,并在云南首次采用了壹台全液压内爬式砼中心布料杆,工作半径24m,可遥控操作,局部不能覆盖的部位用塔吊辅助。在建工大楼滑模施工过程中,成功地运用了当
时国内滑模施工的最新技术,并将泵送砼和中心布料杆配合使用,提高了工效,缩短了工期。
2.2 无粘结预应力施工工艺
云南建工大楼无粘结预应力施工工艺,与其它建筑的无粘结预应力施工相比,所不同的是要与滑模工艺配合施工。这在国内也是少有的。本工程预应力筋为j15.24低松驰高强钢绞线,锚具采用qm15-1直夹片单孔锚,固定端采用挤压锚具。所有进场材料均按有关规范要求进行了检验。本工程无粘结预应力楼板的施工工艺流程如下:由于本工程采用的整体滑模工艺,有许多钢桁架将楼面上所有的滑模构造体系连在了一起,平均472~3m就布置一条桁架,把楼面分成若干个小的分区。为适应无粘结预应力平板结构,将滑模模板设计成了外模与内模同高,以便于预应力筋穿出墙外。滑模模板底面离楼面砼标高的距离,进行了两次调整,适当提高滑模模板,满足无粘结筋固定端的埋设。滑模平台的钢桁架高度为1500mm,下面离砼面只有300mm,这给钢筋工程施工和无粘结预应力施工带来了很大的困难,第一层楼面的施工就用了20天才完成。为了保证工期和总体形象进度计划的完成,工程项目部建立了施工协调制度,解决各工种、工序间的交叉作业和配合问题,落实进度、质量、安全等各项工作。最后经过努力,以5天一层的高速度和高质量完成了工程施工,创云南省高层建筑施工速度之最。在本工程预应力筋的铺设中,为克服滑模系统钢桁架给无粘结预应力筋铺设带来的麻烦,对施工平面进行分区流水施工显得尤为重要。为此,在铺设前,我们做出了预应力筋的铺设方案,并和相关工序
进行充分的协调。根据双向曲线筋在铺设时必须进行编束的要求,制定了分区铺设的先后顺序,按铺设方案,将无粘结筋进行了配束和分类堆放。为了使安装工程施工时,准确地了解无粘结筋所在的位置,本工程预应力筋的铺设,采用了在铺设前先按间距进行打点,然后进行铺设,铺设完成后再用油漆在每根无粘结筋处的模板上,按2~3m的距离画一条短线,这样拆模后就会在板底砼上,留下清楚的线条,有效避免了安装工程中,安装各种紧固件时,冲击钻可能对无粘结筋造成的损坏。对于张拉端的留设,由于无粘结筋张拉后张拉端需封堵,且不能超出结构面,因此,本工程采用了100mm×100mm×100mm聚苯泡沫块嵌入边梁做张拉端凹槽的穴模,紧夹于梁模板与锚垫板之间,并使预应力筋从中穿过。为了防止泡沫块破损对模板内造成清洁困难的问题,可采取将泡沫块外面用宽胶带进行满缠,防止泡沫块的破损。建工大楼预应力张拉采用了“数层浇注、顺向张拉”的工艺。因为施工速度较快,预应力张拉与模板拆除及滑模进度相比要滞后约4层,滑模外吊架不可能吊这么高,所以本工程采用了在上海某大楼成功使用过的、并经3次台风考验了的钢管扣件式悬挑梁脚手架。搭设方便,受力明确,稳定性好,满足了施工的要求。对于模板及支撑系统,为了满足高速度的施工要求,减少模板及支撑系统的投入量,降低施工成本,采用了北京星河模板脚手架公司的wdj型碗扣支架早拆头体系,模板选用表面经树脂处理的1830mm×1220mm×10mm的高密度竹模板。经工程证明,采用早拆体系,减少了模板及支撑系统周转料投入量1/3~1/2,提高周转速度2~3倍,减少了大量u型扣及扣件的使用量,使施工现场便于搞好材料管理。本工程预应力张拉采用了内置前卡式千斤顶。
在张拉时,采用双控方式,以应力控制,伸长值校核,以确保预应力的建立达到设计要求。张拉以后多余预应力筋切割,选用机械切割方式,手提式电动砂轮切割机切割,切断处应离开锚具夹片30mm以上。也可采用氧割切割,在切割时,必须一边淋水一边切割,切割处离开夹片50mm以上,以防止锚具升温,造成锚具失效的质量事故。
3 结束语
本工程的特点是采用了众多的新技术,并成功地应用这些新技术,创造出了高速度和高质量的工程。无粘结预应力平板结构的运用,在建工大楼的施工速度的提高上起着关键的作用。若按原设计的密肋梁板结构,支模和扎筋的时间至少每层要多2~3天,还将会与滑模工艺产生更多的矛盾,是无法达到5天一层的施工速度。建工大楼的最高速度是102小时施工完一层,是无粘结预应力平板楼盖与整体滑模工艺共同应用的成功实例。平板楼盖的应用还大大增加了模板的使用寿命,减少了模板的切割,使本工程使用的4个楼层的模板,从底到顶完成了整个大楼的施工,而中途没有新增模板,这是普通结构施工方法不能达到的。建工大楼的施工,由于采用了很多新工艺,工序繁多,且需要进行穿插施工,为此制定了行之有效的岗位责任制,编制了严密、科学、操作性强的施工组织设计和进度计划,并按其实施。只要精心地组织各工序间的紧密配合,是能够解决好高层建筑施工中工期与进度的矛盾。本工程就提前了21天实现了主
体断水。从前土建施工单位一直认为,无粘结预应力结构施工很麻烦,无法满足建设方对工期的要求。建工大楼的建成,使施工单位和设计单位看到了新工艺、新技术的成功应用。在此之后,昆明市又建成10多幢采用无粘结预应力平板的建筑。我们相信,无粘结预应力技术将会得到更加广泛的应用。
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