高层建筑滑模施工方案设计浅析_

高层建筑滑模施工方案设计浅析
   摘要:本文以南宁市某民用高层建筑工程滑模施工方案为例，从施工工艺、滑模设计、测量和运输控制、施工质量控制等方面进行分析，得出应结合工程实际作好滑模施工方案设计，充分发挥技术经济效益。
   一般在高层建筑基础部分采取施工措施难以达到大量压缩工期的目的，而在高层建筑上部主体结构，由于层数较多，竖向结构布置上下变化不大，特别是进入标准层后，结构施工工艺重复较多，出于降低施工成本的同时尽量采用技术手段合理压缩工期、减少模板及外架的周转。而液压滑动模板是混凝土工程和钢筋混凝土工程中机械化程度高、施工速度快、综合效益显著的一种施工技术和方法，即“滑模施工法”，这种施工方法已被采用并得到了推广。以下结合某民用高层建筑滑模施工设计实例分析阐述滑模施工法的工艺流程、计算设计及质量技术控制要点，为高层建筑滑模施工提供参考。
   1  工程概况
   南宁市某房地产开发小区工程位于南宁市中心，二期共有7#、8#、9#、12#(都为34层)、13#（32层）共4栋商住塔楼，设计建筑面积125133.16m²，地下室相连，上部设缝分开，地下两层。本工程建筑类别均为一类民用建筑，框架剪力墙结构，从第2层至33层均为标准层，层高2.9m，梁高60cm。该工程项目的施工方根据开发商要求为有效合理压缩建设工期，拟采用滑模施工法。
   2  滑模施工技术方案
   2.1  施工工艺
   根据主体结构标准层的设计和结构特点，滑模中楼板施工方法采用滑升3～5层与支模现浇楼板的施工方法。整个主楼结构施工分两个作业面进行，第一作业面为滑模施工所有竖向构件，以及框架梁、内外筒连梁，在此期间留出胡子筋和梁洞等。第二作业面距滑模作业面滞后3～5层，支模施工楼板、阳台、楼梯等水平构件，两作业面采用空间交叉同时作业的方法。
   由于每个结构层在大梁部分钢筋绑扎量骤增，影响滑模正常运行，因而，在滑模过程中，每层均在大梁底标高以下5cm～10cm处留施工缝，作停滑处理，在停滑期间每完成大梁钢筋绑扎以及垂直运输系统升高、维修等工作，这样，每层标准层的滑模施工，将在该层的大梁底至上层的大梁底之间进行。由于滑升面积较大，改变一般常用的浇灌层厚度偏厚，每次累计提升量过高，提升次数较少的滑升方式。
   采用100mm左右厚度的浇灌层，减少混凝土的一次浇灌量，约每5分钟一次的模板连续提升，减少了摩阻力，对混凝土没有产生拉裂，有效地消除混凝土粘模的问题。这样既降低了提升荷载，又减小了支承杆的脱空长度，从而大大增加了滑模系统的稳定和安全。
   为保证施工过程整个滑模系统的结构稳定和安全，在施工前应根据钢结构理论对滑模进行理论计算和验算，同时对滑升期间的施工荷载、风荷载等不利因素荷载组合进行综合考虑，对支承杆在允许荷载下的最大自由脱空高度下进行稳定性验算，确保刚度变形值控制在规范允许范围内。
   2.2  滑模计算及设计
   2.2.1  采用的主要设计数据
   按适用环境气温为30℃左右，出模强度0.3MPa以下，混凝土模板的摩阻力取值为2.5kN/m²。按适用环境气温为30℃左右，混凝土坍落度9cm～12cm，模板高度为100cm，混凝土侧压力取施工过程侧压力较大值5.8kN/m²。根据实际经验，施工活荷载值按1.0kN/m²考虑。
   滑模操作平台面：1350m²；总活荷载：1.0×1350m²=1350kN；
   滑模装置自重：2836kN；
   混凝土侧摩阻力：
   侧模1130m²×0.7×2.5KN/m²=1977.5KN。
   千斤顶按平台的受力和构造要求进行初步布置，然后再按荷载的分布情况经复核予以调整，共设置576个千斤顶，复核支承杆的承载能力：
   总荷重：6163.5KN（混凝土摩阻力1977.5kN；活荷载1350kN；自重2836kN三者之和）；
   考虑1.1的荷载系数：6163.5KN×1.1=6779.85kN；
   千斤顶的平均荷载：6779.85KN/576=11.77KN/m²个＜15kN；支承杆选用Φ25圆钢，允许自由长度：δ=5mm范围之内。
   E=2.1×105N/mm²；J=1.9175cm4。自由长度修正系数μ=0.65，安全系数K=2。
   2.2.2  结构设计
   滑模装置中，由油泵、千斤顶、提升架组成提升系统，带动模板系统和平台系统，由模板和周围架组成模板系统，使混凝土成型，并承受混凝土的侧压力和平台系统传来的荷载。平台系统份上、下两层，供操作人员作业用，为了便于装拆，整套装置均设计成装配式。
   2.2.3  油路设计
   油路设计采用了三级并联的布置方案，共使用8台YKT36型油泵控制台，带动576个GYD-35千斤顶，主油管采用Φ25无缝钢管制成，布置在平台的下面，支油管采用Φ16和Φ8高压橡胶油管，由平台下沿提升架立柱直接至千斤顶，油路按对称布置、基本等长的原则进行分组编号，并按区域划分接至最近的1台油泵，由于每台油泵带动72个千斤顶，故需增设副油箱，以满足供油需要。
   为了便于同步控制保证千斤顶同时提升，将8台油泵的控制开关均连至中央控制台，控制柜由1个人操作，可同时启用6台油泵，也可以单独启闭其中的任意1台，由于各台油泵分散布置，在中央控制柜才作时，无法看到其他油泵油压表读数，故每台油泵应设专人进行监视。油表的正常工作压力为6.5MPa。
   3  测量系统
   现阶段在工程上已较广泛地采用激光铅垂仪、激光经纬仪等，结合工业电视监控系统、自动对讲机和数字移动通信、自动液压控制台、计算机联网等先进设备，初步实现了滑模施工动态跟踪监测，并逐步采用了自动调平、自动纠偏和纠扭控制技术，改变了以往垂球吊准、手工纠偏的测控落后手段，初步实现了水平度与垂直度的统一控制，不仅提高了平时的观测精度，即使在风、雨、雾、黑夜等恶劣条件下也能保证监测精度。
   3.1  垂直度控制
   该工程在底层设置投测基准点，分段控制施测。主楼结构外四大角设置四台激光铅垂仪，在内筒的三个角也设置3台激光铅垂仪。激光铅垂仪安装在有轴线控制引出的基点上，然后利用激光的光束，直接投射在滑模平台上相对应的激光接受靶上，在滑升之前，记下相关靶上的初读数，在滑升过程中，每滑升20cm，进行一次观测，并做好记录，根据激光接收靶上的读数，计算出垂直度的偏移情况，将结果报送技术负责人。所示的控制网，通过控制网测出每条模板的偏位情况，以此作为纠正平台或模板尺寸的依据。
   为了防止激光铅垂仪本身产生的误差，每隔三层，用精度较高的经纬仪进行一次复核，以便随时修正误差。
   3.2  操作平台水平控制
   在支承杆上安装限位卡以消除千斤顶的升差，每一浇筑层利用限位卡对提升系统调平一次，保证滑模的同步提升，防止平台偏移和支承杆因升差太大而产生的失稳。每次提升前应认真检查，不准漏移限位卡。
   3.3  标高控制
   在主楼结构的内筒电梯竖井中设一标高测量控制基准点。用钢尺逐层将每层楼板面的标高测量在内筒墙上，用红三角标明，每三层换一次尺，红三角标注的标高将兼顾楼层、门洞、埋设件等的控制。
   3.4  沉降观测
   （1）按设计要求在±0.00m处设置9个水准观测点。
   （2）设置三个固定的沉降观测基点，并相互闭合。
   （3）根据施工情况，每施工四层观测一次，如中间停工时间过长，在停工和复工前各观测一次。
   （4）观测采用国产DQ1精密水准仪，配专用钢尺测定，并使用固定的观测路线。
   （5）测量精度：沉降观测点相对于后视点高差的测定允许偏差为±1mm，观测闭合差不超过mm（n为测站数）；沉降观测点、测定高程中误差最大为±1mm。
   4  运输系统
   垂直运输是直接影响滑模施工速度、质量与经济效益的重要环节。垂直运输大量采用附壁式自升塔吊，使运输机械随着滑模平台上升。现根据每一标准层的施工速度、材料需要量和设备能力设计方案如下。
   4.1  主要参考依据
   为了计算方便，以第十层为例，将一标准层的施工过程为一个计算单元。计算出每个工序的材料需要量、时间、单位时间内可能产生的最大材料需要量。
   4.2  混凝土、钢筋等材料的输送方法
   混凝土输送泵，在滑模施工中，采用混凝土管道泵垂直输送、平台上采用混凝土布料机水平布料等全盘机械化施工工艺，混凝土由输送泵送至操作平台，在平台上设置4个集料斗，由集料斗出料口处用小推车接料送至混凝土浇筑部位。由于滑模操作平台面积较大，内外筒之间有较大的空间，因此不增设布料用辅助平台。内筒开间小，钢筋密，通过采用塔吊直接浇筑到需要部位。
   钢筋在加工车间加工成型后运至现场，然后由塔吊运至滑模操作平台或施工楼层。为了加快钢筋调运的速度，减少不必要的倒运，将钢筋按其部位，分类编号捆绑吊运。
   楼板的钢筋均由阳台的洞口吊入，利用外挑的阳台支模架子作为受料平台，在吊送过程中也采用按部位、分类编号捆绑的调运方法，同时还要注意每吊的吊点位置，以便从受料平台将较长的钢筋拉入楼层。
   模板、桁架等吊运，基本上由随升井架和塔吊负责，装饰用砂浆则由阳台口，用一种自制的受料斗接入楼层，砂浆的运输采用塔吊吊运。
   5  施工质量控制
   按照整体滑模的制作质量标准与组装质量标准，对整体滑模的加工和组装质量进行严格的跟踪监控，严格控制整体滑模施工质量。混凝土浇捣后弹线和内架校正确保角模和内墙大模板轴线就位和垂直度符合要求。浇捣墙体混凝土时，必须严格分层分皮浇捣，每皮高度控制在400mm左右。模板和滑架在提升过程中，严格按照滑升程序进行施工。
   6  结语
   要运用好滑模施工法，首先应有针对性作好滑模施工方案设计，而且滑模施工成本相对降低，对改善混凝土外观质量、保证施工精度、缩短建设工期有积极意义，实际应用中取得明显的技术经济效益。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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