高层建筑滑模施工阻滑事故分析
解新路 吕 斌
[摘要] 某高层建筑采用滑模施工技术,中途发生阻滑事故。分析原因,主要是滑模设计不合理、没有严格遵守施工规范及商品混凝土性能不稳定等因素所致。
[关键词] 高层建筑 滑动模板施工 工程事故 预拌混凝土 事故分析
某写字楼为一幢地下2层、地上26层的高层建筑,框架剪力墙结构(外框内筒),如图1所示。
上部结构施工时,核心筒采用滑模方案。外围框架,由于柱距普遍大于9m,超过了滑模施工规范的规定,而采用组合小钢模。施工时采取“滑一浇一”的方法,先滑筒体,滑到楼面位置时,在筒体外墙暗柱与框架梁结合处预留梁窝,滑空后浇筑梁和楼板。由于施工现场狭小,无法布置混凝土拌和系统,只能采用商品混凝土。
1 事故过程
浇筑第15层筒体时,首批商品混凝土13∶30到达现场,经塔吊转运后向模板内下料,18∶20启动液压装置开始滑升。第1冲程过后发现有4适电梯井隔墙模板不上升,未采取任何措施,继续顶升。第2冲程结束后,这4道模板仍然不上升,滑模体系最大高差达60mm。放松内撑、人工撬拨、借助塔吊上提,并关闭其它油路,专供这4道模板爬升,但均未奏效。又在这部分墙体增加了数只千斤顶,并将旧千斤顶全部换新,以增大顶升力,但仍然无效。至此,已超过混凝土终凝时间,模板与混凝土完全粘在一起,再采取任何助滑措施都无济于事,只好拆除模板。
2 事故原因分析
2.1 滑模设计方面的原因
本工程滑模装置因总面积不大,设计时未作深入计算,按以往经验,每1.5m²设1只千斤顶,225m²(15m×15m)共需150只千斤顶,局部加密后,实际布置了162只GYD-35型滚珠式千斤顶,工作起重量15kN/只。
下面按照施工规范对滑模体系的滑升力进行验算,有关荷载取值如下:钢模板及围圈自重0.65kN/m;操作平台自重0.65kN/m²;提升架自重2.5kN/个;施工活荷载1.0kN/m²;外挑脚手架自重0. 40k N / rn ;液少压不要啊控制台自重30kN;混凝土与模板的摩阻力3.0kN/m²。
(1)整体滑升验算结果 总滑升力2430kN,总阻滑力1733kN,可见,总体滑升力是满足要求的,且有富裕,滑升力是阻滑力的1.40倍。
(2)单元墙体滑升验算结果 取发生事故的电梯井内隔墙中的一个进行
 验算(见图2中的虚线框A)。滑升力180kN,阻滑力134kN,单元墙体的滑升力也是满足要求的,滑升力是阻滑力的1.34倍,富裕程度比总体验算时要小,说明此部位千斤顶分布数量偏少。
(3)墙体局部滑升验算结果 取发生事故墙体的中间一段进行验算(见图2中的虚线框B)。滑升力30kN,阻滑力37.5kN,此处的滑升力小于阻滑力,不满足要求,与事故实际表现相符。
验算结果表明,总体滑升力满足要求,但千斤顶布置不够合理,电梯井内隔墙部位偏少,造成滑升力分布不均匀,内隔墙中段滑升力不满足要求。15层以下能够正常滑升,是因为初始阶段,新装模板的摩阻力较小,即使局部滑升力不足,在围圈的带动下仍然能够一起上升。随着时间推移,模板上粘结的混凝土和砂浆越来越多,铲模不干净等因素使摩阻力变大,在滑升力小的地方就容易发生滞卡现象,而围圈的刚度有限,变形过大就不能有效地将多余的升力传至滞卡部位,加上事发时混凝土处于凝结后期,与模板的粘结力增长很快,稍有延误便滑不上去。
2.2 施工工艺方面的原因
从拆模检查的结果来看,滑升失败是由于模板与混凝土粘结所致。从滑模施工的工艺要求分析,有如下原因:
(1)浇筑第14层筒体时,顶部滑空程序不当 采取“滑一浇一”方法时,外模滑空后,内模下端始终与混凝土紧贴,以维持滑模体系的横向稳定。滑空阶段应该放慢速度,使滑空结束后模板与混凝土不粘结。但调查表明,第14层筒体滑空时正值深夜,工人急于下班,滑空太早、太快,次日又没有附加提升一次,留下了内模与混凝土粘结的隐患。
(2)混凝土布料程序不当 从结构来看,发生事故的部位,阴角多,模板多,并且都是加长模板,因此摩阻力最大,但商品混凝土到达后却最先布料,使这部分混凝土凝结时间过长,增加了模板与混凝土的粘结力。
(3)初滑程序不当 根据滑模施工规范,混凝土下料2~3h后,应该试滑1~2个冲程,以减小初升阻力和观察混凝土的凝结状态。但从事故过程可知,初滑是在下料5h之后进行,此时混凝土已接近终凝状态,与模板的粘结力相当大,必然导致初升困难。
2.3 商品混凝土方面的原因
由于商品混凝土供应商为业主所指定,协调控制的难度比较大,对滑模施工不利。第15层筒体混凝土的设计强度等级为C40,终凝时间为6~8h,根据气温情况应掺入适量缓凝剂,保证混凝土的凝结时间符合滑模滑升的要求。但现场技术人员反映,混凝土施工配合比不够理想,由初凝到终凝转变太快,很难把握滑升速度。
事故当天的气温为19~22℃,属于较理想天气,又是白天施工,除前述原因外,商品混凝土的质量不稳定、凝结特性不良,使施工单位难以准确掌握滑升时间,也是这次事故的原因之一。
2.4 施工管理方面的原因
滑模施工比一般混凝土施工技术性强、难度大,而目前施工企业一线工人大部分是民工,由企业少量职工组成项目部进行现场施工管理。这种劳务层与管理层相分离的管理模式虽对滑模等要求高的施工技术不利。从事故过程来看,管理方面存在以下问题:
(1)从施工记录分析,第一次提升的最佳时间应该在16~17点之间,而实际提升时间是18∶20。管理不善延误了正确的初滑时机。
(2)施工单位对滑模与商品混凝土配合的困难估计不足,估计到混凝土可能断档,没考虑到滑不上去,应变措施不力耽误了处理时机。
3 经验教训
(1)滑模设计不能只凭经验,总体布置完成后应该验算局部滑升力,调整千斤顶的分布。
(2)严格遵守滑模施工规范,确保滑空后模板与混凝土不粘结,隔夜附加一次提升是检验和消除这种现象的稳妥办法。混凝土布料要均匀,使先后搅拌的混凝土掺合分散布置,避免集中一处凝固。初次提升宁早毋迟,早了可以等待,过迟则很难处理。
(3)采用商品混凝土时,最好由施工单位自行选择信誉比较好的混凝土供应商,并根据实际情况调整配合比,使混凝土的凝结特性满足施工要求。由业主指定混凝土供应商的作法对滑模施工是不利的。
(4)对以民工为主的劳务层,必须加强现场管理和技术指导,不能用常规浇筑混凝土的管理办法对待滑模施工。
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