滑模施工技術(shù)具有機(jī)械化程度高、施工速度快、場地占用少、安全作業(yè)保障程度高、綜合效益顯著等特點(diǎn)。以下為對滑模技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用所進(jìn)行的探討,供同行參考。
1工程概況
某大廈為綜合性多功能辦公大樓,地下兩層,地上28層,總高93.4m,建筑面積44100m2,基礎(chǔ)為樁箱結(jié)合基礎(chǔ),±0.00以下為現(xiàn)澆鋼筋砼框剪結(jié)構(gòu)體系。工程主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為高等級砼,框架、剪力墻1~8層為C50,8~14層為C45,15~28層為C40,各層樓板均為C40,樓板設(shè)計(jì)為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼鉸線無梁樓板結(jié)構(gòu),鋼鉸線采用Φ15.24mm,fptk=1860N/mm2,板厚200mm。
2 液壓滑模系統(tǒng)的工作原理
液壓滑模系統(tǒng)工作原理如下圖所示。當(dāng)啟動(dòng)電機(jī)使油泵工作時(shí),油液經(jīng)由二位四通電液閥的P腔通過A腔的節(jié)流口以不大于10kg/cm2的壓力循環(huán)回油箱,此時(shí)B腔和O腔連通,油路系統(tǒng)處于回油狀態(tài)。當(dāng)千斤頂需要供油時(shí),操縱電液閥的旋扭(頂升位置),令電液閥換向,使油液由P腔經(jīng)B腔進(jìn)入油路系統(tǒng),使千斤頂完成一次工作行程。需要的壓力大小由溢流閥調(diào)整,由壓力表讀出壓力值,當(dāng)油路系統(tǒng)中達(dá)到設(shè)定壓力時(shí),油液從溢流閥卸荷口回油箱??刂婆_(tái)頂板上的多個(gè)針形閥用以控制多路通道。
滑模施工是采用一套由特別的模板和與之配套的操作平臺(tái)組成的滑模裝置,通過液壓提升系統(tǒng)帶動(dòng)整套滑模裝置向上滑升。在滑模施工過程中,鋼筋綁扎和混凝土的澆筑始終在模板上口300mm左右進(jìn)行,當(dāng)模內(nèi)澆筑滿混凝土,且模板下口的混凝土強(qiáng)度達(dá)到0.3~0.5MPa后,向上滑升一定高度(25~30cm),接著綁扎鋼筋,澆筑混凝土,再向上滑升,這樣循環(huán)往復(fù),直至施工完成。
3 施工技術(shù)
3.1 滑模工藝
在該大樓滑模施工中運(yùn)用了當(dāng)前滑模的一系列新技術(shù)和先進(jìn)滑模設(shè)備,使大面積墻面十分平整,框架柱斷面尺寸準(zhǔn)確,偏差在±2mm以內(nèi);棱角完整,達(dá)到或超過了支?,F(xiàn)澆成形的墻、柱砼質(zhì)量水平。
(1)全部用GYD—60大噸位滑模千斤頂代替常規(guī)的GYD—35或QYD—35滑模千斤頂。其承載能力提高一倍,減少支承桿一半,因而可有效降低滑模工程成本。
(2)全部采用Φ48×315鋼管代替常規(guī)的Φ25鋼筋支承桿作滑模支承桿,兩者單位質(zhì)量雖然基本相等,但鋼管的剛度比常規(guī)的鋼筋大5倍,對提高滑模平臺(tái)的穩(wěn)定性十分有利。
(3)用大模板體系代替定型小鋼模板作滑模模板,標(biāo)準(zhǔn)尺寸為外墻模2400mm×1200mm,內(nèi)墻模2400mm×900mm,相當(dāng)于8塊300mm寬的定型小鋼模板,減少了板縫,同時(shí)采用4mm厚鋼板作面板,用8#槽鋼作背楞,大大提高了出模砼的平整度。
(4)角模及框架柱模采用4mm鋼板整塊折彎制成,帶**圓角并自然作出錐度。柱模的基本構(gòu)造為:4塊角模組合成一柱模,剛度很好,不變形,錐度標(biāo)準(zhǔn)。剪力墻模由于制作角模時(shí)設(shè)計(jì)好了標(biāo)準(zhǔn)錐度,從而保證了墻、柱斷面的尺寸標(biāo)準(zhǔn)(柱斷面尺寸誤差在2mm以內(nèi)),柱表面平整,棱角十分整齊,無缺棱掉角現(xiàn)象。
(5)模板表面刷環(huán)氧樹脂,減少滑升摩擦阻力,可提高砼出模質(zhì)量。
(6)**柱的滑模支承桿全部從柱內(nèi)移至柱外,鋼筋綁扎十分方便,并不受滑模提升架的**。柱箍筋可從頂上往下套,甚至一層樓的柱箍筋可在滑模之前一次扎完,提高滑模工效,同時(shí)也方便澆筑砼。支承桿移至柱外后即不埋入砼中,滑模過后可重復(fù)利用,這是滑模施工工藝的重大改革,是降低滑模工程成本的主要措施之一。
3.2混凝土澆筑
該工程為**采用商品砼及泵送砼用于滑模施工。泵送砼需要大流動(dòng)性,商品砼需要緩凝,這與滑模工藝是有矛盾的?;9に噷诺某瞿?qiáng)度有嚴(yán)格的規(guī)定,要求砼在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到一定的強(qiáng)度才能保證出模砼的質(zhì)量。規(guī)范規(guī)定適宜的出模強(qiáng)度為0.2~0.4MPa,如砼流動(dòng)性太大,緩凝時(shí)間太長,則砼出模強(qiáng)度會(huì)降低,出模后會(huì)垮塌,不能成型。這一問題通過與砼公司和減水劑廠家的密切配合,針對開始時(shí)由于砼緩凝時(shí)間過長,滑**層的時(shí)間為50h,采取改進(jìn)措施后,提高到15h即可滑升一層結(jié)構(gòu)。緩凝時(shí)間控制在6h左右。
3.3內(nèi)爬式布料桿
采用砼泵配合內(nèi)爬式砼布料桿布料是高層建筑現(xiàn)澆砼機(jī)械化的先進(jìn)工藝,對滑模施工十分有利。由于布料桿方便靈活、效率高,因而可以減少滑模平臺(tái)上的操作人員,減輕平臺(tái)荷載。本工程**采用非全封閉的滑模操作平臺(tái),僅沿墻、柱邊緣設(shè)1m寬的一條通道,另在局部設(shè)少量活動(dòng)平臺(tái),其余大部分平臺(tái)上僅設(shè)有桁架支撐而不鋪平臺(tái)板,用安**代替。這樣既減輕了平臺(tái)荷載還省去了每次拆裝活動(dòng)平臺(tái)的工序。根據(jù)該工程要求,專門設(shè)計(jì)生產(chǎn)了一臺(tái)工作半徑為24m的HG—24型內(nèi)爬式全液壓砼布料桿,用于工程的滑模施工。
實(shí)踐表明,商品砼+砼輸送泵+內(nèi)爬式全液壓砼布料桿+滑模工藝施工是高層建筑施工中較為先進(jìn)合理的配套工藝,高度機(jī)械化且效率高。在1400m2的樓面上多工種同時(shí)作業(yè),一層結(jié)構(gòu)的滑模施工只需18h,砼工程量約300m3。包括樓板支模、扎鋼筋,穿布預(yù)應(yīng)力筋、澆砼、預(yù)應(yīng)力筋張拉等全過程,可達(dá)到一個(gè)月施工6層的高速度,這是其它任何施工工藝都不及的。
3.4 豎向鋼筋接頭
滑模施工為快速施工工藝,十幾個(gè)小時(shí)要完成一個(gè)結(jié)構(gòu)層的全部施工工序,包括模板工程、鋼筋制作綁扎、砼澆筑、門窗洞留設(shè)、水電預(yù)埋管件等。豎向鋼筋的連接如處理不當(dāng)將影響滑模施工速度;鋼筋豎向連接方式有許多種,各有利弊,一層結(jié)構(gòu)的豎筋多達(dá)3319根,不采用快速接頭是跟不上滑模速度的。
3.5水平結(jié)構(gòu)模板體系
在高層建筑滑模施工中滑模只解決豎向結(jié)構(gòu)的模板問題,水平結(jié)構(gòu)的施工問題不能解決。如果6天施工一個(gè)結(jié)構(gòu)層,除豎向結(jié)構(gòu)需18h外,其余5天多時(shí)間主要是施工水平結(jié)構(gòu)占用的時(shí)間,因此如何加快水平結(jié)構(gòu)的施工速度是進(jìn)一步提高滑模施工速度的關(guān)鍵,這就要求采用先進(jìn)快速的模板體系。在該大樓滑模施工中,采用了WDJ模板碗扣支架早拆頭體系,這一體系適應(yīng)性強(qiáng),調(diào)整簡易,支模、拆模比較方便。大面積的平面模板采用1220mm×2440mm竹編塑面模板,每塊面積為2198m2,鋪設(shè)速度快,拆模后光滑平整美觀,不粘模,周轉(zhuǎn)次數(shù)多。當(dāng)豎向結(jié)構(gòu)滑?;?m高以后,碗扣架也就快完成了,緊接著就可以鋪設(shè)主楞、次楞和模板。
3.6 垂直運(yùn)輸機(jī)械
垂直運(yùn)輸機(jī)械設(shè)80t.m塔機(jī)1臺(tái),主要負(fù)責(zé)鋼筋和鋼管的吊運(yùn),同時(shí)輔助局部砼澆筑;大量的砼主要靠輸送泵和布料桿。另設(shè)1臺(tái)雙籠施工電梯負(fù)責(zé)施工人員的上下和裝修裝飾材料的運(yùn)輸。
4 實(shí)施效果
本工程共布設(shè)GYD—60大噸位液壓千斤頂226臺(tái),其中有118根支承桿布置在剪力墻內(nèi),共45.312t,108根支承桿布置在框架柱外。結(jié)構(gòu)外支承桿可倒換周轉(zhuǎn)使用,用量僅4.976t。共耗用支承桿50.288t,按滑模的建筑面積計(jì)算單位面積耗用支承桿1.23kg/m2。本工程采用GYD—60大噸位千斤頂代替GYD—35小千斤頂和將框架柱支承桿布置在結(jié)構(gòu)外兩項(xiàng)措施共節(jié)約支承桿190t,價(jià)值約90萬元。工程實(shí)施一整套滑模新工藝,6個(gè)月完成了28層主體結(jié)構(gòu)的施工,平均5~6天施工一個(gè)結(jié)構(gòu)層,施工速度大大加快,取得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。