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摘要:随着科技进步,液压爬模施工技术由于其具备施工速度快、工程质量好、成本低等诸多优点,使得其在超高层建筑核心筒施工中的得到了广泛应用。笔者在此以某项目塔楼核心筒施工为例,介绍液压爬模施工技术在超高层建筑核心筒施工中的应用,仅供同行参考。
关键词:液压爬模 超高层建筑 核心筒
1.工程概况
1)工程名称:59层设计商业办公楼及5层商业楼工程各1幢(广发证劵大厦项目)
2) 工程地点:广州天河区珠江新城M1-5地块
3) 结构类型:本工程属于框架核心筒结构体系,其中核心筒部分属于钢筋混凝土结构。
4) 建筑高度:本工程建筑总高为308米,其中核心筒结构总高度为295.520米。
5) 层 数:办公楼地下5层/地上59层。
6) 墙体厚度:核心筒外围墙体有1000mm变至300mm,内主墙由400变至200。其中外围墙体最大一次变化为200㎜。
7) 结构层高:标准层高4200㎜、4480㎜,有8400、6160等多种非标层。
2. 液压爬模技术介绍
2.1 核心筒爬模体系
本工程核心筒爬模体系采用目前先进的“LY-ZPM-160型爬模架”体系,其参数见表l。
表1 LY-ZPM-160型爬模架相关参数
架体高度 架体宽度 额定推力 爬升速度 施工荷载
14.7m ≤5m 160kN 250mm/min ≤ 5kN/㎡
2.2 基本原理及特点
新型自爬模系统是适应高层或超高层结构混凝土浇筑而出现的先进施工工艺。通过液压油缸对导轨和爬架交替作用以实现自爬模的爬升运动。在退模留下的爬锥上安装受力螺栓、挂座体及埋件支座,通过对轭棘爪方向的上下调整来使导轨进行运动,待导轨升到位在该埋件支座上就位之后,操作人员立即转到下平台,进行前一层的埋件支座、爬锥等的拆除工作。在将爬架上所有拉结解除后即可以开始进行架体及模板爬升操作,随上下棘爪方向进行调整后启动油缸,爬模架就相对于导轨运动。通过导轨和爬模架这种交替附墙进行提升,爬模架沿着墙体垂直预留爬锥逐层向上爬升。
3 爬模设计
1)本工程从地上三层开始使用钢模板施工,地上三层施工时预设爬模用埋件;
2)爬模用于核心筒内外围剪力墙施工;竖向结构先行施工,外围水平结构滞后3——4层施工。核心筒内筒水平结构由于核心筒內爬塔吊的关系需要滞后8——9层。
本工程办公楼核心筒内外墙体布置共73榀机位:外围墙体26榀,内核心筒布置了47榀机位。爬模机位布置应考虑现场塔吊位置,并尽量避让伸臂桁架及钢骨柱位置。塔吊钢梁与爬模应避免相撞或埋件与爬模预埋件发生冲突。爬模设计时一定要先仔细阅读好施工图纸,特别是核心的预留筒洞口位置,由于核心筒的预留洞口位置比较多,因此我们需要知道每一次爬模爬升的距离,爬模埋件是否会与核心筒洞口位置发生冲突。设法避免或及早制定出处理方法。
下图1为爬模平面布置图。
图1 爬模平面布置图
4 施工工艺流程
4.1 爬模体系模板安装施工工艺流程
1)第三层核心筒钢筋绑扎完成后,放置爬模预埋件,使用钢框木模板封模,爬模埋件距砼浇筑面向下850mm。
2)拆模后进行主承力架的安装和水平联系钢梁的分段安装;铺设平台板,进行平台防护的安装;上下机盒和导轨的安装;上架部分的安装,并作水平联接,铺设木板,安装防护;液压系统的安装及连接;地上五层墙体模板的安装,并与架体联接;下挂架部分的安装,并作水平联接,铺设木板,安装防护。
4.2 爬模体系模板拆除施工工艺流程
爬模拆除顺序为:爬模分区依次拆除。拆模主要流程:爬模施工至顶层—退模—平台杂物清理及下吊—模板拆除—上架拆除—油路及控制柜拆除—导轨拆除—附墙及上架配件下吊—下架拆除—地面解体—装车。
5. 施工难点分析、注意事项及解决措施
1)地上部分核心筒外墙截面沿竖向逐部收小和变化的,最大一次变化是200 mm,模板按结构变化,减少调节模板。外墙爬升时使用钢制垫块调整,爬升时导轨倾斜,每次爬升架体向墙体贴近50mm左右。通过五层爬升复位。由于200mm的变化是较大的,这对于受力螺栓的抗弯能力需要大大增强,因此此处预埋的爬模埋件也要重新设计加强。
2) 有伸臂桁架:布置爬模机位避开伸臂桁架位置,伸臂桁架位置处平台采用翻板形式,爬模爬升至伸臂桁架高度时,打开翻板,爬升过伸臂桁架后复原。
3)结构高度达295.520米,属于超高层建筑,社会影响大,外防护要求高。为保证安全,爬模外侧至上而下采用钢制安全网全封闭防护。
4)梁板后浇及钢梁节点处理
I、核心筒墙与后施工混凝土板连接节点处理
由于核心筒墙体先行施工,需要在相应楼板位置埋设“胡子筋”,将楼板钢筋等强度代换为一级钢(便于折弯),按板筋间距埋设在墙体保护层内。当施工楼板时,剔出胡子筋,调直后与楼板钢筋焊接单面焊10d。
II、核心筒墙与后施工混凝土梁连接节点处理
同上,锚入核心筒墙内的梁钢筋需要预埋设连接接头。预埋接头采用端头带直螺纹接头的钢筋套筒的形式。
5)由于爬模上施工很有可能会与楼板上的施工形成交叉作业,因此应对爬模与楼板上的施工进行流水施工安排,例如爬模上施工南面时,楼板上的施工应安排为北面。待各自完成施工后再各自调换施工位置以避免交叉作业。除了形成流水作业外,为了进一步确保施工安全,爬模的最底层应设置翻板。爬模爬升时翻开使它离开墙体,爬升完毕后再次翻回使它紧贴墙体,以达到阻止物品因不慎坠落引致伤人。由于爬模工作区与爬模最底层的翻板是有一定距离的。物品从施工层掉下时势能会比较大,因此我个人建议在爬模模板层下再增加一道推版以加强预防物品坠落。但这一层的推板是有要求的。推板不能太小但要确保提摸时要能推开离开墙体。推板太小会容易引致推板从爬模平台与墙的空隙坠落而造成更大的伤害。因此推板要设置足够大但提模时要能推开离墙体至少20公分。
6)爬模核心筒的垂直度控制:由于爬模对于核心筒的垂直度要求较够,核心筒垂直度不总的话既影响高层建筑的质量,更有可能是危及到爬模爬升安全。
7.结语
液压爬模施工技术相较于其他高层建筑核心筒结构的模板施工技术而言,减少了模板的拆、搭作业,从而减少了塔吊的使用,使塔吊充分能够满足钢结构的吊装,能够有效减短工期,实现了核心筒筒体结构先行施工。经施工应用表明,采用该体系能够有效减少工序间的相互制约和干扰,在保证施工安全及质量的同时,提高了施工效率,且经济节能,具有十分广阔的发展前景。
参考文献:
[1]中华人民共和国住房与城乡建设部.JGJ 195—2010液压爬升模板工程技术规程[s].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]顾国明.超高层建筑滑模法与爬模法施工技术册.建筑机械化,2009,30(11):72—76
[3] 江苏揽月模板工程有限公司59层设计商业办公楼及5层商业楼工程各1幢项目《爬模施工专项方案》
关键词:液压爬模 超高层建筑 核心筒
1.工程概况
1)工程名称:59层设计商业办公楼及5层商业楼工程各1幢(广发证劵大厦项目)
2) 工程地点:广州天河区珠江新城M1-5地块
3) 结构类型:本工程属于框架核心筒结构体系,其中核心筒部分属于钢筋混凝土结构。
4) 建筑高度:本工程建筑总高为308米,其中核心筒结构总高度为295.520米。
5) 层 数:办公楼地下5层/地上59层。
6) 墙体厚度:核心筒外围墙体有1000mm变至300mm,内主墙由400变至200。其中外围墙体最大一次变化为200㎜。
7) 结构层高:标准层高4200㎜、4480㎜,有8400、6160等多种非标层。
2. 液压爬模技术介绍
2.1 核心筒爬模体系
本工程核心筒爬模体系采用目前先进的“LY-ZPM-160型爬模架”体系,其参数见表l。
表1 LY-ZPM-160型爬模架相关参数
架体高度 架体宽度 额定推力 爬升速度 施工荷载
14.7m ≤5m 160kN 250mm/min ≤ 5kN/㎡
2.2 基本原理及特点
新型自爬模系统是适应高层或超高层结构混凝土浇筑而出现的先进施工工艺。通过液压油缸对导轨和爬架交替作用以实现自爬模的爬升运动。在退模留下的爬锥上安装受力螺栓、挂座体及埋件支座,通过对轭棘爪方向的上下调整来使导轨进行运动,待导轨升到位在该埋件支座上就位之后,操作人员立即转到下平台,进行前一层的埋件支座、爬锥等的拆除工作。在将爬架上所有拉结解除后即可以开始进行架体及模板爬升操作,随上下棘爪方向进行调整后启动油缸,爬模架就相对于导轨运动。通过导轨和爬模架这种交替附墙进行提升,爬模架沿着墙体垂直预留爬锥逐层向上爬升。
3 爬模设计
1)本工程从地上三层开始使用钢模板施工,地上三层施工时预设爬模用埋件;
2)爬模用于核心筒内外围剪力墙施工;竖向结构先行施工,外围水平结构滞后3——4层施工。核心筒内筒水平结构由于核心筒內爬塔吊的关系需要滞后8——9层。
本工程办公楼核心筒内外墙体布置共73榀机位:外围墙体26榀,内核心筒布置了47榀机位。爬模机位布置应考虑现场塔吊位置,并尽量避让伸臂桁架及钢骨柱位置。塔吊钢梁与爬模应避免相撞或埋件与爬模预埋件发生冲突。爬模设计时一定要先仔细阅读好施工图纸,特别是核心的预留筒洞口位置,由于核心筒的预留洞口位置比较多,因此我们需要知道每一次爬模爬升的距离,爬模埋件是否会与核心筒洞口位置发生冲突。设法避免或及早制定出处理方法。
下图1为爬模平面布置图。
图1 爬模平面布置图
4 施工工艺流程
4.1 爬模体系模板安装施工工艺流程
1)第三层核心筒钢筋绑扎完成后,放置爬模预埋件,使用钢框木模板封模,爬模埋件距砼浇筑面向下850mm。
2)拆模后进行主承力架的安装和水平联系钢梁的分段安装;铺设平台板,进行平台防护的安装;上下机盒和导轨的安装;上架部分的安装,并作水平联接,铺设木板,安装防护;液压系统的安装及连接;地上五层墙体模板的安装,并与架体联接;下挂架部分的安装,并作水平联接,铺设木板,安装防护。
4.2 爬模体系模板拆除施工工艺流程
爬模拆除顺序为:爬模分区依次拆除。拆模主要流程:爬模施工至顶层—退模—平台杂物清理及下吊—模板拆除—上架拆除—油路及控制柜拆除—导轨拆除—附墙及上架配件下吊—下架拆除—地面解体—装车。
5. 施工难点分析、注意事项及解决措施
1)地上部分核心筒外墙截面沿竖向逐部收小和变化的,最大一次变化是200 mm,模板按结构变化,减少调节模板。外墙爬升时使用钢制垫块调整,爬升时导轨倾斜,每次爬升架体向墙体贴近50mm左右。通过五层爬升复位。由于200mm的变化是较大的,这对于受力螺栓的抗弯能力需要大大增强,因此此处预埋的爬模埋件也要重新设计加强。
2) 有伸臂桁架:布置爬模机位避开伸臂桁架位置,伸臂桁架位置处平台采用翻板形式,爬模爬升至伸臂桁架高度时,打开翻板,爬升过伸臂桁架后复原。
3)结构高度达295.520米,属于超高层建筑,社会影响大,外防护要求高。为保证安全,爬模外侧至上而下采用钢制安全网全封闭防护。
4)梁板后浇及钢梁节点处理
I、核心筒墙与后施工混凝土板连接节点处理
由于核心筒墙体先行施工,需要在相应楼板位置埋设“胡子筋”,将楼板钢筋等强度代换为一级钢(便于折弯),按板筋间距埋设在墙体保护层内。当施工楼板时,剔出胡子筋,调直后与楼板钢筋焊接单面焊10d。
II、核心筒墙与后施工混凝土梁连接节点处理
同上,锚入核心筒墙内的梁钢筋需要预埋设连接接头。预埋接头采用端头带直螺纹接头的钢筋套筒的形式。
5)由于爬模上施工很有可能会与楼板上的施工形成交叉作业,因此应对爬模与楼板上的施工进行流水施工安排,例如爬模上施工南面时,楼板上的施工应安排为北面。待各自完成施工后再各自调换施工位置以避免交叉作业。除了形成流水作业外,为了进一步确保施工安全,爬模的最底层应设置翻板。爬模爬升时翻开使它离开墙体,爬升完毕后再次翻回使它紧贴墙体,以达到阻止物品因不慎坠落引致伤人。由于爬模工作区与爬模最底层的翻板是有一定距离的。物品从施工层掉下时势能会比较大,因此我个人建议在爬模模板层下再增加一道推版以加强预防物品坠落。但这一层的推板是有要求的。推板不能太小但要确保提摸时要能推开离开墙体。推板太小会容易引致推板从爬模平台与墙的空隙坠落而造成更大的伤害。因此推板要设置足够大但提模时要能推开离墙体至少20公分。
6)爬模核心筒的垂直度控制:由于爬模对于核心筒的垂直度要求较够,核心筒垂直度不总的话既影响高层建筑的质量,更有可能是危及到爬模爬升安全。
7.结语
液压爬模施工技术相较于其他高层建筑核心筒结构的模板施工技术而言,减少了模板的拆、搭作业,从而减少了塔吊的使用,使塔吊充分能够满足钢结构的吊装,能够有效减短工期,实现了核心筒筒体结构先行施工。经施工应用表明,采用该体系能够有效减少工序间的相互制约和干扰,在保证施工安全及质量的同时,提高了施工效率,且经济节能,具有十分广阔的发展前景。
参考文献:
[1]中华人民共和国住房与城乡建设部.JGJ 195—2010液压爬升模板工程技术规程[s].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]顾国明.超高层建筑滑模法与爬模法施工技术册.建筑机械化,2009,30(11):72—76
[3] 江苏揽月模板工程有限公司59层设计商业办公楼及5层商业楼工程各1幢项目《爬模施工专项方案》