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[摘 要]本文所阐述圆柱形塔台钢模外挂内控施工工艺,是结合我们在现场便于制作和掌握的成熟做法,施工准备阶段根据设计圆筒结构尺寸配置标准模板,现场内筒部位模板采取散拼,通过螺栓与弧度围懔控制筒体的弧度;合理的设置模板构造节点,从而保证整个施工过程筒体弧度与设计一致,本工艺在我们使用后发现有较好的经济性和使用性。
[关键词]筒体结构特点与难点;适用范围;工艺原理;质量安全措施;实例效益分析
中图分类号:TU974 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)35-0143-03
1 前言
近年来随着中甘国际安哥拉公司发展,为树立公司在安哥拉建筑市场的企业业绩,积极努力开拓市场,寻求对企业发展有影响力的项目,我们承建了中国民航机场建设集团公司,机场建设项目部分在建项目,其中有航管楼项目、塔台项目、VIP航管楼、消防救援中心项目,参与了航站楼项目等工程项目的建设;诸多项目中尤其塔台项目施工特点难点较多。塔台项目是机场航空运行管理的心脏工程,同时也是机场建设的地标性建筑,承接后公司认真组织了相关的技术人员,组织了强有力的项目班子,研究了工程的结构难度,制定了切实可行的施工方案,主体施工经过六个多月阶段的实施,已顺利圆满地完成了施工任务。在施工过程中得到安方政府新机场建设工作组的视察,并得到了一致好评。(附在建时期安方政府检察工作时照片)
2 塔台项目建筑结构特点难点概况
本工程为圆形建筑,主筒结构为12.8米直径,地下一层设备用房,地上二十五层结构体系为剪力墙结构,建筑总高度为81.6米,其中1-19层为塔台的过渡标准层,层高为3米,20层为巡视层在外筒壁外挑1.7米走道板,从二十一层塔台观光层开始外挑板为1.8米,筒内沿走道方向设置四根500*1500断面的井子梁,外挂同样断面的悬挑环梁与走道板连成一体。同时在外挑环梁上生根16根扩大部分的结构柱,此柱做为塔台扩大部分玻璃幕墙的附着条件,进入塔台二十二层办公层,逐渐外挑板带环梁,含玻璃幕的附墙柱,外弧板擴大为3.445米,同样结构形式二十三层塔台的辅助层,扩展为4.985米,此层为塔台的空中外挑的最大部分,进入二十四层维修层结构外挑恢复1.7米,最后进入塔台二十五层空中管制室,外挑板继续沿主筒壁外挑1.95米。(塔台建筑剖面的插图)
结合以上针对塔台结构难点的分析,在较高的空中完成结构复杂的外挑结构,没有可靠的模板方案作保证,没有切实可行的安全保证措施,施工是无法完成的,正是认识到了这些方面,现场项目部结合工程的实际,在施工阶段我们采取了不同方案的措施其特点为:
2.1 主要模板方案制定保证了施工质量:筒体弧度的控制,经过本项目结构特点的分析,采取‘内控外挂’的主导方案;一层与裙房相接部分,以及进入二十层结构层高,结构尺寸的变化,采取散拼竹胶板工艺,可满足结构变化的要求。
筒体外模;在2-19层标准层经过放样,塔台筒壁外模制作,按层高考虑采取定型钢模,基本尺寸为599X1500,每块模板之间上下层接缝,采取了扣槽式连接的构造节点,同时又便于施工操作,定型钢模的制作面板采取3mm厚钢板,边框采用50#80不等边角钢,在每块模板角钢侧边打孔用螺栓相互连接,保证圆弧模板的整体稳定性。
筒体内模;由于受结构限制,筒体内部梁、墙相交结构尺寸较多,不便于设置定型钢模,故采取了竹胶板散拼与板整浇的工艺。内弧的竖向围懔采取钢管,水平围懔采取放样后制作的弧形钢管,与外模采取穿墙螺栓连接,每个弧形水平钢管之间用专用的销扣连接,保证了内模弧度的整体一致性。(标准层施工照片)
2.2 施工过程主要模板安全保证措施:在标准层模板制作时充分考虑了,外筒模板施工安全的可靠性,采取了‘附着式三角架模板外挂的施工工艺’;模板操作的水平方向,每两块模板之间用三角支架、过墙螺栓固定。外挑1000米,水平铺脚手板作为工作面,供提升找中心、绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土等工序使用。
外模施工时按三层模板组装,循环周转使用,在每个周转单元外模,最下层其下方吊装水平防护栏,竖向外挂安全网。挂在外第二层三角架水平杆上的吊篮,是专供拆除最下层三角架模板和堵塞窗墙套管孔洞使用。
三角架采用外部三层,在施工过程中将最下层拆除后,翻至最上层逐层周转使用,便可满足整座筒壁施工的需求,三角架之间要有稳妥的上下和环向联系,要求每三层三角架环向连成整体,使其成为环向的刚性结构,保证最上层的施工荷载和混凝土凝结以前的自重,能传递到已具有强度的下二层筒壁结构及该层的三角支架上。
2.3 施工过程中主要工艺流程确定满足了进度需求:标准层竖向钢筋绑扎---筒体立内模支设固定---平台模板支设筒体圆心固定—按圆心找正内模板上口圆弧---外模定型钢模安装---外模三角架安装—穿对拉螺杆---利用内模弧形围懔调整内、外模板弧度---绑扎该层现浇板钢筋—本层混凝土浇筑---下一层循环。
经过努力在标准层施工时达到了没4天一层的进度需求,为加快塔台主体完工赢得了时间。
2.4 施工过程中保证塔身垂直的质量措施:如何保证筒体圆心控制,从而保证内、外弧度的一致,是塔台项目施工的重点,施工开始项目部认真学习图纸,采取了‘内投外控’的方法,保证了圆心的可靠一致性,为筒体模板的控制提供了可靠的依据,施工时我们在筒体圆心处设立了预埋钢板,将圆心控制点刻设在钢板上,每次投点时利用板面预留孔,将所需的施工层圆心投射到该层,复核时在用20kg线錘,对激光铅直仪的投点进行复核,同时在塔台离筒壁的外沿15米,设置四个外部控制塔身垂直度的观测点,用于每次观测塔身外部垂直的复核措施,以上措施通过实施目前塔身外观垂直控制良好,全高的垂直误差满足了有关规范要求。(附投控点照片,投点激光,外控投点复核照片) 2.5 施工過程中保证安全文明施工措施:塔台周围25-30米范围划定为危险区,模板拆、装设专人看护周边,有无人员的停留,在主要入口处设置了防护通道口,楼内临边处设置防护栏杆,利用每层窗洞预留口,并在相应位置处预埋吊环钢筋搭设每层的卸料平台,用于每层模板设备吊转、周转使用。(附卸料平台照片)
塔台的垂直运输采用,国内5013高塔,按安全管理规范,由甘肃建投装备制造有限公司,制作加工高塔的附着杆件,按方案分四次附着,分别是10层、15层、19层、23层附着;专业公司附着杆件的加工保证了高塔使用的安全可靠,为塔台顺利施工提供了坚强的保证;(高塔附着照片)
介于塔台的结构特点,在20层逐层开始外挑相应结构,因此在初步制定模板施工方案时,在18层顶板开始预埋悬挑钢梁的预埋件、固定钢筋,用于在支设19层顶板时外沿悬挑板的模板支撑架,以后相应结构的外挑,依据已成型的外挑结构板,逐层预埋固定外挑架固定点,为保证23层最大悬挑处结构施工安全,在22层相应楼层结构处再次预埋,用于固定钢梁的预埋件,将空中悬挑结构件再次卸荷,保证最大悬挑处结构施工时安全可靠,通过以上成熟的施工方案措施的实施,为我们在今后承建类似建筑取得了较好的经验。
塔台建成将是安哥拉构筑物中最高建筑,同时也是机场项目地标性建筑,将会为我司在安哥拉健康长足的发展再立丰碑。
3 适用范围
通过塔台特殊构筑物施工,结合当时的施工条件,在类似一般水塔、烟筒、高耸圆形构筑物可以借鉴适用本次施工工艺。
4 工艺原理
4.1 外挂钢模内控竹胶板筒体模板制作工艺要求:
根据项目施工的特点,初步考虑塔台主体结构按标准层和非标层施工,我们现场多次反复研究图纸特点后,最后確定标准层(2-19层)外模采取定型钢模,内模配以竹胶板散拼,其中(1层、20-25层)全部采取散拼整浇的施工方案。
4.1.1 塔台筒体内模制作要求:
筒壁内模采用1220x2440竹、木胶板,可裁成500-600宽根据等分弧度后备用。用¢48钢管加工成水平弧形龙骨,标准层3米高内设6道双¢48钢管,以便用蝴蝶卡固定穿墙螺栓。所用的弧形龙骨均制作成2-4米的定型构件,该定型构件组成360度的园,用扣件或专用套管连接固定,按三层用量制作水平龙骨。模板的竖向龙骨用50x100mm方木,间距为300-400之间。竖向龙骨与弧形水平龙骨用铁丝绑扎连接,相邻两块模板之间用方木连接,以保证竹胶板的圆弧曲率一致。(附内模支设图片)
4.1.2 塔台筒体外钢模制作要求:
制作专用钢模板,考虑自4.5米开始至54米间使用钢制翻模。
钢制翻模系统主要构件制作概述:
(1)、定型钢模板体系制作:按层高3米和筒体的设计直径计算模板制作尺寸,经计算每块钢模板的尺寸基本模数为宽599mm、高1500mm,钢板3mm厚,加固肋为50x80x3mm不等边角钢,每块钢模板竖向距两端300mm处钻20mm孔,用于内外膜固定螺栓使用。每块板之间的连接制作时钢框与板面上下口预留10mm,使每块上下之间连接紧密,施工时混凝土表面不易出现错胎现象,相邻两块模板竖向在制作时按599边框一侧外延80mm,目的是用于调整模板的曲率,通过钢模制作节点的控制,保证筒体模板在组装时整体圆度的一致性。(附钢模制作图片)
(2)、三角挂架制作体系:三角挂架的基本尺寸为水平面1000mm用∠50×100×3mm角钢,竖向立杆用∠50×50×3mm角钢,其高度与模板相互错茬为1300mm,上下三角架之间竖向搭接有200mm,目的是保证上下模板之间十字接缝处,连接成整体使竖向模板整体刚度提高,每两块模板之间的三角支架用∠50×50×3mm长度为1400-1450mm角钢连接,三角架斜撑杆用∠50×50×3mm长度为1680-1787mm.(附三角架制作图片)
三角架之间环向联系杆件采取角钢∠50×50×5mm环向连杆。这样不仅将每层三角架连成环向刚性整体,保证整体稳定,同时也是直接承受上层荷载进行荷载专递的支架,它还可以保证模板的相对位置和支模符合设计半径的调整支点。
(3)、悬挂式吊篮系统:为了保证施工安全,在模板设计时考虑了利用三角架,挂外墙模板拆除周转安全操作架;挂在外墙模板第二层三角架上的吊篮,是专供拆除最下层三角架、模板、堵塞套管孔洞使用,吊篮和第二层三角架每隔一个三角架,即2米挂一个,吊篮和第二层三角架水平杆用高强螺栓连接,在吊篮底部铺设方木。且方木之间连成整体,以保证空中作业安全可靠。
三角架设置可装拆式的护身栏杆和安全挑网,挑网挂在最上层三角架伸出的水平杆上,下面兜住吊篮,通过吊篮脚手板下方,钩在最下层三角架与筒壁相连的斜杆上。(附吊篮图片)
4.2 筒壁附着式三角架支模工艺流程
标准层施工时按三层考虑一次周转,具体流程如下:
筒体定位放线---筒体竖向钢筋绑扎---筒体内模固定---筒体水平模板支设---筒体内模上口按控制点找园---筒体外钢模固定三角架支模体系---筒体水平构件钢筋绑扎---水、电配合预埋施工—本层混凝土浇筑---拆除外模—拆除内模---进入下一次循环。
4.3 筒壁附着式三角架支、拆模板工艺注意事项
1)、筒壁外模安装拆除注意事项:筒体施工时每次周转采用三层模板和三角架,循环翻倒即可满足整个筒壁施工。在施工第四层模板时,操作人员站在吊篮里挂好安全带,由原模板闭合处开始,里外同时向相反方向按以下工序拆除;因模板的拼缝是相互搓茬的,所以拆除方向与安装方向相反。
2)、拆模的工艺流程:卸下固定模板三角架—拆除外筒模—退出对拉螺栓—滑轮及时转运拆除模板及配件—清理墙面打磨封洞---模板清理刷油---模板及配件吊车运至下层周转使用。 4.4 筒壁中心找正测量注意事项
1)、筒壁中心控制测量仪器工具:在施工过程中要求各层板混凝土的圆心和塔台垂直中心线重和,筒壁半径的控制测量工具,采用激光铅直仪、钢尺、15-20kg线锤。(附测量线锤图片)
2)、筒壁圆心控制点埋设:浇筑正负零顶板时,在中心位置处埋设一块钢板,利用地面上的控制桩,用‘╋’字交会法把中心点测到铁板上,并作出标注记号。
中心点要妥善保护,在上部结构施工时留一个100左右孔洞,以备激光发射器光束通过。另外在孔洞处加盖封堵,以防砂、石杂物等掉落下来而损坏仪器。
(附激光投点位置图片)
3)、筒体标高的控制:根据现场情况,在筒体四周主轴线位置设置四个标高控制点,每次测量投射时相互复核标高,其目的是保证塔台外模钢模的水平度,从而利于塔台外钢模垂直度控制同时满足观感质量。(按主轴线方向设控制标高点补测设图片)
4)、塔台半徑控制:塔台的半径控制我们采取内控点放出半径圆弧线,同时放出模板安装控制线,在钢筋的底部按线焊接固定模板的限位钢筋,其底部模板在在校核时用控制线复核模板位置,内模的上口位置可以通过平台中心,用钢尺丈量每一根辐射梁及板口位置尺寸,用油漆做好标记即可据此测定半径。(按此意思补测设图片)
5 塔台安全文明施工措施
5.1 塔台周围25-30米范围划定为危险区并设置围栏,危险区内进出通道必须搭设安全防护棚,其宽度为4米,高度为4.5米,并加铺两层竹芭作缓冲层。
5.2 施工脚手架悬挑措施:根据建筑功能的划分,进入19层顶开始,塔体逐渐扩大空间结构,因此在以下基层作好安全措施是至关重要的,为保证上部结构的安全施工,我们分别在19层的顶面(54米)、20层地面(57米)、21层地面(60米)22层(63米)标高处;设置四道悬挑槽钢,用于以上悬挑部位架体搭设。保证塔体扩大部位结构施工安全。(附各层钢梁、安全脚手架搭设图片)
5.3 安全文明施工管理措施:
1)、施工人员进入塔台危险区必须从安全防护棚内通过,非本工程人员不得在此区域停留。
2)、施工人员严禁酒后上班、严禁在作业面上嬉闹,打斗等违规行为。
3)、卷扬机由专人监护,电器进行必要的保养,发现问题及时维修。
4)、加强班组文明施工教育和管理力度,坚持一日一清,做到工完料净场地清检查制度。
5)、及时派人清理挑架、挂架上的杂物,保证架体施工过程不能有杂物高空坠落。
6)、所有挂架、挑架在操作面上均设防护栏杆,高度控制在1.5m并扎设密目网。
6 塔台施工过程中需注意以下问题
6.1 标准层塔台混凝土浇筑
经过落实塔台结构特点,第一次循环浇筑时先在筒体外壁沿一个方向浇筑,相应筒壁外侧与中间剪力墙相交处形成临时施工缝,第二次沿水平板井子梁浇筑,第三次浇筑沿筒体内相应剪力墙浇筑,最后完成整个板面混凝土施工。
6.2 塔台非标层(19层-24层)混凝土浇筑
因这几层结构变化,牵连外挑架受力过程,这几层外挑架预埋时均在剪力墙穿过,先通过预埋件、预埋钢筋吊环措施焊接钢梁,目的是保证悬挑架子在支模过程中受力安全可靠,因此混凝土浇筑时先按‘标准层混凝土浇筑程序’施工筒体内混凝土结构,待压入筒体内钢梁与外剪力墙结合好后,在浇筑外挑部位混凝土,使整个混凝土施工荷载受力过程,符合挑架预埋设置钢梁的受力要求。
6.3 筒体模板支设
按大样位置支设筒体模板时,在筒体圆弧钢筋位置处每300-400设置同等弧度的限位钢筋,数量要均匀可靠,沿墙板全高成梅花形布置,每两块模板之间立模时要用木板临时固定连接,按筒壁外钢模板穿墙螺栓预留相应尺寸,排设内模穿墙螺杆相应位置。
6.4 筒体钢筋制作绑扎
钢筋下料:严格按圆筒大样,放样制作圆弧暗梁、板钢筋。
钢筋绑扎程序:筒体竖向钢筋绑扎—圆弧暗梁绑扎—筒体板钢筋绑扎
6.5 混凝土养护
混凝土浇筑完毕的初凝期即第二天,早上按制度派专人加盖塑料薄膜浇水养护,养护时间不小于连续7天。根据施工特点我们模板时三层一个周转期,在此期间外模周转期是12天,在外模不拆除的情况下混凝土外筒是无法覆盖养护,所以必须在施工周转层浇水保持内模湿润,達到混凝土养护的条件,在外模不拆除的情况下,利用混凝土结构中内部水分可以达到‘内部保湿’养护,通过以上措施使混凝土养护满足施工需求。
7 效益分析
7.1 直接经济效益
该项塔台筒体圆弧外模施工工艺特点是,在保证结构施工安全,同时现场便于控制操作,投入合理内模配合木竹胶板施工满足了内筒结构变化的要求。整个施工过程支模体系安全经济、稳定可靠。下面是针对塔台外模定型钢模板制作与散拼竹胶板工艺进行分析。
1)、塔台项目现场实际施工方案成本分析:(实际方案一)
(1)、本项目外钢模支模体系制作成本:
根据施工方案按三层考虑外模的周转,其国内模板加工合同总价构成如下:塔台外钢模制作成本由以下构件组成;内弧围懔、定型外钢模、螺杆、连接螺丝、外模三角支架、安全吊架、安全护栏共80万人民币。
(2)、本项目内模支模体系投入成本:根据塔台内部结构特点,结合外模,同时按三层配置内模,满足施工周转需求,在施工周转期内内模需要九层进行一次更换,本次模板进行到18层需投入模板面积为;1200m2,加模板辅料、方木,合计约投入36万人民币。
方案一:总计投入80万+36万=116万人民币
2)、塔台项目内、外模按全钢模板配置成本投入分析:(预计方案二)
为达到一定的质量要求,可以增加投入考虑内外膜均为全钢模板。
按方案一外模投入不变约80万人民币,内模参考外模的制作成本加之结构复杂与内模相比较约增加100万人民币,预计方案二制作成本为180万人民币。
针对两种方案的施工投入成本对比,预计可节约180万-116万=64万(人民币)
通过施工过程的控制外模板可以不进行抹灰,可节约外墙抹灰3200平方米施工成本,创造出了很好的经济效益与社会效益,给企业在安哥拉树立了形象工程,显示了我们综合施工能力与水平。因此我们可以看出,该项工艺值得推广应用。
7.2 间接经济效益
1)、投入劳动力合理(钢筋、木工35人),机械设备少,材料种类单一,因此施工难度相对较小,实际操作简便,施工过程便于管理。
2)、操作过程易于掌握,并能很快形成程序化施工,施工方法得到了改善。
3)、塔台外模成型质量较好,基本达到了不抹灰,给后续装修带来了便捷。
8 应用实例(施工过程资料照片、模板平面支模图)
[关键词]筒体结构特点与难点;适用范围;工艺原理;质量安全措施;实例效益分析
中图分类号:TU974 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)35-0143-03
1 前言
近年来随着中甘国际安哥拉公司发展,为树立公司在安哥拉建筑市场的企业业绩,积极努力开拓市场,寻求对企业发展有影响力的项目,我们承建了中国民航机场建设集团公司,机场建设项目部分在建项目,其中有航管楼项目、塔台项目、VIP航管楼、消防救援中心项目,参与了航站楼项目等工程项目的建设;诸多项目中尤其塔台项目施工特点难点较多。塔台项目是机场航空运行管理的心脏工程,同时也是机场建设的地标性建筑,承接后公司认真组织了相关的技术人员,组织了强有力的项目班子,研究了工程的结构难度,制定了切实可行的施工方案,主体施工经过六个多月阶段的实施,已顺利圆满地完成了施工任务。在施工过程中得到安方政府新机场建设工作组的视察,并得到了一致好评。(附在建时期安方政府检察工作时照片)
2 塔台项目建筑结构特点难点概况
本工程为圆形建筑,主筒结构为12.8米直径,地下一层设备用房,地上二十五层结构体系为剪力墙结构,建筑总高度为81.6米,其中1-19层为塔台的过渡标准层,层高为3米,20层为巡视层在外筒壁外挑1.7米走道板,从二十一层塔台观光层开始外挑板为1.8米,筒内沿走道方向设置四根500*1500断面的井子梁,外挂同样断面的悬挑环梁与走道板连成一体。同时在外挑环梁上生根16根扩大部分的结构柱,此柱做为塔台扩大部分玻璃幕墙的附着条件,进入塔台二十二层办公层,逐渐外挑板带环梁,含玻璃幕的附墙柱,外弧板擴大为3.445米,同样结构形式二十三层塔台的辅助层,扩展为4.985米,此层为塔台的空中外挑的最大部分,进入二十四层维修层结构外挑恢复1.7米,最后进入塔台二十五层空中管制室,外挑板继续沿主筒壁外挑1.95米。(塔台建筑剖面的插图)
结合以上针对塔台结构难点的分析,在较高的空中完成结构复杂的外挑结构,没有可靠的模板方案作保证,没有切实可行的安全保证措施,施工是无法完成的,正是认识到了这些方面,现场项目部结合工程的实际,在施工阶段我们采取了不同方案的措施其特点为:
2.1 主要模板方案制定保证了施工质量:筒体弧度的控制,经过本项目结构特点的分析,采取‘内控外挂’的主导方案;一层与裙房相接部分,以及进入二十层结构层高,结构尺寸的变化,采取散拼竹胶板工艺,可满足结构变化的要求。
筒体外模;在2-19层标准层经过放样,塔台筒壁外模制作,按层高考虑采取定型钢模,基本尺寸为599X1500,每块模板之间上下层接缝,采取了扣槽式连接的构造节点,同时又便于施工操作,定型钢模的制作面板采取3mm厚钢板,边框采用50#80不等边角钢,在每块模板角钢侧边打孔用螺栓相互连接,保证圆弧模板的整体稳定性。
筒体内模;由于受结构限制,筒体内部梁、墙相交结构尺寸较多,不便于设置定型钢模,故采取了竹胶板散拼与板整浇的工艺。内弧的竖向围懔采取钢管,水平围懔采取放样后制作的弧形钢管,与外模采取穿墙螺栓连接,每个弧形水平钢管之间用专用的销扣连接,保证了内模弧度的整体一致性。(标准层施工照片)
2.2 施工过程主要模板安全保证措施:在标准层模板制作时充分考虑了,外筒模板施工安全的可靠性,采取了‘附着式三角架模板外挂的施工工艺’;模板操作的水平方向,每两块模板之间用三角支架、过墙螺栓固定。外挑1000米,水平铺脚手板作为工作面,供提升找中心、绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土等工序使用。
外模施工时按三层模板组装,循环周转使用,在每个周转单元外模,最下层其下方吊装水平防护栏,竖向外挂安全网。挂在外第二层三角架水平杆上的吊篮,是专供拆除最下层三角架模板和堵塞窗墙套管孔洞使用。
三角架采用外部三层,在施工过程中将最下层拆除后,翻至最上层逐层周转使用,便可满足整座筒壁施工的需求,三角架之间要有稳妥的上下和环向联系,要求每三层三角架环向连成整体,使其成为环向的刚性结构,保证最上层的施工荷载和混凝土凝结以前的自重,能传递到已具有强度的下二层筒壁结构及该层的三角支架上。
2.3 施工过程中主要工艺流程确定满足了进度需求:标准层竖向钢筋绑扎---筒体立内模支设固定---平台模板支设筒体圆心固定—按圆心找正内模板上口圆弧---外模定型钢模安装---外模三角架安装—穿对拉螺杆---利用内模弧形围懔调整内、外模板弧度---绑扎该层现浇板钢筋—本层混凝土浇筑---下一层循环。
经过努力在标准层施工时达到了没4天一层的进度需求,为加快塔台主体完工赢得了时间。
2.4 施工过程中保证塔身垂直的质量措施:如何保证筒体圆心控制,从而保证内、外弧度的一致,是塔台项目施工的重点,施工开始项目部认真学习图纸,采取了‘内投外控’的方法,保证了圆心的可靠一致性,为筒体模板的控制提供了可靠的依据,施工时我们在筒体圆心处设立了预埋钢板,将圆心控制点刻设在钢板上,每次投点时利用板面预留孔,将所需的施工层圆心投射到该层,复核时在用20kg线錘,对激光铅直仪的投点进行复核,同时在塔台离筒壁的外沿15米,设置四个外部控制塔身垂直度的观测点,用于每次观测塔身外部垂直的复核措施,以上措施通过实施目前塔身外观垂直控制良好,全高的垂直误差满足了有关规范要求。(附投控点照片,投点激光,外控投点复核照片) 2.5 施工過程中保证安全文明施工措施:塔台周围25-30米范围划定为危险区,模板拆、装设专人看护周边,有无人员的停留,在主要入口处设置了防护通道口,楼内临边处设置防护栏杆,利用每层窗洞预留口,并在相应位置处预埋吊环钢筋搭设每层的卸料平台,用于每层模板设备吊转、周转使用。(附卸料平台照片)
塔台的垂直运输采用,国内5013高塔,按安全管理规范,由甘肃建投装备制造有限公司,制作加工高塔的附着杆件,按方案分四次附着,分别是10层、15层、19层、23层附着;专业公司附着杆件的加工保证了高塔使用的安全可靠,为塔台顺利施工提供了坚强的保证;(高塔附着照片)
介于塔台的结构特点,在20层逐层开始外挑相应结构,因此在初步制定模板施工方案时,在18层顶板开始预埋悬挑钢梁的预埋件、固定钢筋,用于在支设19层顶板时外沿悬挑板的模板支撑架,以后相应结构的外挑,依据已成型的外挑结构板,逐层预埋固定外挑架固定点,为保证23层最大悬挑处结构施工安全,在22层相应楼层结构处再次预埋,用于固定钢梁的预埋件,将空中悬挑结构件再次卸荷,保证最大悬挑处结构施工时安全可靠,通过以上成熟的施工方案措施的实施,为我们在今后承建类似建筑取得了较好的经验。
塔台建成将是安哥拉构筑物中最高建筑,同时也是机场项目地标性建筑,将会为我司在安哥拉健康长足的发展再立丰碑。
3 适用范围
通过塔台特殊构筑物施工,结合当时的施工条件,在类似一般水塔、烟筒、高耸圆形构筑物可以借鉴适用本次施工工艺。
4 工艺原理
4.1 外挂钢模内控竹胶板筒体模板制作工艺要求:
根据项目施工的特点,初步考虑塔台主体结构按标准层和非标层施工,我们现场多次反复研究图纸特点后,最后確定标准层(2-19层)外模采取定型钢模,内模配以竹胶板散拼,其中(1层、20-25层)全部采取散拼整浇的施工方案。
4.1.1 塔台筒体内模制作要求:
筒壁内模采用1220x2440竹、木胶板,可裁成500-600宽根据等分弧度后备用。用¢48钢管加工成水平弧形龙骨,标准层3米高内设6道双¢48钢管,以便用蝴蝶卡固定穿墙螺栓。所用的弧形龙骨均制作成2-4米的定型构件,该定型构件组成360度的园,用扣件或专用套管连接固定,按三层用量制作水平龙骨。模板的竖向龙骨用50x100mm方木,间距为300-400之间。竖向龙骨与弧形水平龙骨用铁丝绑扎连接,相邻两块模板之间用方木连接,以保证竹胶板的圆弧曲率一致。(附内模支设图片)
4.1.2 塔台筒体外钢模制作要求:
制作专用钢模板,考虑自4.5米开始至54米间使用钢制翻模。
钢制翻模系统主要构件制作概述:
(1)、定型钢模板体系制作:按层高3米和筒体的设计直径计算模板制作尺寸,经计算每块钢模板的尺寸基本模数为宽599mm、高1500mm,钢板3mm厚,加固肋为50x80x3mm不等边角钢,每块钢模板竖向距两端300mm处钻20mm孔,用于内外膜固定螺栓使用。每块板之间的连接制作时钢框与板面上下口预留10mm,使每块上下之间连接紧密,施工时混凝土表面不易出现错胎现象,相邻两块模板竖向在制作时按599边框一侧外延80mm,目的是用于调整模板的曲率,通过钢模制作节点的控制,保证筒体模板在组装时整体圆度的一致性。(附钢模制作图片)
(2)、三角挂架制作体系:三角挂架的基本尺寸为水平面1000mm用∠50×100×3mm角钢,竖向立杆用∠50×50×3mm角钢,其高度与模板相互错茬为1300mm,上下三角架之间竖向搭接有200mm,目的是保证上下模板之间十字接缝处,连接成整体使竖向模板整体刚度提高,每两块模板之间的三角支架用∠50×50×3mm长度为1400-1450mm角钢连接,三角架斜撑杆用∠50×50×3mm长度为1680-1787mm.(附三角架制作图片)
三角架之间环向联系杆件采取角钢∠50×50×5mm环向连杆。这样不仅将每层三角架连成环向刚性整体,保证整体稳定,同时也是直接承受上层荷载进行荷载专递的支架,它还可以保证模板的相对位置和支模符合设计半径的调整支点。
(3)、悬挂式吊篮系统:为了保证施工安全,在模板设计时考虑了利用三角架,挂外墙模板拆除周转安全操作架;挂在外墙模板第二层三角架上的吊篮,是专供拆除最下层三角架、模板、堵塞套管孔洞使用,吊篮和第二层三角架每隔一个三角架,即2米挂一个,吊篮和第二层三角架水平杆用高强螺栓连接,在吊篮底部铺设方木。且方木之间连成整体,以保证空中作业安全可靠。
三角架设置可装拆式的护身栏杆和安全挑网,挑网挂在最上层三角架伸出的水平杆上,下面兜住吊篮,通过吊篮脚手板下方,钩在最下层三角架与筒壁相连的斜杆上。(附吊篮图片)
4.2 筒壁附着式三角架支模工艺流程
标准层施工时按三层考虑一次周转,具体流程如下:
筒体定位放线---筒体竖向钢筋绑扎---筒体内模固定---筒体水平模板支设---筒体内模上口按控制点找园---筒体外钢模固定三角架支模体系---筒体水平构件钢筋绑扎---水、电配合预埋施工—本层混凝土浇筑---拆除外模—拆除内模---进入下一次循环。
4.3 筒壁附着式三角架支、拆模板工艺注意事项
1)、筒壁外模安装拆除注意事项:筒体施工时每次周转采用三层模板和三角架,循环翻倒即可满足整个筒壁施工。在施工第四层模板时,操作人员站在吊篮里挂好安全带,由原模板闭合处开始,里外同时向相反方向按以下工序拆除;因模板的拼缝是相互搓茬的,所以拆除方向与安装方向相反。
2)、拆模的工艺流程:卸下固定模板三角架—拆除外筒模—退出对拉螺栓—滑轮及时转运拆除模板及配件—清理墙面打磨封洞---模板清理刷油---模板及配件吊车运至下层周转使用。 4.4 筒壁中心找正测量注意事项
1)、筒壁中心控制测量仪器工具:在施工过程中要求各层板混凝土的圆心和塔台垂直中心线重和,筒壁半径的控制测量工具,采用激光铅直仪、钢尺、15-20kg线锤。(附测量线锤图片)
2)、筒壁圆心控制点埋设:浇筑正负零顶板时,在中心位置处埋设一块钢板,利用地面上的控制桩,用‘╋’字交会法把中心点测到铁板上,并作出标注记号。
中心点要妥善保护,在上部结构施工时留一个100左右孔洞,以备激光发射器光束通过。另外在孔洞处加盖封堵,以防砂、石杂物等掉落下来而损坏仪器。
(附激光投点位置图片)
3)、筒体标高的控制:根据现场情况,在筒体四周主轴线位置设置四个标高控制点,每次测量投射时相互复核标高,其目的是保证塔台外模钢模的水平度,从而利于塔台外钢模垂直度控制同时满足观感质量。(按主轴线方向设控制标高点补测设图片)
4)、塔台半徑控制:塔台的半径控制我们采取内控点放出半径圆弧线,同时放出模板安装控制线,在钢筋的底部按线焊接固定模板的限位钢筋,其底部模板在在校核时用控制线复核模板位置,内模的上口位置可以通过平台中心,用钢尺丈量每一根辐射梁及板口位置尺寸,用油漆做好标记即可据此测定半径。(按此意思补测设图片)
5 塔台安全文明施工措施
5.1 塔台周围25-30米范围划定为危险区并设置围栏,危险区内进出通道必须搭设安全防护棚,其宽度为4米,高度为4.5米,并加铺两层竹芭作缓冲层。
5.2 施工脚手架悬挑措施:根据建筑功能的划分,进入19层顶开始,塔体逐渐扩大空间结构,因此在以下基层作好安全措施是至关重要的,为保证上部结构的安全施工,我们分别在19层的顶面(54米)、20层地面(57米)、21层地面(60米)22层(63米)标高处;设置四道悬挑槽钢,用于以上悬挑部位架体搭设。保证塔体扩大部位结构施工安全。(附各层钢梁、安全脚手架搭设图片)
5.3 安全文明施工管理措施:
1)、施工人员进入塔台危险区必须从安全防护棚内通过,非本工程人员不得在此区域停留。
2)、施工人员严禁酒后上班、严禁在作业面上嬉闹,打斗等违规行为。
3)、卷扬机由专人监护,电器进行必要的保养,发现问题及时维修。
4)、加强班组文明施工教育和管理力度,坚持一日一清,做到工完料净场地清检查制度。
5)、及时派人清理挑架、挂架上的杂物,保证架体施工过程不能有杂物高空坠落。
6)、所有挂架、挑架在操作面上均设防护栏杆,高度控制在1.5m并扎设密目网。
6 塔台施工过程中需注意以下问题
6.1 标准层塔台混凝土浇筑
经过落实塔台结构特点,第一次循环浇筑时先在筒体外壁沿一个方向浇筑,相应筒壁外侧与中间剪力墙相交处形成临时施工缝,第二次沿水平板井子梁浇筑,第三次浇筑沿筒体内相应剪力墙浇筑,最后完成整个板面混凝土施工。
6.2 塔台非标层(19层-24层)混凝土浇筑
因这几层结构变化,牵连外挑架受力过程,这几层外挑架预埋时均在剪力墙穿过,先通过预埋件、预埋钢筋吊环措施焊接钢梁,目的是保证悬挑架子在支模过程中受力安全可靠,因此混凝土浇筑时先按‘标准层混凝土浇筑程序’施工筒体内混凝土结构,待压入筒体内钢梁与外剪力墙结合好后,在浇筑外挑部位混凝土,使整个混凝土施工荷载受力过程,符合挑架预埋设置钢梁的受力要求。
6.3 筒体模板支设
按大样位置支设筒体模板时,在筒体圆弧钢筋位置处每300-400设置同等弧度的限位钢筋,数量要均匀可靠,沿墙板全高成梅花形布置,每两块模板之间立模时要用木板临时固定连接,按筒壁外钢模板穿墙螺栓预留相应尺寸,排设内模穿墙螺杆相应位置。
6.4 筒体钢筋制作绑扎
钢筋下料:严格按圆筒大样,放样制作圆弧暗梁、板钢筋。
钢筋绑扎程序:筒体竖向钢筋绑扎—圆弧暗梁绑扎—筒体板钢筋绑扎
6.5 混凝土养护
混凝土浇筑完毕的初凝期即第二天,早上按制度派专人加盖塑料薄膜浇水养护,养护时间不小于连续7天。根据施工特点我们模板时三层一个周转期,在此期间外模周转期是12天,在外模不拆除的情况下混凝土外筒是无法覆盖养护,所以必须在施工周转层浇水保持内模湿润,達到混凝土养护的条件,在外模不拆除的情况下,利用混凝土结构中内部水分可以达到‘内部保湿’养护,通过以上措施使混凝土养护满足施工需求。
7 效益分析
7.1 直接经济效益
该项塔台筒体圆弧外模施工工艺特点是,在保证结构施工安全,同时现场便于控制操作,投入合理内模配合木竹胶板施工满足了内筒结构变化的要求。整个施工过程支模体系安全经济、稳定可靠。下面是针对塔台外模定型钢模板制作与散拼竹胶板工艺进行分析。
1)、塔台项目现场实际施工方案成本分析:(实际方案一)
(1)、本项目外钢模支模体系制作成本:
根据施工方案按三层考虑外模的周转,其国内模板加工合同总价构成如下:塔台外钢模制作成本由以下构件组成;内弧围懔、定型外钢模、螺杆、连接螺丝、外模三角支架、安全吊架、安全护栏共80万人民币。
(2)、本项目内模支模体系投入成本:根据塔台内部结构特点,结合外模,同时按三层配置内模,满足施工周转需求,在施工周转期内内模需要九层进行一次更换,本次模板进行到18层需投入模板面积为;1200m2,加模板辅料、方木,合计约投入36万人民币。
方案一:总计投入80万+36万=116万人民币
2)、塔台项目内、外模按全钢模板配置成本投入分析:(预计方案二)
为达到一定的质量要求,可以增加投入考虑内外膜均为全钢模板。
按方案一外模投入不变约80万人民币,内模参考外模的制作成本加之结构复杂与内模相比较约增加100万人民币,预计方案二制作成本为180万人民币。
针对两种方案的施工投入成本对比,预计可节约180万-116万=64万(人民币)
通过施工过程的控制外模板可以不进行抹灰,可节约外墙抹灰3200平方米施工成本,创造出了很好的经济效益与社会效益,给企业在安哥拉树立了形象工程,显示了我们综合施工能力与水平。因此我们可以看出,该项工艺值得推广应用。
7.2 间接经济效益
1)、投入劳动力合理(钢筋、木工35人),机械设备少,材料种类单一,因此施工难度相对较小,实际操作简便,施工过程便于管理。
2)、操作过程易于掌握,并能很快形成程序化施工,施工方法得到了改善。
3)、塔台外模成型质量较好,基本达到了不抹灰,给后续装修带来了便捷。
8 应用实例(施工过程资料照片、模板平面支模图)