高层建筑液压滑模施工技术分析

(整期优先)网络出版时间:2023-05-31
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高层建筑液压滑模施工技术分析

李荣深

肇庆市鼎湖城建建筑工程有限公司  广东肇庆   526000

摘要:滑模施工安全、经济、高效,在框架、框剪、框筒、筒中筒、板墙等高层结构工程中得到应用。该文介绍了滑模施工工作原理与施工方法,并结合案例分析了液压滑模施工技术在高层建筑混凝土工程施工中的应用。

关键词:高层建筑;液压滑模;施工技术

滑模即滑动模板的简称,滑模施工时借助千斤顶、电动提升机的动力,使模板沿混凝土表面滑动成型。滑模施工机械化程度高、安全、经济、高效而得到广泛应用[1]。因为滑模施工能较大程度地减少高空作业安全隐患,并能提高施工效率,但要充分发挥滑模施工的实际效果,施工单位还需深入了解该技术流程,明确操作要点,严格按照规范要求科学操作[2]。因此,本文对高层建筑液压滑模施工技术进行了分析。

1滑模施工工作原理与施工方法

1.1适用条件

并非所有现浇混凝土工程都适用滑模施工,那些结构复杂、竖向截面变化大的混凝土工程可能不适用滑模施工。根据《滑动模板工程技术标准》(GB/T 50113-2019)第3.1规定,适合滑模施工的工程应符合滑模工艺特点,具体在结构截面、混凝土强度等级、保护层厚度、结构配筋等方面有明确要求,例如钢筋混凝土墙厚不小于160mm、普通混凝土强度应在C20~C60之间、受力钢筋保护层厚度应在常规要求基础上增加5mm、兼作结构钢筋的支承杆强度应减少10%~20%等。

1.2装置组成

滑模装置由模板、操作平台、液压提升、施工精度控制、水电配套五大系统造成。

模板系统是由模板、围圈(围梁)、提升架等组成的便于混凝土构件成型的一套系统。模板固定于围圈上以形成构件几何形状。围圈是支承模板的构件,有上、下两道,用于保持模板几何形状,并将模板、操作平台及施工荷载传递到提升架上。提升架用于承受模板、围圈及操作平台的荷载,并用来固定千斤顶和围圈。

操作平台系统由主操作平台(内操作平台)、外挑操作平台(外操作平台)和吊脚手架(吊架)组成的为施工人员操作、材料堆放等提供工作面的系统。主操作平台是施工人员绑扎钢筋、浇筑混凝土和提升模板的场所。外挑操作平台是位于外圈的操作平台,外侧有护栏,下部有三脚架支承。吊脚手架挂在主操作平台下面,用于检查混凝土浇筑质量,并可用来对墙(柱)混凝土进行修饰。

液压提升系统是由液压千斤顶、支承杆、液压控制台和油路等组成的模板提升系统。滑模施工采用穿心千斤顶,支承杆正是千斤顶中运行的轨道,用来支承千斤顶所有的荷载,一般采用钢管或圆钢制造。液压控制台是液压千斤顶的动力系统,由电机、油泵、阀及油箱等组成,可手动或自动控制千斤顶。油路系统通过油管、接头、截止阀等连接而成。

施工精度控制系统是对滑模装置水平度、垂直度进行观测和控制的系统,控制内容包括建筑物轴线、标高、垂直度以及液压千斤顶同步性、平台偏扭性等。主要仪器有激光水平扫描仪、激光铅直仪、经纬仪、全站仪等。

水电配套系统包括动力及照明用电、通信广播系统、电视监控系统、供水系统、消防系统等。

1.3工作原理

施工时,启动液压系统,油泵运转,将高压油送入穿心千斤顶。由于向千斤顶注油时,卡头与支承杆锁固,千斤顶能升不能降。千斤顶在油压作用下沿支承杆上升,带动模板系统及操作平台系统一起上升。千斤顶中的活塞到顶,触动换向阀,液压油流回油箱。千斤顶重新注油后继续上升,如此循环往复,不断带动模板系统及操作平台系统上升,直到滑模施工完成。

1.4施工方法

施工前,对基础和下部工程进行校验,编制滑模施工方案,布置现场施工平面,设计滑模系统,准备材料、部件、设备等。

滑模系统组装。组装前,测量、放线和标记。一般情况下,组装顺序如下:提升架安装→围圈安装→绑扎钢筋→模板安装→操作平台安装→千斤顶、控制台、油路安装→支承杆安装→吊角手脚安装。安装模板时,竖向截面应为梯形(上小、下大),以便模板能够顺利滑升。

模板的滑升。模板滑升分初升、正常滑升和末升3个阶段。当混凝土浇筑一定高度,判断混凝土达到脱模强度(脱模后混凝土不塌落,脱模面又无拉裂纹),小心提升0.15~0.2m,全面检查模板、设备无异常,即可正常滑升。按照一定速度滑升一个浇筑层。操作时观察各千斤顶的同步性,避免千斤顶升高不同步。末次混凝土浇筑完成后,模板缓慢滑升至完全脱空。混凝土脱模后,及时用原浆抹面,修补表面孔洞、裂缝。

滑模系统的拆除。拆除方法分整体拆除地面解体和空中解体散拆两种方式,前者利用大型起重机械将滑模系统整体或分段吊至地面再拆解,后者在空中拆成散件再放至地面。一般情况下应采用整体拆除地面解体方式,操作安全,进度也比较快。

2高层建筑液压滑模施工技术应用

2.1案例背景

塔楼高34层,采用2个对称的半筒的核心筒结构。从下至上,筒壁厚500~200mm,混凝土强度等级C45~C30。2个半筒之间、筒与四周框架柱之间有梁连接,竖向结构位置变化不大,适合滑模施工。

2.2施工方案

初步拟定了2个方案:一是筒、柱、梁整体滑模施工方案;二是筒采用滑模施工方案,筒外梁板现浇方案。经过对比,选择了第二个方案,因为第一个方案柱截面上下不一致,需要多次变换,施工缝多,影响滑模施工效率,成本也增加。确定第一个方案后,决定从第5层滑至第31层,再整片拆除滑模系统。结合2个半筒对称的特点,设计左右2套滑模系统,每套系统均可独立滑升,两者交替运行。每滑升一层筒体,再浇筑一层楼板。筒滑模升至上层楼板上的10cm,修凿筒上的梁接头,支梁、楼板的模板,绑扎钢筋,浇筑梁板混凝土,再焊接筒钢筋和安装滑模板,校正后开始下一层滑模施工。

2.3滑模材料设备

采用密机位千斤顶滑模工艺,选用3t钢珠式千斤顶,每个千斤顶允许提升15kN。筒体内隔墙设单千斤顶,筒外设双千斤顶,左筒共设89个千斤顶,右筒共设74个千斤顶。支承杆采用φ25圆钢,螺纹连接,并进行加固处理。液压系统电机7.5kW,油泵额定流量50L/min、额定压力14MPa。模板系统由组合钢模板、槽钢围圈、槽钢提升架、钢筋吊架、木脚手板、钢管栏杆等组成。

2.4滑模施工

滑模施工采用半筒到半筒的流水施工方式,施工顺序如下:测量放样→钢筋竖焊、绑扎→内围圈→提升架内立柱→外围圈→提升架外立柱→内、外模板→液压管线→千斤顶→控制台→水、电等配套设施→检查、试运转→插支承杆→浇筑筒混凝土→滑模初升→检查调整→滑模正常滑升→绑扎钢筋→滑模升至楼板上10cm→绑扎梁板筋→浇筑梁板混凝土…浇筑末次筒混凝土→滑模末升脱空→整片吊装地面拆解。

滑模正常滑升速度控制在15~25cm/h,滑升一个水平钢筋间距用时约30~50min。浇筑混凝土采用塔式布料机,每层浇筑厚度不超过20cm,采用插入式振捣器振捣。混凝土入模5h可达到出模强度,混凝土出模12h后洒水养护,养护时间不少于7d。

3结语

在高层建筑混凝土工程中应用液压滑模施工技术,不仅提高了施工效率,也在一定程度上减少了高空作业的安全隐患,经济效益较为显著。经过多年的实践应用,滑模施工技术较为成熟可靠,施工单位应用该项技术时应严格按照标准规范和设计要求操作,以便获得良好的应用效果。

参考文献:

[1]黄耀章,吴沛聪,黄凯波. 超高耸变截面核心筒结构滑模施工技术分析[J]. 江西建材,2022(10):272-274.

[2]莫刚. 高层建筑施工中的滑模施工技术要点初探[J]. 科技资讯,2022,20(20):72-75.