超大面积、大吨位、墙、柱、密肋梁整体液压滑模工法.doc

超大面积、大吨位、墙、柱、密肋梁 整体液压滑模工法 编制单位中国建筑第三工程局 批准部门中华人民共和国建设部 工法编号YJGF／203010-96 主要执笔人李勇 l本工法技术关键2 2工法特点2 3适用范围3 4工艺原理3 5 施工工艺3 7工程质量要求5 8组织与管理（以武汉国贸为例）5 9安全生产及文明施工6 10 夏季及冬雨季施工6 11劳动力安排及其职责6 12经济分析7 13工程应用实例7 14主要图表及照片7 滑模施工已有悠久的历史，国外采用滑模施工的工程主要是构筑物，如烟囱、水塔、冷却塔、桥墩等，在高层建筑中采用滑模工艺则很少，一般仅用于内筒剪力墙，滑模平台面积通常为100m2，不超过500m2。 国内的滑模技术，在千斤顶液压设备的品种方面稍逊于国外，但滑模施工技术近年来已有长足的发展，除构筑物普遍采用滑模外，高层建筑、工业建筑采用滑模施工已逐年增长。 本超大面积、墙、柱、预应力密肋梁滑模工艺，综合创新地采用了我国近来多项滑模技术新成果，其中包括大吨位千斤顶、ф48 3．5支撑杆体内与体外同步滑升和体外采用工具式支撑杆；采用工业电视、激光铅直仪与微机相结合，实现施工精度监测；大面积密肋梁和墙、柱、楼板整体滑一浇一施工工艺；高强度等级混凝（ C40－ C60）滑模施工；超高层竖向一次泵送和布料机水平布料，使浇灌混凝土全盘机械化；无粘结预应力钢绞线张拉与滑模同步施工等。在滑模施工中，较好地处理了大面积滑模整体平台刚柔相结合的问题。同时，在施工管理方面也积累了很多好的经验，从指挥系统、劳动组织、岗位责任、操作规程、质量体系、奖惩办法等环节编制了一整套管理办法，取得了很好的效果，利用本工艺成功地完成了面积2300m2、高210m。内筒外框、预应力密肋梁楼盖结构的施工，在成功的施工实践基础上，总结编制了本工法。 l本工法技术关键 1．l本滑模施工技术关键之一是攻克了超大面积、大吨位无粘结预应力密肋梁整体同步滑升，完成了砼的均匀布料、平台的整体调平、纠编纠扭、控制砼的出模强度、结构的几何尺寸的控制等十分艰难的施工工艺。 1．2本滑模工艺成功地解决了整体竖向结构施工与大面积水平结构无粘结预应力密肋梁交叉作业的技术难关，由于水平结构的无粘结预应力梁的张拉端要穿过整个滑模结构的外围模板，外围滑模被分割成若干小块。本工艺突破了传统的模板紧贴围圈的做法，利用外围距模板40cm的桁架将单块模板、支腿、门架连成一整体，既固定了外围模板，又可调节并防止结构整体变形保证了结构的外围尺寸。 1．3本工艺利用微机观察滑模的偏扭情况，为了控制好建筑物的几何尺寸，采用了SH－DJS微机定位系统进行监控。在结构平台四个角筒布置了四个激光靶。通过激光接收靶上的CCD光电传感器驱动系统完成自动扫描。信号进入微机，图像从微机屏幕上反映出来，从而能够及时准确地取得纠偏、纠扭的数据，及时采取措施把结构误差控制在施工规范允许范围内，保证了滑模施工质量。 2工法特点 2．l采用模数化、大型化钢模板作滑模，模块拼缝少，刚度大，面板平整光洁，重复利用 率高。 2．2采用 6t千斤顶和ф48 3.5的钢管支承杆，在剪力墙及框架柱。梁部位，支承杆设在结构体内，在密肋梁及斜梁部位支承杆设在结构体外，体内体外同时整体滑升。 2．3根据提升架所在的不同部位，分别设置固定提升架、收分提升架、单柱提升架和升降提升架。所有的提升架均同模板直接连接，且可调整模板锥度和截面尺寸。 2．4采用“滑一浇一”方式施工。 2．5单层 2300m2，采取整体滑升。 2．6建筑物高度216m，从零米起滑，至顶部砼一次泵送布料到位。 2．7无粘结预应力与整体滑模同时进行，交叉施工。 2．8垂直度及偏扭情况采用微机监控。 3适用范围 3．l适合于一般内筒、外框、剪力墙结构。 3．2特别适应于预应力密肋梁或大梁结构。 4工艺原理 按照施工对象的平面图形，结构要求在零米层进行模板、提升架和操作平台、液压装置的组装，然后利用布料机分层浇筑砼，利用液压提升设备不断提升模板，连续浇筑成型，直至滑升到需要的高度。 5 施工工艺 5．l设计原则 5．1．l滑模设计的构件多采用通用件，以备今后重复使用。 5．1．2为了防止粘模，模板采用可调支腿固定，这样可以方便调整模板。 5．1．3为了结构收断面的需要，设计中用拼条等方式进行模板调整。 5．1．4油路采用小区并联的方式，防止千斤顶打滑，每个小区可单独加压提升，从而调平整个平台。 5．2滑模系统的主要构造 5．2．l模板系统 根据工程的需要模板种类分为内模板、外模板、圆柱模板、插板，模板的厚度为84m m，插板厚度为53mm，模板内模高度90mm、外模高1200mm，模板允许承受检侧压力50kN／m2 。 5．2．2提升架系统 固定提升架布置在内筒剪力墙、内筒部位的大梁，内外筒之间的斜梁，四角的圆弧形墙及玄形墙等部位；升降提升架布置在内筒的四大角；收分提升架布置在建筑物四周的框架梁。柱的位置；单柱提升架布置在两密肋梁之间。 5．2．3平台系统 内筒及四角设固定平台和活动平台；密肋梁间板处设固定平台，梁处设活动平台，过密肋梁时开启；建筑物周边设操作平台；外围设上平台、中平台和吊平台，吊平台用于修补。 5．2．4液压系统 千斤顶分别布置在埋入式及工具式支承杆上，采用6t卡块式千斤顶，共布置了886个千斤顶；支承杆采用ф948 3．5钢管。支承杆的稳定采取每隔1500mm加固一道水平连接钢管；油路采取分区、分组并联布置，设四台72型控制台，分10个区，形成同步增压系统，作为滑模的提升动力，各区可单独加压，以使调平平台，所有千斤顶均设针形阀，千斤顶顶部设限位卡。 5．2．5动力及通讯联络系统 总电源电缆线长250m盘放在中部电梯井底部，垂直引入平台，连接液压控制室的总配电箱，电缆线随着平台的滑升而上升。总配电箱控制全平台的动力和照明。通讯上滑模总调度令通过低音广播发布指令，各区工长通过对讲机进行纵横向联系，布料机与泵车通过电铃来控制砼的供停。 5．2．6测量、防偏、纠偏措施 垂直偏差的测定利用四台激光铅直仪，分别布置在四角圆弧墙处，采用电脑进行观测，以防偏为主，纠偏为辅。滑升过程中利用自动精密激光水平仪抄标高，每300mm调平一次平台，注意支承杆的调平和加固，荷载注意均匀。纠偏的主要措施有采用钢丝绳和手动葫芦进行斜拉，调整滑模板的斜度，利用其作导向，利用改模的机会调整模板，采用不等高提升。 5．3滑模施工的主要工序 5．3．l本工程采用“滑一浇一”的方法，即先滑N层墙、柱，后浇N层楼板，施工缝留在N＋l层框架梁下口200mm处。工艺流程图见5．3．l。 5．3．2框架梁以下墙、柱按一般方法滑升，滑升以145－170mm／h的速度将砼浇至 框架梁下200mm处。 5．3．3当框架梁底模支完，钢筋绑扎中空滑至密肋梁底支密肋梁底模，绑扎密肋梁钢筋，穿钢绞线，开始浇砼，先浇外框、内筒，当滑至密肋梁浇筑高度时，开始浇密肋梁砼，滑升速度平均每小时55mm。密肋梁、框架梁及标高内的墙柱砼全浇完后放柱、门洞插板继续滑升上层墙柱。 5．4滑模系统的组装 5．4．l组装前的准备工作①在模板加工按规定时间加工完全部构件进行试拼装。通 过试拼装，检验设计和加工的质量。②组织构件进场。③组织滑模施工人员进场，并进行详细的技术交底，从组装开始划分责任区段。④组装平面定位放线。 5．4．2滑模组装程序，按照模板及滑模装置布置图，先里后外①安装大模板和角 模。②安装提升。支腿卡铁同模板的水平槽钢连接，并用丝杠调整模板截面和锥度。③安装围圈、围圈立杆、斜杆、水平斜撑及活动平台边框、桁架、平台。④安装液压油路系统、电路、照明系统。⑤插入支承杆。③分区标牌、挂安全标志、宣传标语。 5．4．3滑模组装要点①模板的锥度和截面尺寸应在组装阶段边装边调。②模板表面必须除锈去污，然后刷脱模剂。③组装误差应消除在不影响结构几何尺寸的部位。④对于插板、支腿、丝杠、螺母、升降提升架等互相配合的活动部件，安装过程中注意调试其松紧度，检查公差配合情况，确保使用灵敏可靠。⑤支承插入千斤顶应注意调整垂直。 5．5滑模施工方法 5．5．1混凝土施工方法①按照规范要求处理好施工缝。②混凝土浇筑按“先内后外，先难后易，先厚后薄、均匀布料、严格分层”的原则进行。③混凝土的浇筑必须分层浇灌、分层振捣，每个浇灌层300mm高，振捣混凝土时，不要直接振动支承杆和模板。振动棒插入下层深度不宜超过50mm。④混凝土养护采用终凝后喷涂养生液的方法，夏季加以湿水法。 5．5．2液压滑升 5．5．2．l初滑升①底部第二个浇灌层的混凝土交圈或从开始浇灌达四小时，先滑 一个行程。②以后每隔半小时至一小时滑升1一2个行程。 5．5．2．2正常滑升①当900mm模板内全部打满砼后，进入正常滑升。②每次连 续滑升共300mm，为下一个浇灌层创造工作面。③当两次正常滑升的时间间隔超过一小时，增加中间滑升，每次1－2个行程。 5．5．2．3滑模过程中注意事项①每次滑升前，应注意观测出模强度的变化，以采取相应的滑升措施（减慢或加快）。②每次滑升前应检查并排除滑升障碍。③提升时应保证千斤顶充分的给油和回油，并检查有无漏油现象。④随时检查平台水平、垂直偏差情况及支撑杆的工作状况，如发现异常及时找出原因，采取调平、纠偏、加固等相应处理措施。 5．5．2．4空滑。当墙柱及框架梁的混凝土浇筑到密肋梁下200mm，即进行空滑，当密肋梁底模支撑完成，进行第二次空滑，使模板上口达到密肋梁底以上200mm，在空滑期间，钢筋绑扎、接高，模板清理等工作同时进行。空滑时间4小时，第一次空滑200mm，平均每小时50mm，第二次空滑400mm，平均每小时100mm。 5．5．2．5停滑。当滑模完成或在异常情况下，必须停滑时，应采取停滑措施，即每半小时滑升一次，每次l－2个行程，总计提升高度300mm，共提升10小时以上，在恢复施工前，还应再提升两个行程。使模板同局部粘结砼脱开。 5. 5．3滑模装置的撤除 5．5．3．l撤除步骤撤动力电源、电器设备→撤除高压油阀、针形阀、液压控制台→撤除走道平台板和支架、联系管→撤除固定平台、活动平台及边框外围衍架及栏杆主管、踢脚板和安全网→撤除连接模板的角模→撤除内墙（梁）模板及提升架→撤除外墙柱、梁模板、提升架。 5．5．3．2质量、安全注意事项①成立指挥小组，全面指挥撤除工作。②编制撤除方案，认真进行交底。③设置安全员跟班监督撤除工作。④操作者应严格执行安全生产操作规程，戴好安全帽，穿好防滑鞋，系好安全带。⑤撤除下来的构件应分类堆码，进行清理、归类、保护，小型零件应用木箱装好。 7工程质量要求 7．1滑模系统组装质量标准 表7．l 序号 项目 允许偏差（mm） 1 模板结构轴线与相应结构轴线位置 3 2 模板围圈偏差 水平方向 3 垂直方向 3 提升架的垂直偏差 平面内 平面外 3 4 安放千斤顶的提升架横梁相对标高差 5 5 考虑倾斜度后模板尺寸 上口 -1 下口 2 6 千斤顶安放位置偏差 提升架平面内 5 提升架平面外 7 圆模直径方向边长的偏差 5 8 相邻两块模板平面高偏差 2 7．2滑模施工工程的允许偏差 表7．2 序号 项目 允许偏差（mm） 1 垂直层 每层5，建筑物高0．l％，总偏差≯5 2 标高 每层5，全高30 3 墙、梁、柱截面允许偏差 10．-5 4 轴线间相对位移 5 门窗洞口的位置偏差 15 6 表面平整 8，-5 7 预埋件位置偏差 20 8组织与管理（以武汉国贸为例） 8．l施工管理目标 施工管理是一门软科学，是手段，管理工作现代化的深度和广度与工程施工要达到什么样的目标密切相连。因此项目本着“直觉从严，争创一流”的精神，制订了高起点、高标准的工程施工管理目标。 8．1．l质量目标工程质量在确保主体结构质量优良的基础上，确保整个工程质量达到省、市和中建总公司优良样板工程，争创建筑行业最高奖“鲁班金像奖”工程。 8．1．2科技目标大力推广应用并创新运用国家倡导的“四新”技术，重点突破适用于滑模工艺C60、 C50高强混凝土超高层一次泵送入模，全国之最的大面积、大吨位墙、柱、预应力密肋梁液压整体滑模施工等创新技术。 8．2根据工程的特点，建立了质量保证体系，贯彻ISO9000国际系列管理标准。一是落实了组织机构；二是明确了各级人员的质量职责和权限；三是认真抓好过程中质量控制；四是开展群众性的全面质量管理活动，抓好人、工、料、环、法等要素对工程质量的影响；五是成立攻关小组，对影响质量的关键问题进行分析研究，从而及时解决施工中的关键问题。 8．3牵住项目法施工这个牛鼻子，把项目法施工作为增强项目管理的突破口。一是实行了严格的考核制度，将责权利有机地结合起来；二是人、财、物实行了动态管理，根据工程进展情况及时调出或调入人员、机具；三是广泛采用先进、适用的施工工艺和施工技术，使各个阶段的工作能够在计划中进行；四是以项目为成本核算中心，定期进行成本分析；五是建立了勤政廉政的思想政治工作保证体系，使项目上职工队伍纪律严明，作风过硬，为施工生产的正常进行提供了保证。 8．4建立健全了各项管理制度，落实了各系统的管理职责。根据滑模施工的特点，项目制定了“五严”的工作方针，即严密的组织、严格的管理、严肃的纪律、严谨的态度、严厉的作风。根据滑模作业的具体情况，制定了12小时两大班作业的岗位责任制及操作规程（详见11劳动力安排及其职责）。 8．5运用先进的管理手段，加强现场的管理。为了提高生产效率，本工艺运用了微机电脑监控等先进的管理手段，采用现代化的管理进行轴线、垂直度偏差数据的观测，较好地将光电传感技术所具有的自动扫描、高分辨率。高灵敏等特性运用在了高层建筑的施工中，从而能够直观、迅速、准确、真实地反映滑模的施工情况，发现问题能及时解决。这大大地提高了劳动生产率，促进了高新技术在建筑施工中的应用。 9安全生产及文明施工 9．l滑模施工中最突出的问题是安全问题，为了确保施工安全，不发生事故，必须做到①设专职安全员，认真进行安全教育、安全交底、检查安全措施。②严格执行国家、企业有关安全条例。③要求全体进入现场人员必须搞好自身安全防护。④设置安全警戒区。⑤认真搞好高层洞口防护。⑥认真做好现场文明施工。 10 夏季及冬雨季施工 10．l夏季在外平台及内筒电梯井部位分区设置遮阳棚，供工人遮阳、避雨。夏季混凝土的浇灌应先内后外，朝阳面最后浇筑。 10．2冬季必须采取可靠的防冻措施①砼应掺抗冻剂。②已出模的砼必须进行保养防护。 10．3下小雨滑模可照常进行，大雨或暴雨停止施工，并做好避雷及已浇砼的覆盖。 11劳动力安排及其职责 （以武汉国贸两大班为例）（见表11－A、11－B）。 工种 每班人数 总人数 岗位职责 A、按工序要求时间作业 砼工 40 80 负责浇灌砼，对砼质量负责，打完砼负责清理平台 钢筋工 80 160 负责绑扎、接长钢筋，对有影响滑升的钢筋负责处理 木工 80 160 负责支撑杆接高、加固、限位卡上下敲动回油、安装插板、平台改装、纠偏、纠扭 液压工 20 40 负责千斤顶检查、维护保养、更换及操作保养液压控制台 抹灰工 20 40 负责表面缺陷的修补 安装电工 20 40 负责电气系统埋设 电气焊工 20 40 负责接焊支撑杆、预埋件．平台必要的焊接和氧割 清理工 10 20 清理模板，刷脱模剂 表11-B 工种 每班人数 总人数 岗位职责 B、按两大班固定时作业 塔吊工 4 8 负责吊运砼、钢筋、支撑杆及其它材料垂直、水平运输 电工 8 16 负责台上、台下动力、照明、信号正常，确保安全用电 修理工 4 8 负责台上、台下机械修理保养 质检员 2 4 负责质量监督、检查 安全员 2 4 负责安全监督、检查 工长 12 24 负责按计划组织施工，协调各工序衔接，负责本区质量 调度长 1 2 负责滑模施工的全面指挥 12经济分析 （以武汉国贸为例） 武汉国贸采用大面积、大吨位墙、柱、梁滑模施工工艺，滑模施工砼量为44259m3 ，与普通翻模相比，扣除滑模摊消因素，节约费用见表12．l。 表12．l。 节约项目 计算式 金额 节约木材 861m3995元/m3 822255元 节约钢模板 272t4000元/t 1088000元 节约钢模卡具配件、支撑 295t4500元/t 1327500元 共计 324万元 13工程应用实例 武汉国际贸易中心大厦高 210m，建筑面积 12万m3 ，地上 55层，地下两层，标准层面积2300m2 ，水平结构为无粘结预应力密肋梁结构，采取墙柱、密肋梁整体滑模工艺，顺利完成了主体结构的施工，在有效的工作日里，创造了（水平加竖向）四天一层楼的滑模速度，结构施工质量达到优良，该工艺被评为中建总公司科技进步一等奖。 14主要图表及照片