超高层建筑滑模法与爬模法施工技术.pdf

7 2 2 0 0 91 1 C O N S T R U C T I O N M E C H A N I Z A T I O N 1 概 述 高层、超高层建筑的竖向结构主要是核心筒 体、剪力墙、框架柱、框架梁，是结构质量和工 期进度控制的重点，这些构件可以采用滑模法或 爬模法施工。高层、超高层建筑竖向结构上下变 化不大，特别是进入标准层后，结构施工工艺重 复较多，而高层建筑多为高层住宅或写字楼，开 发商迫于资金成本压力而要求的工期特别紧；承 建商也出于降低施工成本的目的而尽量加快施工 进度、减少模板及外架的周转。液压滑动模板和 液压爬升模板施工技术都是砼工程和钢筋砼工程 中机械化程度高、施工速度快、场地占用少、安 全作业有保障、综合效益显著的一种施工技术， 故此在高层、超高层建筑中得到了广泛的推广和 应用。 滑模施工技术始创于上世纪初期， 4 0 年代中 期在国外得到了较大的发展。 我国在3 0 年代已开 始试用手动滑模施工，7 0 年代开始在全国推广， 并得到了较快的发展。近1 0 多年，滑模施工技术 又有了长足的进步，部分成果已达到国际先进水 平。 液压自动爬模工艺是总结了滑升模板、大 模板施工的优点后创造性的发挥了自身的工艺 与操作优势。我国在上世纪 8 0年代后期才开始 在高层建筑中使用，随着高层、超高层建筑的不 断发展，这项施工新技术也得到了飞速发展。在 穿心千斤顶液压爬模方面，2 0 0 7 年我国自行研发 的穿心千斤顶液压爬升模板施工技术采取爬升 1 层墙柱、浇筑 1 层楼板的施工工艺，成功地在欧 洲最高建筑、世界最高全现浇钢筋砼结构工程 莫斯科联邦大厦工程 （建筑高度3 5 4 m） 中应 用。在油缸液压爬模方面，我们研制了具有完全 自主知识产权的液压油缸自动爬模，包括片架式 和平台式油缸爬模，已成功应用于多个超高层建 筑工程中，在大行程油缸爬模方面，这几年施工 技术水平也得到了极大的发展。 2 滑模法施工技术 2.1 滑模法施工原理 滑模施工就是在构筑物或建筑物底部，沿 其墙、柱、梁等构件的周边组装高 1 . 2 m左右的 滑升模板，随着向模板内不断分层浇筑砼，用液 压提升设备使模板不断地沿埋在砼中的支撑杆 向上滑升，直到需要浇筑的高度为止。 滑模和其他施工工艺相结合，可为简化施工 工艺创造条件，取得更好的综合经济效益。 2.2 滑模组成 滑模装置主要由 3大系统组成，即由模板、 提升架、围圈组成的模板系统，由主操作平台、 超高层建筑滑模法与爬模法施工技术 Construction technology of slip- and climbing shuttering on super high building 顾国明/ GU Guo-ming （上海建工（集团）总公司，上海 2 0 0 1 2 0 ） 本文着重阐述了高层、超高层建筑滑模法与爬模法的施工技术，包括施工原理、结构组成、特点、 施工工序、适用范围以及工程应用情况等，还分析了它们的异同点，有助于加深对现代高层、超高 层建筑滑模法、爬模法施工新技术的认识，同时也有助于滑模法、爬模法施工新技术在高层、超高 层建筑施工中得到更广泛的应用和发展。 超高层建筑；滑模法；爬模法；模板系统；施工技术 ［摘 要］ ［关键词］ Construction Technique施工技术 建筑机械化 2 0 0 91 1 7 3 上辅助平台和内外吊脚手架组成的平台系统，由 液压控制台、 油路和支承杆组成的液压提升系统。 滑模装置结构如图 1 所示，主要部件包括千 斤顶、支承杆、提升架、上下围圈、模板、外吊 架、内吊架、栏杆及桁架、搁栅、铺板、挑三角 架、液压动力泵站及连接管路等。 2.3 滑模施工 2.3.1 施工工序 施工工序如图 2 所示。 2.3.2 滑模的滑升 滑模滑升分为初升、正常滑升和末升 3 个阶 段。 1 ） 滑模初升 准备初升时应先进行试升， 在 砼浇筑后3 h ～4 h 将所有千斤顶同时试升约5 c m， 若砼刚出模后出现塌落，说明尚未达到出模强 度；若砼与模板粘接，滑升困难，砼产生水平裂 缝，说明滑升迟了；试升滑出的砼用手按时有指 纹，但不粘手，指甲划过有痕，且滑升时能听到 “沙沙”声，说明可以初升。此时将模板升高 1 5 c m～2 0 c m，对模板整个系统进行全面的检查 调整，然后转入正常滑升阶段。 2 ） 滑模正常滑升 正常滑升时， 模板的提升 速度初期稍慢于砼灌筑速度。当砼表面距模板上 口约1 0 c m时，便可按正常速度滑升，即浇筑1 层 砼，模板滑升 1 层。正常滑升时，每次滑升的间 隔时间不宜超过1 h 。在滑升过程中，要注意千斤 顶的同步情况，尽量减少升差。 3 ）滑模末升 末升是配合砼末次浇筑进行 的，其滑升速度比正常滑升稍慢。砼末次浇筑完 后，尚应继续滑升，直至模板与砼脱离为止。 2.3.3 滑模施工的特点 1 ）施工连续性和机械化程度高、构造简单、 施工进度快、能保证施工安全与工程质量等。 2 ） 除一般的通用构件外， 其他装置均应随着 建筑物结构类型及平面布置而改变，具有一定的 专一性，因此采用滑模施工时，必须根据滑模施 工的特点选用模板结构类型和平面布置。 3 ）液压滑模施工的重点是施工方案的选择、 人员的组织培训、滑模装置组装与拆除、水平及 垂直度的控制及纠偏、水平楼板交叉处的处理以 及安全质量的技术控制。 2.4 适用范围 高层、超高层建筑钢筋砼筒壁结构和剪力墙 结构以及其他如烟囱、水塔、桥墩、水坝等。 3 爬模法施工技术 3.1 爬模法施工原理 爬模的爬升运动通过液压油缸对导轨和爬架 交替顶升来实现。导轨和爬模架互不关联，可进 图1 滑模装置结构示意图 图2 滑模施工顺序图 施工技术Construction Technique 7 4 2 0 0 91 1 C O N S T R U C T I O N M E C H A N I Z A T I O N 图7 片架式爬模 行相对运动。当爬模架工作时，导轨和爬模架都 支撑在埋件支座上。退模后立即在退模留下的附 墙件上安装受力螺栓、挂座体及埋件支座，调整 上下防坠器棘爪方向来顶升导轨；待导轨顶升到 位，就位于该埋件支座上后，操作人员立即转到 下平台拆除导轨提升后露出的位于下平台处的埋 件支座、附墙件等。在解除爬模架上所有拉结之 后就可以开始顶升爬模架， 这时候导轨保持不动， 调整上下防坠器棘爪方向后启动油缸，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，互为提升对方，爬模架即可沿着墙体上预留 附墙件逐层提升。 3.2 爬模施工技术分类 根据顶升油缸（千斤顶）的不同，液压爬模 可分为3 类①油缸爬模（图3 ） ； ②穿心千斤 顶爬模（图4 、图5 ） ，其中图4 为墙体爬模，图5 为柱子爬模；③大行程油缸爬模（图 6 ）等。 3.3 爬模施工技术 3.3.1 油缸爬模 1 主要结构组成 油缸爬模的主要结构如图 7 、图8 所示。图7 为片架式爬模，主要由操作平 台系统、模板系统、爬升机械系统、附墙导向系 Construction Technique施工技术 建筑机械化 2 0 0 91 1 7 5 统、设备操作架、液压动力系统、自动控制系统 等组成。图 8 为平台式爬模，主要由操作平台系 统、 模板系统、 爬升机械系统、 附墙导向系统、 设 备操作架、液压动力系统、自动控制系统、堆载 平台、模板操作架及下平台等组成。 2 施工顺序 浇筑砼→砼养护→绑扎上层钢 筋→安装门窗洞口模板→预埋承载螺栓套管或锥 形承载接头→检查验收→脱模→安装挂钩连接座 →导轨爬升→架体爬升→合模、紧固对拉螺栓→ 继续循环施工。 3 ）特点 ①根据工程具体情况可实现墙体 外爬、外爬内吊、内爬外吊、内爬内吊等；②爬 模组装需从已施工 2 层以上结构开始，楼板需要 滞后4 ～5 层施工；③模板采用水平油缸也可采用 吊杆滑轮合模、脱模，操作方便安全；所有模板 上都带有脱模器， 确保模板顺利脱模 ；④模板、 爬 模装置及液压设备可周转反复使用；⑤节省模板 堆放场地，对于工程质量、安全生产、施工进度 和经济效益等方面均有良好的保证。 4 适用范围 高层建筑剪力墙结构、 框架结 构核心筒、高耸构筑物等现浇钢筋砼结构工程。 3.3.2 穿心千斤顶爬模 1 主要结构组成 穿心千斤顶爬模的主要结 构如图９所示。主要由支承杆、穿心千斤顶、斜 撑、活动支腿、大模板、栏杆、横梁、操作平台、 提升架立柱、 外架立柱、 外架梁、 挂钩连接座、 导 向杆等组成。 2 ） 施工顺序 浇筑砼→砼养护→脱模→绑扎 上层钢筋→爬升→随升绑扎剩余上层钢筋→安装 门窗洞口模板→预埋锥形承载接头→检查验收→ 合模、紧固对拉螺栓→水平结构施工→继续循环 施工。 3 ）特点 ①施工方便、快捷，爬升 1 层墙、 柱就浇筑 1 层楼板，以确保结构的整体性，根据 施工需要楼板也可滞后施工；②内外墙体和柱子 都可采用液压穿心千斤顶爬模，根据施工需要， 模板及爬模装置还可以先升后降，到达指定标 高；③可以从基础底板或任意层开始组装和使用 模板；④所有模板上都带有脱模器，确保模板顺 利脱模；⑤模板、爬模装置及液压设备可周转多 次反复使用；⑥节省模板堆放场地， 在工程质量、 安全生产、施工进度和经济效益等方面均有良好 的保证。 图8 平台式爬模 图9 穿心千斤顶爬模结构示意图 施工技术Construction Technique 7 6 2 0 0 91 1 C O N S T R U C T I O N M E C H A N I Z A T I O N ［中图分类号］T H 9 7 4 ；T U 7 4 1 . 1 ［文献标识码］C ［文章编号］1 0 0 1 - 1 3 6 6 2 0 0 9 1 1 - 0 0 7 2 - 0 5 ［收稿日期］2 0 0 9 - 0 7 - 2 8 4 ）适用范围 适用于高层建筑剪力墙结构、 框架结构核心筒、大型柱、高耸构筑物等现浇钢 筋砼结构工程，水平结构紧跟或滞后施工均可。 3.3.3 大行程油缸爬模 1 ）主要结构 大行程油缸爬模装置由模板 系统、钢平台系统、支撑系统、吊架系统、动力 及控制系统和垂直交通系统等组成。动力系统 由双向液压大行程油缸、支撑大梁端部的小油缸 及整套液压油路系统组成；控制系统由集中控制 台、开度仪、压力传感器和相关数据线组成，所 有动作均提前编程并输入电脑。 2 适用范围 高层建筑钢筋砼核心筒工程。 4 滑模与爬模工艺技术的主要异同点 4.1 主要相同点 1 ） 机械化程度高 整个施工过程只需要进行 1 次模板组装， 均利用机械提升， 从而减轻了劳动 强度，实现了机械化操作。 2 ）结构整体性好 滑模和爬模施工中，砼 分层连续浇筑，各层之间可不形成施工缝。 3 ）施工速度快 模板组装一次成型，减少 模板装拆工序且连续作业， 竖向结构施工速度快。 如果合理选择横向结构的施工工艺与其相应配套 进行交叉作业，可以缩短施工周期。 4 ） 节约模板和劳动力， 有利于安全施工 施 工装置事先在地面上组装， 施工中一般不再变化， 不但可以大量节约模板，同时极大地减少了装拆 模板的劳动力， 且浇筑砼方便， 改善了操作条件， 有利于安全施工。 5 ）一次性投资较多、施工组织管理要求高 模板装置一次性投资较多，对结构物立面造型有 一定限制，结构设计上也必须根据施工的特点予 以配合。更重要的是在施工组织管理上，要有科 学的管理制度和熟练的专业队伍，才能保证施工 的顺利进行。 4.2 主要区别 滑模与爬模在工艺上的主要区别在于滑模 是浇筑过程中，在砼还未凝固时就不断地提升或 移动模板使之成形，模板和浇筑的砼之间相对滑 动；爬模是浇筑一段模板后提升爬架，再安装一 段模板后浇筑施工，模板和浇筑的砼之间没有相 对运动，在下层的砼凝固后拆除模板。 5 结 语 随着建筑施工的人工费越来越高，房地产开 发商出于资金周转的压力而要求的工期也会越来 越紧，施工单位出于国际国内越来越大的竞争压 力， 要求加快工程施工进度、 降低工程成本的愿望 和要求越来越迫切。高层建筑特别是超高层建筑 使用先进的爬模或滑模工艺技术施工，在确保施 工安全及施工质量的前提下能大大提高施工效率、 缩短施工周期、 降低施工综合成本、 提高施工经济 效益和社会效益， 因此， 超高层建筑运用爬模或滑 模工艺技术施工具有广阔的发展空间。 ［参考文献］ ［1 ］胡世德．高层建筑施工［M］ ．北京中国建筑工业 出版社, 1 9 9 1 . ［2 ］中建二局北京南方建筑公司．地王商业大厦液压爬 模施工［J ］ ．施工技术，1 9 9 5 ， （6 ） 1 6 - 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