企口式全钢大模板在超高层建筑中的施工应用.doc

企口式全钢大模板在超高层建筑中的施工应用宋卫国 钱艺柏(江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司 深圳 518034)【摘要】 超高层建筑主体结构施工中的采用全钢企口式大模板，能提高建筑施工现场的工业化施工程度，节约材料，降低成本，并满足清水混凝土的施工质量要求。【关键词】高层建筑；企口式全钢大模板；直芯带；自爬升筒模；爬升动力1 工程概况骏皇名居工程位于深圳市福田保税区，为一裙三塔式高层住宅，地下两层，地上有1#、2#、3#楼三栋三十四层，全现浇钢筋砼剪力墙结构，建筑面积74315.5m2，工程总高度125.4m。其中13层为大柱网框剪结构商用裙房，四层以上为标准层住宅，层高2800mm，板厚100-150mm，墙厚200、250、300mm，在标高63.27m以上墙厚发生变化。该工程采用以整体全钢企口搭接式大钢模板为主，多种模板相组合施工工艺，满足了合同规定的工期要求，保证了工程质量，降低了工程施工成本，社会经济效益显著。2 模板的设计与构造根据工程的不同结构和不同部位分别进行模板设计：整个工程剪力墙采用整体全钢企口搭接式大钢模板；电梯井筒采用自爬升筒模体系；现浇楼板、梁采用钢管支撑+可调U型托+木龙骨+胶合板的早拆模板；门窗洞模采用钢木结合整支散拆模板；楼梯踏步采用全钢敞开式整体钢模板。2.1 剪力墙全钢企口搭接式大模板设计2.1.1 剪力墙模板：根据工程结构形式及开间进深尺寸确定模板规格，为突出大模板施工的整体性，在满足塔吊起重量允许的条件下，模板尽量加工成大块。模板块的面板采用6mm钢板，板间用企口（又称：子母口）相互衔接，企口宽40mm，并留置2mm以便模板支拆，用钩头螺栓将相邻的两块模板连接后，再用直芯带将之连成一体。竖肋采用8#槽钢，间距300mm，上下封头及左右边框为80*8角钢，模板的横背楞（主龙骨）采用双向10#槽钢焊接而成，槽钢间距55mm，横背楞与竖肋焊成整体，横背楞纵向间隔900-1300mm。由于该模板为横背楞模板，可借助直芯带这种独特的锁紧工具，对各个连接节点进行加固处理，这样可以保证模板的强度和刚度，也体现出大模板的整体性。内模设计高度=层高板厚+20mm=2720mm，外模设计高度=层高+搭接尺寸（50mm）=2850mm，这样能使内墙砼的施工缝隐藏在楼板内，外墙施工缝上下衔接，混凝土浇筑后整体观感效果好，保证质量。为保证施工支模时模板穿墙对拉螺栓位置的一致性及模板良好的通用性，内外模板的下口就位标高设计为同一标高位置。模板构造见图1,a.外模设计尺寸，b.内模设计尺寸 a.外模 b.内模图1 内、外模构造图2.1.2 阴阳角模板：本工程采用小阴角大阳角模板方案，根据墙体厚度和墙面大模板布置后的余量设计，阴角模尺寸为200*200mm，阳角模尺寸为450*450mm，500*500mm；阴阳角模与相邻墙模成企口衔接，并利用钩头螺栓连接固定后，再用直芯带将相邻模板连成一体，并与大模面板之间留2mm间隙，以便坼支。63.27m以上墙体厚度发生变化时，更换角模来调节模板尺寸。阴阳角支模见图2： 图2 阴阳角节点图2.1.3 斜支撑：在模板后部配置斜支撑，由型钢三角架支撑和可调螺母组成，施工时用调节螺母高度来调整控制模板的垂直度；并满足模板自稳要求，拆模后作为模板堆放时临时支撑的支架。2.1.4 平台：在模板上部配置操作平台架，承担自重和施工荷载，由主梁、次梁、边次梁、脚手板、牛腿焊接组成。用M16螺栓固定在模板上口及横肋上。宽度500mm，布置间距1.2M，作为施工人员的操作行走平台。2.1.5 承重架：承重架是外墙模板在安装后的主要承重结构。是由型钢焊接而成的三角架承重体系，利用墙体拆模后的穿墙螺栓洞将承重架与砼墙体固定。2.1.6 穿墙螺栓：采用直径30mm的“T”型扣锥型螺栓，由螺母、销板、垫板组成。施工时不加套管，见图3、a。2.1.7 直芯带：利用钢楔子将相邻的两块大模或大模板与阴阳角模之间进行加固处理的锁紧工具，使板间接缝更加严密，见图三、b。2.2 电梯井自爬升筒模设计2.2.1 爬升原理：自爬升筒模是一种适用于高层建筑核心电梯井筒结构施工的模板系统，利用附着于砼a、穿墙螺栓 b、直芯带图3 穿墙螺栓、直芯带连接图筒壁结构上的支撑系统上悬挂的手动葫芦，将模板系统收模提升一个标准层高度，将筒模在楼面处临时支垫固定平稳后，最后利用模板龙骨作支点，用手动葫芦将平台支撑系统提升一个标准层高度，再将模板就位合模，从而完成一次爬升过程，实现了电梯井筒模自爬或者说模架互爬的一个循环。2.2.2 平台：平台为附着于筒体内部砼墙上的，承担自身及模板提升时的全部荷载及模板施工作业的操作平台；每个筒模采用一层平台，平台由主梁、次梁、边次梁、脚手板、牛腿组成，主、次梁均为12#槽钢；牛腿是平台主梁在砼墙上的支承构件，靠偏重作用它在平台提升时可自动向下翻转70，它的中部用一个33180轴与平台主梁相连接，无外力作用时牛腿在自重作用下，保持水平，而自行伸入预留孔内。2.2.3 内支架：是提升和调整筒模的支承架，本工程内支架采用普通钢管扣件搭设，支架的下方与平台次梁采用销杆连接固定；内支架高4.2m，架体步高1.2m，单井筒体支架长宽均为950mm，双连筒体支架长2500，宽950，支架剪刀撑长宽方向分别设置；支架顶部设置提升横梁。2.2.4 筒模模板系统：采用全钢企口搭接式模板+爬升动力体系，模板由可调角模、四面钢大模板、阴角连板、可调拉杆构成。钢大模板：材料和设计同剪力墙大模板，由5mm厚钢面板及竖肋与横背楞组成，竖肋为8#槽钢，间距300，横背楞为双向10#槽钢，上下共四道。角模：采用铰链式可调角模，可调角横连接板与钢大模板边竖龙骨利用M12螺栓连接，可调角模的规格为3003001500，每个筒模8个，每一个角部均采用两个可调角模上下连接而成。阴角连板：是筒模模板支模时的安装构件，是筒模每个角两边大模板的横龙骨之间的连接件，阴角连板与大模板横龙骨间是通过锥销销紧连接，如图4。可调拉杆：主要用作脱模和支模，它是由套管和螺纹螺杆组成。脱模时正向转动套管，使螺杆产生轴向移动，带动筒大模板向内收进，角模跟随转动，模板脱离砼表面，达到脱模目的；支模时则反向转动套管直至模板就位。2.2.5 爬升动力：在附着于砼壁结构上的支撑系统上悬挂手动葫芦，每个筒模系统配置四只2T手动葫芦作为模板爬升的动力。将模板系统收模后提升到设计标准层高度，再将模板就位合模，完成一次爬升。2.3 梁板模板钢管支撑+可调U型托+木龙骨+胶合板的早拆模板设计2.3.1 梁、板模板采用早拆方案，可加速模板的周转，减少模板的配置量。2.3.2 梁、板模板配置3套，支撑体系配置2.5套，施工中第三层的模板从第一层周转使用，第三层的支撑配置半层，另一半层从首层采用“隔一拆一”的方法，拆除一半支撑周转到第三层。2.4 门窗钢木结合整支散拆模板门窗洞模板采用钢木结合整支散拆方案，角部配置钢护角，以保证角部成90度、洞口方正，外角140*140角铁，内角100*100角钢，与混凝土接着的四侧模板为木模板，肋为50*100木方，为便于门窗框安装，在施工时外墙窗洞、门洞和内墙进户门时应在面板上加15mm厚80mm宽塑料板，留出门窗框凹槽，安装支撑用木方。施工时两侧大模将洞口封闭，即门窗洞口不影响大模尺寸的设计。3 模板工程施工 3.1 施工流水段划分：根据每幢楼对称布置的特点，以及为保证主体的正常施工，提高施工进度，节约大模板的一次用量和制作费用，将每幢楼层剪力墙划分为两个对称的施工流水段，大模板配置一半。电梯井核心筒模板满配。3.2施工工艺流程：3.2.1 墙体大模板施工流程放模板就位线砂浆找平层钢筋、埋件隐蔽工程验收安装门窗洞模板安放角模安装内模安装穿墙螺栓安装外模并固定（之前应进行承重架的安装、固定）调整模板垂直度、校正在所有接缝处加直芯带加固浇筑砼拆模、用塔吊吊到地面清理、保养进入下一施工层3.2.2 电梯井自爬升筒模施工流程筒模就位钢筋绑扎及隐蔽验收安装筒外大模封模浇筑砼脱模提升筒模就位、临时垫稳提升平台平台就位固定就位筒模 见图53.3 混凝土剪力墙大模板施工3.3.1 制作：根据层高及构件的结构尺寸在厂家定型制作，现场拼装。内模配置高度=层高板厚+20mm=2720mm，外模配置高度=层高+搭接尺寸（50mm）=2850mm，这样能使内墙砼的施工缝隐藏在楼板内，外墙施工缝上下衔接，保证质量。3.3.2 安装： 、安装前清理干净后均匀涂刷脱模剂。、支墙模前先支撑门窗洞模，门窗洞模在楼面拼装成整体后放置就位，支撑后水平方向用两根木方对撑，用木方顶撑，为防止模板串位，在模板四周加限位钢筋，门窗模板与大模接着处粘贴海绵条。、用起重塔吊分块吊装就位安装，按楼板及模板的编号吊装就位。吊装顺序：阴阳角模内墙模外模。、每个房间模板安装时先将四个角模放牢就位，然后吊放大块模板就位，角模与相邻大模板以及直墙连接处两块大模先用M16标准螺栓连接，然后再用直芯带联接，钢楔子锁紧加固，用斜支撑调整模板的位置及垂直度。穿墙螺栓从两根槽钢空档穿越。、承重架的安装，用起重塔吊协助，利用墙体拆模后的穿墙螺栓洞将承重架用穿墙- 12 -螺栓与砼墙体固定。布置间距不大于2100mm。、支模方案见图6，a.内模支模示意，b. 外模支模示意 a.内模支模 b.外模支模图6 内外模支模方案3.3.3 脱模：脱模时间必须与砼强度增长相适应，强度必须得到1Mpa。顺序与安装模板相反，先拆穿墙螺栓，直芯带，后在松动斜支撑架，使模板完全脱离砼墙面。角模两侧都是砼，拆模时用撬棍松动后脱模。3.3.4 模板堆放：有组合支撑架模板应面对面堆放，自稳角75。-80。，无组合支撑架模板堆放，在现场搭设脚手架，拆模后直接将模板放入架子内，不得靠在其他模板上，防止下脚滑移倾倒。3.4 电梯井自爬升筒模施工3.4.1 筒模安装：筒模安装就位后，认真检查其轴线尺寸、调整其垂直度，利用可调拉杆同时撑模，基本到位后，安装阴角连板及锥销，完成合模工作。筒体钢筋验收后，封筒体外侧模板，垂直度及位置尺寸校正后，筒体内外侧模板间用穿墙螺栓固定。安装顺序：筒模安装钢筋绑扎、验收封外侧大模校正固定。3.4.2 设置预留孔模：为保证活动牛腿预留孔位置的准确，使筒模在每次提升就位过程中能一次到位，在筒模上设置水平退拔式预留孔模，并利用墙内钢筋焊支架套加以固定。3.4.3 爬升：爬模前先拆下可调拉杆，利用手动葫芦钩住筒模最下一道横龙骨上安装的钢丝绳环，抽动手动葫芦将筒模提升一个标准层高，并高出楼面300mm，在筒模四角可调角模的下面垫上支撑型钢，使筒模平稳，见图7。3.4.4 提升平台和支架：在上述支撑平稳的筒模大模板最上一道横龙骨的吊环上钩挂手动葫芦，拉动手动葫芦将平台及内支架提升3000mm后缓慢回落，使平台牛腿弹进筒壁的预留孔内，从而完成平台支架提升就位。3.4.5 脱模：脱模利用可调拉杆和支架及手动葫芦辅助进行，方法同前“3.3.3 节”。3.4.6 筒模就位、合模，进入下一个循环。3.4.7 保证筒模正常爬升的几点措施：（1）为保证筒模与井壁砼不产生粘结，顺利地脱模和爬升，每次脱模后，需将筒模表面的水泥浆清除干净，满涂脱模剂。（2）筒模爬升时，新浇筑砼拆模应在砼浇灌24小时后进行，爬架平台牛腿支承面砼的最小抗压强度不小于1N/mm2。（3）采用手拉葫芦吊升筒模及支架平台时，应相互配合，保持起升速度一致，平稳上升，就位前需确认牛腿是否已伸入预留孔内，两侧伸入的长度是否基本相同等，待牛腿调整好后方可摘下吊钩。3.5保证质量、安全的施工措施（1） 在阴阳角模、墙模板根部、门窗模板与大模接着等处所有接缝处塞海绵胶条，以防止漏浆。模板拆除后，凸出墙面的混凝土线条应及时磨平。（2） 模板板面要求平整，采用专用剪板设备剪板，剪板后采用龙门刨床进行刨边处理，确保接缝平整严密。（3） 为保证外墙上下层施工缝的衔接，并防止施工时混凝土的流淌，外墙施工时要作出倒墙，并在外墙模上焊一条6mm厚，100mm宽的通长钢板带，钢板条与墙模面板塞焊，下口刨45度角，以便拆模。（4） 模板起吊前，应检查螺栓是否拆完，有无钩、挂、兜、拌的地方。提升时，应垂直慢速确认无障碍物时，提升吊走，防止碰撞砼墙体；模板就位时，应防止模板旋转伤人。（5） 严格按安全操作规程施工，模板支撑、承重架、穿墙螺栓要专人检查其稳固性、牢固性。模板周转到另一施工段工作面时，必须安放稳固，倾斜度符合75。-80。自稳定角要求。4 施工综合效益分析、体会 4.1 社会效益：现场工业化施工程度高，且施工垃圾少、干净易于文明施工管理。主体施工时获2001年度深圳市“文明施工工地”。且爬升筒模施工工简便，不需要塔吊配合，在自行爬升过程中就能完成常规的支、拆、倒运模板等工序，对操作人员的技术素质要求不高，易于推广使用。4.2 经济效益：节约人工：模板强度高、刚度大，不易损坏，操作简便，减少拼装用工和安装、拆模人工费用。例如：电梯井的筒模每完成一个循环施工需四个人操作3个小时即可，每层筒模爬升用工仅3个工左右，而定额用工为8.76，实际用工仅为定额的34%，每层节约人工费345元，整个工程合计节约人工费在3.5万元。降低成本：楼模板购买、制作、运输费共144万元，每幢楼墙体只配置半套大模板，流水施工。而按施工经验假设3栋34层墙体采用胶合板按67次周转共需胶合板12000张，每张75元，