超高层建筑滑模法与爬模法施工技术

72 2009 ( 11 ) CONSTRUCTION MECHANIZATION1 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， 40 年代中期在国外得到了较大的发展。 我国在 30 年代已开始试用手动滑模施工， 70 年代开始在全国推广，并得到了较快的发展。 近 10 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 80 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， 2007 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 354m ） 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 1.2m 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-form and climbing shuttering method on super high building顾国明 / GU Guo-ming（上海建工 （集团） 总公司， 上海 200120 ）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 2009 ( 11 ) 73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 3h 4h 将所有千斤顶同时试升约 5cm ，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15cm 20cm ， 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 10cm 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 1h 。 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 Technique74 2009 ( 11 ) CONSTRUCTION MECHANIZATION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 ： 油缸爬模 （图 3 ） ； 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 ； 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 2009 ( 11 ) 75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 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 ； 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 ； 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 ； 模板、 爬模装置及液压设备可周转反复使用 ； 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 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 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 ； 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 ； 可以从基础底板或任意层开始组装和使用模板 ； 所有模板上都带有脱模器， 确保模板顺利脱模 ； 模板、 爬模装置及液压设备可周转多次反复使用 ； 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 Technique76 2009 ( 11 ) CONSTRUCTION MECHANIZATION中图分类号 TH974 ； TU741.1文献标识码 C 文章编号 1001-1366(2009)11-0072-05收稿日期 2009-07-284 ） 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 ,1991. 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， 1995 ， （ 6 ） ： 16-18. 3 GBJ113-87 液压滑动模板施工技术规程 S . 4 谭 波 高层建筑液压滑模施工技术 J 中国科技信息， 2005 ， （ 12 ） ： 199. 5 杨 明 液压滑模技术在某电信大厦中的应用 J 引进与咨询