超大型项目模板工程施工技术

1 5 1超大型项目模板工程特点5 2超大型项目模板工程技术选择5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术5 4工程案例2 广州塔项目核心筒结构模板工程施工技术 第5章超大型项目模板工程施工技术 5 1超大型项目模板工程特点 5 1 1竖向模板为重点目前超大型项目尤其是超高层建筑多采用框一筒 筒中筒结构体系 核心筒以钢筋混凝土结构为主 外框架 筒 以钢结构为主 水平结构 楼板 一般采用钢筋桁架压型钢板 楼承板 作模板 因此超高层建筑结构施工中 核心筒的模板工程量最大 且在超高层建筑中 核心筒内多为电梯和机电设备井道 楼板缺失比较多 竖向结构 剪力墙 工作量较水平结构 楼板 工作量大得多 竖向模板面积远远超过水平模板面积 如广州塔项目的核心筒 竖向模板面积为水平模板面积的6倍多 因此超大型项目尤其是超高层建筑施工模板工程设计必须以竖向模板为重点 以加快竖向结构施工为目标 2 5 1超大型项目模板工程特点 5 1 2施工精度要求高超大型项目尤其是超高层建筑结构超高 结构受力复杂 特别是垂直度对结构受力影响显著 施工精度要求非常高 且超高层建筑设备中的电梯正常运行对结构垂直度也有严格要求 因此超大型项目尤其是超高层建筑模板工程系统必须具备较高的施工精度 3 5 1超大型项目模板工程特点 5 1 3施工效率要求高超大型项目尤其是超高层建筑施工往往采用阶梯形竖向流水方式 核心筒是其他工程施工的先导 核心筒施工速度对其他部位结构施工速度甚至整个超高层建筑施工速度都有显著影响 因此超大型项目尤其是超高层建筑模板工程必须具有较高工效 为此 超大型项目尤其是超高层建筑模板工程必须以核心筒为重点 以竖向结构为主体 在确保施工精度的前提下 努力提高施工效率 4 5 2超大型项目模板工程技术选择 超大型项目尤其是超高层建筑施工有赖于先进的模板工程技术 同时超高层建筑的蓬勃发展又极大地促进了模板工程技术的进步 20世纪以来是超高层建筑大发展的时期 模板工程技术呈现出百花齐放 丰富多彩的发展局面 液压滑动模板工程技术 液压爬升模板工程技术 整体提升钢平台模板工程技术和电动整体或分片提升脚手架模板工程技术已经成为超高层建筑结构施工主流模板工程技术 超高层建筑施工中 如何科学合理地选择模板工程技术 是广大工程技术人员研究的重要内容 因为模板工程技术事关超高层建筑施工的质量 安全和进度 且对项目投入施工成本影响也大 因此必须在深入了解各种模板工程技术特点的基础上 结合超高层建筑工程特点以及实际情况进行选择 5 5 2 1超高层建筑模板工程技术特点分析作为超高层建筑施工主流模板工程技术 液压滑动模板工程技术 液压爬升模板工程技术 整体提升钢平台模板工程技术和电动整体或分片提升脚手架模板工程技术各具特色 拥有自身独特的应用范围 1 液压滑动模板工程技术液压滑动模板工程技术是一种现浇钢筋混凝土工程的连续成型施工工艺 它以滑模千斤顶 电动升板机为动力 带动模板沿混凝土表面滑动而成型的工艺 其特点是液压滑动模板系统一经组装完成即可连续施工 故适用于体形规则且变化不大的筒体结构 粮仓 烟囱等 收分不显著的钢筋混凝土剪力墙 而目前超高层建筑高度不断增加 结构收分幅度大和复杂多变 故液压滑动模板工程技术应用受到较大制约 应用范围越来越小 6 5 2超大型项目模板工程技术选择 5 2超大型项目模板工程技术选择 2 液压爬升模板工程技术液压爬升模板是爬模装置通过承载体附着或支承在混凝土结构上 当新浇筑的混凝土脱模后 以液压油缸或液压千斤顶为动力 以导轨或支承杆为爬升轨道 将爬模装置向上爬升一层 反复循环作业的施工工艺 是现代液压工程技术 自动控制技术与爬升模板工艺相结合的产物 其特点是模块化配置 外附于剪力墙 收分方便 故对结构体形和立面适应性强 特别是材料设备周转利用率高 不像液压滑动模板工程技术和整体提升钢平台模板工程技术需要大量的支撑结构埋入剪力墙中 节约施工成本 在特别高大的超高层建筑中应用的优势非常明显 目前液压爬升模板工程技术已经成为世界上超高层建筑应用最广泛的模板工程技术 7 5 2超大型项目模板工程技术选择 3 整体提升钢平台模板工程技术整体提升钢平台模板工程技术属于提升模板工程技术 其特点是系统整体性强 荷载由支撑系统承担 故施工作业条件好 提升不受混凝土强度控制 施工速度快 特别适合工期要求非常高的超高层建筑施工 在我国许多标志性超高层建筑施工中发挥了重要作用 但是整体提升钢平台模板系统灵活性相对较差 适用结构收分和体形变化的能力比较弱 当剪力墙结构中有劲性钢梁时 整体提升钢平台模板系统需要解体与组合 施工效率显著下降 而且整体提升钢平台模板系统出现偏移时纠偏较为困难 8 5 2超大型项目模板工程技术选择 4 电动整体或分片提升脚手架模板工程技术电动整体或分片提升脚手架模板工程技术是现代机械工程技术 自动控制技术与传统脚手架模板施工工艺相结合的产物 其特点是灵活性强 标准化程度高 体形和立面适应性强 成本低廉 因此成为我国应用最广的超高层建筑模板工程技术 但是由于电动整体或分片提升脚手架模板系统承载力低 因此结构施工多采用散拼散装模板工艺 施工工效比较低 施工速度受到制约 一般多应用于施工速度要求不高的超高层建筑工程或外框架施工 9 5 2超大型项目模板工程技术选择 5 2 2超高层建筑模板工程技术选择超高层建筑模板工程技术选择必须综合考虑超高层建筑结构特点 施工进度要求和工程所在地的经济社会发展水平 分析不同类型模板工程施工工艺的技术可行性和经济可行性 并遵循技术可行 经济合理的原则 1 超高层建筑结构特点的影响 1 超高层建筑住宅结构体形比较复杂 且水平结构面积大 因此一般多采用电动整体或分片提升提升脚手架模板工程技术施工 2 超高层建筑外框架模板面积比较小 多采用电动整体或分片提升脚手架模板工程技术施工 3 当超高层建筑核心筒是以剪力墙为主体结构时 就必须采用高效的模板工程技术施工 如液压滑动模板工程技术 液压爬升模板工程技术和整体提升钢平台模板工程技术 4 当超高层建筑核心筒采用劲性结构时 液压滑动模板工程技术和整体提升钢平台模板工程技术的施工效率就显著下降 而液压爬升模板工程技术的优势就比较明显 10 5 2超大型项目模板工程技术选择 2 施工进度的影响液压滑动模板工程技术 液压爬升模板工程技术 整体提升钢平台模板工程技术和电动整体或分片提升脚手架模板工程技术的工效有很大差异 电动整体提升脚手架模板工程技术的施工工效比较低 一般需要5 7d才能施工一层结构 当超高层建筑施工进度要求比较高时 液压滑动模板工程技术 液压爬升模板工程技术和整体提升钢平台模板工程技术的优势就非常明显 因此对一些资金投入大 工期成本高的超高层建筑施工多采用工效比较高的液压爬升模板工程技术和整体提升钢平台模板工程技术 而资金投入小 工期成本低的超高层建筑如住宅施工则多采用工效比较低但价格低廉的电动整体或分片提升脚手架模板工程技术 11 5 2超大型项目模板工程技术选择 3 经济社会发展水平的影响超高层建筑模板工程的成本既包括系统本身的造价 也包括系统使用过程中消耗的人工成本 因此选择模板工程技术时应当综合考虑工程所在地经济社会发展水平的影响 经济社会发展水平高时 人工价格也就高 超高层建筑施工应当选择自动化程度高 人工消耗量小的模板工程技术 如液压爬升模板工程技术 整体提升钢平台模板工程技术和液压滑动模板工程技术 而在经济社会发展水平低的地区 人工价格也就低 超高层建筑施工就可以选择人工消耗量比较大但造价低廉的模板工程技术 如电动整体或分片提升脚手架模板工程技术 12 5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术 5 3 1概述1 核心筒结构设计特点广州国际金融中心工程建筑总高度达432m 核心筒结构设计主要有以下特点 1 核心筒外壁截面沿竖向逐步收小 变化时为外墙外侧向内收 2 核心筒内壁截面沿竖向逐步收小 变化时为一边变化 3 部分墙体到66层以后逐步收掉 4 核心筒外壁每六层 即外框钢柱节点层 设置有环形暗梁 暗梁配筋很密 另暗梁内设置有环形钢梁与外框钢结构连接 5 核心筒沿竖向存在混凝土结构与钢结构的相互转换 6 核心筒三面长墙在73层以上变为弧墙 并向内倾斜 93层以上弧墙向外倾斜 13 5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术 2 核心筒结构施工特点1 满足超高层核心筒结构施工自身的安全性 2 满足核心筒沿竖向截面不断变化的要求 3 避免节点层钢拉梁牛腿的影响 4 满足核心筒70层上下结构平面形式变化很大的要求 并满足高空改装作业的安全性和可操作性 5 核心筒施工进度需要满足钢结构施工的流水节拍 6 塔吊以服务钢结构为主 核心筒作业需要尽量减少对塔吊的依赖 7 模板选择需要满足便于安装 拆卸以及混凝土浇筑质量的保证 并能保证周转使用的次数以及周转时转运方便 14 5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术 5 3 2模板工程的技术选择通过对该项目核心筒结构设计和施工特点进行分析 并对超高层建筑主流模板技术进行比选 最后决定采用整体顶升模板体系进行该工程核心筒竖向结构的施工 该模板技术具有如下优点 1 可形成一个封闭 安全的作业空间 2 整个平台和模板通过液压顶升系统完全自爬升 减少了模板的周转用工和机械使用时间 较大地提高了工效 3 可实现变截面处的模板系统提升 4 使用支撑点少 3根钢柱支撑 便于控制整个平台的同步提升 对于支撑系统和平台 可以作局部修改即可运用于70层以上的核心筒施工 5 模板采用大钢模板辅助活动铰接角模机构和钢骨架木面板补偿模板 可以便于模板收分及拆装 15 5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术 5 3 3整体顶升模板体系的设计整体顶升模板体系是由桁架钢平台 圆管支撑钢柱 3个 长行程 6m 高能力 300t 液压千斤顶 定型大钢模板和可调节移动式挂架组成 1 系统功能分区划分 1 钢平台上功能分区钢平台上满铺走道板 作为楼层钢筋堆放 钢筋二次转运 氧气 乙炔瓶堆放 临时电箱接驳 中央数据控制 垃圾集中 移动厕所 楼层用水 消防器材 电梯通道 安全疏散通道入口等功能 见图5 1和图5 2 16 17 图5 166层以下整体顶升模板体系平面及竖向功能分区示意图 18 5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术 2 挂架功能分区挂架上部两步为钢筋绑扎 模板支设操作架 第三步为钢筋绑扎 模板支设与拆除 模板面板清理的操作架 第四步为模板拆除操作架 第五步为提模系统兜底防护 兼做模板拆除 模板清理的操作架 见图5 3 材料堆放与作业层分开 有效地解决了作业面空间狭小的问题 并且便于保证文明施工 钢平台下始终留空一层 这样可以保证施工的持续性 混凝土浇筑完成后 上层钢筋工程即可以开始 钢筋绑扎的时间即为等下层混凝土强度和模板拆除的时间 有效地保证了核心筒整体施工进度 19 20 5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术 2 支撑与顶升系统 1 支撑系统支撑系统主要由支撑钢柱 支撑箱梁 伸缩油缸和可调节导轮组成 见图5 4 图5 6 构件的构造见表5 1 21 22 图5 4支撑系统示意图 5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术 2 顶升系统1 液压油缸液压油缸的主要性能要求见表5 2 且应具有自锁功能 23 2 同步控制系统液压系统利用同步控制方式 通过液压系统伺服机构调节控制3个液压油缸的流量 从而达到3个油缸的同步顶升要求 同步顶升高度误差控制在10mm范围内 每个油缸位置设置监视摄像头 通过监视系统观察每个支撑钢管柱及油缸的顶升情况 具体系统油路的布置 集中控制室的设置 安全操作平台的设置及油缸与支撑钢梁 油缸与支撑钢柱的接头节点设计详见油缸专项设计方案 5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术 3 钢平台结构布置钢平台结构布置如图5 7所示 钢平台构件构造见表5 3 24 25 5 3工程案例1 广州国际金融中心项目核心筒结构模板工程施工技术 4 模板系统 1 配模原则1 按照2400mm 4700mm为标准进行配置 尽可能多地配置标准模板 便于工厂加工 2 墙体两边模板基本错半对应 对拉螺杆位置需考虑墙体变截面时大面不受影响 3 配模从边角开始 分区域进行配置 4 分标准模