高层建筑滑模施工阻滑事故分析

高层建筑滑模施工阻滑事故分析高层建筑滑模施工阻滑事故分析 某写字楼为一幢地下 2 层 地上 26 层的高层建筑 框架剪 力墙结构 外框内筒 如图 1 所示 图图 1 建筑平面示意建筑平面示意 上部结构施工时 核心筒采用滑模方案 外围框架 由于柱距 普遍大于 9m 超过了滑模施工规范的规定 而采用组合小钢模 施工时采取 滑一浇一 的方法 先滑筒体 滑到楼面位置时 在筒体 外墙暗柱与框架梁结合处预留梁窝 滑空后浇筑梁和楼板 由于 施工现场狭小 无法布置混凝土拌和系统 只能采用商品混凝土 1 事故过程事故过程 浇筑第 15 层筒体时 首批商品混凝土 13 30 到达现场 经塔 吊转运后向模板内下料 18 20 启动液压装置开始滑升 第 1 冲 程过后发现有 4 道电梯井隔墙模板不上升 未采取任何措施 继续 顶升 第 2 冲程结束后 这 4 道模板仍然不上升 滑模体系最大高 差达 60mm 放松内撑 人工撬拨 借助塔吊上提 并关闭其它 油路 专供这 4 道模板爬升 但均未奏效 又在这部分墙体增加了 数只千斤顶 并将旧千斤顶全部换新 以增大顶升力 但仍然无效 至此 已超过混凝土终凝时间 模板与混凝土完全粘在一起 再采 取任何助滑措施都无济于事 只好拆除模板 2 事故原因分析事故原因分析 2 1 滑模设计方面的原因 本工程滑模装置因总面积不大 设计时未作深入计算 按以往 经验 每 1 5m2 设 1 只千斤顶 225m2 15m 15m 共需 150 只千斤 顶 局部加密后 实际布置了 162 只 gyd 35 型滚珠式千斤顶 工作 起重量 15kn 只 下面按照施工规范对滑模体系的滑升力进行 验算 有关荷载取值如下 钢模板及围圈自重 0 65kn m 操作平台 自重 0 65kn m2 提升架自重 2 5kn 个 施工活荷载 1 0kn m2 外 挑脚手架自重 0 40kn m 液压控制台自重 30kn 混凝土与模板的 摩阻力 3 0kn m2 1 整体滑升验算结果总滑升力 2430kn 总阻滑力 1733kn 可 见 总体滑升力是满足要求的 且有富裕 滑升力是阻滑力的 1 40 倍 2 单元墙体滑升验算结果取发生事故的电梯井内隔墙中的 一个进行 图图 2 滑模提升架布置示意滑模提升架布置示意 局部局部 验算 见图 2 中的虚线框 a 滑升力 180kn 阻滑力 134kn 单 元墙体的滑升力也是满足要求的 滑升力是阻滑力的 1 34 倍 富 裕程度比总体验算时要无锡电力科技调度大楼深基坑支护 无锡电力科技调度大楼位于无锡市交通要道梁溪大桥旁 东 临古运河 北靠锡惠公园 建筑物占地面积 3640m2 地下 2 层 地 上 25 层 基坑开挖深度主楼部分至 8 60m 附楼部分至 9 50m 自然地坪为 1 20m 相对标高 原围护方案为混凝土钻孔灌注桩 加钢结构水平内支撑 但主楼部分的钢支撑与地下 1 层的梁 板处于同一标高 无法实施 围护桩与地下室外墙间的净距仅 1 0m 混凝土支撑横梁截面尺寸 1100mm 700mm 紧靠围护桩 混 凝土浇注困难 混凝土支撑横梁的实施使得地下室外墙板无施工 和拆模空间 且地下室防水工程和土方回填难以实施 混凝土支撑 横梁的实施需先将 3 95m 以上的围护桩桩头凿除 再浇注混凝土 圈梁 并做边坡围护结构 约 30d 工期 若实施混凝土支撑横梁 无法完成业主预定的工期目标值 此方案原则上不可行 研究 后提议用钢围檩取代混凝土支撑横梁 并提出了以地下室底板为 支撑的悬臂桩围护方案 即钢围檩仅在土方开挖及地下室底板施 工期间使用 以减少工作量 节省工期 根据基坑围护桩在拆除 钢支撑之后的强度稳定分析结果 在施工时采取了以下措施 钢围檩的拆除宜在地下室底板混凝土强度达到 c25 以上时实施 整个基坑边缘的地面不能堆载 尤其在附房部分要禁止堆载 主楼部分在离基坑边 5m 以内严禁堆载 5m 以外堆载不大于 5kn m2 为安全起见 在附房部分的地下室底板的混凝土面 上预埋若干钢板 当钢围檩拆除后 围护桩变形在短期内达到 20mm 以上时 增设补充钢支撑 监督施工单位对钢支撑拆除前 后的围护桩及时进行了变形观测 围护桩最大位移仅 11mm 小 于 20mm 的警戒位 该方案的成功 节省了围护桩余桩凿除 钢 筋混凝土圈梁实施及围护结构拆除后再砌筑等大量工程量 节约 造价约 18 万元 节省工期 35d 无锡市建设监理公司曹阳 小 说 明此部位千斤顶分布数量偏少 3 墙体局部滑升验算结果取发生事故墙体的中间一段进行 验算 见图 2 中的虚线框 b 滑升力 30kn 阻滑力 37 5kn 此处的 滑升力小于阻滑力 不满足要求 与事故实际表现相符 验算结果 表明 总体滑升力满足要求 但千斤顶布置不够合理 电梯井内隔 墙部位偏少 造成滑升力分布不均匀 内隔墙中段滑升力不满足要 求 15 层以下能够正常滑升 是因为初始阶段 新装模板的摩阻 力较小 即使局部滑升力不足 在围圈的带动下仍然能够一起上升 随着时间推移 模板上粘结的混凝土和砂浆越来越多 铲模不干净 等因素使摩阻力变大 在滑升力小的地方就容易发生滞卡现象 而 围圈的刚度有限 变形过大就不能有效地将多余的升力传至滞卡 部位 加上事发时混凝土处于凝结后期 与模板的粘结力增长很快 稍 有延误便滑不上去 2 2 施工工艺方面的原因 从拆模检查的结果来看 滑升失败是由于模板与混凝土粘结 所致 从滑模施工的工艺要求分析 有如下原因 1 浇筑第 14 层筒体时 顶部滑空程序不当采取 滑一浇一 方法时 外模滑空后 内模下端始终与混凝土紧贴 以维持滑模体 系的横向稳定 滑空阶段应该放慢速度 使滑空结束后模板与混 凝土不粘结 但调查表明 第 14 层筒体滑空时正值深夜 工人急 于下班 滑空太早 太快 次日又没有附加提升一次 留下了内模 与混凝土粘结的隐患 2 混凝土布料程序不当从结构来看 发生事故的部位 阴角多 模 板多 并且都是加长模板 因此摩阻力最大 但商品混凝土到达后 却最先布料 使这部分混凝土凝结时间过长 增加了模板与混凝土 的粘结力 3 初滑程序不当根据滑模施工规范 混凝土下料 2 3h 后 应 该试滑 1 2 个冲程 以减小初升阻力和观察混凝土的凝结状态 但从事故过程可知 初滑是在下料 5h 之后进行 此时混凝土已接 近终凝状态 与模板的粘结力相当大 必然导致初升困难 2 3 商品混凝土方面的原因 由于商品混凝土供应商为业主所指定 协调控制的难度比较 大 对滑模施工不利 第 15 层筒体混凝土的设计强度等级为 c40 终 凝时间为 6 8h 根据气温情况应掺入适量缓凝剂 保证混凝土的 凝结时间符合滑模滑升的要求 但现场技术人员反映 混凝土施 工配合比不够理想 由初凝到终凝转变太快 很难把握滑升速度 事故当天的气温为 19 22 属于较理想天气 又是白天施工 除前 述原因外 商品混凝土的质量不稳定 凝结特性不良 使施工单位 难以准确掌握滑升时间 也是这次事故的原因之一 2 4 施工管理方面的原因 滑模施工比一般混凝土施工技术性强 难度大 而目前施工 企业一线工人大部分是民工 由企业少量职工组成项目部进行现 场施工管理 这种劳务层与管理层相分离的管理模式虽对滑模 等要求高的施工技术不利 从事故过程来看 管理方面存在以下 问题 1 从施工记录分析 第一次提升的最佳时间应该在 16 17 点 之间 而实际提升时间是 18 20 管理不善延误了正确的初滑时 机 2 施工单位对滑模与商品混凝土配合的困难估计不足 估计 到混凝土可能断档 没考虑到滑不上去 应变措施不力耽误了处理 时机 3 经验教训经验教训 1 滑模设计不能只凭经验 总体布置完成后应该验算局部滑 升力 调整千斤顶的分布 2 严格遵守滑模施工规范 确保滑空后模板与混凝土不粘结 隔夜附加一次提升是检验和消除这种现象的稳妥办法 混凝土 布料要均匀 使先后搅拌的混凝土掺合分散布置 避