超高层施工工艺介绍

汇报演示文稿一、引言近年来超高层建筑发展迅速，数百米的高楼层出不穷，国内先后建成了上海环球、广州西塔、深圳京基100大厦等，都是城市地标性建筑。根据1972年8月在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上，专门讨论并提出高层建筑的分类和定义。确定40层以上（高度100米以上）的建筑为超高层建筑。目前所建超高层高度普遍超过该规定，在此主要针对高度200m以上建筑的施工工艺进行探讨。根据以往的工程实例，超高层建筑多设计为框架核心筒结构，根据高度的不同，又主要有两种：类型1：内筒为钢筋混凝土核心筒结构+外筒巨柱，巨柱与核心筒之间钢梁连接，外筒楼板为组合楼板的形式，如：广州西塔、上海环球、深圳京基100大厦、广州东塔，均为该结构形式，高度均在400米以上。类型2：内筒为钢筋混凝土核心筒+外筒巨柱，巨柱与核心筒之间为钢筋混凝土梁连接，楼板为普通的钢筋混凝土楼板，如：重庆环球、广州高德、目前正在投标的合肥华润置地万象城的东、西塔楼。建筑高度约在200～400米。超高层建筑的施工涉及到建筑施工领域较多的施工技术课题，个人总结主要有以下几方面：☆高强、高性能混凝土、钢管混凝土等的施工质量控制。☆选择确定合适的施工工艺流程和合理选择模板、围护架体系。☆总承包方涉及的多工序、多工种交叉作业时的管理与协调。☆垂直运输设备的选择。☆各专业工程的合理插入施工时间。二、工艺顺序确定类型1：前述类型1，外框结构为钢梁的结构形式，适合核心筒墙体竖向结构先行施工，楼板等水平结构滞后施工，外框钢结构及梁板滞后核心筒结构数层进行施工。钢梁与核心筒连接采用预埋件焊接耳板的连接形式。核心筒内梁筋需预留套筒，楼板钢筋可采用预留胡子筋的形式，局部错位、漏埋可采用植筋。外框楼板为组合楼板。类型1工程实例照片核心筒领先外框数层压型钢板组合楼板核心筒外埋件及耳板板筋预留如前述类型1，核心筒先行施工的优点是，能很好解决多工序交叉作业提供工作面问题。核心筒墙体结构为第1个施工作业面内筒水平结构为第2个施工作业面钢结构柱和钢梁为第3个施工作业面外框筒组合楼板施工为第4个施工作业面外侧幕墙分段施工形成第5个施工作业面下部楼层砌筑和精装工程适时插入施工为第6个施工作业面由此，一座超高层内多道工序可以一同施工，有互相独立，互不干扰，并且提供多个施工作业面，有利于加快施工进度。类型2：前述类型2，由于外框筒结构为钢筋混凝土结构，理论上不适合核心筒先行施工的施工工艺，理由有：(1)、外筒梁板钢筋需全部同截面断开，对结构受力性能影响较大，很难征得设计同意。(2)、普通钢筋混凝土楼板需支模施工。结论：前述类型2的超高层结构比较适合采取内外筒一起同步施工的形式。类型2工程实例照片重庆环球金融中心、广州高德均为内外框筒一同施工三、模板、围护系统选用(1)、爬模系统(2)、滑模系统(3)、顶模系统上述三种模板体系均可用于类型1的核心筒墙体结构先行施工的工艺。(4)、传统翻模+爬架围护系统的工艺该工艺适合类型2内、外筒同时施工的工艺。目前，可用于超高层建筑施工的模板及围护系统有：爬模系系统特点介介绍：：爬模系系统有有专业业厂家家生产产，构构件设设计为为标准准件，，可厂厂家租租赁，，使用用完毕毕后厂厂家可可以回回收。。爬模由由下架架、上上架、、附墙墙挂座座、导导轨、、液压压油缸缸系统统、模模板、、护栏栏等组组成。爬模的的原理理是，，根据据墙体体情况况，布布置机机位，，每个个机位位处设设置液液压顶顶升系系统，，架体体通过过附墙墙挂座座与预预埋在在墙上上的爬爬锥连连接固固定，，爬升升时先先提升升导轨轨，然然后架架体连连同模模板沿沿导轨轨爬升升；爬模系系统特点介介绍：：爬模系系统的的特点点：(1)、液液压爬爬模可可整体体爬升升，也也可单单榀爬爬升，，爬升升稳定定性好好。(2)、操操作方方便，，安全全性高高，可可节省省大量量工时时和材材料。。(3)、爬爬模架架一次次组装装后，，一直直到顶顶不落落地,节省省了施施工场场地，，而且且减少少了模模板、、特别别是面面板的的碰伤伤损毁毁。(4)、液液压爬爬升过过程平平稳、、同步步、安安全。。爬模的的安装装爬模外外防护护架爬模系系统特点介介绍：：(5)、提提供全全方位位的操操作平平台，，施工工单位位不必必为重重新搭搭设操操作平平台而而浪费费材料料和劳劳动力力。(6)、结结构构施工工误差差小，，纠偏偏简单单,施施工误误差可可逐层层消除除。(7)、爬爬升速速度快快，可可以提提高工工程施施工速速度。。(8)、模模板自自爬,原地地清理理，大大大降降低塔塔吊的的吊次次。整体效效果，，外围围护也也可为为安全全网爬模，，外围围钢板板网爬模系系统特点介介绍：：总体说说：爬模系系统具具有操操作简简便灵灵活，，爬升升安全全平稳稳，速速度快快，模模板定定位精精度高高，施施工过过程中中无需需其他他辅助助起重重设备备的特特点。。额定荷载额定压力油缸行程伸出速度泵站功率100kN25Mpa300mm400mm/min16-18KW爬模液液压油油缸参参数表表：平台宽度施工荷载上操作平台1.2m≤4.00KN/㎡（爬升时0.75KN/㎡）模板平台1.2m荷载标准值为1.0kN/㎡主平台2.8m≤1.0KN/㎡液压操作平台2.5m≤0.75KN/㎡吊平台1.2m≤1.0KN/㎡架体高度：14.6米；升降速度：10分钟/米架体平平台尺尺寸参数表表：但一般般机位位较多多，整整体性性不够够好，，承载载力也也不大大。以QPM-50型液压压自爬爬模系系统为例，，其性性能参参数如如下：：爬模系系统的爬升升流程程(过小于于150mm的变截截面)：1、绑扎钢筋完成2、退模、安装附墙挂座3、导轨提升爬模系系统的爬升升流程程(过小于于150mm的变截截面)：4、调节附墙撑，下架体倾斜5、导轨提升到位，提升架体6、合模浇筑混凝土爬模能能容易易适应应较薄薄的墙墙厚变变化，，但墙墙体突突变时时适应应困难难。滑模系系统特点介介绍：：滑模施施工工工艺在在国内内始于于20世纪40年代，已广泛泛应用用于钢钢筋混混凝土土的筒筒壁结结构、、框架架结构构、墙墙板结结构。。对于于高耸耸筒壁壁结构构和高高层建建筑的的施工工，效果尤尤为显显著。。滑模施施工技技术是是混凝凝土工工程中中机械械化程程度高高、施施工速速度快快、场场地占占用少少、安安全作作业有有保障障、综综合效效益显显著的的一种种施工工方法法。滑模系系统原原理图图滑模系系统工程应应用实实例照照片滑模系统目前常常见主主要用用于烟烟囱、矿矿井、仓壁壁等工工程施施工，，也可可用于于超高高层核核心筒筒竖向向墙体体施工工，但但由于于其施工工过程程非常常紧凑凑，在在混凝凝土凝凝固前前必须须向上上滑动动模板板，混混凝土土凝固固以后后则无无法滑滑动，，且由由于在在混凝凝土凝凝固前前滑动动模板板，使使混凝凝土结结构表表面的的观感感和结结构的的垂直直度控控制方方面有有较大大困难难，个人观观点认认为不太适适合用用于超超高层层建筑筑核心心筒的的施工工。顶模系系统背景介介绍：：针对超超高层层建筑筑核心心筒施施工问问题，中建四四局2007年于广广州西西塔工工程中中研制制并实实施了了一种种新的的超高高层核核心筒筒施工工工艺艺“顶模系系统”。顶模系系统采采用大大吨位位、长长行程程的双双作用用油缸缸作为为顶升升动力力，可可以在在保证证钢平平台系系统的的承载载力的的同时时，减减少支支撑点点数量量，顶顶模系系统的的支撑撑点数数量为为3～4个，配配以液液压电电控系系统，，可以以实现现各支支撑点点的精精确同同步顶顶升，，顶模模工艺艺为整整体提提升式式，低低位支支撑，，电控控液压压自顶顶升，，其整整体性性、安安全性性、施施工工工期方方面均均具有有较大大的优优势。。顶模系系统组成：：顶模系统组成图(1)、支撑系统包括上支撑箱梁、下支撑箱梁、支撑钢柱，支撑箱梁上设置有可以伸缩的小牛腿。(2)、液压动力系统包括：主油缸、牛腿伸缩小油缸，每个支撑点有1个主油缸和8个小油缸。(3)、控制系统由：油泵、控制台、控制电路、油路、各种控制阀门组成。(4)、钢平台系统：为型钢组合焊接而成的桁架式钢平台，通常由一、二、三级桁架组成。(5)、模板系统，由定型大钢模板组成，模板配制时应充分考虑到结构墙体的各次变化，制定模板的配制方案，原则是每次变截面时，只需要取掉部分模板，不需要在现场做大的拼装或焊接；(6)、挂架系统，由多组可水平调节的移动式挂架组成，挂架采用钢制横、竖方通及钢板网组成。顶模系系统主主要由由：支支撑系系统、、液压压动力力系统统、控控制系系统、、钢平平台系系统、、模板板系统统、挂挂架系系统六六大部部分组组成。。顶模系统竖向功能分区图顶模系系统竖向功功能分分区：：大钢模模板安安装顶模系系统工程实实施照照片：：钢平台台安装装支撑钢柱柱安装支撑油缸缸伸出顶模整体体效果(1)、顶模系统统适合用用于超高高层建筑筑核心筒筒的施工工，顶模模系统可可形成一一个封闭、安安全的作作业空间间，模板、、挂架、、钢平台台整体顶顶升，具具有施工速度度快、安全性高高、机械化程程度高节省劳动动力等多多项优点点。(2)、与爬模系系统等相相比较，，顶模系系统的支撑点低低，位于待待施工楼楼层下2～3层，支撑撑点部位位的混凝凝土经过过较长时时间的养养护，强强度高，，承载力力大，安安全性好好，为提提高核心心筒施工工速度提提供了保保障。(3)、顶模系系统采用钢模模可提高高模板的的周转次次数，模板配配制时充充分考虑虑到结构构墙体的的各次变变化，制制定模板板的配制制方案，，原则是是每次变变截面时时，只需需要取掉掉部分模模板，不不需要在在现场做做大的拼拼装或焊焊接。(4)、与爬模相相对比，，顶模系系统无爬爬升导轨轨，模板板和脚手手架直接接吊挂在在钢平台台上，可可方便实实现墙体体变截面面的处理理，适应超高高层墙体体截面多多变的施工要要求。顶模系统统优点介绍绍：(5)、精密的液液压控制制系统、、电脑控控制系统统，使顶顶模系统统实现了了多油缸的的同步顶顶升，具有较较大的安安全保障障。(6)、施工速度度快，每次顶顶升作业业用时仅仅为2～3个小时，，模板挂挂架标准准化，随随系统整整体顶升升，机械械化程度度高等特特点，可可创造2-3天/层的施工工速度（（主要视视工程量量大小而而进度有有所不同同）。(7)、顶模系统统钢平台整整体钢度度大，承载力力大，平台承承载力达达10kN/㎡，测量量控制点点可直接接投测到到钢平台台上，施施工测量量方便。。(8)、大型布料料机可直直接安放放在顶模模钢平台台上，材材料可大大吨位（（由钢筋筋吊装点点及塔吊吊吊运力力而确定定）直接接吊运放放置到钢钢平台上上，顶模模系统可可方便施施工，提提高效率率，减少少塔吊吊吊次，是是爬模等等其他类类似系统统所无法法比拟的的。顶模系统统优点介绍绍：顶模系统统特点介绍绍：“顶模系系统”目前无专专业厂家家生产提提供，需需要根据据工程特特点不同同进行针针对性设设计。主要涉及及到的技技术问题题有：1、顶模系系统支撑撑点位置置的合理理布置，，会涉及及到与塔塔吊位置置相碰，，如何合合理避让让的问题题。2、顶模钢钢平台桁桁架的布布置要既既有利于于系统受受力安全全，又能能尽可能能少影响响钢结构构的安装装。3、顶模的的爬升步步距需与与塔吊协协调一致致，并尽尽可能方方便施工工。4、顶模系系统的设设计应考考虑尽可可能减少少后期结结构变动动，顶模模系统的的变更改改造方便便。“顶模系系统”广广州西塔塔工程的的应用取取得良好好的效果果，从2007年开始安安装至2008年12月31日顺利实实现了该该工程主主体结构构的预期期封顶，，最快施施工速度度达到了了2天一层，，创造了了超高层层建筑核核心筒施施工的最最快记录录。2009年我司把把顶模系系统应用用于“深圳京基基100”工程，该该系统从从2009年5月12日起开始始安装，，2009年6月14日实现了了第一次次顶升，，至2011年1月14日顶升结结束，共共实现了了103次顶升，，顶升过过程中未未发生任任何安全全和质量量事故，，现场实实施情况况良好。。目前，在在建工程程“广州州东塔””也将采采用顶模模系统施施工，已已经开始始进入安安装阶段段。顶模系统统应用成果果：顶模系统统应用成果果：“顶模系系统”2011年度荣获获国家科科学技术术二等奖奖。传统翻模模+自爬架工工艺：前述类型2，采取内内外框筒筒一同施施工的工工艺，为为尽可能能加快施施工进度度，模板板支撑体体系可考考虑采用用新型模模板体系系，如：：可调立立杆盘扣扣式满堂堂脚手架架，铝合合金模板板系统等等快拆体体系。外围护系系统可考考虑采用用目前国国内应用用较为成成熟的专专业厂家家生产的的“爬架架”或““建筑保保护屏””。盘扣式满满堂脚手手架集成式升升降操作作平台““爬架””工程实实例照片片建筑保护护屏工程程实例照照片四、高强强、高性性能混凝凝土的施施工超高层建建筑的施施工常会会用到高高强、高高性能混混凝土，，如：广广州西塔塔和深圳圳京基100大厦设计计都用到到了C80的高强混混凝土，，钢管内内浇筑高高抛自密密实混凝凝土，混混凝土的的超高泵泵送等是是超高层层混凝土土施工的的技术课课题。主要涉及及：(1)、优化配配合比，，通常说说来，混混凝土强强度越高高，其粘粘性越大大，可泵泵性能越越差，需需要通过过反复适适配，确确定最优优配合比比，在保保证混凝凝土强度度的同时时，有良良好的工工作性能能。可联联合混凝凝土生产产厂商做做该项工工作。施工时应应重点控控制，混混凝土生生产时所所用材料料是否符符合要求求，现场场抽测混混凝土的的塌落度度，扩展展度，温温度，倒倒筒时间间等。(2)、超高层层经常会会设计用用到钢管混凝凝土，由于钢钢管混凝凝土的特特殊性，，我司所所建工程程西塔和和深圳京京基100都应用了了高抛自自密实混混凝土，，辅助人人工振捣捣。自密实混混凝土除除控制混混凝土的的塌落度，扩展展度，温温度，倒倒筒时间外，，增加U形管的控控制指标标。深圳京基基100的钢管混混凝土更更具代表表性，其其设计为为矩形钢钢管柱，，内有横横、竖向向隔板及及钢筋笼笼。钢管混凝凝土的实实体检测测是一施施工难题题，目前前，施工工规范中中仍采用用超声波波检测的的方法，，但钢管管柱内的的隔板和和钢筋笼笼会影响响超声波波检测的的结果。。深圳京基基100大厦施工工中，联联合湖南南大学尝尝试采用用“压电电陶瓷””法对钢钢管混凝凝土进行行检测，，是对检检测方法法一种新新的尝试试。钢管管混凝土土实体检检测有进进一步研研究的需需求。(3)、关于混混凝土的的超高泵泵送，目目前，中联重科生产的的HBT90.40.572RS泵机及三三一重工工生产的的HBT90CH-2135D泵机都有有多栋超超高层建建筑的施施工实例例，性能能稳定。。注意意要要点点：：☆合理理选选择择泵泵机机，，泵泵机机的的出出口口压压力力和和泵泵送送方方量量参参数数应应能能满满足足泵泵送送高高度度的的需需求求。。☆应选选择择满满足足泵泵送送需需求求的的耐耐磨磨超超高高压压输输送送泵泵管管。。☆注意意泵泵机机出出口口部部位位水水平平泵泵管管的的长长度度应应大大于于楼楼高高(泵送送高高度度)的1/4。☆泵管管竖竖向向适适当当位位置置设设置置弯弯管管，，可可弥弥补补水水平平段段不不足足。。☆推荐荐泵泵管管按按楼楼层层高高度度进进行行配配管管，，离离楼楼板板上上400～600处有有接接头头，，方方便便接接管管施施工工外外框框楼楼板板。。HBT90.40.572RS泵机机泵管管墙墙上上固固定定泵管管水水平平段段固固定定截止止阀阀广州州西西塔塔项项目目进进行行了了C100高强强度度混混凝凝土土的的研研究究，，并并成成功功泵泵送送至至411m。深圳圳京京基基100大厦厦进进行行了了C120高强强混混凝凝土土的的研研究究，，并并成成功功泵泵送送至至417m的高高度度。。在解解决决混混凝凝土土强强度度及及可可泵泵性性方方面面都都取取得得显显著著成成果果，，中中建建四四局局在在高高强强高高性性能能混混凝凝土土领领域域的的研研究究迈迈入入了了国国际际先先进进水水平平。。关于于高性性能能混混凝凝土土的研研究究：：五、、垂垂直直运运输输设设备备的的选选择择超高高层层建建筑筑施施工工，，垂垂直直运运输输设设备备是是保保证证工工期期的的关关键键，，主主要要是是塔塔吊吊和和施施工工电电梯梯的的选选型型和和布布置置需需满满足足施施工工需需求求。。塔吊吊选选型型要要点点：：(1)、塔塔吊吊满满足足钢钢结结构构吊吊重重需需求求，，吊吊次次分分析析满满足足钢钢构构和和土土建建施施工工进进度度需需求求。。(2)、塔塔吊吊的的布布置置位位置置及及材材料料堆堆场场的的关关系系。。(3)、塔塔吊吊的的容容绳绳量量满满足足建建筑筑高高度度需需求求。。(4)、群群塔塔布布置置满满足足的的安安全全距距离离要要求求。。(5)、塔塔吊吊基基础础的的设设计计、、塔塔吊吊爬爬升升规规划划、、塔塔吊吊拆拆除除措措施施等等。。施工工电电梯梯选选型型要要点点：：(1)、施施工工电电梯梯运运力力分分析析需需满满足足人人员员上上下下班班高高峰峰期期运运人人需需求求，，材材料料运运输输能能力力满满足足施施工工进进度度需需求求。。(2)、施施工工电电梯梯布布置置位位置置尽尽量量对对后后期期施施工工影影响响最最小小。。(3)、施施工工电电梯梯分分段段管管理理，，划划分分停停靠靠楼楼层层，，提提高高效效率率。。(4)、选选择择高高速速电电梯梯，，电电梯梯的的电电机机性性能能直直接接影影响响电电梯梯的的性性能能，，选选择择有有实实力力的的生生产产厂厂家家。。(5)、施施工工电电梯梯梯梯笼笼尺尺寸寸及及运运载载重重量量可可以以综综合合考考虑虑满满足足运运输输幕幕墙墙板板块块及及机机电电设设备备的的需需求求。。(6)、楼楼层层过过高高，，电电压压降降对对施施工工电电梯梯的的影影响响，，电电缆缆线线防防卷卷问问题题。。六、、各各专专业业工工程程的的插插入入施施工工外框框楼楼板板插插入入施施工工砖砌砌筑筑插插入入施施工工幕墙墙工工程程插插入入施施工工机电电安安装装插插入