筒体结构逐层向上施工工法

筒体结构逐层向上施工工法作为一名从事土建施工十几年的一线从业者，我经手的超高层筒体结构项目差不多有七八个，最深的感受就是：筒体结构施工最忌抢工跳层，稳扎稳打的逐层向上施工，才是保证结构安全和质量的最优选择。筒体结构因为整体受力性能好、抗侧移能力强，是当前超高层建筑最常用的结构形式，而逐层向上施工工法，正是针对筒体结构的受力特点发展出来的一套成熟施工方法，从基础到封顶严格遵循“从下到上、逐层完成、验收合格再向上推进”的原则，能最大程度保证结构整体性，控制不均匀沉降和变形。今天我就结合这些年的实际经验，把这套工法的各个细节梳理清楚。1工法概况与适用范围1.1工法核心原理筒体结构不管是框筒、筒中筒还是束筒，核心都是依靠内部核心筒作为主要抗侧力构件，和外部框筒或外筒共同承受水平力与竖向荷载。逐层向上施工工法的核心原理，就是严格按照结构受力的自然顺序组织施工：从基础底板开始，每完成一个结构层的钢筋、模板、混凝土全工序施工，验收合格确认强度达标后，再进行上一个结构层的作业；常规施工中一般保持核心筒领先外框结构2-3层，既保证核心筒作为竖向受力主体先成型，让结构沉降变形逐步均匀发生，也能让外框同步跟进不窝工。和跳层施工、分段施工相比，这种方法不会出现结构内力不均的问题，整体受力性能要优越很多。1.2工法适用范围这套工法的适配场景非常广泛，第一类就是高度100米以上的超高层框筒、筒中筒结构建筑，比如城市核心区的超高层写字楼、酒店和公寓，这类建筑对结构变形和抗震要求都很高，用这套工法最合适；第二类是地震烈度8度以上的高抗震设防区域的筒体结构建筑，逐层施工能保证接头浇筑质量，结构整体性好，抗震性能更优；第三类是软土地基或者地质条件复杂、对不均匀沉降控制要求高的项目，我前几年在东部沿海软土地基上做过一个200多米的写字楼项目，就是用的这套工法，交付多年沉降观测数据显示，总沉降量和不均匀沉降都远低于规范要求，没有出现任何开裂变形问题；最后，对施工精度要求高的钢混混合筒体结构，也非常适合用这套逐层向上的工法组织施工。2施工前期准备工作任何好的工法，想要做好都离不开充分的前期准备，要是准备不到位，干到一半再改，不仅耽误工期还容易出问题，我刚入行的时候吃过不少这方面的亏，所以对准备工作的重要性感受特别深。2.1技术准备第一步就是图纸会审和深化设计，筒体结构钢筋密、预埋件多，还有很多钢骨与混凝土结合的部位，设计图纸经常会出现钢筋碰撞、预留孔洞位置冲突的问题，我们现在都会提前结合BIM技术做碰撞检测，把问题解决在施工之前。我刚干的时候碰到过一次，设计没给钢骨柱留穿筋孔，钢筋绑到一半穿不过去，只能现场钻孔，耽误了三天工期，从那以后我们每次都会把这个检查放在图纸会审的第一条。接下来就是编制专项施工方案，超过一定规模的超高层项目，方案必须组织专家论证，把爬升荷载、混凝土浇筑顺序、安全防护这些都算清楚，绝对不能拍脑袋干活。最后就是分级技术交底，从项目技术负责人交到施工员，再从施工员交到班组长和一线工人，不是签个字就完事儿，要把每一步的控制要点说透，比如标高控制，每一层差2毫米，到30层就差6厘米，到顶整个楼就歪了，这个必须给所有人讲清楚，每一层都要校核。2.2材料与机具准备材料方面，筒体结构核心筒一般用高强度混凝土，提前半个月就要做配合比试验，调整好坍落度和和易性，保证超高泵送的时候不堵管，我们一般都会多试配两组，选最适合现场泵送的配合比。钢筋、钢构件、预埋件提前进场复检，套筒这类连接配件，要逐个检查丝扣质量，歪丝、缺扣的直接退回，不能将就。机具方面，现在逐层向上施工主流用集成式爬升模板体系，进场的时候要检查所有构件的焊缝和螺栓质量，提前做荷载试验，确认承载能力符合要求；测量用的全站仪、水准仪，提前送到专业机构校准，保证测量精度；泵送设备要根据建筑高度选足够功率的，还要备一台备用泵，防止中途坏了耽误事，毕竟浇混凝土中途停泵，很容易出现冷缝。2.3现场准备首先是场地规划，塔吊和施工电梯的位置提前定好，塔吊一般布置在核心筒内部或者侧面，保证能覆盖所有作业面，满足钢构件和材料的吊装要求；施工电梯要靠近主出入口，方便人员和小型材料运输。然后就是在基础施工阶段就预埋好沉降观测点和基准控制桩，控制桩要做专门的保护，防止被车辆碰歪或者被材料堆压。所有施工用水用电的主干线提前布置好，保证每往上一层都能快速接驳到位，不会耽误施工节奏。3核心施工工艺要点前期准备都做到位了，接下来就是核心的施工过程，每一步都有需要注意的细节，我按施工顺序给大家梳理清楚。3.1每层放线定位与基层处理每一层施工的第一步都是放线，除了弹出核心筒墙体的边线，还要在距离边线50厘米的位置弹出双控制线，方便每一层校核位置，也方便后期检查钢筋模板的偏差，放线完了一定要做交接检，两个人核对一遍确认没有错再往下干。基层就是上一层混凝土顶面，也就是本次施工的接茬面，必须把浮浆和松散的混凝土凿掉，露出新鲜的石子，然后浇水提前湿润24小时，浇混凝土之前把积水排干净。我见过太多项目因为接茬凿毛不到位，后期墙体根部烂根、漏水，处理起来特别麻烦，其实就是刚开始多花两个小时的事儿，真的不能省。3.2钢筋绑扎与预埋件安装核心筒的竖向钢筋大多是大直径钢筋，现在基本都用套筒冷挤压连接，加工丝扣的时候要控制长度，拧完之后要检查外露丝扣不超过2个，每一批都要抽样做力学试验，不合格的接头全部返工，不能存侥幸心理。绑扎钢筋的时候要注意控制保护层厚度，垫块用强度够的塑料垫块或者水泥砂浆垫块，间距不超过1米，防止钢筋偏位。然后就是预埋件，最关键的就是爬模体系的固定埋件，位置偏差不能超过5毫米，埋件要固定牢固，防止浇混凝土的时候移位，错了后期剔凿调整太费劲儿，哪怕多花十分钟核对位置都值；还有机电的穿墙管、预留洞，都要提前核对位置，固定好，不要后期打洞破坏结构。3.3模板支设与加固现在逐层向上施工核心筒基本都用集成爬模，模板安装的时候，每一块模板都要校正垂直度，整体偏差控制在3毫米每米以内，拼缝之间要贴海绵条防漏浆，对拉螺栓要按方案要求的间距布置，不能图省事随便拉大间距。我之前有个项目，工人嫌装对拉螺栓麻烦，私自把间距从40厘米改成60厘米，结果浇混凝土的时候爆模，塌了一面墙，浪费了一方多混凝土，还耽误了一天工期，最后还罚了款，这个教训真的要记住。阴阳角位置要用定型模板，保证阴阳角顺直，不会错台；封模之前一定要把模板里面的杂物，比如掉进去的钢筋头、绑丝、木屑都清理出来，不然后期混凝土里面有夹渣，影响强度和密实性。3.4混凝土浇筑与养护核心筒一般是整层一次浇筑到顶，浇筑之前先在底部浇一层5到10厘米厚的和混凝土同配合比的无石子水泥砂浆，防止底部骨料堆积烂根。浇筑的时候分层振捣，每层厚度不超过50厘米，振捣棒要快插慢拔，不要漏振也不要过振，不要碰钢筋和模板。浇筑完之后及时找平，12小时之内就要覆盖养护，夏天高温的时候要定时浇水，保持混凝土表面湿润，冬天低温的时候要盖保温被保温，防止受冻。高强度混凝土的养护时间不能少于14天，千万不能为了赶工期提前结束养护，我之前碰到过一次赶工期，养护了7天就往上干，结果回弹强度不够，又花钱做钻芯检测，虽然最后合格，但是折腾了半个月，反而更耽误时间，所以养护这个事儿真的不能省。3.5拆模与爬模爬升侧模拆模要等到混凝土强度能保证表面和棱角不被破坏才能拆，爬模爬升必须等到混凝土强度达到10MPa以上才能进行，这个是硬指标，不能改。爬升之前要把架体上的多余材料和杂物清理干净，检查所有的连接螺栓和埋件是不是牢固，派专人统一指挥，分级缓慢爬升，爬到位之后立刻锁好锚固螺栓，检查架体的垂直度和稳定性，确认没问题之后才能进行下一层的钢筋绑扎，千万不能爬完就直接干活，留下安全隐患。3.6外框结构同步跟进施工核心筒施工完成2到3层之后，外框的柱、梁、板就要同步跟进施工，保持核心筒始终领先外框2到3层，这样既不会让核心筒太高受力不稳，也不会窝工影响工期。外框和核心筒连接的地方，预留的钢筋要位置准确，连接的时候要按规范要求做，保证连接质量，外框每层施工完也要及时验收，合格后再往上跟进，不要想着攒一起干，容易出问题。4质量控制与安全保障措施施工过程中，质量和安全是底线，一套好的工法，必须有完善的控制措施来保驾护航，我们干工程这么多年，一直坚信“质量是根，安全是天”，任何时候都不能松。4.1质量控制要点首先是测量控制，每一层都要复核轴线和标高，每施工完5层就要用全站仪对核心筒的整体垂直度做一次全面校核，及时调整累计偏差，保证总偏差不超过规范要求。然后是混凝土强度控制，每一层都要留同条件养护试块，必须等同条件试块强度达到要求，才能进行上一层施工，绝对不能抢工。钢筋连接质量要按规范频率抽检，不合格的接头全部返工，不能姑息。结构截面尺寸和墙面平整度，每一层都要检查，小偏差及时调整，大偏差要编制专项处理方案，经审批后再处理，不能私自修修补补糊弄过去。4.2安全保障措施超高层施工，安全永远是第一位的。首先爬模架体每次爬升完成之后，都要组织专门的验收，验收合格才能上人作业，架体四周的防护网必须封闭严密，底部的兜网也要挂好，所有的洞口都要封死，防止高空坠物。高空作业人员必须系安全带、戴安全帽，每天早班会都要强调安全，大风天气风力超过6级的时候，绝对不能进行爬模爬升和吊装作业。塔吊吊装必须由持证信号工指挥，吊物下方不能站人。每三层就要设置一处消防水源，配备足够的灭火器，因为高空电焊作业多，很容易引发火灾。施工用电每一层的电箱都要做接地保护，配备合格的漏电保护器，下班之后必须切断不必要的电源。我们一直觉得，安全无小事，哪怕多检查一遍，多提醒一句，都可能避免一次事故，所以这套工法从始至终都把安全要求落实到每一步。5工法应用效益分析说完了做法和管控，很多人会问这套工法实际用下来效益怎么样，我结合这些年的项目经验说说实际感受。5.1工期效益和传统的落地脚手架施工比，逐层向上配合爬模施工，不需要每次拆了模板再重新搭脚手架，工序衔接非常紧凑，核心筒领先外框的施工节奏，也不会出现窝工的情况，一般30层左右的超高层，能比传统施工方法提前一个月到一个半月封顶，工期节省非常明显。5.2经济效益虽然前期爬模设备和方案编制的投入比传统方法高一点，但是省了大量落地脚手架的租赁费用和搭设人工，也减少了二次搬运的费用，而且因为逐层验收，质量问题少，后期整改和维修的费用也低，整体算下来，每平方建筑面积能节省100元左右的成本，一个几万平米的项目下来，就是几百万的效益，非常可观。5.3质量安全效益这套工法施工出来的结构，整体性好，变形小，质量合格率高，很少出现开裂、不均匀沉降这些问题，而且安全防护到位，安全事故发生率比传统施工方法低很多，甲方和监理都非常认可，我们用这套工法做的几个项目，都拿到了当地的结构优质工程奖，市场口碑也越来越好。结语总的来说，筒体结构逐