滑模施工工藝在大直徑構(gòu)筑物中的應(yīng)用

吳曉霞

1 工程概況

本工程為太鋼焦化新建儲(chǔ)煤罐工程。本文僅針對(duì)滑升模板分項(xiàng)工程的施工進(jìn)行論述。

本工程共新建4個(gè)儲(chǔ)煤罐，罐為外徑23．5 m的圓筒式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。自-2．000 m～+43．97 m壁厚均為400 mm。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)屋蓋。罐頂坐鋼結(jié)構(gòu)通廊，與上料口連接。+7．85 m～+8．75 m為板厚900 mm的庫底板。罐內(nèi)設(shè)四道鋼筋混凝土墻，厚度500 mm，高度自 -2．000 m ～ +7．85 m。

本工程由于外徑較大，如采用常用的組合輻射桁架結(jié)構(gòu)組成操作平臺(tái)，將致使滑模設(shè)備本身自重非常大，需要增加開字架、千斤頂及支撐桿的數(shù)量才能保證滑升要求，且此結(jié)構(gòu)多用鋼材，制造安裝和拆卸工作量大。根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，筒壁混凝土澆筑沖擊力不是很大的特點(diǎn)，決定采用整體圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，或稱柔性結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)裝拆方便，操作簡(jiǎn)單，且特別適用于直徑18 m以上大直徑筒倉施工。本工程的滑升均采用“一次到頂，洞口空滑，梁板后澆”的方式。施工過程中預(yù)留非滑模結(jié)構(gòu)鋼筋待滑升完畢后，扎設(shè)腳手架支模澆筑。

施工順序:筒倉滑模模具組裝→筒倉滑?！矀}模具拆除→梁板或錐殼施工→倉頂施工→鋼結(jié)構(gòu)施工→內(nèi)外裝修水電安裝→竣工。

2 施工準(zhǔn)備

1)組織有關(guān)技術(shù)人員詳細(xì)審閱圖紙，索取有關(guān)資料，參加圖紙會(huì)審，聽取設(shè)計(jì)交底，做好混凝土試配等準(zhǔn)備工作。2)做好臨建，劃清作業(yè)區(qū)，原材料存放區(qū)，加工半成品區(qū)域等。3)管理人員及勞動(dòng)力提前進(jìn)場(chǎng)，搞好場(chǎng)區(qū)臨建及場(chǎng)區(qū)平整，劃清作業(yè)區(qū)。4)做好現(xiàn)場(chǎng)臨電安裝，確定機(jī)械安裝位置，并配置備用的施工機(jī)械。

3 筒倉滑模施工

3． 1 滑模系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整個(gè)模具由模板系統(tǒng)，操作平臺(tái)系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)三大部分組成。

模板系統(tǒng)由定型鋼模(1 200 mm×200 mm，1 500 mm×200 mm兩種)、間隔1．2 m/組開字形門架和圍箍組成。

操作平臺(tái)系統(tǒng)為整體環(huán)型結(jié)構(gòu)。沿倉壁外側(cè)一周設(shè)環(huán)形操作平臺(tái)，下掛吊腳手架用于滑模施工操作。沿倉壁周邊每隔一榀提升架設(shè)一根φ22鋼筋拉束，利用中心φ500，100 mm厚鋼拉環(huán)使提升架兩兩拉結(jié)，形成一個(gè)類似于自行車輻條的柔性平臺(tái)。

液壓系統(tǒng)由6臺(tái)YKJ-36型液壓油泵，GYD-35型滾珠式液壓千斤頂及輸油管道組成。

1)整體滑升模具必須具備整體性能好、剛度大的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)開字架頂端采用φ51鋼管加工成鋼圈，用扣件固定在內(nèi)外兩側(cè)的連接管上，相鄰開字架之間開人字剪刀撐，開字架下端用［10槽鋼加工成鋼圈，U形螺栓卡固在開字架下端內(nèi)外兩側(cè)的立柱上，整個(gè)模具應(yīng)連鎖成整體，防止滑升過程中出現(xiàn)偏扭，且能保證千斤頂相互協(xié)調(diào)滑升。

2)為適應(yīng)不同半徑的圓筒倉施工，輻條、剪刀撐、系桿(內(nèi)操作平臺(tái)系統(tǒng))設(shè)計(jì)時(shí)采用螺栓聯(lián)系的可伸縮體系，形成井字形，確保模具自身不變形，構(gòu)筑物幾何尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

3)模板與圍檁:根據(jù)筒壁厚變斷面的要求，設(shè)計(jì)時(shí)采用可變形體系，內(nèi)外模板掛在內(nèi)外活動(dòng)圍檁上，由內(nèi)外滑升槽鋼托穩(wěn)，通過內(nèi)外收分裝置調(diào)整各標(biāo)高位置的壁厚。

4)支撐桿選用:φ25單根支撐桿取值15 kN。變斷面滑空模查表，支撐桿脫空長(zhǎng)度可達(dá)1 150 mm。

根據(jù)規(guī)范要求及以往成熟的操作經(jīng)驗(yàn)，選用φ25支撐桿，完全能滿足本工程的要求。

3． 2 滑模系統(tǒng)組裝

3．2．1 組裝前準(zhǔn)備工作

1)在地面上放上內(nèi)外圍圈線及開字架位置線。2)從-2．00開始，將筒壁水平鋼筋綁扎2．0 m高，同時(shí)在貯倉壁立筋上彈一道水平線，用以控制開字架處在同一高度。3)準(zhǔn)備好組裝所用的工具，材料及充足的電焊條。

3．2．2 組裝順序

劃線定位→裝門架→安裝千斤頂→插支撐桿→安裝鋼環(huán)、輻條→安裝模板→安裝液壓設(shè)備→安裝水、電、通訊控制系統(tǒng)→檢查調(diào)試。

3． 3 工藝流程

滑模組裝調(diào)試→澆筑混凝土→提?！移健鷮?duì)中→綁扎鋼筋→繼續(xù)滑升。

3． 4 垂直運(yùn)輸與施工機(jī)械選擇

每組筒倉設(shè)QT80塔吊1臺(tái)，使用幅度50 m，作為吊運(yùn)鋼筋和操作設(shè)備用(塔吊由甲方提供)?；炷恋拇怪边\(yùn)輸由甲方使用混凝土輸送泵運(yùn)至操作平臺(tái)。

3． 5 鋼筋工程

嚴(yán)格按圖施工，要求與一般綁扎方法相同，僅水平鋼筋的綁扎應(yīng)與模板滑升同步進(jìn)行，始終保持在門架橫梁以下。豎向鋼筋接頭采用綁扎或電渣壓力焊接頭，必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3． 6 混凝土的澆筑

1)混凝土通過垂直運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)至平臺(tái)，混凝土入模時(shí)，坍落度不大于30 mm，正常澆筑每層200 mm左右，每層平均滑升間隔為1 h～1．5 h，保持混凝土在塑性狀態(tài)下滑升，以免拉裂，澆筑混凝土應(yīng)劃分區(qū)段，每區(qū)段的澆筑數(shù)量和時(shí)間應(yīng)大體一致，并嚴(yán)格執(zhí)行分層均勻澆圈制，不應(yīng)自一端開始單方向澆筑，防止引起構(gòu)筑物傾斜。采用插入式振搗器振搗時(shí)，應(yīng)避免觸及鋼筋、支撐桿和模板，其插入深度不超過上層混凝土的50 mm。當(dāng)混凝土澆至距設(shè)計(jì)標(biāo)高僅1 m左右時(shí)，澆筑速度應(yīng)放慢，逐步進(jìn)行模板找平、找中工作，最后一次澆成。

2)滑升前應(yīng)繪制門窗預(yù)留洞和預(yù)埋件的展開圖，注明標(biāo)高、尺寸、位置和數(shù)量，在滑升過程中逐個(gè)安裝消號(hào)。

3)為保證貯倉壁與底板有良好的接槎，第一層先澆灌10 mm厚正常配比減去一半石子的混凝土，后繼續(xù)澆灌正常配比的混凝土第二層、第三層……直至模板內(nèi)混凝土的高度達(dá)到70 cm～80 cm時(shí)停止?jié)补嗷炷?，進(jìn)行試滑，檢查2個(gè)～3個(gè)行程，約7．5 cm停止滑升，檢查倉壁四周模板是否同步。若有不同步的地方，迅速檢查原因并排除后可繼續(xù)試滑1個(gè)～2個(gè)行程，若正常則停止試滑，繼續(xù)分層澆灌混凝土，要求每層23 cm。待混凝土填充滿模板后，振搗結(jié)束，即可提升鋼模板，每次提升10個(gè)行程約23 cm，如此反復(fù)直至達(dá)到頂板底標(biāo)高為止。在鋼模提升1．8 m后，將內(nèi)外吊腳手架、安全網(wǎng)掛上，安全網(wǎng)要安全可靠。

4)滑升速度的確定。根據(jù)液壓滑模工程設(shè)計(jì)規(guī)定，混凝土的合適出模強(qiáng)度一般控制在5 N/cm2～25 N/cm2，如果施工處于低溫季節(jié)，為保證支撐桿正常工作(不失穩(wěn))，混凝土的出模強(qiáng)度應(yīng)不低于60 N/cm2，且滑升速度應(yīng)符合下式要求:

其中，V為模板滑升速度，m/h;P為單根支撐桿的荷載，kN;T為在作業(yè)班的平均氣溫條件下，混凝土強(qiáng)度達(dá)到0．7 MPa～1．0 MPa所需的時(shí)間，h;K 為安全系數(shù)，取 2．0。

5)混凝土出模強(qiáng)度鑒別。a．開工前由實(shí)驗(yàn)室對(duì)混凝土出模強(qiáng)度做試配實(shí)驗(yàn)，做到心中有數(shù)。b．現(xiàn)場(chǎng)鑒別出?；炷粒檬种赴磯簯?yīng)無明顯指坑，反復(fù)按壓數(shù)次無較重的水印。

6)如因天氣、施工需要或其他原因不能連續(xù)滑升時(shí)，應(yīng)采取下列?；胧?a．混凝土應(yīng)澆灌到同一水平面上;b．模板應(yīng)每隔0．5 h～1 h提動(dòng)千斤頂一次，每次將模板提升30 mm～60 mm，直至模板與混凝土不再粘結(jié)為止，但模板的最大滑空量，不得大于模板全高的1/2;c．框架結(jié)構(gòu)模板的?；恢茫嗽O(shè)在梁底以下100 mm～200 mm上;d．對(duì)于因?；斐傻乃绞┕たp，應(yīng)對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理，用水沖走殘?jiān)?，先澆灌一層石子減半的混凝土，然后再澆筑上面的混凝土;e．繼續(xù)施工時(shí)，應(yīng)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行全部檢查。

7)混凝土的養(yǎng)護(hù)。在內(nèi)外吊架的下層放直徑25 mm的膠皮管，環(huán)形一圈，固定在吊架上，沿膠皮管內(nèi)距150 mm鉆φ4小孔，孔內(nèi)側(cè)對(duì)準(zhǔn)筒壁，與上水管接通，啟動(dòng)抽水機(jī)即噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)次數(shù)隨氣溫而定，使混凝土表面保持濕潤(rùn)狀態(tài)。

3． 7 水平、垂直位移的測(cè)量及糾偏方法

1)操作平臺(tái)上置一大水箱，外伸2根φ20塑料水管與開字架上環(huán)水管相通，環(huán)水管與開字架，橫梁上的站水管相通，充水后形成一個(gè)測(cè)平水平面，作好標(biāo)志，可作為以后調(diào)整平臺(tái)的基準(zhǔn)水平面。

2)沿操作平臺(tái)對(duì)角設(shè)兩個(gè)吊墜，每滑升一次即與地面預(yù)設(shè)中心點(diǎn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)找出原因，采取措施予以糾正。

3)垂直偏移和筒身扭轉(zhuǎn)的糾正方法。a．升差調(diào)整:將平臺(tái)調(diào)整成一斜度(與偏差方向相反)，逐層糾正，使平臺(tái)斜度不超過1/200。b．千斤頂下加墊塊調(diào)整:即在偏中一側(cè)的千斤頂下加楔形墊塊，使支撐桿反方向傾斜，逐層糾正。c．改變混凝土澆筑方向，即混凝土入模方向與原方向相反進(jìn)行，或與偏移相對(duì)方向的混凝土先入模，達(dá)到既糾扭又糾偏的目的。

3． 8 特殊部位施工措施

1)空滑。模板滑升到+7．8 m開始空滑，空滑時(shí)支撐桿需要加固，在每個(gè)開字架旁邊混凝土里插入2根φ48管，支撐桿與φ48管用φ12鋼筋每隔30 cm連一道，形成三角形格構(gòu)式支撐桿件。

2)洞口支撐桿加固。洞口支撐桿加固與以上空滑加固措施相同。

3)支撐桿變形處理。由于千斤頂不同步上升，滑空過程中，偶爾單根支撐桿所承受的集中荷載大于其極限承載能力，產(chǎn)生變形，此時(shí)必須及時(shí)處理，以免發(fā)生質(zhì)量、安全事故。處理時(shí)切去彎曲部分，將上部支撐桿往下插，直至與下部支撐桿吻合，再雙面加幫條鋼筋，見圖1。

圖1 支撐桿變形處理

3． 9 滑模設(shè)備拆除的安全要求

1)滑模設(shè)備拆除要由專業(yè)操作人員進(jìn)行操作，專人指揮，拆除作業(yè)要在白天進(jìn)行，工作人員要拴好安全帶。

2)使用的吊運(yùn)索具、工具全部通過試驗(yàn)合格后方能使用，吊運(yùn)所用的機(jī)械要全面檢查，一定要達(dá)到性能完好。

3)遇有雨、霧、冰雪天氣，五級(jí)以上大風(fēng)時(shí)禁止滑模設(shè)備拆除工作，在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到一定強(qiáng)度(1．5 MPa)時(shí)禁止拆除滑模設(shè)備。

4)滑模設(shè)備拆除順序。液壓系統(tǒng)拆除→內(nèi)外平臺(tái)鋪板→輻射梁及桁架→吊腳手架→內(nèi)外安全網(wǎng)→開字架→內(nèi)外模板。

4 滑模工程質(zhì)量保證措施

1)組裝滑模設(shè)備時(shí)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，前道工序不合格，不得進(jìn)行下道工序。2)混凝土澆灌前，模板內(nèi)雜物必須清除，并用清水沖洗干凈，待沖洗水從模板底部流出后用低標(biāo)號(hào)砂漿將下口與底板混凝土之間的縫隙堵死，以防砂漿流失。3)澆灌每層混凝土必須均勻，應(yīng)有專人拿標(biāo)尺桿看管，嚴(yán)格控制混凝土水灰比，混凝土現(xiàn)場(chǎng)試配，以確定外加劑摻量，要求配好的混凝土在8 h內(nèi)強(qiáng)度達(dá)到0．1 kN/mm～0．3 kN/mm。坍落度按如下要求進(jìn)行:春秋季60 mm～80 mm，夏季80 mm～100 mm，冬季40 mm～60 mm。4)鋼筋綁扎必須規(guī)范，特別是水平鋼筋絕不能擠到鋼模板上口以上，以防妨礙滑升或引起質(zhì)量事故。5)采取對(duì)應(yīng)措施，降低滑升時(shí)間間隔，在強(qiáng)度允許條件下加速滑升。6)脫模的混凝土要拉毛，并用清水上下刷順，后刷養(yǎng)護(hù)液。7)滑升當(dāng)中若出現(xiàn)支撐桿失穩(wěn)，要將該支撐桿及時(shí)加固，千斤頂泄漏要及時(shí)更換，濺到模板內(nèi)的機(jī)油要用干抹布抹凈，并噴四鹵化碳溶液。8)派專人收聽天氣預(yù)報(bào)，并及時(shí)報(bào)告總指揮。在滑升施工前應(yīng)了解當(dāng)?shù)?年該季節(jié)段氣象資料，并選最佳時(shí)機(jī)。在遇到六級(jí)以上大風(fēng)或中到大雨天氣時(shí)，要停止?jié)补嗷炷?，并把鋼模滑空，滑空高度不宜超過400 mm，并不能短時(shí)滑空，要間隔一定時(shí)間，若停工時(shí)間過長(zhǎng)要重新處理接槎，即澆灌半石子混凝土100 mm，沿筒倉均勻澆灌。9)嚴(yán)格控制筒倉垂直度及平臺(tái)的高低差，最終垂直度不超過15 mm，滑升平臺(tái)高差在滑升期間不超過80 mm，最終平臺(tái)高差不超過10 mm。10)混凝土振動(dòng)棒插入混凝土的深度不能超過300 mm，以防振松下層混凝土，要振搗密實(shí)，不漏振。11)脫模的混凝土如果有漏洞或裂紋要及時(shí)用混凝土式高標(biāo)號(hào)砂漿修補(bǔ)，并適量摻加防水劑。12)為防止停電，現(xiàn)場(chǎng)必須備100 kVA發(fā)電機(jī)一臺(tái)。

［1］ 惠 涌，章曉霞，陳金鵬．淺析煙囪施工中滑框倒模工藝的應(yīng)用［J］．山西建筑，2010，36(7):124-125．