核心筒液壓爬模系統(tǒng)施工技術(shù)

張海龍， 李大華

（安徽建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，安徽 合肥230601）

0 引 言

蕪湖華侖國際文化廣場是華倫國際在蕪湖的二期商業(yè)建筑工程，主要用于酒店、辦公等商業(yè)項目，位于蕪湖的經(jīng)濟繁華商業(yè)地段，總建筑面積86750.44m2，總高度168.3m，主體結(jié)構(gòu)地下2層，地上37層，其中5層裙樓。

本工程局部采用型鋼梁－型鋼柱體系、塔樓采用混合框架－鋼筋混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)體系，核心筒采用混凝土結(jié)構(gòu)，外剪力墻采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，墻體的厚度：外墻體由外600mm向內(nèi)變至400mm，每次變徑50mm；結(jié)構(gòu)層高：標(biāo)準層高4.2m，有3.7m、5.4m等多種非標(biāo)層。

1 液壓爬模技術(shù)施工方案的選用

1.1 施工過程中的主要技術(shù)難點

（1）超高層、大體積混凝澆注所產(chǎn)生的超荷載對爬模支承體系的設(shè)計和施工帶來了難題；

（2）外剪力墻的截面收縮變化，外墻體由外600mm向內(nèi)變至400mm，每次變徑50mm，對爬升操作平臺和施工工藝的設(shè)計帶來了難度；

（3）由于核心筒墻體先行施工，核心筒內(nèi)梁板及外筒鋼梁組合樓板后施工，如何確保先施工芯筒墻與后續(xù)結(jié)構(gòu)施工的的連續(xù)性和整體性，也是墻體模板體系施工時需要考慮的難點；

（4）剪力墻結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)標(biāo)準層高4.2m，有3.7m、5.4m等多種非標(biāo)層，以實現(xiàn)標(biāo)準層與非標(biāo)準層之間的平穩(wěn)爬升，盡可能減少對施工質(zhì)量和安全的不利影響；

（5）大體積混凝土的澆注所產(chǎn)生的大比熱和漏漿問題也是施工要考慮的問題。

1.2 液壓爬模系統(tǒng)應(yīng)用主要技術(shù)思路

具體的設(shè)計為本工程共布置84榀機位，主要用于核心筒外側(cè)墻體以及核心筒內(nèi)側(cè)電梯井井道施工，核心筒內(nèi)側(cè)水平結(jié)構(gòu)滯后施工。本工程地上6層使用普通木模板支撐體系施工，第6層施工時在放置爬模預(yù)埋件體系；液壓自爬模在6層墻體施工結(jié)束后安裝，從第7層開始進入正常爬升狀態(tài)；爬模用于核心筒內(nèi)、外剪力墻，水平結(jié)構(gòu)滯后爬模施工，液壓爬模平面布置如圖1所示。

2 液壓爬模的系統(tǒng)

2.1 液壓爬模系統(tǒng)的工作機理

液壓爬模系統(tǒng)是通過模板自帶的液壓動力系統(tǒng)，以達到一定強度（一般為10MPa以上）的剪力墻作為承載體，通過液壓油缸對導(dǎo)軌和爬架的交替頂升，實現(xiàn)模板體系的整體穩(wěn)步爬升，利用后移裝置實現(xiàn)模板的水平進退［1］；操作簡便靈活，爬升安全平穩(wěn)，速度快，模板定位精度高，施工過程中無需其他起重設(shè)備，同時由于可以具有一定角度的傾斜爬升的優(yōu)點，可以適應(yīng)外形復(fù)雜的結(jié)構(gòu)施工。液壓支撐系統(tǒng)支撐墻體模板工作如圖2所示：

2.2 液壓爬模的組成及特點

本工程主要采用的是江蘇攬月LY－ZPM－160型液壓爬模，主要由模板體系、埋件系統(tǒng)、導(dǎo)軌、液壓系統(tǒng)、架體系統(tǒng)組成［2］。

（1）模板體系采用LY－86型全鋼大模板、穿墻螺栓、背棱、支承鋼管等，如表1所示：

表1 核心筒體模板組成體系

（2）埋件系統(tǒng)包括埋件板、高強螺桿、爬錐、受力螺栓和埋件支座組成；

（3）導(dǎo)軌是爬模系統(tǒng)中的爬升軌道，用一根H型鋼（H150×150×7×10）及一系列梯檔組裝焊接而成，供上下軛的棘爪傳遞荷載到導(dǎo)軌，最終將荷載傳遞到埋件系統(tǒng)上；

（4）液壓爬升系統(tǒng)是液壓爬模的動力系統(tǒng)，主要由模板系統(tǒng)、液壓油泵站、提升油缸、油路附件、和上下防墜爬升器等組成，其組成如圖3所示：

（5）架體系統(tǒng)：主要由操作平臺、附墻構(gòu)件、支撐部分等組成。架體支撐跨度為≤5m（相鄰埋件點之間距離，特殊情況除外）；架體總高度：約3.5倍標(biāo)準層高；架體離墻面距離：約為1.85m。操作平臺：6層，上部兩層為鋼筋、混凝土操作層，中間兩層為模板操作層，下部兩層為爬模操作層。頂層平臺在施工狀態(tài)下設(shè)計承載：≤5.0KN／m2，其他層平臺在施工狀態(tài)下設(shè)計承載：≤1.5KN／m2，爬升狀態(tài)下承載：≤1.0KN／m2［3］。

2.3 液壓爬模的安裝流程

（1）首層鋼筋綁扎完成后，放置爬模預(yù)埋件，使用鋼框木模板施工首層模板，爬模埋件距混凝土澆筑面向下850mm.

（2）拆模后安裝主承力架；

（3）分段安裝主承力架之間的水平聯(lián)系鋼梁；

（4）鋪設(shè)平臺板，安裝平臺防護；

（5）安裝導(dǎo)軌及上下機盒；

（6）安裝上架部分，并作水平聯(lián)接，鋪設(shè)木板，安裝防護；

（7）安裝、連接液壓系統(tǒng)；

（8）安裝地上6層墻體模板，并與架體聯(lián)接；

（9）安裝下掛架部分，并作水平聯(lián)接，鋪設(shè)木板，安裝防護。

3 液壓爬模的系統(tǒng)主要施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 液壓滑模標(biāo)準層施工

蕪湖華侖國際廣場中心標(biāo)準層層高4.2m，標(biāo)準層26層，占到施工中很大的比例，采用液壓爬模標(biāo)準層的施工主要流程如下：

（1）在N層模板安裝并檢查完畢后，澆注該層的混凝土；

（2）對N層結(jié)構(gòu)混凝土養(yǎng)護期間，施工人員在操作平臺上綁扎N＋1層結(jié)構(gòu)的鋼筋；

（3）N層混凝土強度值達到10Mpa后模板拆除后移模板，與此同時，安裝N＋1層模架及附墻裝置；

（4）頂升導(dǎo)軌至標(biāo)準層高度4.2m，固定導(dǎo)軌，進行下層裝置的拆除回收；

（5）液壓頂升模板系統(tǒng)至標(biāo)準層高度，由N－1段頂升到N段，并完成承載系統(tǒng)位置的轉(zhuǎn)換，平臺底部大梁支腿支撐于核心筒墻體預(yù)留洞內(nèi)，模架系統(tǒng)內(nèi)外架體頂部連接；

（6）安裝預(yù)埋螺桿，預(yù)留底部大梁支腿支承洞，測量定位校正模板系統(tǒng)，進入下一層段的施工流程。

3.2 特殊部位的施工工藝

（1）超荷載對支承體系的要求

大體積混凝土采用分階段澆注技術(shù)，將施工荷載分解，采用普通的鋼管腳手架組成鋼管排架支承體系，局部鋼管組成高承載力的鋼管搭接體系，解決超大施工荷載的支承難題。

（2）變截面的處理

地上部分核心筒外墻厚度截面沿豎向逐部收小，最大一次減少100mm，模板按結(jié)構(gòu)變化，減少調(diào)節(jié)模板。外墻爬升時使用鋼制墊塊調(diào)整，爬升時導(dǎo)軌傾斜，每次爬升架體向墻體貼近50mm左右［4］，通過三層爬升復(fù)位。

（3）核心筒墻體先行施工，核心筒內(nèi)梁板及外筒鋼梁組合樓板后施工施工工藝如下：

a.后澆梁按照設(shè)計錨固長度錨固后，在結(jié)構(gòu)面處，預(yù)埋等強度直螺紋套筒，對于端口位置進行密封處理，避免混凝土灌進套管內(nèi)；

b.由于核心筒墻體先行施工，需要在相應(yīng)樓板位置埋設(shè)“胡子筋”，按板筋間距埋設(shè)在墻體保護層內(nèi)。當(dāng)施工樓板時，剔出胡子筋，調(diào)直后與樓板鋼筋焊

接單面焊接10d，相鄰兩根鋼筋錯開34d進行焊接，如圖4所示：

c.核心筒上部墻體與外圍鋼梁連接采用預(yù)埋鋼板，不影響整體施工進度。墻體鋼筋綁扎完成后，把預(yù)埋鋼板固定在核心筒墻體鋼筋上，鋼板面與澆筑完混凝土面在同一平面，爬模正常施工。待爬模爬升到上一層或上幾層時，鋼梁與鋼板焊接。

（4）非標(biāo)準層的施工

標(biāo)準層施工時，模板下包200mm，下包中間部位設(shè)泡沫雙面膠帶（50mm寬）防止漏漿，上空100mm。低于標(biāo)準層高墻體施工時，混凝土打低，高于標(biāo)準層墻體施工時，模板上口采用木模接高，木模板與鋼板之間采用栓銷進行固定，確保施工的質(zhì)量。

（5）對于澆注大體積混凝土所產(chǎn)生的的大比熱和漏漿問題的控制

對于大體積混凝土的澆注采用分階段的“跳倉法”施工。跳倉法［5］施工的原則是“隔一跳一”，即隔一倉塊跳倉或者封倉施工，上、下分倉，施工縫可不對齊，施工過程中應(yīng)根據(jù)具體情況科學(xué)分倉，基礎(chǔ)底板最大分塊尺40m，由于結(jié)構(gòu)的要求可以調(diào)整到60m。側(cè)墻和頂板分段長度不宜小于16m，根據(jù)混凝土的溫度應(yīng)力發(fā)展特性，跳倉間隔施工的時間不宜小于7d，封倉間隔施工的時間為7d到10d。

在本工程施工中，地下室地板尺寸為190.45m×254.60m，底板、墻體、梁板（含有地下室頂板）都屬于大體積混凝土，地下室底板及各樓層樓板依據(jù)跳倉工藝劃分成31塊倉塊，地下室外墻分成17個倉塊，其中第24倉和29倉為2#、3#主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)大承臺，倉塊面積相對較大，第24倉塊的尺寸（混凝土方量約為9800m3）為60.139m×54.669m×4.4m（最厚處可以達到5.30m），第29倉塊的尺寸（混凝土方量約為9500m3）為60.139m×52.325m×4.5m（最厚處可以達到4.75m），其中最小倉塊尺寸為26.715m×24.682m×1.02m（最厚處達到2.1m）。同時在施工時，應(yīng)嚴格按照跳倉法劃分布置的區(qū)域進行混凝土澆筑施工，確保大體積混凝土跳倉法施工的合理、有效的進行。

跳倉接縫處應(yīng)按施工縫的要求設(shè)置和處理，在地下室底板、外墻、頂板等部位的施工縫處沿構(gòu)件厚度方向中間位置預(yù)埋止水鋼板，與止水板垂直方向焊接ф12mm＠200mm×200mm的鋼筋網(wǎng)片并綁扎20目的鋼筋絲網(wǎng)（靠先澆注混凝土的底板側(cè)）與底板的上下層受力鋼筋焊接在一起留置施工縫；倉與倉之間的混凝土的施工縫也可以采用止水帶止水，這樣也可以控制漏漿問題，待模板安裝完成后，在模板接縫的豎直方向和底部用海綿膠塞緊。如圖5所示。

4 液壓爬模系統(tǒng)的拆除

4.1 液壓爬模的拆除流程

拆模主要流程：爬模施工至頂層—退?！脚_雜物清理及下吊—模板拆除—上架拆除—油路及控制柜拆除—導(dǎo)軌拆除—附墻及上架配件下吊—下架拆除—地面解體—裝車。

4.2 拆除后續(xù)工作［6］

（1）模板吊到地面后，應(yīng)平放地面，并用木方墊平，模板正面朝下；

（2）模板地面解體時，先清理模板背面，再翻面朝上清理模板正面，然后在平整地面堆放整齊；

（3）上架體解體時，斜撐一側(cè)朝上，在拆除安全網(wǎng)、跳板、鋼管和欄桿后，拆除斜撐和平移油缸；

（4）下架體解體時，導(dǎo)軌一側(cè)朝下，在拆除安全網(wǎng)、跳板、鋼管和欄桿后，拆除下架、油缸和導(dǎo)軌；

（5）所拆除物件均應(yīng)堆碼整齊；液壓系統(tǒng)、絲杠、滑輪等清理后應(yīng)注油養(yǎng)護。

5 結(jié)語

根據(jù)蕪湖華侖國際文化廣場項目結(jié)構(gòu)的特點，設(shè)計采用了液壓爬模核心筒外側(cè)墻體以及核心筒內(nèi)側(cè)電梯井井道施工，液壓爬模能夠很好的適應(yīng)超高層核心筒體結(jié)構(gòu)的施工；在該項目施工中液壓滑模成功的解決了外墻體變截面、非標(biāo)準層爬升，以及對后續(xù)施工結(jié)構(gòu)連續(xù)性和整體性等要求的施工難題；同時在施工中合理利用爬模操作平臺，滿足了施工的很多要求并節(jié)約了塔吊吊力，此外采用跳倉法澆注混凝土，減少了大體積混凝施工所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力帶來的結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的問題；同時大大縮短了施工工期，降低了施工成本，取得了很好的經(jīng)濟效益。

蕪湖華倫國際文化廣場核心筒的液壓爬模施工技術(shù)的成功應(yīng)用，為核心筒結(jié)構(gòu)的施工提供了技術(shù)參考，并為我國超高層的施工提供了很大的發(fā)展空間。

1 龍瓊，張剛 .液壓爬模系統(tǒng)的構(gòu)造及應(yīng)用［J］.重慶交通大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），2006，25（3）：26－31.

2 JGJ195－2010.液壓爬升模板工程技術(shù)規(guī)程［S］.

3 GB 50009－2010.建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范［S］.

4 張明星，吳險峰，吳少平.液壓爬升模板技術(shù)在保利V座大廈工程中的應(yīng)用［J］.施工技術(shù).2011.40（5）：66－68，81.

5 朱伯芳.大體積混凝土溫度應(yīng)力和溫度控制［M］中國電力出版社2012，8.

6 GB50113－2005.滑動模板工程技術(shù)規(guī)程［S］.