超高層核心筒整體模板技術(shù)研究

倪祥潤?孫曉平

摘 要：目前超高層結(jié)構(gòu)多以核心筒加外框形式，豎向結(jié)構(gòu)比較統(tǒng)一。在施工過程中，模板體系的合理選擇會影響到整個核心筒混凝土施工。通常情況下，超高層建筑的施工空間相對狹窄，所以采用合適的模板施工方案至關(guān)重要。為此，本文主要對核心筒易變形的因素及超高層核心筒整體模板施工工藝進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：超高層；核心筒；整體模板

施工核心筒的傳統(tǒng)做法是采用扣件式鋼管腳手架搭設(shè)，散拼木模板加對拉絲桿的支模方式，腳手架不能沿著建筑物連續(xù)搭設(shè)，需要預(yù)留預(yù)埋型鋼作支撐，這就使得核心筒的施工工作量大，空間小。為適應(yīng)混凝土工程對模板管理要求，提高科學(xué)性、適用性和經(jīng)濟(jì)性，施工中選用的核心筒的模板形式主要為液壓自動爬升模板系統(tǒng)和整體提升鋼平臺模板體系兩種。

1 核心筒易變形因素分析

1、風(fēng)荷載的變形。隨著高聳建筑的高度越來越高，柔度越來越大，而阻尼越來越小，對風(fēng)的作用越來越敏感。因此，側(cè)向荷載在總荷載中占有相當(dāng)大的比重。除了地震作用外，主要的側(cè)向荷載是風(fēng)荷載。雖然風(fēng)荷載沒有地震荷載那樣強(qiáng)烈，但是在該地區(qū)風(fēng)的作用是極其的頻繁，風(fēng)荷載是一種重要的設(shè)計荷載。

2、溫度效應(yīng)的變形。超高層建筑物跨季節(jié)施工因氣溫變化而引起的溫度效應(yīng)。高層建筑由于工程量大往往施工工期較長，需要跨季節(jié)跨年度施工。因為不同季節(jié)的氣溫有所變化，冬季和夏季的室外溫度有溫差，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫度與該構(gòu)件在混凝土澆筑時的溫度有較大的溫差。于是，構(gòu)件發(fā)生溫差變形，而結(jié)構(gòu)受到基礎(chǔ)和地基的約束，構(gòu)件之間也互相約束，從而產(chǎn)生溫度內(nèi)力的重分布。建成使用后，由于室內(nèi)外溫差而引起的溫度效應(yīng)。主要產(chǎn)生日照溫度荷載和驟然降溫溫度荷載。建筑物的內(nèi)部多布置空調(diào)，外露結(jié)構(gòu)長期受到氣溫和日輻射作用，室內(nèi)外的溫差也會產(chǎn)生建筑物自己的內(nèi)力和變形，混凝土結(jié)構(gòu)甚至出現(xiàn)裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)的最大溫差的分布位置與結(jié)構(gòu)方位、表面朝向、工程所處的地理位置有關(guān)。

3、收縮與徐變引起的變形。超高建筑物的自重大，隨著施工高度的增加，建筑物的下部柱子的軸向變形會逐漸加大。特別是在考慮混凝土的收縮、徐變因素后，工程竣工時下部幾層的實際層高低于設(shè)計標(biāo)高。徐變和收縮是混凝土在長期荷載作用下的固有特性。由于內(nèi)外筒的材料特性及應(yīng)力水平的差異，將導(dǎo)致混合體系產(chǎn)生顯著的豎向變形差。隨著時間和環(huán)境的變化，結(jié)構(gòu)體系將發(fā)生顯著的內(nèi)力重分布，同時也會給非結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶來不利影響，甚至可能影響設(shè)備的安裝和使用。

2 超高層核心筒整體模板施工工藝

目前國內(nèi)超高層核心筒施工常用的模板體系有自爬模和頂升鋼平臺系統(tǒng)。結(jié)合工程實例，針對超高層核心筒混凝土結(jié)構(gòu)模板體系的搭設(shè)、使用、爬升等過程進(jìn)行多角度探討，為超高層核心筒模板施工給出建議。

1、液壓自動爬升模板系統(tǒng)

液壓自動爬模系統(tǒng)是國內(nèi)的企業(yè)通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)又結(jié)合自主創(chuàng)新生產(chǎn)的產(chǎn)品，現(xiàn)如今已經(jīng)得到廣泛的使用。相比于傳統(tǒng)的施工方式，液壓自爬模系統(tǒng)能夠在節(jié)省人力、物力資源的同時，提高施工的質(zhì)量，尤其在超高層建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)逐漸成為高層建筑物施工時的首選模板體系。

（1）液壓自爬模系統(tǒng)的模板部分

在液壓自爬模系統(tǒng)中的模板部分主要為木膠合板、鋼背楞、木工字梁和專用的連接件，木膠合板與木工字梁之間用自攻螺絲和地板釘連接，豎肋的兩邊對稱的設(shè)置兩個吊鉤，豎肋和橫肋的連接用連接爪。

（2）液壓自爬模系統(tǒng)的施工安全技術(shù)措施

第一，安裝模板前按照方案配備合格的人員，確定其職責(zé)，并對有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底。

第二，必須在確定墻體的混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的要求后才可以安裝爬模。

第三，爬模上的零件安裝時必須擰緊并固定到位，經(jīng)常插拔的零件要格外注意用細(xì)鋼絲再進(jìn)行固定。

第四，操作平臺上要按照有關(guān)規(guī)定設(shè)置滅火器，施工消防供水系統(tǒng)必須隨爬模系統(tǒng)同步布置。

第五，安裝爬模結(jié)束后，需要有關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行檢查驗收，驗收合格簽字完畢后才可以投入使用。如果驗收合格后想要進(jìn)行修改，需要取得設(shè)計負(fù)責(zé)人的同意，不可以私自拆改。

第六，夜間禁止安裝和搭設(shè)架體。

（3）液壓自爬模系統(tǒng)的拆除技術(shù)要點

依次用塔式起重機(jī)拆除吊下模板、模板桁架系統(tǒng)、導(dǎo)軌、液壓系統(tǒng)、配電裝置以及主平臺跳板和液壓控制泵站。然后操作人員在平臺上把下層附墻裝置和爬錐拆除，與爬梯連接的架體最后拆，最后相關(guān)人員從爬梯下來后，把最后一榀腳手架吊下。以上可知，液壓自爬模系統(tǒng)安裝方便，爬升速度也比較快，只要合理按照規(guī)范進(jìn)行施工，逐漸對其自身性能進(jìn)行改進(jìn)和完善，液壓自爬模系統(tǒng)也會在更多的民用建筑市場中得到推廣。

2、整體提升鋼平臺模板體系

整體提升鋼平臺模板體系是為了適應(yīng)超高層建筑的核心筒施工而逐漸發(fā)展起來的技術(shù)，是我國自主研發(fā)的超高層施工技術(shù)，它的主要原理是通過由鋼梁組成的鋼平臺與腳手架連接，形成一個全封閉的操作環(huán)境，將格構(gòu)柱放置在混凝土筒體內(nèi)承重，用電動升板機(jī)提升，核心筒墻體內(nèi)外的整體模板設(shè)置在鋼平臺上，此體系只需要安裝一次，它會隨結(jié)構(gòu)施工逐層自升，方便快捷，經(jīng)濟(jì)可靠。

（1）整體鋼平臺體系基本構(gòu)造。整體鋼平臺主要由整體鋼平臺、腳手架、電動升板機(jī)、格構(gòu)柱和大模板組成。

整體鋼平臺位于混凝土結(jié)構(gòu)面的最上面，主要為鋼筋材料提供周轉(zhuǎn)空間，為施工人員提供操作空間。工字鋼制作的鋼梁組成了鋼平臺，鋼梁與鋼平臺之間采用螺栓連接，便于拆裝。

腳手架的構(gòu)造由吊架、走道板、底部防墜閘板、圍欄組成。為了滿足模板整理修改的需要，將吊架分成兩部分上吊架分為鋼筋和模板兩部分，下吊架分為拆模、整修和墻面清理。走道板由角鋼框架和鋼板組成。

格構(gòu)柱一層一層向上對接，埋在核心筒混凝土墻體內(nèi)，既是承重構(gòu)件也是提升鋼平臺的導(dǎo)軌。通常根據(jù)墻的厚度來選擇格構(gòu)柱的截面大小，格構(gòu)柱的間距則通過承受的荷載來布置。

（2）整體鋼平臺體系施工技術(shù)

因為超高層建筑的體型多樣化，核心筒也沒有標(biāo)準(zhǔn)固定的形狀，隨著結(jié)構(gòu)高度的增加，核心筒平面的形式也會逐漸變化收縮，所以鋼平臺也會隨高度變化而變化，這并不符合建筑設(shè)計的要求。由于平面的形心和重心與原來的設(shè)計不一樣，所以保持鋼平臺整體穩(wěn)定是很有必要的。在對核心筒進(jìn)行施工時，每次振搗混凝土，都要提升兩次鋼平臺系統(tǒng)。要在鋼筋工程和模板工程操作完畢后，對混凝土在鋼平臺上振搗。本層的模板施工完畢后，在整體鋼平臺頂部進(jìn)行混凝土振搗。

3 結(jié)束語

綜上所述，整體提升鋼平臺模板系統(tǒng)與液壓自爬模系統(tǒng)相比更符合國內(nèi)的施工現(xiàn)狀，尤其是超高層核心筒結(jié)構(gòu)。但整體提升鋼平臺模板系統(tǒng)是近年來國內(nèi)剛興起來的，應(yīng)用年限比較短，還缺少有關(guān)的鋼平臺設(shè)計與施工規(guī)范，希望在不斷的改進(jìn)與優(yōu)化下，能在未來得到更大的發(fā)展空間。

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