異型高聳群倉結(jié)構(gòu)滑模施工技術(shù)

周 碧

（廣州機(jī)施建設(shè)集團(tuán)有限公司 廣州510115）

1 項(xiàng)目概況

筒倉作為貯存散狀物料的設(shè)施，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。使用方便、保護(hù)環(huán)境和減少占地等優(yōu)點(diǎn)。隨著我國倉儲(chǔ)行業(yè)的不斷發(fā)展，國家環(huán)保政策逐漸向國際接軌，加之城市土地資源日漸趨緊，世界各國筒倉的應(yīng)用從糧食［1］、建材、冶金、煤炭到電力行業(yè)越來越廣泛，城市原料倉儲(chǔ)原以常規(guī)的倉庫儲(chǔ)存逐漸向機(jī)械化智能轉(zhuǎn)運(yùn)的群體筒倉儲(chǔ)存轉(zhuǎn)變，從國家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略角度分析，今后大型倉儲(chǔ)建設(shè)工程將逐漸增多。因此，具有儲(chǔ)藏功能鋼筋混凝土群體筒倉將得到越來越廣泛的應(yīng)用［2］。

某小麥倉儲(chǔ)工程作為一種多規(guī)格截面的高聳筒體群倉結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)平面類型復(fù)雜多樣（見圖1），擬采用滑模組織［1］施工，該結(jié)構(gòu)建筑面積3 896 m2，總高度60 m（其中倉頂機(jī)房為5 m），多達(dá)17個(gè)異型截面筒倉，分別有9個(gè)φ8 000 mm高55 m，2個(gè)φ7 000 mm高55 m圓立筒倉，6個(gè)5.58 m×6.4 m高55 m方形立筒倉，共計(jì)17座分4排排列，其中11座為圓形混凝土筒倉，6座為混凝土方形筒倉。

圓形筒其中9座為同一類型：內(nèi)直徑φ8 000 mm，漏斗以下壁厚為250 mm，漏斗以上壁厚為180 mm；其它2座內(nèi)直徑φ7 000 mm，漏斗以下壁厚為250 mm，漏斗以上壁厚為180 mm，14#和17#立倉中間有一堵厚250 mm的鋼筋混凝土墻連接。

圖1 某小麥倉儲(chǔ)工程效果圖及結(jié)構(gòu)平面Fig.1 Effect Drawing and Structure Plan of a Wheat Storage Project

2 實(shí)施重、難點(diǎn)分析

⑴ 根據(jù)其平面方型、圓型、異型倉組合的平面型式布置特點(diǎn)，液壓滑模施工同步提升難度大，需對(duì)異型相交部位進(jìn)行施工優(yōu)化，確保平面整體結(jié)構(gòu)同步滑升。

⑵ 為滿足存儲(chǔ)功能需求，設(shè)計(jì)為異型組合的高聳群倉，總體高度為60 m，且施工受空間限制。由于倉儲(chǔ)空間密閉性的功能要求，倉壁混凝土不能產(chǎn)生施工冷縫，要求必須滑升過程中連續(xù)不間斷澆筑，根據(jù)實(shí)際情況解決混凝土高空快速分?jǐn)倽矒v問題。

⑶ 一般倉頂層設(shè)計(jì)為設(shè)備房，倉頂層層高為5 m，離地面高度55 m，綜合安全、工期及經(jīng)濟(jì)性考慮，倉內(nèi)密閉的高空間內(nèi)無法采用傳統(tǒng)超高支模架，倉頂頂板混凝土澆搗需考慮一種安全可靠的空中支模平臺(tái)體系。

3 工藝流程

群體筒倉漏斗結(jié)構(gòu)及環(huán)梁澆筑完成?滑模裝置安裝?倉壁鋼筋綁扎及混凝土澆筑?開始同步滑升?滑升過程中混凝土澆筑?滑升至倉頂板附近（標(biāo)高53 m處）?平臺(tái)支撐體系預(yù)埋?繼續(xù)滑升至55 m倉頂板結(jié)構(gòu)處?安裝型鋼支撐體系?倉頂板結(jié)構(gòu)施工。

4 實(shí)施要點(diǎn)說明

4.1 異型群倉結(jié)構(gòu)滑動(dòng)模板，液壓同步提升

滑動(dòng)模板施工裝置由滑升模板系統(tǒng)、操作平臺(tái)系統(tǒng)、液壓提升系統(tǒng)、施工精度控制系統(tǒng)和供水、供電系統(tǒng)等組成［3］。高聳群倉同步滑升的控制技術(shù)，主要從三個(gè)方面進(jìn)行控制：

⑴ 利用BIM技術(shù)對(duì)滑模“門”字提升架進(jìn)行受力分析后預(yù)排列（見圖2、圖3），通過此舉進(jìn)行優(yōu)選，從而降低“門”字提升架的數(shù)量，充分利用提升架的性能；

⑵ 優(yōu)化不同截面相切位置的鋼模制作形式，不同截面相切位置鋼模板受力復(fù)雜，優(yōu)化此處鋼模板的制作形式，增加角部焊接鋼板模板，并做好角部加肋受力，做好相應(yīng)焊接措施，可保證滑模同步提升和結(jié)構(gòu)質(zhì)量的目的（見圖4、圖5）；

圖2 BIM預(yù)排提升架效果圖Fig.2 Effect of BIM Pre Arranged Lifting Fram

圖3 滑升提升架預(yù)排CAD深化圖Fig.3 CAD Deepening Drawing of Pre Arrangement of Sliding Lifting Frame

圖4 倉壁相切位置剖面Fig.4 Sectional of Tangent Position of Warehouse Wall

圖5 倉壁相切位置大樣Fig.5 Detailed of Tangent Position of Warehouse Wall

⑶ 滑升時(shí)在油路布置上采用多階段并—串聯(lián)綜合油路布置系統(tǒng)，多臺(tái)液壓主機(jī)采用電聯(lián)動(dòng)整體同步啟停和單獨(dú)啟停以便修正油壓的線路控制系統(tǒng)，達(dá)到整體同步滑升目的，有效解決施工過程中同步控制差［4］的問題（見圖6）。

通過計(jì)算確定千斤頂?shù)氖褂脭?shù)量，本項(xiàng)目設(shè)置每座筒倉“GYD-60”千斤頂數(shù)量17臺(tái)，共284臺(tái)（見圖7、圖8），完全滿足滑模施工的要求。然后通過千斤頂?shù)臄?shù)量確定液壓控制臺(tái)和油路系統(tǒng)。為了滿足整個(gè)滑模施工的油路系統(tǒng)，投入YHJ-36型液壓控制柜1臺(tái)，YHJ-56型液壓控制柜2臺(tái)，主油路φ16，支油路φ8。YHJ-36型液壓控制柜帶動(dòng)70臺(tái)千斤頂，2臺(tái)YHJ-56型液壓控制柜各帶動(dòng)107臺(tái)千斤頂。液壓控制臺(tái)在施工平臺(tái)上等距布置，保證每臺(tái)液壓控制臺(tái)運(yùn)作覆蓋范圍基本一致。

圖6 滑動(dòng)模板示意圖Fig.6 Schematic Diagram of Sliding Formwork

圖7 倉壁滑升剖面示意圖Fig.7 Schematic Diagram of Sliding Rise Section of Warehouse Wall

圖8 并—串聯(lián)綜合油路布置Fig.8 Parallel Series Integrated Oil Circuit Layout

4.2 方型、圓型、異型組合的平面結(jié)構(gòu)，高度達(dá)55 m，從使用功能及施工連續(xù)性要求考慮，實(shí)現(xiàn)混凝土在有限的空間內(nèi)安全、快速攤鋪難題

滑升時(shí)混凝土澆筑應(yīng)滿足如下規(guī)定：

⑴ 混凝土必須均勻?qū)ΨQ相互交圈澆筑；每一澆筑層的混凝土表面應(yīng)在一個(gè)水平面上，并應(yīng)有計(jì)劃、均勻?qū)ΨQ地變換澆筑方向（見圖9）；

圖9 混凝土澆筑順序Fig.9 Concrete Pouring Sequence

⑵ 每次澆筑的厚度不宜大于250 mm；

⑶ 上層混凝土覆蓋下層混凝土的時(shí)間間隔不得大于混凝土的凝結(jié)時(shí)間（相當(dāng)于混凝土貫入阻力值為0.35 kN/cm2時(shí)的時(shí)間），當(dāng)間隔時(shí)間超過規(guī)定時(shí)，接茬處應(yīng)按施工縫的要求處理；

⑷ 在氣溫高的季節(jié)，宜先澆筑內(nèi)墻，后澆筑陽光直射的外墻；先澆筑墻角、墻垛及門窗洞口等的兩側(cè)，后澆筑直墻；先澆筑較厚的墻，后澆筑較薄的墻；

⑸ 預(yù)留孔洞、門窗口等兩側(cè)的混凝土應(yīng)對(duì)稱均衡澆筑；

⑹ 夜間作業(yè)時(shí)應(yīng)有足夠的照明；

⑺ 在滑升過程中，應(yīng)檢查和記錄結(jié)構(gòu)垂直度、水平度、扭轉(zhuǎn)及結(jié)構(gòu)截面尺寸等偏差數(shù)值。

每滑升1個(gè)澆灌層應(yīng)自檢1次，每次交接班時(shí)應(yīng)全面檢查、記錄1次；在糾正結(jié)構(gòu)垂直度偏差時(shí)，應(yīng)徐緩進(jìn)行，避免出現(xiàn)硬彎。

4.3 滑升時(shí)混凝土澆筑難點(diǎn)解析［5］

4.3.1 低位段混凝土澆筑

為了盡可能地縮減工期和成本，在結(jié)構(gòu)標(biāo)高占總高3/5以下位段（低位段）采用2臺(tái)56 m車載天泵同步進(jìn)行混凝土澆筑。車載天泵其良好的機(jī)動(dòng)性能可以滿足該段位結(jié)構(gòu)全平面覆蓋，不存在澆筑盲區(qū)，所以在3/5標(biāo)高以下采用車載天泵可以更快速地完成該位段混凝土的澆筑工作。

車載天泵對(duì)稱分布于結(jié)構(gòu)兩側(cè)，當(dāng)滑模完成1個(gè)提升段的鋼筋綁扎工作，且下層混凝土已達(dá)到初凝便可進(jìn)行混凝土的澆筑。為了保證滑模設(shè)備受力均衡，避免局部荷載過大造成滑模平臺(tái)整體或局部傾斜，從而影響到結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。其中，1臺(tái)車載天泵從靠近結(jié)構(gòu)的一側(cè)開始澆筑混凝土并沿倉壁走向行進(jìn)時(shí)，另1臺(tái)車載天泵則同步鏡像對(duì)稱澆筑（見圖10）。

圖10 低位段混凝土澆筑示意圖Fig.10 Concrete Pouring Diagram of Lower Section

4.3.2 高位段混凝土澆筑

由于車載天泵管長度有限，在達(dá)到結(jié)構(gòu)標(biāo)高3/5以上（高位段）時(shí)，結(jié)構(gòu)中部區(qū)域成了澆筑盲區(qū)，因此在高位段投入車載地泵可以有效解決中部混凝土無法澆筑的難題。

車載地泵管可沿周邊原有建筑或沿結(jié)構(gòu)中部隨滑模進(jìn)度同步搭接（見圖11），滑模上升至該位段時(shí)，即可投入使用。此時(shí)車載地泵主要負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)中部澆筑盲區(qū)的混凝土澆筑工作，車載天泵負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)外圍的混凝土澆筑工作，車載天泵和車載地泵組合而成的垂直運(yùn)輸體系在高位段同樣可以達(dá)到快速澆筑的目的（見圖11）。

4.3.3“集中泵送-倉間分流-倉內(nèi)人工運(yùn)輸”的水平運(yùn)輸體系

車載地泵機(jī)動(dòng)性較差，覆蓋范圍小，無法同車載天泵一樣完成水平方向的混凝土運(yùn)輸，需要人工、塔吊配合在平面結(jié)構(gòu)上運(yùn)輸，當(dāng)混凝土沿地泵管集中泵送至結(jié)構(gòu)中部時(shí)，利用混凝土的流動(dòng)性和人工將其沿倉壁內(nèi)快速分?jǐn)偅炷晾枚奋嚭土隙穼⑦M(jìn)行水平運(yùn)輸，以此完成混凝土水平方向的快速運(yùn)輸。

此種綜合垂直和水平方向的混凝土澆筑系統(tǒng)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成大面積的混凝土澆筑工作，有效節(jié)約了混凝土的澆筑時(shí)間，達(dá)到時(shí)快速分?jǐn)倽矒v的目的。

4.4 倉內(nèi)簡(jiǎn)易型鋼平臺(tái)［6］解決倉頂層混凝土結(jié)構(gòu)澆搗施工的要點(diǎn)解析

4.4.1 預(yù)埋板安裝

圖11 高位段混凝土澆筑示意圖Fig.11 Schematic Diagram of Concrete Pouring in High Level Section

根據(jù)倉頂結(jié)構(gòu)支模高度，將預(yù)埋板安裝位置確定在倉頂結(jié)構(gòu)支撐架支點(diǎn)處，當(dāng)滑?；链颂帟r(shí)，立即進(jìn)行預(yù)埋板的安裝工作。預(yù)埋板可直接在滑模平臺(tái)上進(jìn)行安裝。根據(jù)型鋼主、次梁平面布置圖現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線確定預(yù)埋板的安裝位置。預(yù)埋板安裝時(shí)板面不能突出于滑模模板之外，以免影響到滑模滑升，預(yù)埋板的錨筋錨固于倉壁鋼筋內(nèi)側(cè)，為了避免滑模滑升過程中造成板的偏移，錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋需點(diǎn)焊固定。安裝完成后進(jìn)行復(fù)測(cè)，保證預(yù)埋板的安裝位置準(zhǔn)確無誤。

4.4.2 牛腿的焊接

利用滑模設(shè)備的內(nèi)維修平臺(tái)進(jìn)行牛腿的安裝和后續(xù)型鋼主、次梁的安裝。牛腿采用兩塊∟16 mm×200 mm三角加勁肋板（見圖12）。牛腿作為型鋼主梁的直接承載構(gòu)件，對(duì)施工質(zhì)量要求極高，其施工質(zhì)量的好壞亦直接影響到整個(gè)簡(jiǎn)易倉頂平臺(tái)的安全性，所以牛腿必須嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范：GB 50661-2011》［7］的相關(guān)要求進(jìn)行施工，牛腿須與預(yù)埋板滿焊固定，施焊完成后對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下一道工序。

4.4.3 型鋼主、次梁安裝

通過計(jì)算，簡(jiǎn)易倉頂平臺(tái)［6］選用［25a槽鋼主梁及［12槽鋼次梁可以滿足上部支模施工時(shí)的各種荷載要求，安全性也可以得到保證。槽鋼主梁雙面焊于預(yù)埋板上（見圖12），焊縫高度不小于6 mm。再開始次梁安裝，將次梁點(diǎn)焊固定于主梁之上。經(jīng)受力分析計(jì)算，各類型倉內(nèi)主梁沿南北方向安裝，間距1 500 mm，次梁沿東西方向安裝，間距1 200 mm。主、次梁的詳細(xì)安裝位置根據(jù)深化設(shè)計(jì)平面布置圖確定（見圖13），每道工序需經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)，同時(shí)對(duì)主節(jié)點(diǎn)焊縫質(zhì)量采用超聲波檢測(cè)，合格后方可進(jìn)入支架體系搭設(shè)（見圖14）。

4.4.4 簡(jiǎn)易型鋼倉頂平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)

經(jīng)方案綜合比選，倉頂支模平臺(tái)選用簡(jiǎn)易型鋼搭設(shè)，相比傳統(tǒng)的貝雷架隨升平臺(tái)體系具有輕質(zhì)、安裝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，一般項(xiàng)目施工鋼筋混凝土群筒倉［8］或單筒倉結(jié)構(gòu)滑模施工時(shí)多采用提升架上自帶貝雷架，貝雷架先在倉底層起滑前安裝于滑模提升架設(shè)備上，隨滑模設(shè)備同步上升，待滑升到一定高度后，?；惱准芘c倉壁預(yù)埋件焊接成剛性平臺(tái)，在剛性平臺(tái)上搭設(shè)腳手架完成倉頂板結(jié)構(gòu)施工后再降至倉底層進(jìn)行拆除；由于貝雷架自重大，須隨滑模提升設(shè)備同步上升對(duì)滑模設(shè)備有較大負(fù)擔(dān)，影響滑模提升施工質(zhì)量、安全和施工進(jìn)度，且安裝/拆卸過程復(fù)雜，增加成本投入并耗費(fèi)較大的人力、物力、時(shí)間。簡(jiǎn)易型鋼平臺(tái)作為獨(dú)立的倉頂層施工平臺(tái)，只需要利用滑模內(nèi)維修平臺(tái)進(jìn)行作業(yè)安裝，減少了滑模體的荷載，不但降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，還能保證滑模的整體同步提升［9］，綜合對(duì)比后此類體系安全保證，經(jīng)濟(jì)可行，且在結(jié)構(gòu)性能方面能滿足倉頂層支模施工的需求。

圖12 簡(jiǎn)易倉頂平臺(tái)埋件節(jié)點(diǎn)Fig.12 Node of Embedded Parts of Simple Warehouse Top Platform

圖13 各倉內(nèi)主、次鋼梁平面布置Fig.13 Layout Plan of Main and Secondary Steel Beams in Each Warehouse

圖14 簡(jiǎn)易倉頂板支模體系剖面Fig.14 Profile of Roof Formwork Support System of Simple Warehouse

5 結(jié)論及建議

本技術(shù)在廣州某小麥群體筒倉工程滑模施工中成功應(yīng)用，在滑模工藝中，還需要對(duì)“模板拼裝”、“千斤頂安裝”、“支撐桿就位”進(jìn)行重點(diǎn)控制，模板的拼裝應(yīng)平整而牢固，千斤頂和支撐桿的定位和安裝應(yīng)該精確，避免在滑模提升過程中影響滑模整體同步提升從而影響到結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。［10］

在高聳群倉滑升過程中確保了倉壁混凝土在限定時(shí)間內(nèi)完成輸送和澆搗，混凝土快速水平攤鋪澆搗施工安全系數(shù)提高，加快施工進(jìn)度，同時(shí)質(zhì)量可靠，大大降低了施工成本。在工期緊迫的情況下，倉頂結(jié)構(gòu)采用簡(jiǎn)易型鋼支模平臺(tái)，通過對(duì)其主節(jié)點(diǎn)焊縫和型鋼體系的受力分析計(jì)算，降低了后續(xù)支模施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，型鋼質(zhì)輕的特點(diǎn)方便快捷施工，無需大型機(jī)械設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)安裝和拆除操作，減少了人力物力的投入，可為今后同類異型群倉結(jié)構(gòu)工程施工提供良好的借鑒。