水泥熟料庫(kù)庫(kù)頂環(huán)梁施工改進(jìn)方法探究

張宗亮

（云南建投第四建設(shè)有限公司，云南 昆明 650000）

水泥作為一種重要的建筑材料被廣泛使用，水泥的生產(chǎn)制備水平是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)工業(yè)能力、建造能力的重要體現(xiàn)。云南省作為國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略的重要拼圖，大量基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)園區(qū)等項(xiàng)目開工，帶動(dòng)了本區(qū)域水泥產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。隨著水泥生產(chǎn)線設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的不斷提高，大規(guī)模的大截面懸挑構(gòu)件、超高模板支撐的實(shí)施也帶來(lái)管理上的巨大挑戰(zhàn)，更加迫切尋找更為科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的施工方法。本文選取熟料庫(kù)庫(kù)頂環(huán)梁施工為切入點(diǎn)，為解決大截面懸挑構(gòu)件、超高模板支撐施工難題提供一些新思路和方法。

1 工程概況

某日產(chǎn)5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線建筑安裝工程中熟料庫(kù)筒體直徑為60m，筒體結(jié)構(gòu)高度為28m，建筑面積2946.47m2，單項(xiàng)抗震烈度為8 度，抗震等級(jí)一級(jí)。筒壁厚度為850mm，筒壁混凝土等級(jí)為C30，筒壁使用直徑25mmHRB400 級(jí)鋼筋，間距200mm。庫(kù)頂環(huán)梁在筒倉(cāng)±0.000m 標(biāo)高以上26.5m，實(shí)際據(jù)地面高度為28.4m。環(huán)梁截面尺寸為1500×1500mm，梁中心線周長(zhǎng)約190m，混凝土強(qiáng)度為C30。

擬建工程熟料庫(kù)為圓形筒體結(jié)構(gòu)，整個(gè)結(jié)構(gòu)施工采用三步施工法，一是完成熟料庫(kù)基礎(chǔ)部分施工；二是使用液壓滑動(dòng)模板施工工藝，完成圓形筒體的筒壁施工至單體標(biāo)高+26.5m；三是完成庫(kù)頂環(huán)梁施工。為完成熟料庫(kù)施工，在熟料庫(kù)范圍投入1 臺(tái)EC6010 型塔吊，1 臺(tái)HG38 型固定塔式布料機(jī)做為垂直運(yùn)輸保證。該項(xiàng)目熟料庫(kù)庫(kù)頂環(huán)梁截面尺寸之大，距地高度之高，均較為少見，高空大截面梁的施工難度較大。

2 傳統(tǒng)施工方案分析

通常情況下，遇到類似熟料庫(kù)庫(kù)頂環(huán)梁施工問題，采用的解決方法多為以下幾種：

2.1 設(shè)計(jì)優(yōu)化法

圖紙會(huì)審階段提出施工問題，提請(qǐng)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位等會(huì)商，進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化或者修改為鋼結(jié)構(gòu)環(huán)梁，通過鋼結(jié)構(gòu)吊裝的方式完成。該方法的優(yōu)點(diǎn)是施工速度快，缺點(diǎn)是造價(jià)高，鋼制環(huán)梁因吊裝單詞起重量影響單節(jié)較短、整體性較差，需要施工滑模平臺(tái)或重新搭設(shè)外架供安裝施工防護(hù)使用。方案實(shí)際可行性一般。

2.2 高支模法

滑模施工至庫(kù)頂環(huán)梁梁底后，拆除滑模平臺(tái)后，重新搭設(shè)高支模架和雙排鋼管外架進(jìn)行支模澆筑。該方法措施投入浪費(fèi)大、性價(jià)比較差；安全管理風(fēng)險(xiǎn)高，方案缺點(diǎn)明顯，不適用。

2.3 預(yù)埋反撐法

在環(huán)梁底以下2m～3m 左右位置埋設(shè)預(yù)埋件，待筒壁滑模施工完成后，在滑模平臺(tái)掛架上將預(yù)埋件鑿出，焊接工字鋼形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（類似懸挑架三角撐），拆除滑模平臺(tái)后，在工字鋼上搭設(shè)模板架和外架，支設(shè)懸挑模板，完成環(huán)梁施工。該施工方法采用較多，具有投入相對(duì)較少，施工較為方便的特點(diǎn)。但缺點(diǎn)明顯：工字鋼需切割，損耗很大；拆除時(shí)多采用單人座板方式，因工字鋼自重較大且焊接，拆除難度大、效率低，工字鋼再次切割、浪費(fèi)較多；工字鋼間距大，存在水平側(cè)移。

2.4 其他方法

針對(duì)高空環(huán)梁施工，也有一些其他地區(qū)采用滑模平臺(tái)提空法實(shí)施的，將滑模平臺(tái)提空模至環(huán)梁頂，利用滑模平臺(tái)反吊施工的。該方法存在較多問題：滑模平臺(tái)提空模后，需要對(duì)液壓千斤頂爬桿進(jìn)行加固，平臺(tái)處于不安全狀態(tài)；平臺(tái)閑置造成成本浪費(fèi)；反吊施工安全、質(zhì)量不以保證。另有其他方法不再列舉，讀者可據(jù)此提出不同觀點(diǎn)進(jìn)行討論。

3 提出改進(jìn)方案

經(jīng)過分析，常用施工方法都多少存在一定弊端，本次優(yōu)中取優(yōu)的原則，以預(yù)埋反撐法為基礎(chǔ)，進(jìn)一步改進(jìn)方案，使安全性、經(jīng)濟(jì)性、可操作性上進(jìn)一步提升。經(jīng)過反復(fù)的討論和必選，提出了鋼管桁架法。

使用Φ48×3.0mm 鋼管桁架代替工字鋼，在筒壁滑模施工至環(huán)梁底1000mm和400mm 位置預(yù)埋兩排PVC 套管，以管徑55 內(nèi)徑為宜。當(dāng)筒壁施工完成后，在平臺(tái)吊架上將3.5m 長(zhǎng)鋼管從預(yù)埋套管中穿過，按照?qǐng)D1：鋼管桁架施工大樣，搭設(shè)鋼管桁架，拆除爬模平臺(tái)，在鋼管桁架上鋪設(shè)腳手板，按照大樣圖所示進(jìn)行外圍臨邊防護(hù)搭設(shè)和模板支撐架。因主節(jié)點(diǎn)為直角扣件受力，故扣件采用全新扣件，單個(gè)扣件抗滑承載力特征值為8KN，為確保安全環(huán)梁施工分兩次進(jìn)行澆筑，取環(huán)梁施工荷載為3KN/m2，鋼筋混凝土為30KN，澆筑沖擊荷載為2KN/m2，總荷載為30×0.5×0.5×1.5+0.5×0.5×（3+2）=12.5KN＜8×2×2=32KN（雙扣件抗滑），分層澆筑后實(shí)際荷載將變小。

圖1：鋼管桁架施工大樣

4 改進(jìn)方案實(shí)施

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）技術(shù)準(zhǔn)備

①施工前由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人向施工管理人員及班組長(zhǎng)進(jìn)行方案交底，再由工長(zhǎng)向施工人員進(jìn)行交底，使有關(guān)施工人員能夠熟悉施工圖紙及模板工程的施工設(shè)計(jì)要求。

②施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)可靠的能滿足模板安裝和檢查需用的測(cè)量控制點(diǎn)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

①挑桿預(yù)留洞留設(shè)完成；

②滑模施工完成；

③施工所需要材料準(zhǔn)備充足。

4.2 工藝流程

挑桿布設(shè)→操作平臺(tái)及防護(hù)欄桿布設(shè)→梁模板安裝及支撐桿搭設(shè)→梁鋼筋綁扎→模板及架體加固→驗(yàn)收→混凝土澆筑

4.3 施工方法

（1）挑桿布設(shè)

預(yù)留挑桿洞口，采用3.5m 長(zhǎng)鋼管穿洞布置，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，內(nèi)邊懸挑1050mm，外邊懸挑1400mm，采用扣件頂死固定。

（2）搭設(shè)操作平臺(tái)及防護(hù)欄桿

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，搭設(shè)立桿及防護(hù)欄桿，鋪設(shè)腳手板及安全網(wǎng)。

（3）梁模板

①工藝流程

搭設(shè)及調(diào)平支撐系統(tǒng)→安裝梁底縱向木楞（托梁采用鋼管）→鋪設(shè)梁底模版→調(diào)整梁模板下皮標(biāo)高及起拱→綁扎梁鋼筋→安裝梁側(cè)模板→檢查模板上皮標(biāo)高、平整度→模板加固→檢查驗(yàn)收

②安裝要點(diǎn)

支架搭設(shè)完畢后，要認(rèn)真檢查梁下木楞與獨(dú)立支柱連接及支架安裝的牢固與穩(wěn)定，根據(jù)給定的水平線，認(rèn)真調(diào)節(jié)支模頂托的高度，將木楞找平。

模板鋪設(shè)完畢后，用卷尺、水平儀檢查梁模板平整度及梁的垂直度及順直度，并進(jìn)行校正。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，筒壁內(nèi)側(cè)設(shè)置1 排模板支撐立桿，外側(cè)設(shè)置2 排模板支撐立桿，采用頂托頂撐。

（4）鋼筋綁扎

架體搭設(shè)、環(huán)梁底模板完成后，報(bào)項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人及安全員進(jìn)行架體驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行梁鋼筋綁扎，嚴(yán)格控制單次調(diào)運(yùn)量，放置鋼筋在梁底模板上。

（5）混凝土澆筑

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，1500mm 高梁分兩次進(jìn)行澆筑，第一次澆筑高度為500mm，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度（24h）以后方可進(jìn)行剩余部分混凝土澆筑。

（6）模板拆除

模板拆除順序與安裝順序相反，先支后拆，后支先拆，先拆非承重模板，后拆承重模板。模板及其支架在拆除時(shí)混凝土強(qiáng)度要達(dá)到100%。最后拆除穿筒壁鋼管時(shí)，采用單人座板的方式，將所有鋼管全數(shù)回收完成，封堵穿筒壁孔洞。

（7）相關(guān)計(jì)算

熟料庫(kù)環(huán)梁防護(hù)支架簡(jiǎn)化為桁架計(jì)算。

（8）施工安全保障措施

①嚴(yán)格按方案進(jìn)行安全技術(shù)交底，保證模板和支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定、強(qiáng)度、剛度。

②嚴(yán)格控制好模板上荷載不大于3.0KN/m2，調(diào)運(yùn)至梁底木板上材料應(yīng)均勻堆碼，盡量分散荷載。

③模板上架設(shè)電線和使用電動(dòng)工具采用36V 的低壓電源。

④裝拆施工時(shí)，上下有人接應(yīng)，隨拆隨運(yùn)轉(zhuǎn)，并把活動(dòng)部件固定牢靠，嚴(yán)禁堆放在腳手板上或拋擲。

⑤模板拆除時(shí)嚴(yán)禁使用大杠或重錘敲擊。拆除后的模板及時(shí)清理混凝土渣塊。由專人負(fù)責(zé)校對(duì)模板幾何尺寸，偏差過大及時(shí)修理。

⑥模板拆除前應(yīng)有混凝土早期強(qiáng)度報(bào)告。懸臂板混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到100%，并且滿足設(shè)計(jì)要求，并辦理拆模申請(qǐng)單。

⑦進(jìn)行模板拆除時(shí)應(yīng)設(shè)置警戒線和監(jiān)護(hù)人，并對(duì)拆除人員進(jìn)行安全交底。

⑧模板和支撐系統(tǒng)拆除后，應(yīng)堆放整齊，不準(zhǔn)留有未拆懸空模板，能運(yùn)走盡量轉(zhuǎn)移。

5 改進(jìn)方案效果分析

通過收集該項(xiàng)目熟料庫(kù)環(huán)梁實(shí)施過程的資料，將該方案效果與預(yù)埋反撐法進(jìn)行對(duì)比分析：經(jīng)濟(jì)性方面，材料基本實(shí)現(xiàn)全回收，特別是鋼管、扣件回收率達(dá)到100%（滑模支撐桿除外）；安全性方面在拆除時(shí)僅需進(jìn)行扣件拆除，且鋼管自重小，安全有保證；進(jìn)度方面基本持平；操作性方面整個(gè)安拆過程均可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便操作。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過該施工方法實(shí)施和分析，可以較好的解決熟料庫(kù)庫(kù)頂環(huán)梁的施工難題，在經(jīng)濟(jì)性、安全性、操作性方面都有一定程度的提升和進(jìn)步，為我們以后攻克其他施工難題提供了思路和方法。我們也將以此為起點(diǎn)，進(jìn)一步探索實(shí)際存在的其他高空懸挑構(gòu)件的更優(yōu)施工方法，更好地發(fā)揮我公司在專業(yè)領(lǐng)域市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力。