大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)滑模施工技術(shù)

秦龍海

（廣州市第四建筑工程有限公司 廣州510095）

1 工程概況

廣州市某糧食儲(chǔ)存混合倉(cāng)長(zhǎng)80 m、寬60 m，為規(guī)整立方體儲(chǔ)倉(cāng)，該儲(chǔ)倉(cāng)平面面積大但高度低，高約20.3 m，該混合倉(cāng)內(nèi)部由144 個(gè)呈矩陣分布的聯(lián)體方倉(cāng)組合而成，144 個(gè)倉(cāng)格平面尺寸相同，均為5 m×5 m形狀，縱橫向各分布12個(gè)方倉(cāng)。該筒倉(cāng)在國(guó)內(nèi)是少見(jiàn)的大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)（144 口）建筑，施工前尚沒(méi)有成熟的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。

針對(duì)大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)的特點(diǎn)，考慮安全、質(zhì)量、工期等方面的要求，施工采用滑模施工工藝。

2 工藝原理

超大規(guī)模（144 口）矩陣聯(lián)體方倉(cāng)充滑模施工，充分優(yōu)化施工流程、創(chuàng)新混凝土澆筑設(shè)備，在可靠的糾偏糾扭控制措施和液壓同步提升控制技術(shù)等多重技術(shù)保證下［1-3］，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)高質(zhì)量滑模施工。

3 滑模系統(tǒng)設(shè)計(jì)

⑴采用100～250×1 200的普通定型鋼模板，鋼板厚度介于2.0～3.5 mm。該滑升定型模板現(xiàn)場(chǎng)裝設(shè)要達(dá)到：每塊定型鋼模的頂部向混凝土壁內(nèi)略微傾斜，混凝土壁兩側(cè)面的2 塊定型鋼模圍合后類(lèi)似梯形，每塊定型鋼模傾斜率≤0.3%，該做法降低了定型鋼模與混凝土壁接觸面積，減少了大量上升阻力?；炷帘趦蓚?cè)定型鋼模底面以上1/3位置為結(jié)構(gòu)厚度［4］。

⑵采用滾珠式GYD-60型千斤頂936臺(tái)，與千斤頂配套的“П”字架（1550×1000mm）936榀，間距1500mm［5-6］。

⑶選擇YKT-56型液壓控制柜9臺(tái)，每臺(tái)控制柜控制16個(gè)倉(cāng)格所用千斤頂。輸出的油路主管管徑16 mm、輸出的油路支管管徑8 mm，主支管采用軟管，外包軟鋼絲，主支管連接處有分油器。為減少由于油路損失引起的千斤頂?shù)纳?，從液壓控制臺(tái)分出的每條輸油線路的長(zhǎng)度一致、構(gòu)配件相同，這樣可最大限度保證每條線路輸出油量相同，使千斤頂上升均勻［7］。

⑷操作平臺(tái)系統(tǒng)：由于本項(xiàng)目滑模設(shè)備非常密集，采用傳統(tǒng)的剛性平臺(tái)容易使滑模整體系統(tǒng)剛度過(guò)大，不利于提升過(guò)程糾偏，考慮以上因素，本項(xiàng)目采用柔性平臺(tái)，即操作平臺(tái)使用鋼管和扣件組合而成的桁架為支承結(jié)構(gòu)。

桁架采用φ 48 鋼管制作，按井字形式布置。φ 48鋼管端頭支承于槽鋼圍圈，連接處采用焊接連接。以往鋼管桁架較常采用扣件連接形成靜定結(jié)構(gòu)體系，本工程中，為了增加施工安全度，增加桁架斜連接鋼管，形成超靜定桁架結(jié)構(gòu)體系，桁架平臺(tái)三維設(shè)計(jì)如圖1所示。

4 施工過(guò)程

4.1 制作安裝

滑模提升架、內(nèi)外模板、安裝液壓系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝如圖2所示。

圖1 平臺(tái)三維設(shè)計(jì)Fig.1 3D Design of Platform

圖2 滑模設(shè)備制作Fig.2 Production of Sliding Form Equipment

4.2 材料運(yùn)輸

采用塔吊、汽車(chē)吊配合進(jìn)行鋼筋等材料的垂直運(yùn)輸，以及后續(xù)滑模系統(tǒng)的拆解調(diào)運(yùn)。

4.3 鋼筋及混凝土施工

144 個(gè)聯(lián)體方倉(cāng)同步滑升澆筑，假如鋼筋或混凝土施工太慢，則形成的混凝土太硬，容易出現(xiàn)拉裂；假如鋼筋或混凝土施工太快，則形成的混凝土太軟，容易出現(xiàn)混凝土溜跑。

配備足夠數(shù)量的鋼筋工，保證鋼筋綁扎速度滿足施工要求，控制混凝土初凝時(shí)間在4 h，終凝時(shí)間在8 h，通過(guò)試滑，確定材料、人力配備是否滿足施工要求。

每層混凝土澆筑厚度250 mm，2 次提升的間隔時(shí)間不超過(guò)1.5 h［8-9］，現(xiàn)場(chǎng)配備多臺(tái)天泵進(jìn)行混凝土的澆筑，并創(chuàng)新使用新的混凝土澆筑裝置，該裝置可將天泵單點(diǎn)輸出混凝土轉(zhuǎn)換為多點(diǎn)輸出，可極大提高混凝土澆筑效率，混凝土多點(diǎn)輸出裝置如圖3所示、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況如圖4所示。

圖3 混凝土多點(diǎn)輸出澆筑裝置Fig.3 Concrete Multi-point Output Casting Device

圖4 天泵等設(shè)備澆筑混凝土Fig.4 Concrete is Poured by Sky Pump and Other Equipment

當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁馗撸炷凛敵鏊俣扰c滑模提升速度需搭配得當(dāng)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及實(shí)際操作，遇35 ℃以上高溫天氣時(shí)，提升速度0.2 m/h 較為合適，遇35 ℃以下天氣時(shí)，提升速度不超過(guò)0.15 m/h 較為合適。實(shí)際操作還需根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r而定，時(shí)間長(zhǎng)需防止拉裂現(xiàn)象，時(shí)間短則需防止溜跑現(xiàn)象。由于大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)中單個(gè)筒倉(cāng)空間較小，散熱比較慢，當(dāng)滑模施工至總高度的1/3 以后，必須同步考慮混凝土自身散發(fā)的熱量對(duì)初凝時(shí)間的影響，越向上升混凝土初凝越提前，需根據(jù)形成的混凝土情況，適當(dāng)加快滑模提升速度，或在混凝土內(nèi)增加適量緩凝外加劑，保證滿足操作需要［10］。

4.4 液壓同步滑升控制

每個(gè)液壓控制臺(tái)控制16個(gè)方倉(cāng)，所有控制臺(tái)同步開(kāi)啟及關(guān)閉。

在爬升桿上等標(biāo)高設(shè)置扣件，每個(gè)千斤頂頂部套入調(diào)整鋼管，調(diào)整鋼管外徑大于爬升桿外徑，每根調(diào)整鋼管長(zhǎng)度一致，整個(gè)系統(tǒng)每上升900 mm，通過(guò)觀察調(diào)整鋼管與爬升桿上扣件的距離，即可判斷整個(gè)平臺(tái)哪些部位上升過(guò)快或過(guò)慢，從而進(jìn)行調(diào)平。實(shí)操調(diào)平由工人執(zhí)行、復(fù)驗(yàn)校核由技術(shù)人員執(zhí)行。采用以上操作，可有效防止整個(gè)混合倉(cāng)各倉(cāng)格施工平臺(tái)水平歪斜或豎向扭曲，是整個(gè)大規(guī)模矩陣方倉(cāng)能夠快速施工完成的關(guān)鍵保障，等高調(diào)整系統(tǒng)如圖5所示。

圖5 等高調(diào)整系統(tǒng)Fig.5 High Adjustment System

在整個(gè)滑模系統(tǒng)接近上升到頂時(shí)，還需進(jìn)行最后一次抄平、調(diào)平，最后即可完成所有倉(cāng)格結(jié)構(gòu)施工。完成的所有倉(cāng)格頂面高差不大于40 mm。

4.5 監(jiān)控措施

過(guò)程中需要重點(diǎn)觀察監(jiān)控的部位：①加載后爬升鋼管是否有失穩(wěn)跡象；②千斤頂滾珠經(jīng)過(guò)的爬升鋼管是否有過(guò)深壓痕；③每個(gè)倉(cāng)格的操作平臺(tái)豎向中心線是否偏移、水平面是否扭轉(zhuǎn)。

每次上升，提前空轉(zhuǎn)泵站1～2 min，每條輸油路線在供滿油后持續(xù)2～3 s，每條油路返油需持續(xù)不少于10 s，過(guò)程中專(zhuān)人負(fù)責(zé)查看輸油線路及線路上各構(gòu)配件是否有泄壓漏油，出現(xiàn)問(wèn)題快速更換相關(guān)問(wèn)題構(gòu)配件，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控如圖6所示。

圖6 監(jiān)控混凝土出模情況Fig.6 Monitor Concrete Moulds

4.6 糾偏措施

⑴控制大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)不同倉(cāng)格操作平臺(tái)水平面一致的措施

嚴(yán)格按照液壓同步滑升控制措施進(jìn)行調(diào)平。不同倉(cāng)格平臺(tái)堆載重量均勻，避免出現(xiàn)某部分或某個(gè)倉(cāng)格堆載過(guò)大。專(zhuān)人檢查滑模系統(tǒng)各構(gòu)配件的情況，重點(diǎn)檢查936臺(tái)千斤頂運(yùn)轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)損壞立即更換。

⑵大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)滑模系統(tǒng)水平方向平移的預(yù)防和防扭轉(zhuǎn)的措施

垂直度控制采用激光鉛垂儀和線錘觀察裝置，上升過(guò)程中，通過(guò)對(duì)比各倉(cāng)格四角與地面基準(zhǔn)點(diǎn)的錯(cuò)位情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)垂直偏斜。當(dāng)發(fā)現(xiàn)各倉(cāng)格四角向某一方向同時(shí)偏位，即判斷為平臺(tái)垂直度偏移，此時(shí)將臨近倉(cāng)格混凝土輸入方向朝反方向進(jìn)行，可及時(shí)糾正垂直偏斜。

⑶垂直度測(cè)量措施

滑升中最可能出現(xiàn)的問(wèn)題是滑模整個(gè)裝置系統(tǒng)中心偏移，在矩形筒倉(cāng)群四個(gè)角各掛1 只16 kg 線錘，用3 mm 細(xì)鋼絲懸掛測(cè)量?；罢覝?zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，定期（每上升900 mm）觀察量測(cè)。如發(fā)生偏斜，由現(xiàn)場(chǎng)提升總指揮組織相關(guān)人員實(shí)施糾偏。

⑷扭、偏預(yù)防

制定提升制度，嚴(yán)格限定每次輸油上升高度，對(duì)爬升桿上限位扣件高度、調(diào)平鋼管長(zhǎng)度、千斤頂位置進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)檢查，做到邊升邊檢查。各區(qū)域倉(cāng)格堆載均勻，應(yīng)做到總體對(duì)稱(chēng)堆載，現(xiàn)場(chǎng)操作工人禁止集中于某一倉(cāng)格進(jìn)行操作，將整個(gè)筒倉(cāng)分為4 個(gè)對(duì)稱(chēng)區(qū)段同步施工?；炷粮鶕?jù)實(shí)際狀況不斷倒換輸送。支承桿勤量、勤測(cè)、勤糾，前期選擇剛度富余的支撐桿可有效預(yù)防偏斜。大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)倉(cāng)格較多，眾多倉(cāng)格的滑模平臺(tái)組合在一起，將有效抑制整體組合平臺(tái)發(fā)生中心扭曲及水平移位。但需要特別注意某一倉(cāng)格滑模平臺(tái)堆載過(guò)大，容易引起單倉(cāng)格嚴(yán)重變形或破壞，造成不必要損失，采取“主防輔糾”的原則進(jìn)行施工。

大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)澆筑完成，拆除液壓控制臺(tái)、油管，最后將滑模平臺(tái)切割分段，利用塔吊將各分段吊至地面，在地面將各分段分解回收，拆除過(guò)程如圖7所示。

圖7 拆除滑模設(shè)備Fig.7 Remove Slide Equipment

5 滑升質(zhì)量控制

某一倉(cāng)格施工時(shí)，四周?chē)o(hù)模板的中心與倉(cāng)格中心差值絕對(duì)值在5 mm以內(nèi)。

支承桿占據(jù)倉(cāng)格某些鋼筋位置，需要替換時(shí)，要對(duì)占位支撐桿周邊做鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)面積不小于1.2倍支撐桿面積；補(bǔ)強(qiáng)筋豎向連接不少于10倍補(bǔ)強(qiáng)筋半徑長(zhǎng)度，接口縫焊牢，縫高厚達(dá)到1 cm以上。

按照大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)設(shè)計(jì)圖紙要求，倉(cāng)格四壁垂直鋼筋接頭錯(cuò)位布置，任一倉(cāng)格壁的某一水平截面，鋼筋接頭數(shù)量不得大于這一截面所有垂直鋼筋數(shù)量的1/4；倉(cāng)格四壁所有水平鋼筋的連接要求與垂直鋼筋連接要求相同。

倉(cāng)格四壁鋼筋保護(hù)層厚度，在滑升時(shí)，用彎曲小鋼筋貼于主筋面保證主筋與模板面的距離達(dá)到保護(hù)層厚度要求。

上升過(guò)程整個(gè)平臺(tái)的歪斜，盡量前期做好預(yù)防措施，防止歪斜發(fā)生；上升過(guò)程需重點(diǎn)關(guān)注單個(gè)倉(cāng)格堆載過(guò)大，觀察某一倉(cāng)格四壁模板的扭轉(zhuǎn)變形，可判斷某倉(cāng)格是否堆載過(guò)大，倉(cāng)格模板堆載變形值，水平及豎向3 m為一個(gè)測(cè)量單位，變形不大于2 cm。

所有偏斜的糾正應(yīng)緩慢進(jìn)行，每次上升過(guò)程的調(diào)整應(yīng)在2 cm 以內(nèi)，當(dāng)某一倉(cāng)格滑模平臺(tái)局部?jī)A斜，需要調(diào)整局部千斤頂升速以糾正，所調(diào)整一側(cè)千斤頂?shù)纳賾?yīng)不大于不調(diào)整一側(cè)的1%。

整體上升后形成的倉(cāng)格壁混凝土，起初強(qiáng)度需達(dá)到0.2 MPa 以上，每8 h 檢查起初強(qiáng)度2 次；預(yù)留孔和預(yù)留口等處的支撐體系，不得過(guò)早拆除，需在支撐體系上部混凝土達(dá)到自身設(shè)計(jì)強(qiáng)度的0.7倍以后拆除。

從滑升模板滑過(guò)的混凝土，需快速檢查是否發(fā)生溜跑，發(fā)生后快速抹面修補(bǔ)；新出滑升模板的混凝土立即養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)持續(xù)7 d以上。

每個(gè)倉(cāng)格施工完成3 m 留置一組混凝土試塊，并按要求檢驗(yàn)。

6 結(jié)語(yǔ)

⑴通過(guò)調(diào)整滑升模板單板傾斜度、合理設(shè)計(jì)液壓管路系統(tǒng)、減少整體剛度等措施，提升了大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)滑模施工過(guò)程的安全質(zhì)量可靠性。

⑵將液壓控制臺(tái)輸出各管路上的各種構(gòu)配件、油路長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為一致，可極大提高整個(gè)大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)各倉(cāng)格平臺(tái)上升同步性。

⑶制定嚴(yán)格的管理制度，整個(gè)滑模系統(tǒng)的每次上升，由兩級(jí)人員調(diào)平及校核，有效地防止整個(gè)混合倉(cāng)各倉(cāng)格施工平臺(tái)水平歪斜或豎向扭曲。

⑷所有倉(cāng)格滑模操作平臺(tái)桁架采用由鋼管與扣件組合而成的柔性桁架，大大減少了各倉(cāng)格滑模操作平臺(tái)自重，各桁架設(shè)計(jì)成多斜桿超靜定體系，增加了施工安全度。

⑸大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)滑模施工技術(shù)，整體考慮了聯(lián)體方倉(cāng)倉(cāng)格小造成的混凝土散熱慢這一特點(diǎn)，隨整個(gè)聯(lián)體方倉(cāng)逐步升高而適當(dāng)加快滑模提升速度，或調(diào)整混凝土凝結(jié)時(shí)間，保證滿足操作需要。

⑹研發(fā)了新型的適用于大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(cāng)混凝土澆筑的裝置，極大地提高了施工過(guò)程中混凝土澆筑速度，從而減少了混凝土脫模強(qiáng)度高造成的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。

⑺采取合理的限位、防偏措施，增加了滑模提升過(guò)程的持續(xù)性。