高聳筒體整體液壓提升翻模施工技術(shù)

何建升

(陜西建工第七建設集團有限公司，陜西 寶雞 721000)

0 引言

高聳筒體結(jié)構(gòu)施工對筒體截面的精確度及安全性要求很高，傳統(tǒng)滑模、翻模施工技術(shù)存在施工空間狹小、安全隱患多、截面變化處理難、筒體垂直度和防扭轉(zhuǎn)控制效果差、易出現(xiàn)混凝土水平裂縫及施工進度慢等問題。

在煙囪筒體施工中設置液壓提升操作平臺、垂直運輸和模板等系統(tǒng)，采用滑模與翻模技術(shù)相結(jié)合的整體液壓提升翻模施工技術(shù)，可保證筒體垂直度和混凝土施工質(zhì)量，提高施工速度，降低生產(chǎn)風險，獲得良好的經(jīng)濟與社會效益。

1 工程概況

某煙囪板頂標高為-2.000m，筒體高79m(見圖1)；平面尺寸為13.2m×9.3m，壁厚由下至上依次為500，400，350，300，250mm；采用樁筏基礎(chǔ)，平面尺寸為16.1m×12.65m，厚2m；混凝土強度等級為C40，C30；工期要求為130d。

圖1 煙囪

2 技術(shù)原理與優(yōu)點

在筒體混凝土結(jié)構(gòu)中預埋φ51×3.5，Q235鋼管(支撐管)，利用千斤頂與提升架將施工平臺、內(nèi)外組合模板及外掛架的全部荷載轉(zhuǎn)移至支撐管；利用操作平臺進行鋼筋綁扎、模板安裝及混凝土澆筑施工，待混凝土強度滿足要求后，通過液壓提升系統(tǒng)將操作平臺、垂直運輸和模板等系統(tǒng)沿支撐管提升1個模板高度并鎖定，然后進行下一步鋼筋、模板及混凝土施工。

相比于滑模技術(shù)，該技術(shù)施工平臺與模板為非同步提升，脫模時間易控制，筒體截面變化易調(diào)整，模板安拆、就位方便，可避免滑模施工導致的混凝土水平裂縫；相比于翻模技術(shù)，該技術(shù)使用大型機械少，施工速度快，混凝土養(yǎng)護、修整及模板鋼筋施工均在整體封閉的內(nèi)、外掛架上進行，整體安全性好。

3 系統(tǒng)設計

3.1 基本思路

1) 支撐管位置應避開預留洞口，墻體內(nèi)、外模板和預留洞口采用定型鋼模板。

2) 提升平臺爬升時與模板脫離，待提升1個模板高度后，進行鋼筋工程施工，然后進行最下層模板的拆除、提升及本層模板安裝和混凝土施工。

3) 在筒壁內(nèi)、外側(cè)設置懸掛于操作平臺鋼梁上的掛架，作為鋼筋綁扎、模板安拆及混凝土養(yǎng)護等工作的操作平臺。

3.2 系統(tǒng)組成

高聳筒體整體液壓提升系統(tǒng)主要由操作平臺、垂直運輸、模板和提升系統(tǒng)組成。

1) 操作平臺系統(tǒng) 由平臺主梁、環(huán)梁、液壓千斤頂、卷揚機、吊架、平臺板及走道板、內(nèi)外掛架等組成。主梁采用[16b，縱向長11.7m、共7組14 根，橫向長15.6m、共4組8根；環(huán)梁采用[14，長11.6，15.6m的各2根；GYD-60型千斤頂24 個；吊料卷揚機、搖頭扒桿卷揚機各1臺；井架尺寸為2 500mm×2 500mm， 高5m，井架框架采用∟80×8，斜撐及橫擔采用φ48×3鋼管，天梁采用[14；平臺板與走道板采用60mm×100mm方木和15mm厚膠合板；內(nèi)、外掛架高6m、寬0.8m，掛架橫桿及豎桿為∟40×4，水平防護為φ12@500鋼板網(wǎng)，腳手板為φ12@100鋼板網(wǎng)；架體距墻180mm。操作平臺平面如圖2所示。

圖2 操作平臺平面

主梁間通過400mm×400mm×10mm鋼板使用φ14×4螺栓連接；環(huán)梁與主梁焊接連接。

千斤頂通過φ14×2螺栓與焊接在主梁的400mm×100mm×10mm連接板連接。

2) 垂直運輸系統(tǒng) 由料筒、卷揚機、鋼絲繩、井架、天梁、地梁及導索組成。垂直運輸采用1臺3t卷揚機提升1只0.5m3料筒。料筒卷揚機采用電磁制動器，主鋼絲繩采用φ15.5 鋼絲繩，軌道繩采用φ13鋼絲繩。井架底座安裝在操作平臺主鋼梁處，天梁在井架頂端固定，纜風繩(φ50×4鋼管)上部布置在井架頂部，下部與環(huán)梁連接。扒桿長8.4m，仰角50°～60°，主要用于吊運鋼筋，限載500kg；地面卷揚機負責主吊，選用φ13鋼絲繩，平臺上設1臺0.5t卷揚機負責變幅；筒體施工到8m以上時扒桿運輸系統(tǒng)投入使用；施工人員通過搭設在筒體內(nèi)部的定型腳手架上下，嚴禁搭乘料筒上下。

3) 模板系統(tǒng) 采用1.5m高定制鋼模板，用φ40對拉螺栓固定,螺栓水平間距1 000mm、縱距600mm，使用固定于鋼平臺主梁的電動葫蘆進行垂直提升。

4) 提升系統(tǒng) 由支撐管、液壓油泵、千斤頂及油管等組成。提升設備采用由中央控制柜統(tǒng)一控制并固定于提升平臺上的液壓千斤頂。由YKT-36型油泵向主油管供油，再通過分油器分配至千斤頂，液壓系統(tǒng)工作壓力為8MPa；支撐管采用φ51×3.5鋼管，長度為2，4，6m，采用套接剖口焊接接高，內(nèi)套長度≥100mm，相鄰焊縫錯開≥1m。

4 平臺安裝工藝

4.1 平臺安裝流程(見圖3)

圖3 平臺安裝流程

4.2 平臺質(zhì)量要求

1)內(nèi)、外模板及施工平臺在施工至±0.000時組裝，組裝時筒體混凝土強度應滿足平臺荷載要求。

2)主、次梁采用對稱安裝,確保每組梁受力均勻，同時保持中心穩(wěn)定。

3)平臺系統(tǒng)組裝完成后應進行檢查驗收，驗收要求如表1所示。①平臺系統(tǒng)預壓驗收 采用1.2倍荷載試驗檢查平臺系統(tǒng)的整體受力、下沉狀況，測定最大殘余變形量,試驗合格后方可投入使用；②液壓系統(tǒng)試壓驗收 檢查油泵、溢流閥、換向閥、油管、三通、五通、針形閥的受壓與滲漏情況，要求無滲漏現(xiàn)象；③垂直運輸系統(tǒng)驗收 檢查確定系統(tǒng)是否正常工作。

表1 平臺安裝質(zhì)量要求 mm

5 筒體混凝土施工

混凝土施工時采用2套全鋼模板周轉(zhuǎn)，每施工4節(jié)為一循環(huán)，施工流程如圖4所示。

圖4 混凝土施工流程

5.1 鋼筋綁扎

水平鋼筋采用綁扎接頭，且應錯開,同一截面接頭數(shù)量≤25%，鋼筋綁扎須圓弧平滑、間距均勻。

豎向鋼筋按圖紙要求下料，沿筒壁均勻分布，接頭采用電渣壓力焊連接，同一截面接頭數(shù)量≤25%，焊接時焊劑和鋼筋保持干燥，上下鋼筋中心偏差不超過規(guī)范要求。

5.2 混凝土澆筑

混凝土采用同廠、同強度普通硅酸鹽水泥配制的商品混凝土，水灰比≤0.42，混凝土水泥用量≤350kg/m3，同時摻適量粉煤灰和減水劑。粗骨料粒徑≤1/5筒壁厚度及3/4鋼筋凈距，最大粒徑≤40mm。

筒體混凝土以1.5m高為一施工段，利用泵車澆灌?；炷翝仓r，分別沿順時針和逆時針斜坡分層后退澆筑、分層振搗，每層澆筑厚度≤50cm，并用振動器振搗密實。澆筑混凝土時，應對稱變換澆筑方向，防止模板向一個方向傾斜和扭轉(zhuǎn)。

根據(jù)工期要求，筒體施工進度為2d/節(jié)，提升系統(tǒng)應全部支承于已拆模的混凝土筒壁上，從該節(jié)開始向下第1～3節(jié)混凝土齡期強度分別達到2，5，8MPa后方可施工，同時加強對混凝土的養(yǎng)護。

施工縫采取鑿毛處理，在混凝土澆筑前用水濕潤，澆筑時先鋪1層50mm厚與混凝土成分相同的水泥砂漿。

混凝土內(nèi)外表面用養(yǎng)生液養(yǎng)護，筒壁拆模后及時用鏟刀清除外表面浮漿，用手提砂輪機將上、下模板接頭縫及豎向縫打磨光滑，在混凝土表面均勻涂刷養(yǎng)生液進行封閉養(yǎng)護。

6 施工控制及偏差處理

1)筒體中心及標高控制 ①筒體中心由激光鉛錘儀檢測, 基礎(chǔ)施工時在基礎(chǔ)底板上定出中心點，在此中心點上安放激光鉛錘儀并設置防護盒，平臺中心設置激光接收靶；根據(jù)激光在接收靶上偏差值，調(diào)整平臺中心位置。②混凝土采用分層、交圈澆筑，每層厚度≤50cm，提升時須確保筒壁有足夠的抗壓強度，平臺提升速度≤6cm/min，每提升30cm觀測一次中心偏移，并及時調(diào)整。③在支撐管上劃線限制千斤頂升差，保持平臺水平提升，控制中心偏移。

2)平臺爬升及提模施工 ①正常爬升階段，每爬升1m至少檢查1次垂直度；爬升高度到達1.5m時，用鋼筋加固支撐管，再進行下一次30cm的提升。②千斤頂支撐管接頭應相互錯開，第1批插入的支撐管長度應≥20倍管直徑。③模板提升前，先檢查各支撐管有無脫空現(xiàn)象、鋼筋與模板有無掛連之處，檢查無誤后方可提升，提升時應保證所有千斤頂充分給油，回油時充分排油。

3)洞口支撐管加固 在洞口位置每根輻射梁旁的混凝土內(nèi)插入2根φ48×3.5鋼管，支撐管與鋼管用φ12鋼筋每30cm連1道，形成三角形格構(gòu)式支撐。

4)支撐管變形處理 支撐管產(chǎn)生變形時，可切去彎曲部分，將上部支撐管往下插，直至與下部支撐管吻合，再雙面加焊幫條鋼筋。

5)爬升中若千斤頂彎曲失穩(wěn)，應及時將千斤頂卸荷，并用φ20鋼筋插入筒壁混凝土中，上端與支承管焊接，并與相鄰兩支撐管焊牢。

6)當千斤頂出現(xiàn)爬升差時，可查看累積行程數(shù)，計算出每個行程的高差，然后根據(jù)行程高差調(diào)整千斤頂行程數(shù)，并均勻分布操作平臺上的荷載，以使千斤頂爬升同步，確保操作平臺平衡。

7 結(jié)語

該技術(shù)適用于高聳混凝土結(jié)構(gòu)(如煙囪、筒倉、橋墩等)施工，施工安全性高、動態(tài)連續(xù)、效率高，與傳統(tǒng)倒模和滑模技術(shù)相比可節(jié)省大量機械費用，體現(xiàn)綠色環(huán)保、低成本、高效能的特點，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。

本項目煙囪筒體結(jié)構(gòu)施工采用液壓翻模技術(shù)，經(jīng)過120d封頂，提前工期10d，實測主體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)量為12mm(規(guī)范要求≤50mm)，筒壁結(jié)構(gòu)尺寸最大偏差6，-2mm，全高垂直偏差11mm(規(guī)范要求≤22.6mm)， 均滿足規(guī)范要求。