超高層結(jié)構(gòu)外爬內(nèi)支模板綜合施工技術(shù)

中鐵航空港建設(shè)集團北京有限公司 北京 100070

1 工程概況

中鐵西安中心工程為超高層5A甲級寫字樓，地下3 層，地上51 層，建筑總高度為237.8 m。結(jié)構(gòu)形式為筒外框形式，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，主樓4 層以上采用液壓外爬鋼模內(nèi)支木模板的綜合施工工藝，爬模系統(tǒng)采用XHR-YM單側(cè)液壓爬升機構(gòu)。其特點是施工速度快，核心筒樓板與剪力墻同步進行，無需后補樓板，施工便捷，人員可通過結(jié)構(gòu)樓梯及爬模內(nèi)自身鋼樓梯上下。

2 方案設(shè)計

2.1 設(shè)計簡介

附墻液壓爬模架共覆蓋4 個層高，架體共有6 層操作平臺，上2 層為綁扎鋼筋操作平臺，可借助此2 層平臺綁扎鋼筋、澆筑混凝土；中間2 層為支模操作平臺，可在此平臺上完成合模、拆模、清理模板等工作；下層為爬升操作平臺；最底層為拆卸清理維護平臺（圖1）。核心筒共布置XHR-YM-13型單側(cè)爬模提升點43 個：其中外側(cè)24 個，電梯井19 個。附墻導向裝置安裝在混凝土結(jié)構(gòu)上，導軌安裝在附墻導向裝置上，利用自身的液壓頂升系統(tǒng)和上下2 個防墜爬升器分別提升導軌和支架，從而實現(xiàn)爬模的升降運動（液壓油缸額定行程500 mm，標準層共計9 次，見圖2）；本工程外墻與核心筒內(nèi)模板退除采用2 種模式，即核心筒內(nèi)電梯井模板主要通過倒鏈固定在架體上手動調(diào)整鋼模板，外墻主要利用液壓退模裝置實現(xiàn)模板的水平進退及安裝。

圖1 爬模豎向結(jié)構(gòu)示意

2.2 模板配置

2.2.1 外墻液壓爬升模板系統(tǒng)

鋼模板采用86系列，標準層高4.2 m，本工程鋼模板配置 4.25 m（下部與混凝土墻重合50 mm）、鋼模板通過專用連接件與退模機構(gòu)豎向主龍骨連接固定（電梯井內(nèi)鋼模板通過手動倒鏈掛設(shè)在架體牛腿上）。

2.2.2 內(nèi)墻散支散拼模板系統(tǒng)

圖2 主框架頂升平臺

普通15 mm覆膜多層板，次龍骨為4#槽鋼，主龍骨為48 mm× 3.5 mm雙鋼管，Φ14 mm對拉螺栓等。由于木模板強度與鋼模板不一致，所以在與鋼模板對拉部位中部進行加密設(shè)置，模板配置如圖3所示。

圖3 內(nèi)外模板結(jié)構(gòu)示意

2.3 爬升流程及模板調(diào)整

2.3.1 爬升流程[1-4]

澆筑層模板退除→安裝已澆筑層附墻導向座→導軌提升，插入承力銷與附墻座固定→防護鋼板上翻→液壓系統(tǒng)提升架體→防護鋼板下翻→液壓合模→模板加固并進行澆筑混凝土作業(yè)

2.3.2 模板調(diào)整

因外墻爬模裝置含退模平臺支架，首先利用支模液壓油缸將模板推向墻體，因液壓高度及導軌水平位移容易造成鋼模板垂直度及水平位移等問題，本工程可通過自身獨特結(jié)構(gòu)微調(diào)模板到合適位置，主要通過支模絲杠調(diào)整模板垂直度、模板傾斜安裝對拉螺栓（圖4）。

圖4 爬模退模平臺裝置

3 主要施工要點

3.1 變截面爬升處理

本工程墻厚變化量為50 mm、100 mm、150 mm（表1）。其中變化100 mm以下可直接利用架體斜爬實現(xiàn)，架體導軌為傾斜狀態(tài)，提升架體1 層，提升到位后，通過調(diào)節(jié)模板后支撐桿調(diào)節(jié)模板垂直度，調(diào)直后合模，澆筑混凝土；若墻厚度變化量超過100 mm，本工程采用鋼支墊塊形式固定導軌進行爬升，待下次爬升前，將頂墻桿調(diào)節(jié)成正常狀態(tài)（圖5）。

表1 墻厚變化情況表

圖5 模板爬升變截面處理方式

核心筒外墻尺寸由19.0 m×22.2 m分多次變截面至17.8 m×18.0 m。收截面處理，主要通過隨進度逐步除定型鋼模板在4 個大角預(yù)留的Y50 ～Y150 mm模塊達到。

由于總周長變小，致使架體水平操作平臺隨之收縮，水平鋼平臺收縮主要是在角部通過伸縮柔性連接進行調(diào)整，轉(zhuǎn)角處平臺鋼梁相互不連接通過特殊安裝鋼梁加長件，水平花紋鋼板與加長件用鉚釘固定，便于隨時調(diào)整，截面變化后通過調(diào)整伸縮鋼梁的長度來調(diào)整操作面。

3.2 非標準層處理

3.2.1 模板處理方式

本工程標準層高4.2 m，但第7層、22層、37層， 層高均為5.5 m，與標準層相差1.3 m，鋼模板按標準層配置，高度為4.25 m，通過在鋼模板上口焊制定位角鋼固定接高木模板處理方式進行模板支設(shè)，如圖6所示。

圖6 接高木模板支設(shè)示意

3.2.2 爬模爬升處理

因加強層層高為5.5 m，本工程爬模軌道按標準層配置長8 m，所以在此部位外爬模需提前預(yù)留豎向2 套穿墻螺桿預(yù)埋管，通過安裝2 次附墻導向支座，循環(huán)爬升到位。

3.3 結(jié)構(gòu)變化層處理方式

本工程第22層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，核心筒由原有六宮格轉(zhuǎn)變?yōu)樘镒指瘢鋿|側(cè)低區(qū)電梯整體封頂，致使原有東側(cè)外墻從3/8軸變至2/8軸。

機位及模板調(diào)整方法（圖7、圖8）。

拆除原有東側(cè)外墻爬模機位，安裝至原電梯井爬模對應(yīng)機位即可，整體機位數(shù)量減少，但相應(yīng)位置不進行改變；鋼模板通過提起配模預(yù)留位置，將按圖紙整體重新拼裝2/8軸鋼模即可，做到鋼模板通用，不另外新增鋼模板。

圖7 首次安裝爬模提升機位平面布置

圖8 22層結(jié)構(gòu)變化后爬模提 升機位平面布置

3.4 伸臂桁架加強層處理辦法

本工程第22層、37層為加強層，層高5.5 m，剪力墻內(nèi)設(shè)置鋼桁架，核心筒4 個角部均有伸臂桁架，加強層需解決的難點為架體轉(zhuǎn)角處與外伸部分的桁架干涉。解決方法為爬模平臺此部位設(shè)置為柔性連接，轉(zhuǎn)角處調(diào)整伸縮鋼梁及花紋鋼板使操作平臺避開外伸部分的桁架（圖9）。

圖9 上平臺伸臂桁架轉(zhuǎn)角處理

4 施工管理[5-8]

（a）架體螺栓松動或被剪斷。如螺絲有松動現(xiàn)象，應(yīng)立即對螺栓進行緊固；如螺栓被剪斷，應(yīng)作臨時固定并立即更換螺栓。

（b）因超載導致局部架體變形。應(yīng)立即清理架體上所有物品，對局部變形位置進行暫時加固，立即安排更換變形部件的工作，做安全檢查，看其他部位是否正常。

（c）提升過程中突遇大風天氣。應(yīng)立即停止架體的提升作業(yè)，切斷架體提升所需電源，將架體上端懸挑端進行拉接固定，用鋼管和特制扣件拉住爬模架最上端大橫桿，待大風天氣停止后再進行提升。

（d）提升過程中遇障礙物影響提升。因架體高度較高，在提升前需進行聯(lián)合檢查，確認拆除所有障礙物、具備提升條件后方可進行提升。如在提升時遇障礙物，會對整個架體的安全造成嚴重影響，如遇事先沒有發(fā)現(xiàn)的障礙物，應(yīng)立即停止提升，待拆除障礙物后方可再進行提升作業(yè)。

（e）提升過程中液壓缸無法正常工作。在提升過程中當液壓缸損壞時，應(yīng)使防墜爬升器卸荷到導軌上，然后更換液壓缸。

5 結(jié)語

爬模裝置采用定型模塊化加工，現(xiàn)場可提前進行地面拼裝，整體分段吊裝，安裝拆除速度快，施工便捷；從經(jīng)濟效益方面分析，因采用液壓爬模裝置，模板提升僅需2 h（相關(guān)準備工作不占工期），且模板提升人力投入少，保證核心筒施工4～5 d /層，外架與模板一體化，節(jié)省傳統(tǒng)外架搭設(shè)等作業(yè)時間，綁扎鋼筋可穿插進行不占用結(jié)構(gòu)工期，內(nèi)筒水平構(gòu)件及樓梯采用木模板支設(shè)，做到水平結(jié)構(gòu)與豎向結(jié)構(gòu)同時施工，避免后期水平結(jié)構(gòu)施工的不便，共節(jié)約施工工期約50 d，相對整體鋼平臺模架技術(shù)有其費用低廉、拼裝拆除速度快等獨特的優(yōu)勢，在300 m內(nèi)超高層結(jié)構(gòu)施工中占有一定市場。本爬模技術(shù)因做到了整體提升、防護安全到位、外形整體性美觀等，杜絕了安全事故的發(fā)生，大大提高了工程社會效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。