超高層電梯井高大模板安裝施工技術(shù)

沈育龍 楊統(tǒng)元 丁恩亮 施平元 段佰試

【摘要】在超高層建筑中，筏板的厚度一般的2m以上，最厚可達(dá)10m甚至10m以上，為大體積混凝土，為防止大體積混凝土因澆筑方式不合理形成冷縫、或因內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生導(dǎo)致混凝土開裂等情況，一般采取分層、分段澆筑混凝土，延長(zhǎng)施工工期。若采取有效措施一次性澆筑混凝土，可以避免產(chǎn)生施工縫或冷縫，提高混凝土的整體性。

超高層的電梯井通常設(shè)置于筏板中，根據(jù)電梯轎廂的尺寸及電梯速率，一般電梯井深度≥3m，受混凝土側(cè)壓力及浮力作用，此模板加固體系較為復(fù)雜。筏板基礎(chǔ)混凝土能否一次澆筑成型，很大程度上取決于電梯井、集水坑處模板加固體系是否牢靠。

通常情況下，對(duì)類似井坑比較深厚，為防止其模板體系抗側(cè)失穩(wěn)，采取在鋼筋骨架上埋設(shè)螺絲桿進(jìn)行接結(jié)，內(nèi)部采取對(duì)撐加固；為防止模板抗浮，通常在模板體系上采取堆載形式，比如堆模板、鋼筋等配重。

針對(duì)傳統(tǒng)電梯井模板加固體系的做法存在工序復(fù)雜、質(zhì)量較難控制的缺點(diǎn)，作者在武漢市某超高層項(xiàng)目不斷研究，對(duì)此部位的模板加固體系進(jìn)行分析、計(jì)算，提出一種采用傳統(tǒng)的模板、木方、鋼管為原材料進(jìn)行電梯井、集水坑模板安裝的施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】超高層；大體積；混凝土；模板安裝；施工技術(shù)

1.工程概況

武漢某超高層項(xiàng)目由一棟塔樓及裙樓組成，地下3層，塔樓地上46層，裙房地上7層?？偨ㄖ娣e為118461m2，其中地上總建筑面積g4295.8m2，地下總建筑面積24165.2m2，建筑高度為229.1 m。

塔樓區(qū)核心筒周邊及電梯井底部的筏板厚度為3.3m，塔樓核心筒區(qū)其他筏板厚度為4m、4.95m、6m、7m、8m、9m、10m共7種：塔樓區(qū)筏板面標(biāo)高為-16.3m，最深處底標(biāo)高為-26.3m。塔樓區(qū)（含電梯井、集水坑等）標(biāo)高面共有14種。

電梯井的尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：

5600mm×2500mm×5700mm（高區(qū)電梯，2合1，共4個(gè)，）

5600mm×2500mm×3700mm（中區(qū)電梯，2合1，共2個(gè)，）

5600mm×2500mm×3700mm（低區(qū)電梯，2合1，共2個(gè)，）

2700mm×2500mm×3700mm（低區(qū)電梯，獨(dú)立設(shè)置，共2個(gè)，）

2700mm×2500mm×3700mm（1個(gè)，消防電梯），其中電梯井最深為5.7m。

集水坑的尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：

1000mm×1500mm×6700mm。

2.施工工藝原理及流程圖

在深厚大體積混凝土中，經(jīng)常設(shè)置有電梯井、集水井、設(shè)備安裝預(yù)留孔等，一般通過在井底或孔底設(shè)置施工縫，混凝土分兩次澆筑，先澆筑筏板底部區(qū)域，再進(jìn)行井坑處模板安裝、上部鋼筋綁扎，然后澆筑上部混凝土，以防止一次澆筑混凝土?xí)r對(duì)模板產(chǎn)生較大的側(cè)向力和浮力。

本施工工藝通過普通模板、木方、鋼管制作成井孔尺寸一致的“盒體”，“盒體”內(nèi)部采用鋼管作為對(duì)撐，然后盒體安裝就位，上口采用鋼管鎖緊，用圓鋼將上口鋼管與筏板底部鋼筋拉結(jié)，筏板混凝土一次澆筑成型，不再分次澆筑。在澆筑過程中，混凝土對(duì)盒體產(chǎn)生的側(cè)向力由內(nèi)部設(shè)置的鋼管對(duì)撐抵抗，而混凝土對(duì)盒體底面產(chǎn)生的浮力由拉結(jié)的圓鋼抵抗。

3.模板加固體系設(shè)計(jì)、計(jì)算

3.1材料選用

模板：選用15mm厚的膠合板，尺寸為915mm×1830mm：

內(nèi)楞：木方，尺寸為40mm×80mm；

支撐橫桿及立桿、外楞：

選用鋼管由48×3.5；

拉結(jié)筋：HPB300φ20

3.2模板等計(jì)算

根據(jù)高區(qū)電梯、中區(qū)電梯、低區(qū)電梯、消防電梯井及集水坑的尺寸，加固材料的參數(shù)，墻板的參數(shù)，混凝土參數(shù)等進(jìn)行模板側(cè)壓力計(jì)算、模板驗(yàn)算、內(nèi)木楞驗(yàn)算、對(duì)撐橫桿計(jì)算、外鋼楞驗(yàn)算。

以高區(qū)電梯井為例：

（1）模板側(cè)壓力：

由于鋼筋接結(jié)長(zhǎng)度達(dá)7m-10m，對(duì)抗拉強(qiáng)度進(jìn)行折減，取80%，即67824N，

因此，各區(qū)電梯井及集水坑需要的加固鋼筋數(shù)量為：

①高區(qū)電梯井坑（二合一，共4個(gè)），每個(gè)需要的拉結(jié)鋼筋數(shù)量：

782040÷67824=11.5根，每個(gè)井實(shí)際設(shè)置12根，滿足要求。

②中區(qū)電梯井坑（二合一，共2個(gè)）、低區(qū)電梯井（二合一，共2個(gè)），每個(gè)需要的拉結(jié)鋼筋數(shù)量：

507640÷67824=7.5根，每個(gè)井實(shí)際設(shè)置8根，滿足要求。

③低區(qū)電梯井坑（獨(dú)立設(shè)置，2個(gè)）、消防電梯井（1個(gè)），每個(gè)需要的拉結(jié)鋼筋數(shù)量：

244755÷67824=3.6根，每個(gè)井實(shí)際設(shè)置4根，滿足要求。

④集水坑（1個(gè)），需要的拉結(jié)鋼筋數(shù)量：

98490÷67824=1.5根，實(shí)際設(shè)置2根，滿足要求。

4.施工過程

4.1技術(shù)準(zhǔn)備

（1）編制井坑模板系統(tǒng)安全專項(xiàng)施工方案并經(jīng)公司、監(jiān)理審批通過。

（2）在安全專項(xiàng)施工方案實(shí)施前，技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)對(duì)相關(guān)施工人員進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底。

（3）與模板系統(tǒng)施工工序相關(guān)的鋼筋工程和混凝土工程施工人員應(yīng)知曉盒體的特點(diǎn)，做好相關(guān)的配合施工工作。

4.2材料機(jī)械準(zhǔn)備、人員準(zhǔn)備、場(chǎng)地準(zhǔn)備

（1）材料準(zhǔn)備

①根據(jù)材料分析和施工進(jìn)度計(jì)劃的要求，編制材料需要量計(jì)劃，為施工備料，確定物資材料堆放場(chǎng)地，為組織材料運(yùn)輸提供依據(jù)。

②根據(jù)施工要求，選擇合適的起重機(jī)械和吊具。

③拉結(jié)筋采用HPB300φ20mm，提前加工到位，端頭為180度彎鉤，直線段為10d。

（2）木工、架子工、起重工、指揮工等勞動(dòng)人員組織準(zhǔn)備到位。

（3）施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

做好“三通一平”，確保材料設(shè)備有堆放場(chǎng)地及吊車站位區(qū)域。

4.3模板加工及相關(guān)要求

（1）模板及其支撐系統(tǒng)所用的木材，不得有脆性、嚴(yán)重扭曲和受潮后容易變形的木材。

（2）木膠合板邊角應(yīng)涂有封邊膠，為了保護(hù)模板邊角的封邊膠，在支模時(shí)在模板拼縫處粘貼防水膠帶加以保護(hù)，防止漏漿。

（3）木膠合板板面盡量不鉆孔洞，遇有預(yù)留孔洞，可用普通木板及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

（4）木膠合板配制應(yīng)整張直接使用，盡量減少隨意鋸截，造成浪費(fèi)。

（5）釘子的長(zhǎng)度應(yīng)為模板厚度的1.5-2倍。

4.4底模安裝、固定

底模拼裝時(shí)，先在地面鋪上木跳板找平，根據(jù)井坑的平面大小確定材料尺寸，再用鋼管作為外楞（間距為450mm）橫向布置、用鋼管作為加強(qiáng)內(nèi)楞（間距為600mm）縱向布置，并將外楞與內(nèi)楞通過扣件連接，在內(nèi)鋼楞之間按間距150mm鋪設(shè)木方（作為內(nèi)楞），再將木方與外鋼楞采用鐵絲綁扎牢固；

然后逐塊模板用釘子釘在木方上，釘子縱向間距小于100mm；盒體底模整體拼裝并刷好脫模劑后，將底模整體翻轉(zhuǎn)，模板面朝下。

4.5內(nèi)支撐架安裝

底板安裝后，開始按縱向間距800mm、橫向間距600mm、步距為450mm搭設(shè)內(nèi)支撐鋼管架，架體立桿與底板上的內(nèi)鋼楞采用扣件連接。架體安裝按腳手架相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作。

為確保內(nèi)支撐架的整體性，架體縱向外側(cè)面設(shè)置剪刀撐。搭設(shè)過程中架體外側(cè)設(shè)置拋撐。

4.6側(cè)模安裝、固定

內(nèi)支撐架搭設(shè)完成后，將木方按間距150mm用鐵絲綁扎架體四周的外鋼楞上，豎直方向，檢查木方固定后各表面的平整度，符合要求后開始固定第一層豎向模板，用釘子按間距小于100mm釘牢，第一層安裝后，搭設(shè)外操作平臺(tái)，固定上面第二層、第三層模板，直到側(cè)模全部安裝完成。

4.7盒體整體加固

側(cè)模安裝完成后，檢查各側(cè)面的平整度，并對(duì)支撐架進(jìn)行檢查，確保各扣件連接牢固、桿件橫平豎直、受力可靠。若出現(xiàn)盒體尺寸變形或架體局部松動(dòng)，應(yīng)對(duì)架體進(jìn)行加固處理，最后在側(cè)模表面刷脫模劑。

4.8盒體吊裝就位

（1）吊裝機(jī)械選擇

經(jīng)計(jì)算，高區(qū)電梯井（二合一）盒體的重量為7.2t/個(gè)，共4個(gè)；中區(qū)電梯井（二合一）盒體、低區(qū)電梯井（二合一）盒體的重量為4.8t/個(gè)，共4個(gè)；低區(qū)電梯井（獨(dú)設(shè)）盒體、消防電梯井盒體的重量2.7t/個(gè)，共3個(gè)；集水坑盒體的重量為1.8t/個(gè)，共2個(gè)。

根據(jù)作業(yè)半徑（最大為25m）、起重量（最大為7.2t），選用QY130K汽車吊，在26m作業(yè)半徑、配備38t、起重量達(dá)9.6t，滿足吊裝要求。

如現(xiàn)場(chǎng)已安裝塔吊，塔吊的額定起重量滿足要求時(shí)，也可利用塔吊進(jìn)行吊裝作業(yè)。

（2）吊點(diǎn)設(shè)置

每個(gè)盒體均設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，位于各直角立桿中部與橫桿的交叉點(diǎn)，采用4個(gè)5t的弓形卸扣與立桿連接，采用2根鋼絲繩（直徑為11mm，起重量為6.3t）分別將兩條縱邊的卸扣連接起來，為確保吊裝角度大于60度，上部再通過2個(gè)10t的弓形卸扣將上掛在吊鉤的鋼絲繩（直徑為1 2.5mm，起重量為8t）與下部的2根鋼絲繩連接。

如下圖所示：

（3）吊裝就位

盒體的吊裝、安放具體分七步實(shí)施：

①盒體整體組裝完成并經(jīng)三方驗(yàn)收后，方能準(zhǔn)備起吊。同時(shí)，筏板的鋼筋綁扎及其支撐系統(tǒng)安裝完成。

②指揮130t吊機(jī)轉(zhuǎn)移到起吊位置，起重工分別安裝吊點(diǎn)的卸扣，穿好鋼絲繩。

③檢查鋼絲繩的安裝情況及受力重心后，指揮命令將盒體緩慢吊至離地面0.3m～0.5m后，應(yīng)檢查盒體是否平穩(wěn)，檢查無誤后，將盒體豎直吊起。

④將盒體吊至井坑上口，對(duì)位后緩慢下放到井坑內(nèi)，人工采用撬棍等配合，確保盒體不碰撞鋼筋及保護(hù)層墊塊。

⑤安裝就位后，對(duì)盒體內(nèi)部的支撐架及模板進(jìn)行檢查，防止吊裝過程中發(fā)生松動(dòng)。

4.9拉結(jié)筋安裝

盒體安裝后，在盒體上口設(shè)置橫向鋼管作為拉結(jié)筋上端拉結(jié)點(diǎn)，鋼管與支撐架體最上層的桿件用扣件連接。拉結(jié)筋的下端與筏板底板鋼筋拉結(jié)，筏板整體鋼筋骨架的自重及盒體下方混凝土澆筑初凝后形成的重量作為錨固體重量（遠(yuǎn)大于拉結(jié)鋼筋的抗拉強(qiáng)度）

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，各井坑拉結(jié)筋的數(shù)量如下：

（1）高區(qū)電梯井（二合一），共4個(gè)，拉結(jié)筋數(shù)量12根/個(gè)，每個(gè)盒體縱邊各6根，每根長(zhǎng)度9m。

（2）中區(qū)電梯井（二合一）、低區(qū)電梯井（二合一），均為2個(gè)、共4個(gè)，拉結(jié)筋數(shù)量8根/個(gè)，每個(gè)盒體縱邊各4根，每根長(zhǎng)度7m。

（3）低區(qū)電梯井（獨(dú)立設(shè)置）、消防電梯井，各2個(gè)、1個(gè)，共3個(gè)，拉結(jié)筋數(shù)量4根/個(gè)，每個(gè)盒體每邊各1根，每根長(zhǎng)度7m。

（4）集水坑，共2個(gè)，拉結(jié)筋數(shù)量2根/個(gè)，每個(gè)盒體縱邊各1根，每根長(zhǎng)度10m、8m。

4.10混凝土澆筑、監(jiān)測(cè)

（1）在混凝土澆筑過程中，特別是在開始澆筑盒體高度范圍內(nèi)的混凝土，要對(duì)盒體進(jìn)行沉降和位移的監(jiān)測(cè)，頻率為每小時(shí)監(jiān)測(cè)一次，直到混凝土澆筑完成且達(dá)到初凝后，可停止監(jiān)測(cè)。

如監(jiān)測(cè)過程盒體出現(xiàn)漏漿、偏位、上浮等情況，應(yīng)立即停止該部位混凝土的澆筑，研究制定處理方案并實(shí)施后，方可繼續(xù)混凝土澆筑。

（2）大體積澆筑后，必須進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，對(duì)于井坑處，除模板也兼作保溫措施外，為防止井坑處混凝土內(nèi)外溫差過大，在井坑上口同樣鋪上麻袋等，加強(qiáng)保溫。

4.11模板拆除

一般情況下，大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間最少為14天，混凝土內(nèi)外溫差基本穩(wěn)定后，方可去除保溫材料，同樣，井坑處的模板也才可以拆除。首先，將井坑上口的拉結(jié)鋼管拆除、拉結(jié)筋割除，再將支撐架、外楞、內(nèi)楞、側(cè)模自上而下進(jìn)行拆除，最后拆除底模的外楞、內(nèi)楞、模板。

5.結(jié)束語：

超高層電梯井高大模板安裝施工工藝在本項(xiàng)目策劃時(shí)，經(jīng)反復(fù)研究，對(duì)模板加固體系進(jìn)行多次計(jì)算，最終在筏板基礎(chǔ)（厚度為3.3m-1 0m，電梯井深度為5.7m、集水坑深度為6.7m）得到有效運(yùn)用，12600m3混凝土在65h內(nèi)一次澆筑成型，混凝土成型質(zhì)量和感觀質(zhì)量良好，此工法提高施工效率高，縮短筏板施工周期，確保安全、質(zhì)量的同時(shí)，也降低了施工成本。在超高層工程或工業(yè)廠房大型設(shè)備基礎(chǔ)施工中提供借鑒和參考意義。