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        大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉滑模施工技術(shù)

        2020-10-28 03:12:54秦龍海
        廣東土木與建筑 2020年10期
        關(guān)鍵詞:聯(lián)體滑模鋼管

        秦龍海

        (廣州市第四建筑工程有限公司 廣州510095)

        1 工程概況

        廣州市某糧食儲存混合倉長80 m、寬60 m,為規(guī)整立方體儲倉,該儲倉平面面積大但高度低,高約20.3 m,該混合倉內(nèi)部由144 個呈矩陣分布的聯(lián)體方倉組合而成,144 個倉格平面尺寸相同,均為5 m×5 m形狀,縱橫向各分布12個方倉。該筒倉在國內(nèi)是少見的大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉(144 口)建筑,施工前尚沒有成熟的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。

        針對大規(guī)模矩陣聯(lián)體方倉的特點(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。混凝土壁兩側(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,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,每臺控制柜控制16個倉格所用千斤頂。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睿瑥囊簤嚎刂婆_分出的每條輸油線路的長度一致、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)的剛性平臺容易使滑模整體系統(tǒng)剛度過大,不利于提升過程糾偏,考慮以上因素,本項(xiàng)目采用柔性平臺,即操作平臺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,桁架平臺三維設(shè)計(jì)如圖1所示。

        4 施工過程

        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)場安裝如圖2所示。

        圖1 平臺三維設(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 個聯(lián)體方倉同步滑升澆筑,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1.5 h[8-9],現(xiàn)場配備多臺天泵進(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?,混凝土輸出速度與滑模提升速度需搭配得當(dāng),經(jīng)現(xiàn)場試驗(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)體方倉中單個筒倉空間較小,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

        每個液壓控制臺控制16個方倉,所有控制臺同步開啟及關(guān)閉。

        在爬升桿上等標(biāo)高設(shè)置扣件,每個千斤頂頂部套入調(diào)整鋼管,調(diào)整鋼管外徑大于爬升桿外徑,每根調(diào)整鋼管長度一致,整個系統(tǒng)每上升900 mm,通過觀察調(diào)整鋼管與爬升桿上扣件的距離,即可判斷整個平臺哪些部位上升過快或過慢,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,可有效防止整個混合倉各倉格施工平臺水平歪斜或豎向扭曲,是整個大規(guī)模矩陣方倉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格結(jié)構(gòu)施工。完成的所有倉格頂面高差不大于40 mm。

        4.5 監(jiān)控措施

        過程中需要重點(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)過的爬升鋼管是否有過深壓痕;③每個倉格的操作平臺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,過程中專人負(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)問題快速更換相關(guān)問題構(gòu)配件,現(xiàn)場監(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)體方倉不同倉格操作平臺水平面一致的措施

        嚴(yán)格按照液壓同步滑升控制措施進(jìn)行調(diào)平。不同倉格平臺堆載重量均勻,避免出現(xiàn)某部分或某個倉格堆載過大。專人檢查滑模系統(tǒng)各構(gòu)配件的情況,重點(diǎn)檢查936臺千斤頂運(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,上升過程中,通過對比各倉格四角與地面基準(zhǔn)點(diǎn)的錯位情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)垂直偏斜。當(dāng)發(fā)現(xiàn)各倉格四角向某一方向同時(shí)偏位,即判斷為平臺垂直度偏移,此時(shí)將臨近倉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垂直度測量措施

        滑升中最可能出現(xiàn)的問題是滑模整個裝置系統(tǒng)中心偏移,在矩形筒倉群四個角各掛1 只16 kg 線錘,用3 mm 細(xì)鋼絲懸掛測量?;罢覝?zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn),定期(每上升900 mm)觀察量測。如發(fā)生偏斜,由現(xiàn)場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,對爬升桿上限位扣件高度、調(diào)平鋼管長度、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)域倉格堆載均勻,應(yīng)做到總體對稱堆載,現(xiàn)場操作工人禁止集中于某一倉格進(jìn)行操作,將整個筒倉分為4 個對稱區(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、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)體方倉倉格較多,眾多倉格的滑模平臺組合在一起,將有效抑制整體組合平臺發(fā)生中心扭曲及水平移位。但需要特別注意某一倉格滑模平臺堆載過大,容易引起單倉格嚴(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)體方倉澆筑完成,拆除液壓控制臺、油管,最后將滑模平臺切割分段,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

        某一倉格施工時(shí),四周圍護(hù)模板的中心與倉格中心差值絕對值在5 mm以內(nèi)。

        支承桿占據(jù)倉格某些鋼筋位置,需要替換時(shí),要對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)體方倉設(shè)計(jì)圖紙要求,倉格四壁垂直鋼筋接頭錯位布置,任一倉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。

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

        所有偏斜的糾正應(yīng)緩慢進(jìn)行,每次上升過程的調(diào)整應(yīng)在2 cm 以內(nèi),當(dāng)某一倉格滑模平臺局部傾斜,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。

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

        6 結(jié)語

        ⑴通過調(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)體方倉滑模施工過程的安全質(zhì)量可靠性。

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

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

        ⑷所有倉格滑模操作平臺桁架采用由鋼管與扣件組合而成的柔性桁架,大大減少了各倉格滑模操作平臺自重,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)體方倉滑模施工技術(shù),整體考慮了聯(lián)體方倉倉格小造成的混凝土散熱慢這一特點(diǎn),隨整個聯(lián)體方倉逐步升高而適當(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)體方倉混凝土澆筑的裝置,極大地提高了施工過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,增加了滑模提升過程的持續(xù)性。

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