王 怡

(深圳市建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站,廣東 深圳 518000)

0 引言

早在20世紀(jì)70年代,歐洲就開(kāi)始使用爬升模板的施工法來(lái)對(duì)建筑物進(jìn)行施工,這樣一方面可以避免采用多臺(tái)起重器工作,使得工地的施工更具平整性和安全性,另一方面也不同于滿堂支架的辦法,浪費(fèi)大量的材料和人工拆卸,施工外立面看起來(lái)整潔美觀,符合綠色施工的理念[1-3]。

我國(guó)的爬模施工的雛形是滑動(dòng)模板,但是也存在諸多問(wèn)題,如提升阻力大,設(shè)備著力不合理等缺點(diǎn)[4],因此,隨著高層建筑的發(fā)展和施工工業(yè)化水平不斷提高,逐步衍生出許多科學(xué)的辦法,其中頂升鋼平臺(tái)和液壓爬模體系為最常見(jiàn)的兩種辦法[5]。頂升鋼平臺(tái)施工是以下面澆筑硬化達(dá)到強(qiáng)度的混凝土為支撐點(diǎn),利用大噸位的千斤頂頂升鋼平臺(tái)而后進(jìn)行施工[6-8],而液壓爬模最主要的特點(diǎn)就是其存在導(dǎo)軌,利用導(dǎo)軌網(wǎng)上升起平臺(tái)[9-10]。這兩種方法均可以用在高層建筑的施工過(guò)程中,頂升鋼平臺(tái)法需要布置多個(gè)千斤頂,同時(shí)需要合理的頂升次序和合理的力學(xué)計(jì)算,防止頂升過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,而液壓爬模有導(dǎo)軌的存在,雖然其頂升較方便,但是其對(duì)建筑物的形狀適用性較差,一般用于等截面建筑,而頂升鋼平臺(tái)的適用性較強(qiáng)。

由上述分析可見(jiàn)這兩種方法均存在其本身的優(yōu)劣勢(shì),但是兩種方法在超高建筑施工過(guò)程中的優(yōu)劣勢(shì)尚無(wú)詳細(xì)的討論和實(shí)際的工程案例,因此,結(jié)合深圳某超高建筑實(shí)際工程,分析兩種方法同在這一超高層建筑工程中施工的情況,探討這兩種常見(jiàn)的施工方法在超高層建筑的應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)和合理性,為以后同類工程中,選擇施工方法提供借鑒和參考。

1 工程概況

本文以深圳龍崗區(qū)某項(xiàng)目為例,該工程項(xiàng)目概況如表1所示。

表1 深圳某項(xiàng)目工程概況

2 某工程液壓爬模體系概況

2.1 爬模架體豎向設(shè)計(jì)

ACF125,ZPM100和PS50三種型號(hào)被用于某項(xiàng)目的核心筒施工中。筒內(nèi)外均布置有爬模系統(tǒng),其中筒內(nèi)的水平結(jié)構(gòu)同步進(jìn)行工作,對(duì)于筒內(nèi)水平結(jié)構(gòu)達(dá)不到的位置,和豎向結(jié)構(gòu)不能應(yīng)用爬模結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行施工工序的地方,某項(xiàng)目的解決方法是采用鋁合金模板的方法來(lái)進(jìn)行施工作業(yè)。某項(xiàng)目所采用的架體主平臺(tái)2.8 m,局部可達(dá)4.3 m。液壓操作平臺(tái)寬度至少達(dá)到2.8 m,為了安全起見(jiàn),平臺(tái)距離墻體的結(jié)構(gòu)距離控制在200 mm,起吊平臺(tái)寬度為8 m,爬模的總高度達(dá)17.0 m。

液壓爬模主要性能指標(biāo)如表2所示。

表2 爬模體系豎向設(shè)計(jì)表

2.2 爬模架體平面設(shè)計(jì)

某工程的爬模體系依據(jù)施工組織設(shè)計(jì)共有62個(gè)機(jī)位,其布置情況如表3所示。

表3 機(jī)位布置情況表

除了機(jī)位的設(shè)置之外,泵站和液壓系統(tǒng)的設(shè)置也是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和施工設(shè)計(jì)來(lái),其中共設(shè)置46套液壓系統(tǒng),同時(shí)為了保證施工的安全,井筒防護(hù)屏爬模單獨(dú)由3套泵站控制,這3套泵站最多可以同時(shí)帶動(dòng)4套液壓系統(tǒng)。

爬模系統(tǒng)在進(jìn)行爬升作業(yè)時(shí),可以分為3個(gè)部分,分段、分塊或者單元整體爬升,在爬模和核心筒之間形成的封閉空間,是該施工方法的安全保障,可以使施工作業(yè)人員避免高空墜落的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)也可以消除工人的恐高心里,提高施工的速度和質(zhì)量,為了清楚的展示爬模的整體平面設(shè)計(jì),將其平面圖置于圖1。

3 本工程頂升模架體系概況

根據(jù)本工程特點(diǎn),核心筒2F—屋面層采用鋼柱筒架交替支撐式液壓爬升整體鋼平臺(tái)模架體系(以下簡(jiǎn)稱鋼平臺(tái)體系)進(jìn)行施工。鋼平臺(tái)體系由鋼平臺(tái)系統(tǒng)、腳手架系統(tǒng)、鋼柱爬升系統(tǒng)、筒架支撐系統(tǒng)和鋼大模系統(tǒng)共五部分組成,通過(guò)筒架支撐系統(tǒng)與鋼柱爬升系統(tǒng)的交替支撐作用實(shí)現(xiàn)爬升,為超高層建筑核心筒施工提供全封閉的作業(yè)空間,見(jiàn)圖2。

3.1 鋼平臺(tái)系統(tǒng)

如圖3所示,由于平臺(tái)要承擔(dān)施工時(shí)其施工層的混凝土結(jié)構(gòu),因此要求系統(tǒng)要有較高的承載力,鋼結(jié)構(gòu)因此被應(yīng)用于頂升系統(tǒng)之中,平臺(tái)將延伸到外墻腳手架區(qū)域,如圖3所示。細(xì)看鋼平臺(tái)的組成部分,可以分為主梁和次梁,在該項(xiàng)目之中,其主次梁均由400 mm×200 mm×8 mm×13 mm的H型鋼結(jié)構(gòu)組成,保證平臺(tái)的支撐。對(duì)于本工程來(lái)說(shuō),整個(gè)鋼平臺(tái)外邊緣距離核心筒剪力墻內(nèi)壁1 400 mm,本工程鋼平臺(tái)初始面積約為835.3 m2。

3.2 腳手架系統(tǒng)

外手腳系統(tǒng)由上3層和下3層組成,其中上3層為模板、鋼筋的存放和施工區(qū)域,下3層主要用于拆模和修整模板,其高度一層為1.9 m,寬度為0.7 m。

內(nèi)腳手系統(tǒng)共6層,頂層高度為2.05 m,其余5層高度為1.90 m/層。內(nèi)掛腳手架每個(gè)獨(dú)立的井道內(nèi)設(shè)置一部上下樓梯,樓梯寬度600 mm。

3.3 鋼柱爬升系統(tǒng)

本項(xiàng)目的鋼柱爬升系統(tǒng)如圖4所示,為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作平臺(tái)的整體同步爬升的作用,共設(shè)4臺(tái)液壓泵站和26套液壓系統(tǒng),這些系統(tǒng)統(tǒng)一由一套集中的控制系統(tǒng)來(lái)控制和調(diào)配;在初始狀態(tài)下,整個(gè)鋼平臺(tái)只能由導(dǎo)軌立柱來(lái)頂升,因此本工程在設(shè)計(jì)的時(shí)候一共設(shè)置26根導(dǎo)軌立柱,每個(gè)導(dǎo)軌立柱設(shè)置2套上下爬升靴,且配置一個(gè)頂升的油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)初始的頂升功能,待下層混凝土澆筑完成達(dá)到一定條件后,拆除,開(kāi)始以完成施工的核心筒混凝土為基礎(chǔ)頂升。

3.4 筒架支撐系統(tǒng)

本工程的筒架支撐系統(tǒng)包括豎向型鋼桿件、橫向型鋼桿件、豎向支撐限位裝置(牛腿)、水平支撐限位裝置(附墻導(dǎo)輪)等,如圖5所示。

4 兩者對(duì)比

表4列出了二者的主要對(duì)比。

表4 頂升鋼平臺(tái)和液壓爬模工藝對(duì)比分析表

從表4可以看出,在超高層建筑核心筒的模架支撐體系中,頂升和爬模兩種方法均可以為施工提供一個(gè)安全封閉的環(huán)境,但是依據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看,爬模方法具有一定的局限性,主要體現(xiàn)在:1)爬模體系的承載力較低,不適用于大荷載的情況,且其機(jī)位較多,整體性不好。2)導(dǎo)軌的存在使得爬模對(duì)于變截面的處理十分困難,因此適用于等截面的情況。3)頂升體系其支撐點(diǎn)要求靈活,可根據(jù)施工速度等需求靈活調(diào)整策略,而爬模體系支撐要求較高,靈活度較低。

在等截面的超高層建筑中,使用兩種方法進(jìn)行施工均可以滿足要求,具體的施工設(shè)計(jì)要求等要看現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和施工單位等各方的實(shí)際情況,但是在復(fù)雜的超高層建筑的施工過(guò)程中,鋼平臺(tái)頂升法要明顯優(yōu)于液壓爬模系統(tǒng),因此本文推薦在超高層建筑中使用鋼平臺(tái)頂升法作為主要的施工方法較為合適。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程中,兩棟相同的超高層塔樓采用了兩種不同的模架支撐體系,雖然二者在安全性、適用性各方面均滿足施工需求,但是爬模體系存在一定適用的局限性,因此在高層建筑核心筒中,采用頂升鋼平臺(tái)體系較好。