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高塔滑模施工技术
发布者:站长 发布时间:2017-2-22 9:41:44 阅读:2531

高塔滑模施工技术
摘要:本文对高塔滑模的施工技术做了全面系统地介绍,详细阐述了滑模组装工艺、钢筋、支承杆、混凝土质量控制及滑升过程等施工要点和施工中易产生的常见问题及其处理措施。
关键词:滑模施工;质量控制;常见问题;处理措施
1工程概况
某高塔工程,结构类型为剪力墙结构,设计总高度为109.44m,基础笩板顶面标高为-5.600m。其中-5.600m~34.970m标高段塔壁厚为500mm,34.970m~85.940m标高段塔壁厚为450mm,85.940m~109.440m标高段塔壁厚为350mm。塔壁采取滑模施工。
2塔身滑模施工
2.1液压滑升模板装置的组成
滑升模板装置由模板系统、操作平台系统、液压提升系统、施工精度控制系统、水电配套系统组成。
2.2滑模施工
2.2.1滑模装置的组装
滑模装置组装前,应做好各组装部件编号、操作平台水平标记,弹出组装线,做好墙与柱钢筋保护层标准垫块及有关的预埋铁件等工作。
滑模装置的组装宜按下列程序进行,并根据现场实际情况及时完善滑模装置系统。为了减少滑升时模板与混凝土之间的摩擦力,便于脱模,模板安装时应上口小、下口大,单面倾斜度宜为模板高度的0.1%~0.3%;模板上口以下2/3模板高度处的净间距应与结构
设计截面等宽;模板的搭接处不得漏浆。
液压系统组装完毕,应在插入支承杆前进行试验和检查,并符合下列规定:对千斤顶逐一进行排气,并做到排气彻底;液压系统在试验油压下持压5min,不得渗油和漏油;空载、持压、往复次数、排气等整体试验指标应调整适宜,记录准确。液压系统试验合格后方可插入支承杆,支承杆轴线应与千斤顶轴线保持一致,其偏斜度允许偏差为2‰。
2.2.2钢筋
横向钢筋的长度不宜大于7m;竖向钢筋的直径小于或等于12mm,其长度不宜大于5m。钢筋绑扎时,应保证钢筋位置准确。每一层混凝土浇筑完毕后,在混凝土表面以上至少应有一道绑扎好的横向钢筋。竖向钢筋绑扎后,其上端应用限位支架等临时固定。双层配筋的墙或筒壁,其立筋应成对排列,钢筋网片间应用S字型拉结筋或用焊接钢筋骨架定位。门窗等洞口上下两侧横向钢筋端头应绑扎平直、整齐,有足够钢筋保护层,下口横筋宜与竖钢筋焊接。钢筋弯钩均应背向模板面。必须有保证钢筋保护层厚度的措施。顶部的钢筋如挂有砂浆等污染物,在滑升前应及时清除。
2.2.3支承杆
支承杆的直径、规格应与所使用的千斤顶相适应,插入千斤顶的支承杆的两相邻接头高差不应小于1m,同一高度上支承杆接头数不应大于总量的1/4。支承杆上如有油污应及时清除干净,对兼作结构钢筋的支承杆其表面不得有油污。对采用平头对接支承杆,当千斤顶通过接头部位后,应及时对接头进行焊接加固。采用钢管做支承杆时应符合下列规定:a、支承杆宜为Φ48×3.5焊接钢管,管径及壁厚允许偏差均为-0.2mm~+0.5mm。b、采用焊接方法接长钢管支承杆时,接头处加焊衬管,衬管长度应大于200mm。
用于筒体结构施工的非工具式支承杆,当通过千斤顶后,应与横向钢筋点焊连接,焊点间距不宜大于500mm,点焊时严禁损伤受力钢筋。当发生支承杆局部失稳,被千斤顶带起或弯曲等情况时,应立即进行加固处理。对兼作受力钢筋使用的支承杆,加固时应满足受力钢筋的要求。当支承杆穿过较高洞口或模板滑空时,应对支承杆进行加固。
2.2.4混凝土
用于滑模施工的混凝土,除应满足设计所规定的强度、抗渗性、耐久性等要求外,还必须满足滑模施工的特殊要求。混凝土早期强度的增长速度,必须满足模板滑升速度的要求。按照我国现行滑模施工技术规范,混凝土的出模强度宜控制在0.2Mpa~0.4Mpa范围内。低于这个强度值,可能出现坍落或流淌现象;高于这个强度值,可能出现拉裂,或由于摩阻力过大损坏提升设备或模板等部件。同时,在此种出模强度下,出模后的混凝土表面容易修饰且混凝土后期强度损失较少。混凝土的凝结时间应能保证浇筑上层混凝土时,下层仍处于塑性状态。故混凝土的初凝时间宜控制在2h左右,终凝时间可视工程对象而定,一般终凝时间控制在8h左右。
(1)骨料及配合比
混凝土配合比及材料的选择应根据工程对象、滑升速度及施工时气温而定。混凝土的粗骨料最好采用卵石,其最大粒径不得超过结构最小厚度的1/5和钢筋最小净距的3/4,对于墙壁结构,一般不宜超过20mm。另外在颗粒级配中,可适当加大细骨料的用量,一般要求粒径在7mm以下的细骨料宜达到50%~55%,粒径在0.2mm以下的细骨料宜在5%以上,以提高混凝土的工作度,减少模板滑升时的摩阻力。设计混凝土配合比时,应根据滑升速度、气温情况、水泥品种及砂石级配等因素试配比,以备在施工中根据不同的具体情况选用和调整。也可按气温的变化,根据配合比试验掺入适量外加剂或掺合料,其品种和掺量应通过试验确定。
(2)混凝土(非泵送混凝土)
坍落度为便于浇筑,滑模施工应尽量选用较大的混凝土坍落度。墙板、梁、柱的坍落度为5cm~7cm,配筋密列的结构(筒壁及细柱)为6cm~9cm,配筋特密的结构为9cm~12cm。
(3)和易性
为改善混凝土的和易性、延缓或加快混凝土的凝结时间并节约水泥用量,可在混凝土中掺入适量的减水剂、缓凝剂或早强剂等外加剂以及掺合料,外加剂和掺合料的品种和掺量应通过现场试验确定。
(4)混凝土的浇筑
滑模施工的混凝土浇筑量一般都比较大,为保证滑升速度,须合理划分混凝土浇筑施工区段、安排操作人员,以使各区段的浇筑数量和时间大致相等。混凝土浇筑必须严格执行分层对称交圈、均匀浇筑的制度,防止结构的倾斜或扭转。每一浇筑层的混凝土表面应在一个水平面上。分层浇筑的厚度以200mm~300mm为宜,各层浇筑的间隔时间应不大于混凝土的凝结时间,即浇筑上一层混凝土时下一层混凝土应处于塑性状态(相当于混凝土达0.35kN/cm2贯入阻力值)。当间隔时间超过时,对接茬处应按施工缝的要求处理。气温较高时,宜先浇筑内墙,后浇筑受阳光直射的外墙;先浇筑直墙,后浇筑墙角与墙垛;先浇筑较厚的墙,后浇筑薄墙。在预留孔洞、门窗口、烟道口、变形缝及通风管道等两侧的混凝土应对称均衡浇灌。
振捣混凝土时,振捣器不得直接触及支承杆、钢筋或模板,并且振捣器应插入前一层混凝土内,但深度不应超过50mm。混凝土出模后应及时进行检查修整,且应及时进行养护,养护期间,应保持混凝土表面湿润,除冬季外,养护时间不少于7d。宜选用连续均匀喷雾养护或喷涂养护液进行养护。
2.2.5预留孔和预埋件
预埋件安装应位置准确,固定牢靠,不得突出模板表面。预埋件出模板后应及时清理使其外露,其位置偏差应满足现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)的要求。预留孔洞的胎模应有足够的刚度,其厚度应比模板上口尺寸小5mm~10mm,并与结构钢筋固定牢靠。胎模出模后,应及时校对位置,适时拆除胎模,预留孔洞中心线的偏差不应大于15mm。当门、窗框采用预先安装时,门、窗和衬框(或衬模)的总宽度,应比模板上口尺寸小5mm~10mm。
2.3模板的滑升
滑模施工工艺中,模板的滑升分为初试滑升、正常滑升和完成滑升三个阶段。
2.3.1初试滑升阶段
模板初升时,混凝土的自重必须能克服模板与混凝土之间的滑升摩阻力,否则混凝土可能会被模板带起。一般可在混凝土浇筑至600mm~700mm高度后,且第一层混凝土的强度达0.2Mpa~4Mpa(或用贯入阻力试验法测得的贯入阻力值为0.30kN/cm2~1.05kN/cm2)的出模强度时进行初升。初升前须先进行试滑,此时应将全部千斤顶同时缓慢平稳升起50mm~100mm,观察混凝土有无坍落现象,同时用手指按压出模的混凝土。如有轻微指印和不粘手,且滑升过程中耳闻有“沙沙”声,说明可以开始滑升,反之说明滑升时间已迟。如有坍落或压指印很深的情况,暂不能滑升,可继续浇筑混凝土,等待合适的滑升时间。当模板滑升至200mm~300mm高度后,应稍事停歇,在对所有提升设备和模板系统进行全面检查、调整后,方可转入正常滑升。
2.3.2正常滑升阶段
模板初升成功后即可进入正常滑升阶段。在这个阶段内,混凝土的浇筑、钢筋绑扎、模板滑升等工序之间相互交替并紧密衔接以保证施工顺利进行。正常滑升时,每次滑升的高度应与混凝土分层浇筑的高度相配合,一般为200mm~300mm。在正常气温下,两次提升的时间间隔应控制在1.5h以内。在气温较高时,应增加1~2次中间提升,中间提升的高度为30mm~60mm,以减少混凝土与模板间的摩阻力。连续变截面结构,每滑升一个浇筑层高度,应进行一次模板收分,一次收分量不宜大于10mm。
在滑升过程中,应及时清理粘结在模板上的砂浆和转角模板及收分模板与活动模板之间的夹灰。对被油污染的钢筋和混凝土,应及时处理干净。在模板滑升时,应使所有的千斤顶充分地进、排油。如出现油压增至正常滑升油压值的1.2倍,尚不能使全部液压千斤顶升起时,应立即停止提升操作,检查原因及时进行处理。在滑升过程中,还应随时检查操作平台,支承杆的工作状态及混凝土的凝结状态,如发现异常应及时分析原因并采取有效的处理措施。在滑升过程中,操作平台应保持水平,这是保证结构垂直度的重要措施。为了控制操作平台的水平,应在滑升过程中随时进行有效的水平度的观测,以便及时采取调平措施纠正水平升差。与此同时,也应随时检查和记录结构垂直度、扭转及结构截面尺寸等偏差数值,并采取相应的纠正措施。一般情况下,对连续变截面和整体刚度较小的结构,每滑升一个浇筑层高度应检查、记录一次;对整体刚度较大的结构,每滑升1m至少应检查、记录一次。
2.3.3完成滑升阶段
当模板滑升至距结构顶部标高1m左右时,滑模即进入完成滑升阶段。此时应放慢滑升速度,并对模板进行准确的抄平和找正工作,以使最后一层混凝土能够均匀地交圈,保证顶部标高及位置的正确。混凝土浇筑结束后,模板应继续滑升,直至混凝土与模板不粘结为止。
2.3.4模板滑升速度在正常滑升阶段
(1)当支承杆无失稳可能时,按混凝土的出模强度控制,可按下式确定:
V=H-h-aT
式中:V—模板滑升速度(m/h);H—模板高度1.0m;h—每个浇筑层厚度0.2m;a—混凝土浇筑满后,其表面到模板上口的距离,取0.05~0.1(m);T—混凝土达到出模强度0.2Mpa~0.4Mpa所需时间5h~6h。初步计算滑升速度可达3~3.6m/d。
(2)当支承杆受压时,按支承杆的稳定条件控制模板的滑升速度,可按下式确定:
V=1
0.5
T·!K·P+
0.6
T
式中:V—模板滑升速度(m/h);P—单根支承杆的荷载(kN);T—在作业班的平均气温条件下,混凝土强度达到0.7Mpa~1.0Mpa所需的时间(h),由试验确定;k—安全系数,取K=2.0。
(3)当以施工过程中的工程结构整体稳定来控制模板的滑升速度时,应根据工程结构的具体情况,计算确定。
2.3.5停滑措施
如因施工需要、气候或其它原因,不能连续滑升时,应采取如下可靠的停滑措施:停滑时混凝土应浇筑到同一水平面上;混凝土浇筑完毕以后,模板应每隔0.5~1h整体提升一次,每次提升30mm~60mm,如此连续进行4h以上,直至混凝土与模板不会粘结为止,但模板的最大滑空量不得大于模板高度的1/2;在继续施工时,应对液压系统进行全面检查;对于因停滑造成的水平施工缝,应认真进行处理,以保证继续浇筑的混
凝土与已结硬混凝土的粘结质量。
3施工中易产生的问题及其处理措施
3.1支承杆弯曲
在模板滑升过程中,由于支承杆加工或安装不直、脱空长度过长、操作平台上荷载不均及模板遇有障碍而硬性提升等原因,均可能造成支承杆失稳弯曲。施工中应随时检查、及时处理,以免造成严重的质量和安全事故。对于弯曲变形的支承杆,应立即停止该支承杆上千斤顶的工作,并立即卸荷,然后按弯曲部位和弯曲程度的不同采取相应的加固措施。支承杆在混凝土内部发生的弯曲,从脱模后混凝土表面裂缝、外凸等现象,或根据支承杆突然产生较大幅度的下坠情况,就可以检查出来。此时,应将弯曲处已破损的混凝土挖洞清除。加焊绑条时,应保证必要的焊缝长度。支承杆加固后再支模补灌混凝土。支承杆在混凝土外部易发生弯曲的部位,大多在混凝土上表面至千斤顶下卡头之间或门窗洞口等脱空处。当弯曲程度不大时,可在弯曲处加焊一根与支承杆同直径的绑条(图3a);当弯曲长度较大或弯曲较严重时,应将支承杆的弯曲部分切断,并加焊两根总截面积大于支承杆的绑条(图3b);当支承杆弯曲严重时,应将弯曲部分切断,并将上段支承杆下降,支承杆接头处可采用一段钢套管或直接对头焊接。也可将弯曲的支承杆齐混凝土面切断,另换新支承杆,并在混凝土表面加设由垫板及套管焊成的钢套靴(图3c)。
3.2混凝土质量问题
混凝土水平裂缝或被模板带起。混凝土出现水平裂缝或被模板带起的原因有:模板安装时倾斜度太小或产生反倾斜度;滑升中纠正垂直偏差过急,模板严重倾斜;滑升速度慢,使混凝土与模板粘结;模板表面不光洁,摩阻力太大。防止和解决的办法是针对上述原因进行处理。对于已出现的问题,细微裂缝可抹平压实;裂缝较大时,当被模板带起的混凝土脱模落下后,应立即将松散部分清除,并重新补上高一级强度等级的混凝土。
混凝土的局部坍塌。混凝土脱模时的局部坍塌,主要是由于在模板的初升阶段滑升过早;在正常滑升时速度过快;或混凝土没有严格按分层交圈的方法浇筑,使局部混凝土尚未凝固而造成。对于已坍塌的混凝土应及时清除干净,补上高一级强度等级的干硬性细石混凝土。
混凝土表面鱼鳞状外凸(出裙)。这是由于模板的倾斜度过大或模板下部刚度不足;每层混凝土浇筑厚度过高或振捣混凝土的侧压力过大,致使模板外凸。处理措施是调整模板倾斜度,加强模板刚度;控制每层的浇筑厚度,尽量采用振动力较小的振捣器。
混凝土缺棱掉角。主要是由于棱角处模板的摩阻力比其它部位大所致,或振捣混凝土时碰动主筋,将已凝固的混凝土棱角碰掉而造成。克服的办法是将转角处模板制成圆角或八字形,并严格控制转角处模板的倾斜度;严格掌握混凝土振捣的操作。棱角残缺处,可用同强度等级的水泥砂浆修补。
结束语
该工程施工顺利进行以上技术措施,可供同行同类工程参考。
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