專題企口式全鋼大模板在超高層建筑中的施工應(yīng)用

1、企口式全鋼大模板在超高層建筑中的施工應(yīng)用宋衛(wèi)國 錢藝柏(江蘇省華建建設(shè)股份有限公司深圳分公司 深圳 518034)【摘要】 超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工中的采用全鋼企口式大模板，能提高建筑施工現(xiàn)場的工業(yè)化施工程度，節(jié)約材料，降低成本，并滿足清水混凝土的施工質(zhì)量要求。【關(guān)鍵詞】高層建筑；企口式全鋼大模板；直芯帶；自爬升筒模；爬升動力1 工程概況駿皇名居工程位于深圳市福田保稅區(qū)，為一裙三塔式高層住宅，地下兩層，地上有1#、2#、3#樓三棟三十四層，全現(xiàn)澆鋼筋砼剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑面積74315.5m2，工程總高度125.4m。其中13層為大柱網(wǎng)框剪結(jié)構(gòu)商用裙房，四層以上為標(biāo)準(zhǔn)層住宅，層高2800mm，板厚1

2、00-150mm，墻厚200、250、300mm，在標(biāo)高63.27m以上墻厚發(fā)生變化。該工程采用以整體全鋼企口搭接式大鋼模板為主，多種模板相組合施工工藝，滿足了合同規(guī)定的工期要求，保證了工程質(zhì)量，降低了工程施工成本，社會經(jīng)濟效益顯著。2 模板的設(shè)計與構(gòu)造根據(jù)工程的不同結(jié)構(gòu)和不同部位分別進行模板設(shè)計：整個工程剪力墻采用整體全鋼企口搭接式大鋼模板；電梯井筒采用自爬升筒模體系；現(xiàn)澆樓板、梁采用鋼管支撐+可調(diào)U型托+木龍骨+膠合板的早拆模板；門窗洞模采用鋼木結(jié)合整支散拆模板；樓梯踏步采用全鋼敞開式整體鋼模板。2.1 剪力墻全鋼企口搭接式大模板設(shè)計2.1.1 剪力墻模板：根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式及開間進深尺寸確

3、定模板規(guī)格，為突出大模板施工的整體性，在滿足塔吊起重量允許的條件下，模板盡量加工成大塊。模板塊的面板采用6mm鋼板，板間用企口（又稱：子母口）相互銜接，企口寬40mm，并留置2mm以便模板支拆，用鉤頭螺栓將相鄰的兩塊模板連接后，再用直芯帶將之連成一體。豎肋采用8#槽鋼，間距300mm，上下封頭及左右邊框為80*8角鋼，模板的橫背楞（主龍骨）采用雙向10#槽鋼焊接而成，槽鋼間距55mm，橫背楞與豎肋焊成整體，橫背楞縱向間隔900-1300mm。由于該模板為橫背楞模板，可借助直芯帶這種獨特的鎖緊工具，對各個連接節(jié)點進行加固處理，這樣可以保證模板的強度和剛度，也體現(xiàn)出大模板的整體性。內(nèi)模設(shè)計高度=層

4、高板厚+20mm=2720mm，外模設(shè)計高度=層高+搭接尺寸（50mm）=2850mm，這樣能使內(nèi)墻砼的施工縫隱藏在樓板內(nèi)，外墻施工縫上下銜接，混凝土澆筑后整體觀感效果好，保證質(zhì)量。為保證施工支模時模板穿墻對拉螺栓位置的一致性及模板良好的通用性，內(nèi)外模板的下口就位標(biāo)高設(shè)計為同一標(biāo)高位置。模板構(gòu)造見圖1,a.外模設(shè)計尺寸，b.內(nèi)模設(shè)計尺寸 a.外模 b.內(nèi)模圖1 內(nèi)、外模構(gòu)造圖2.1.2 陰陽角模板：本工程采用小陰角大陽角模板方案，根據(jù)墻體厚度和墻面大模板布置后的余量設(shè)計，陰角模尺寸為200*200mm，陽角模尺寸為450*450mm，500*500mm；陰陽角模與相鄰墻模成企口銜接，并利用鉤頭

5、螺栓連接固定后，再用直芯帶將相鄰模板連成一體，并與大模面板之間留2mm間隙，以便坼支。63.27m以上墻體厚度發(fā)生變化時，更換角模來調(diào)節(jié)模板尺寸。陰陽角支模見圖2： 圖2 陰陽角節(jié)點圖2.1.3 斜支撐：在模板后部配置斜支撐，由型鋼三角架支撐和可調(diào)螺母組成，施工時用調(diào)節(jié)螺母高度來調(diào)整控制模板的垂直度；并滿足模板自穩(wěn)要求，拆模后作為模板堆放時臨時支撐的支架。2.1.4 平臺：在模板上部配置操作平臺架，承擔(dān)自重和施工荷載，由主梁、次梁、邊次梁、腳手板、牛腿焊接組成。用M16螺栓固定在模板上口及橫肋上。寬度500mm，布置間距1.2M，作為施工人員的操作行走平臺。2.1.5 承重架：承重架是外墻模板

6、在安裝后的主要承重結(jié)構(gòu)。是由型鋼焊接而成的三角架承重體系，利用墻體拆模后的穿墻螺栓洞將承重架與砼墻體固定。2.1.6 穿墻螺栓：采用直徑30mm的“T”型扣錐型螺栓，由螺母、銷板、墊板組成。施工時不加套管，見圖3、a。2.1.7 直芯帶：利用鋼楔子將相鄰的兩塊大模或大模板與陰陽角模之間進行加固處理的鎖緊工具，使板間接縫更加嚴密，見圖三、b。2.2 電梯井自爬升筒模設(shè)計2.2.1 爬升原理：自爬升筒模是一種適用于高層建筑核心電梯井筒結(jié)構(gòu)施工的模板系統(tǒng)，利用附著于砼a、穿墻螺栓 b、直芯帶圖3 穿墻螺栓、直芯帶連接圖筒壁結(jié)構(gòu)上的支撐系統(tǒng)上懸掛的手動葫蘆，將模板系統(tǒng)收模提升一個標(biāo)準(zhǔn)層高度，將筒模在樓

7、面處臨時支墊固定平穩(wěn)后，最后利用模板龍骨作支點，用手動葫蘆將平臺支撐系統(tǒng)提升一個標(biāo)準(zhǔn)層高度，再將模板就位合模，從而完成一次爬升過程，實現(xiàn)了電梯井筒模自爬或者說模架互爬的一個循環(huán)。2.2.2 平臺：平臺為附著于筒體內(nèi)部砼墻上的，承擔(dān)自身及模板提升時的全部荷載及模板施工作業(yè)的操作平臺；每個筒模采用一層平臺，平臺由主梁、次梁、邊次梁、腳手板、牛腿組成，主、次梁均為12#槽鋼；牛腿是平臺主梁在砼墻上的支承構(gòu)件，靠偏重作用它在平臺提升時可自動向下翻轉(zhuǎn)70°，它的中部用一個33×180軸與平臺主梁相連接，無外力作用時牛腿在自重作用下，保持水平，而自行伸入預(yù)留孔內(nèi)。2.2.3 內(nèi)支架：是

8、提升和調(diào)整筒模的支承架，本工程內(nèi)支架采用普通鋼管扣件搭設(shè)，支架的下方與平臺次梁采用銷桿連接固定；內(nèi)支架高4.2m，架體步高1.2m，單井筒體支架長寬均為950mm，雙連筒體支架長2500，寬950，支架剪刀撐長寬方向分別設(shè)置；支架頂部設(shè)置提升橫梁。2.2.4 筒模模板系統(tǒng)：采用全鋼企口搭接式模板+爬升動力體系，模板由可調(diào)角模、四面鋼大模板、陰角連板、可調(diào)拉桿構(gòu)成。鋼大模板：材料和設(shè)計同剪力墻大模板，由5mm厚鋼面板及豎肋與橫背楞組成，豎肋為8#槽鋼，間距300，橫背楞為雙向10#槽鋼，上下共四道。角模：采用鉸鏈?zhǔn)娇烧{(diào)角模，可調(diào)角橫連接板與鋼大模板邊豎龍骨利用M12螺栓連接，可調(diào)角模的規(guī)格為30

9、0×300×1500，每個筒模8個，每一個角部均采用兩個可調(diào)角模上下連接而成。陰角連板：是筒模模板支模時的安裝構(gòu)件，是筒模每個角兩邊大模板的橫龍骨之間的連接件，陰角連板與大模板橫龍骨間是通過錐銷銷緊連接，如圖4?？烧{(diào)拉桿：主要用作脫模和支模，它是由套管和螺紋螺桿組成。脫模時正向轉(zhuǎn)動套管，使螺桿產(chǎn)生軸向移動，帶動筒大模板向內(nèi)收進，角模跟隨轉(zhuǎn)動，模板脫離砼表面，達到脫模目的；支模時則反向轉(zhuǎn)動套管直至模板就位。2.2.5 爬升動力：在附著于砼壁結(jié)構(gòu)上的支撐系統(tǒng)上懸掛手動葫蘆，每個筒模系統(tǒng)配置四只2T手動葫蘆作為模板爬升的動力。將模板系統(tǒng)收模后提升到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)層高度，再將模板就位合模

10、，完成一次爬升。2.3 梁板模板鋼管支撐+可調(diào)U型托+木龍骨+膠合板的早拆模板設(shè)計2.3.1 梁、板模板采用早拆方案，可加速模板的周轉(zhuǎn)，減少模板的配置量。2.3.2 梁、板模板配置3套，支撐體系配置2.5套，施工中第三層的模板從第一層周轉(zhuǎn)使用，第三層的支撐配置半層，另一半層從首層采用“隔一拆一”的方法，拆除一半支撐周轉(zhuǎn)到第三層。2.4 門窗鋼木結(jié)合整支散拆模板門窗洞模板采用鋼木結(jié)合整支散拆方案，角部配置鋼護角，以保證角部成90度、洞口方正，外角140*140角鐵，內(nèi)角100*100角鋼，與混凝土接著的四側(cè)模板為木模板，肋為50*100木方，為便于門窗框安裝，在施工時外墻窗洞、門洞和內(nèi)墻進戶門時

11、應(yīng)在面板上加15mm厚80mm寬塑料板，留出門窗框凹槽，安裝支撐用木方。施工時兩側(cè)大模將洞口封閉，即門窗洞口不影響大模尺寸的設(shè)計。3 模板工程施工 3.1 施工流水段劃分：根據(jù)每幢樓對稱布置的特點，以及為保證主體的正常施工，提高施工進度，節(jié)約大模板的一次用量和制作費用，將每幢樓層剪力墻劃分為兩個對稱的施工流水段，大模板配置一半。電梯井核心筒模板滿配。3.2施工工藝流程：3.2.1 墻體大模板施工流程放模板就位線砂漿找平層鋼筋、埋件隱蔽工程驗收安裝門窗洞模板安放角模安裝內(nèi)模安裝穿墻螺栓安裝外模并固定（之前應(yīng)進行承重架的安裝、固定）調(diào)整模板垂直度、校正在所有接縫處加直芯帶加固澆筑砼拆模、用塔吊吊到

12、地面清理、保養(yǎng)進入下一施工層3.2.2 電梯井自爬升筒模施工流程筒模就位鋼筋綁扎及隱蔽驗收安裝筒外大模封模澆筑砼脫模提升筒模就位、臨時墊穩(wěn)提升平臺平臺就位固定就位筒模 見圖53.3 混凝土剪力墻大模板施工3.3.1 制作：根據(jù)層高及構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸在廠家定型制作，現(xiàn)場拼裝。內(nèi)模配置高度=層高板厚+20mm=2720mm，外模配置高度=層高+搭接尺寸（50mm）=2850mm，這樣能使內(nèi)墻砼的施工縫隱藏在樓板內(nèi)，外墻施工縫上下銜接，保證質(zhì)量。3.3.2 安裝： 、安裝前清理干凈后均勻涂刷脫模劑。、支墻模前先支撐門窗洞模，門窗洞模在樓面拼裝成整體后放置就位，支撐后水平方向用兩根木方對撐，用木方頂撐，

13、為防止模板串位，在模板四周加限位鋼筋，門窗模板與大模接著處粘貼海綿條。、用起重塔吊分塊吊裝就位安裝，按樓板及模板的編號吊裝就位。吊裝順序：陰陽角模內(nèi)墻模外模。、每個房間模板安裝時先將四個角模放牢就位，然后吊放大塊模板就位，角模與相鄰大模板以及直墻連接處兩塊大模先用M16標(biāo)準(zhǔn)螺栓連接，然后再用直芯帶聯(lián)接，鋼楔子鎖緊加固，用斜支撐調(diào)整模板的位置及垂直度。穿墻螺栓從兩根槽鋼空檔穿越。、承重架的安裝，用起重塔吊協(xié)助，利用墻體拆模后的穿墻螺栓洞將承重架用穿墻螺栓與砼墻體固定。布置間距不大于2100mm。、支模方案見圖6，a.內(nèi)模支模示意，b. 外模支模示意 a.內(nèi)模支模 b.外模支模圖6 內(nèi)外模支模方案

14、3.3.3 脫模：脫模時間必須與砼強度增長相適應(yīng)，強度必須得到1Mpa。順序與安裝模板相反，先拆穿墻螺栓，直芯帶，后在松動斜支撐架，使模板完全脫離砼墻面。角模兩側(cè)都是砼，拆模時用撬棍松動后脫模。3.3.4 模板堆放：有組合支撐架模板應(yīng)面對面堆放，自穩(wěn)角75。-80。，無組合支撐架模板堆放，在現(xiàn)場搭設(shè)腳手架，拆模后直接將模板放入架子內(nèi)，不得靠在其他模板上，防止下腳滑移傾倒。3.4 電梯井自爬升筒模施工3.4.1 筒模安裝：筒模安裝就位后，認真檢查其軸線尺寸、調(diào)整其垂直度，利用可調(diào)拉桿同時撐模，基本到位后，安裝陰角連板及錐銷，完成合模工作。筒體鋼筋驗收后，封筒體外側(cè)模板，垂直度及位置尺寸校正后，筒

15、體內(nèi)外側(cè)模板間用穿墻螺栓固定。安裝順序：筒模安裝鋼筋綁扎、驗收封外側(cè)大模校正固定。3.4.2 設(shè)置預(yù)留孔模：為保證活動牛腿預(yù)留孔位置的準(zhǔn)確，使筒模在每次提升就位過程中能一次到位，在筒模上設(shè)置水平退拔式預(yù)留孔模，并利用墻內(nèi)鋼筋焊支架套加以固定。3.4.3 爬升：爬模前先拆下可調(diào)拉桿，利用手動葫蘆鉤住筒模最下一道橫龍骨上安裝的鋼絲繩環(huán)，抽動手動葫蘆將筒模提升一個標(biāo)準(zhǔn)層高，并高出樓面300mm，在筒模四角可調(diào)角模的下面墊上支撐型鋼，使筒模平穩(wěn)，見圖7。3.4.4 提升平臺和支架：在上述支撐平穩(wěn)的筒模大模板最上一道橫龍骨的吊環(huán)上鉤掛手動葫蘆，拉動手動葫蘆將平臺及內(nèi)支架提升3000mm后緩慢回落，使平臺

16、牛腿彈進筒壁的預(yù)留孔內(nèi)，從而完成平臺支架提升就位。3.4.5 脫模：脫模利用可調(diào)拉桿和支架及手動葫蘆輔助進行，方法同前“3.3.3 節(jié)”。3.4.6 筒模就位、合模，進入下一個循環(huán)。3.4.7 保證筒模正常爬升的幾點措施：（1）為保證筒模與井壁砼不產(chǎn)生粘結(jié)，順利地脫模和爬升，每次脫模后，需將筒模表面的水泥漿清除干凈，滿涂脫模劑。（2）筒模爬升時，新澆筑砼拆模應(yīng)在砼澆灌24小時后進行，爬架平臺牛腿支承面砼的最小抗壓強度不小于1N/mm2。（3）采用手拉葫蘆吊升筒模及支架平臺時，應(yīng)相互配合，保持起升速度一致，平穩(wěn)上升，就位前需確認牛腿是否已伸入預(yù)留孔內(nèi)，兩側(cè)伸入的長度是否基本相同等，待牛腿調(diào)整好后

17、方可摘下吊鉤。3.5保證質(zhì)量、安全的施工措施（1） 在陰陽角模、墻模板根部、門窗模板與大模接著等處所有接縫處塞海綿膠條，以防止漏漿。模板拆除后，凸出墻面的混凝土線條應(yīng)及時磨平。（2） 模板板面要求平整，采用專用剪板設(shè)備剪板，剪板后采用龍門刨床進行刨邊處理，確保接縫平整嚴密。（3） 為保證外墻上下層施工縫的銜接，并防止施工時混凝土的流淌，外墻施工時要作出倒墻，并在外墻模上焊一條6mm厚，100mm寬的通長鋼板帶，鋼板條與墻模面板塞焊，下口刨45度角，以便拆模。（4） 模板起吊前，應(yīng)檢查螺栓是否拆完，有無鉤、掛、兜、拌的地方。提升時，應(yīng)垂直慢速確認無障礙物時，提升吊走，防止碰撞砼墻體；模板就位時，

18、應(yīng)防止模板旋轉(zhuǎn)傷人。（5） 嚴格按安全操作規(guī)程施工，模板支撐、承重架、穿墻螺栓要專人檢查其穩(wěn)固性、牢固性。模板周轉(zhuǎn)到另一施工段工作面時，必須安放穩(wěn)固，傾斜度符合75。-80。自穩(wěn)定角要求。4 施工綜合效益分析、體會 4.1 社會效益：現(xiàn)場工業(yè)化施工程度高，且施工垃圾少、干凈易于文明施工管理。主體施工時獲2001年度深圳市“文明施工工地”。且爬升筒模施工工簡便，不需要塔吊配合，在自行爬升過程中就能完成常規(guī)的支、拆、倒運模板等工序，對操作人員的技術(shù)素質(zhì)要求不高，易于推廣使用。4.2 經(jīng)濟效益：節(jié)約人工：模板強度高、剛度大，不易損壞，操作簡便，減少拼裝用工和安裝、拆模人工費用。例如：電梯井的筒模每完成一個循環(huán)施工需四個人操作3個小時即可，每層筒模爬升用工僅3個工左右，而定額用工為8.76，實際用工僅為定額的34%，每層節(jié)約人工費345元，整個工程合計節(jié)約人工費在3.5萬元。降低成本：樓模板購買、制作、運輸費共144萬元，每幢樓墻體只配置半套大模板，流水施工。而按施工經(jīng)驗假設(shè)3棟34層墻體采用膠合板按67次周轉(zhuǎn)共需膠合板12000張，每張75元