簡單實用的集成式核心筒內(nèi)模架體系

江 暉,龍紹章

(中國華西企業(yè)有限公司，四川成都610041)

1 工程簡介

花樣年·美年廣場二期位于成都市高新區(qū)天府大道中段，由綜合用地和教育用地組成，總用地面積約86 372m2，總建筑面積574 343m2，地上建筑面積約395 080m2，地下建筑面積約179 262m2。綜合用地占地3hm2，分A、B、C、D4棟，建筑功能為酒店、公寓、寫字樓、商業(yè)裙樓，建筑層數(shù)地下室3層，局部2層，地上35～44層，建筑總高163～204.4m。教育用地占地5.7hm2，地下室2層，局部3層，地上為1～5 層多層小型建筑，建筑功能為商業(yè)、培訓(xùn)會議中心、招標方使用企業(yè)總部大樓、水療館、藝術(shù)館等。

其中，A、B棟建筑面積分別為83 845.59m2、75 873.90m2，地下3層，地上35層，建筑防火高度148.4m，屋架結(jié)構(gòu)標高162.90m?？蚣?核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒區(qū)域基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，其余區(qū)域采用獨立柱基加抗水板，地下室外墻下設(shè)條形基礎(chǔ)。電梯井道較多，各13個電梯井道。C、D棟建筑面積分別為11 000m2、97 989.29m2，地下3層，地上35層，建筑防火高度195.4m，屋架結(jié)構(gòu)標高204.4m?？蚣?核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒區(qū)域基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，其余區(qū)域采用獨立柱基加抗水板，地下室外墻下設(shè)條形基礎(chǔ)。電梯井道較多，共17個電梯井道。為保證其施工進度、質(zhì)量及安全，在井道墻體內(nèi)側(cè)采用支撐架+大模板施工工藝，并研發(fā)簡單實用的集成式核心筒內(nèi)模架體系。

2 特點

集成式核心筒內(nèi)模架體系具有如下特點：

(1)制作簡單，操作方便，提升速度快，可大幅縮短施工工期；

(2)采用機械化吊裝作業(yè)，節(jié)約人工成本效果顯著；

(3)周轉(zhuǎn)使用率高，可重復(fù)回收多個工程利用，節(jié)約材料成本；

(4)減小高層核心筒墻體施工的安全隱患，保證安全生產(chǎn)；

(5)工具式、裝配式平臺，利于現(xiàn)場文明施工；

(6)核心筒采用大模板施工，提高墻體混凝土澆筑成型質(zhì)量，減少模板材料的損耗。

3 內(nèi)模架體系工藝原理和支撐平臺力學(xué)計算

3.1 工藝原理

集成式核心筒內(nèi)模架體系包括核心筒內(nèi)模架支撐平臺、垂直提升系統(tǒng)、模板施工操作平臺、安全防護、防墜裝置。支撐平臺作為集成式核心筒內(nèi)模架系統(tǒng)的核心部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響著整個系統(tǒng)的使用和安全。在平臺設(shè)計時，利用三角形穩(wěn)定性原理，將支撐平臺設(shè)計成“三角形”結(jié)構(gòu)。三角支撐架的底部做成倒“L”形支座的形式，支撐在電梯井混凝土連梁上。頂端通過支架的端部頂在電梯井剪力墻的墻面上，這樣就巧妙的將整個平臺的豎向荷載傳遞到三角支撐架底部的混凝土連梁上，因改變支撐位置而產(chǎn)生的水平荷載也通過鋼筋混凝土剪力墻承擔(dān)，不再需要另外的支撐點，減少了在混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)埋支撐部件的工作，如圖1所示。

圖1 核心筒內(nèi)模架體系示意

3.2 支撐平臺的力學(xué)計算

利用型鋼焊接成的支架具有穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡單、方便制作等優(yōu)點。由于整個支撐平臺是有多個桿件組合而成的整體，形成共同受力體系，但在計算單根桿件受力時，不能簡化成簡支梁或者懸臂梁進行，所以在進行支撐平臺應(yīng)力及變形計算時，使用MSC.Patran/Nastran有限元計算軟件，對整個平臺進行支撐作業(yè)和提升吊運時的兩種工況進行了模擬計算。

通過計算，掌握平臺各部件的受力情況，為選定平臺構(gòu)件的規(guī)格提供依據(jù)，也為平臺的安全使用提供保障。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

支撐平臺設(shè)計與制作—吊裝—操作架搭設(shè)—核心筒大模板安裝—模板拆除—整體提升—下一樓層施工。

4.2 操作要點

4.2.1 支撐平臺制作

首先根據(jù)工程核心筒井道的實際尺寸，對支撐平臺大小進行深化設(shè)計，經(jīng)計算現(xiàn)場以10#、14#a等為制作材料，在現(xiàn)場將型鋼支撐平臺焊接成型，如圖2所示。

圖2 型鋼支撐平臺側(cè)立面示意

(1)采用14#a槽鋼焊接成“三角形”型鋼支撐平臺。

(2)用16#a槽鋼焊接“三角形”支撐平臺底部倒“L”形的型鋼支撐點。

(3)焊接吊環(huán)。

(4)“三角形”支撐平臺上部型鋼柱梁端部焊接5mm厚端部封頭鋼板。

(5)根據(jù)井道寬度、電梯門洞寬度尺寸及設(shè)計計算，采用10#槽鋼系桿連接兩品主“三角形”型鋼支撐平臺，如圖3所示。

圖3 型鋼支撐平臺平面示意

(6)在電梯門洞位置焊接安全防護欄桿，采用φ6.5鋼筋焊接而成。

4.2.2 支撐平臺吊裝

型鋼支撐平臺現(xiàn)場加工完成后，進行防銹漆涂刷，然后采用塔吊整體吊裝至核心筒內(nèi)，支撐平臺底部倒“L”形支座支撐在已施工樓層電梯門洞位置的混凝土連梁上，頂部通過支撐平臺的端部頂在電梯井剪力墻的墻面上，使整個支撐平臺得以固定。

4.2.3 操作架搭設(shè)

(1)在三角支撐平臺上部橫梁上焊接φ25鋼筋頭，高度200mm，用于固定操作架立桿。立桿搭設(shè)后，焊接固定于三角支撐平臺上，使操作架與型鋼支撐平臺連接成一個整體，并保證操作架安全穩(wěn)定如圖4所示。

(2)采用φ48.3×3.6鋼管搭設(shè)操作架。搭設(shè)參數(shù)：底部0.2m范圍設(shè)置縱橫掃地桿，操作架橫距=兩品支撐平臺的距離，縱距≤2.0m，步距≤1.8m，搭設(shè)高度=層高+1.0m(高出待施工樓層約0.5m)，橫向構(gòu)件長度以每邊距離結(jié)構(gòu)墻面0.35m為宜。

(3)在支撐平臺上部的10#槽鋼系桿上鋪設(shè)50mm×90mm木方，間距250mm，再在木方上鋪設(shè)層板進行封閉，封閉范圍為:除電梯門洞一側(cè)外，每邊距離電梯井剪力墻50mm，電梯門洞一側(cè)距離建立墻面100mm。

4.2.4 大模板制作

根據(jù)電梯井道尺寸，采用普通層板拼裝成核心筒內(nèi)側(cè)的大模板體系，大模板主次龍骨均采用φ48.3×3.6鋼管架制作，固模絲桿與對拉螺栓采用φ14鋼筋，間距450mm×450mm。大模板形狀做成“L”形(保證大模板之間接縫不在陰角部位)，方便其拆除后可固定于操作架上。

4.2.5 核心筒模板安裝

內(nèi)筒大模板制作完成后，用塔吊吊運就位，采用φ14對拉絲桿與外筒散拼模板連接牢固。

4.2.6 模板拆除

筒體混凝土澆筑作業(yè)完成后，拆除墻體大模板，并用鉛絲固定于操作平臺周圍，每塊大模板固定點不少于4處(上下各2處)。

4.2.7 塔吊整體提升

用塔吊將支撐架及大模板整體提升至待施工樓層面。提升時，塔吊鋼絲繩與預(yù)留支撐架的吊繩應(yīng)捆緊，同時捆綁4個吊點(便于平臺的靈活調(diào)整)，上下樓層各安排1人配合，吊裝至待施工樓層面后再進行模板安裝作業(yè)。如為多電梯井道時，應(yīng)在電梯門邊搭設(shè)欄桿，做好安全防護措施。

5 安全措施

(1)型鋼支撐平臺焊接制作完成后，須專項檢查，看焊接質(zhì)量是否合格，經(jīng)各方檢查合格后方可使用。

(2)防銹漆噴涂人員應(yīng)戴上防護罩，涂刷作業(yè)環(huán)境應(yīng)通風(fēng)良好。涂刷時，在其下墊塑料布,以免滴下的油漆滲入地下。

(3)提升時，嚴禁在平臺上堆放雜物，嚴格控制平臺及大模板總重量不超過1.5t，嚴禁人員停留在平臺上。

(4)起吊時應(yīng)統(tǒng)一指揮、規(guī)范指令，如有異常情況，立即下達停止指令。

(5)遇6級以上大風(fēng)或大雨、雪、濃霧和雷電等惡劣天氣時，禁止進行提升作業(yè)。

(6)操作架上不準堆放成批材料，施工荷載不得超過2.0kN/m2。

(7)應(yīng)經(jīng)常巡視、檢查型鋼支撐平臺的各個連接部位，尤其是主要受力點位置。

(8)支撐平臺提升后，應(yīng)做好電梯井道的水平硬防護工作。

6 結(jié)束語

美年廣場二期A棟于2012年6月15日開工，B、C、D棟于2013年5月1日開工，施工工期緊張，合同節(jié)點工期分別為A棟2013年9月30日主體封頂，B棟2014年8月30日主體結(jié)構(gòu)封頂，C、D棟2014年12月30日主體結(jié)構(gòu)封頂，計劃于2015年12月31日竣工驗收。核心筒施工中矛盾突出、各工種間協(xié)調(diào)任務(wù)重，總是核心筒的施工進度制約著主體施工。采用集成式核心筒內(nèi)模架體系后，本工程標準層投入勞動力平均人數(shù)為木工25人，鋼筋工20人，滿足5d施工一個結(jié)構(gòu)層，勞動力投入相應(yīng)較少，且能較好完成合同約定。