超高層電梯井高大模板安裝施工技術

沈育龍 楊統元 丁恩亮 施平元 段佰試

【摘要】在超高層建筑中，筏板的厚度一般的2m以上，最厚可達10m甚至10m以上，為大體積混凝土，為防止大體積混凝土因澆筑方式不合理形成冷縫、或因內外溫差過大產生導致混凝土開裂等情況，一般采取分層、分段澆筑混凝土，延長施工工期。若采取有效措施一次性澆筑混凝土，可以避免產生施工縫或冷縫，提高混凝土的整體性。

超高層的電梯井通常設置于筏板中，根據電梯轎廂的尺寸及電梯速率，一般電梯井深度≥3m，受混凝土側壓力及浮力作用，此模板加固體系較為復雜。筏板基礎混凝土能否一次澆筑成型，很大程度上取決于電梯井、集水坑處模板加固體系是否牢靠。

通常情況下，對類似井坑比較深厚，為防止其模板體系抗側失穩，采取在鋼筋骨架上埋設螺絲桿進行接結，內部采取對撐加固；為防止模板抗浮，通常在模板體系上采取堆載形式，比如堆模板、鋼筋等配重。

針對傳統電梯井模板加固體系的做法存在工序復雜、質量較難控制的缺點，作者在武漢市某超高層項目不斷研究，對此部位的模板加固體系進行分析、計算，提出一種采用傳統的模板、木方、鋼管為原材料進行電梯井、集水坑模板安裝的施工技術。

【關鍵詞】超高層；大體積；混凝土；模板安裝；施工技術

1.工程概況

武漢某超高層項目由一棟塔樓及裙樓組成，地下3層，塔樓地上46層，裙房地上7層。總建筑面積為118461m2，其中地上總建筑面積g4295.8m2，地下總建筑面積24165.2m2，建筑高度為229.1 m。

塔樓區核心筒周邊及電梯井底部的筏板厚度為3.3m，塔樓核心筒區其他筏板厚度為4m、4.95m、6m、7m、8m、9m、10m共7種：塔樓區筏板面標高為-16.3m，最深處底標高為-26.3m。塔樓區（含電梯井、集水坑等）標高面共有14種。

電梯井的尺寸（長×寬×高）：

5600mm×2500mm×5700mm（高區電梯，2合1，共4個，）

5600mm×2500mm×3700mm（中區電梯，2合1，共2個，）

5600mm×2500mm×3700mm（低區電梯，2合1，共2個，）

2700mm×2500mm×3700mm（低區電梯，獨立設置，共2個，）

2700mm×2500mm×3700mm（1個，消防電梯），其中電梯井最深為5.7m。

集水坑的尺寸（長×寬×高）：

1000mm×1500mm×6700mm。

2.施工工藝原理及流程圖

在深厚大體積混凝土中，經常設置有電梯井、集水井、設備安裝預留孔等，一般通過在井底或孔底設置施工縫，混凝土分兩次澆筑，先澆筑筏板底部區域，再進行井坑處模板安裝、上部鋼筋綁扎，然后澆筑上部混凝土，以防止一次澆筑混凝土時對模板產生較大的側向力和浮力。

本施工工藝通過普通模板、木方、鋼管制作成井孔尺寸一致的“盒體”，“盒體”內部采用鋼管作為對撐，然后盒體安裝就位，上口采用鋼管鎖緊，用圓鋼將上口鋼管與筏板底部鋼筋拉結，筏板混凝土一次澆筑成型，不再分次澆筑。在澆筑過程中，混凝土對盒體產生的側向力由內部設置的鋼管對撐抵抗，而混凝土對盒體底面產生的浮力由拉結的圓鋼抵抗。

3.模板加固體系設計、計算

3.1材料選用

模板：選用15mm厚的膠合板，尺寸為915mm×1830mm：

內楞：木方，尺寸為40mm×80mm；

支撐橫桿及立桿、外楞：

選用鋼管由48×3.5；

拉結筋：HPB300φ20

3.2模板等計算

根據高區電梯、中區電梯、低區電梯、消防電梯井及集水坑的尺寸，加固材料的參數，墻板的參數，混凝土參數等進行模板側壓力計算、模板驗算、內木楞驗算、對撐橫桿計算、外鋼楞驗算。

以高區電梯井為例：

（1）模板側壓力：

由于鋼筋接結長度達7m-10m，對抗拉強度進行折減，取80%，即67824N，

因此，各區電梯井及集水坑需要的加固鋼筋數量為：

①高區電梯井坑（二合一，共4個），每個需要的拉結鋼筋數量：

782040÷67824=11.5根，每個井實際設置12根，滿足要求。

②中區電梯井坑（二合一，共2個）、低區電梯井（二合一，共2個），每個需要的拉結鋼筋數量：

507640÷67824=7.5根，每個井實際設置8根，滿足要求。

③低區電梯井坑（獨立設置，2個）、消防電梯井（1個），每個需要的拉結鋼筋數量：

244755÷67824=3.6根，每個井實際設置4根，滿足要求。

④集水坑（1個），需要的拉結鋼筋數量：

98490÷67824=1.5根，實際設置2根，滿足要求。

4.施工過程

4.1技術準備

（1）編制井坑模板系統安全專項施工方案并經公司、監理審批通過。

（2）在安全專項施工方案實施前，技術負責人應對相關施工人員進行詳細的安全技術交底。

（3）與模板系統施工工序相關的鋼筋工程和混凝土工程施工人員應知曉盒體的特點，做好相關的配合施工工作。

4.2材料機械準備、人員準備、場地準備

（1）材料準備

①根據材料分析和施工進度計劃的要求，編制材料需要量計劃，為施工備料，確定物資材料堆放場地，為組織材料運輸提供依據。

②根據施工要求，選擇合適的起重機械和吊具。

③拉結筋采用HPB300φ20mm，提前加工到位，端頭為180度彎鉤，直線段為10d。

（2）木工、架子工、起重工、指揮工等勞動人員組織準備到位。

（3）施工現場準備

做好“三通一平”，確保材料設備有堆放場地及吊車站位區域。

4.3模板加工及相關要求

（1）模板及其支撐系統所用的木材，不得有脆性、嚴重扭曲和受潮后容易變形的木材。

（2）木膠合板邊角應涂有封邊膠，為了保護模板邊角的封邊膠，在支模時在模板拼縫處粘貼防水膠帶加以保護，防止漏漿。

（3）木膠合板板面盡量不鉆孔洞，遇有預留孔洞，可用普通木板及時進行修補。

（4）木膠合板配制應整張直接使用，盡量減少隨意鋸截，造成浪費。

（5）釘子的長度應為模板厚度的1.5-2倍。

4.4底模安裝、固定

底模拼裝時，先在地面鋪上木跳板找平，根據井坑的平面大小確定材料尺寸，再用鋼管作為外楞（間距為450mm）橫向布置、用鋼管作為加強內楞（間距為600mm）縱向布置，并將外楞與內楞通過扣件連接，在內鋼楞之間按間距150mm鋪設木方（作為內楞），再將木方與外鋼楞采用鐵絲綁扎牢固；

然后逐塊模板用釘子釘在木方上，釘子縱向間距小于100mm；盒體底模整體拼裝并刷好脫模劑后，將底模整體翻轉，模板面朝下。

4.5內支撐架安裝

底板安裝后，開始按縱向間距800mm、橫向間距600mm、步距為450mm搭設內支撐鋼管架，架體立桿與底板上的內鋼楞采用扣件連接。架體安裝按腳手架相關規范進行操作。

為確保內支撐架的整體性，架體縱向外側面設置剪刀撐。搭設過程中架體外側設置拋撐。

4.6側模安裝、固定

內支撐架搭設完成后，將木方按間距150mm用鐵絲綁扎架體四周的外鋼楞上，豎直方向，檢查木方固定后各表面的平整度，符合要求后開始固定第一層豎向模板，用釘子按間距小于100mm釘牢，第一層安裝后，搭設外操作平臺，固定上面第二層、第三層模板，直到側模全部安裝完成。

4.7盒體整體加固

側模安裝完成后，檢查各側面的平整度，并對支撐架進行檢查，確保各扣件連接牢固、桿件橫平豎直、受力可靠。若出現盒體尺寸變形或架體局部松動，應對架體進行加固處理，最后在側模表面刷脫模劑。

4.8盒體吊裝就位

（1）吊裝機械選擇

經計算，高區電梯井（二合一）盒體的重量為7.2t/個，共4個；中區電梯井（二合一）盒體、低區電梯井（二合一）盒體的重量為4.8t/個，共4個；低區電梯井（獨設）盒體、消防電梯井盒體的重量2.7t/個，共3個；集水坑盒體的重量為1.8t/個，共2個。

根據作業半徑（最大為25m）、起重量（最大為7.2t），選用QY130K汽車吊，在26m作業半徑、配備38t、起重量達9.6t，滿足吊裝要求。

如現場已安裝塔吊，塔吊的額定起重量滿足要求時，也可利用塔吊進行吊裝作業。

（2）吊點設置

每個盒體均設置4個吊點，位于各直角立桿中部與橫桿的交叉點，采用4個5t的弓形卸扣與立桿連接，采用2根鋼絲繩（直徑為11mm，起重量為6.3t）分別將兩條縱邊的卸扣連接起來，為確保吊裝角度大于60度，上部再通過2個10t的弓形卸扣將上掛在吊鉤的鋼絲繩（直徑為1 2.5mm，起重量為8t）與下部的2根鋼絲繩連接。

如下圖所示：

（3）吊裝就位

盒體的吊裝、安放具體分七步實施：

①盒體整體組裝完成并經三方驗收后，方能準備起吊。同時，筏板的鋼筋綁扎及其支撐系統安裝完成。

②指揮130t吊機轉移到起吊位置，起重工分別安裝吊點的卸扣，穿好鋼絲繩。

③檢查鋼絲繩的安裝情況及受力重心后，指揮命令將盒體緩慢吊至離地面0.3m～0.5m后，應檢查盒體是否平穩，檢查無誤后，將盒體豎直吊起。

④將盒體吊至井坑上口，對位后緩慢下放到井坑內，人工采用撬棍等配合，確保盒體不碰撞鋼筋及保護層墊塊。

⑤安裝就位后，對盒體內部的支撐架及模板進行檢查，防止吊裝過程中發生松動。

4.9拉結筋安裝

盒體安裝后，在盒體上口設置橫向鋼管作為拉結筋上端拉結點，鋼管與支撐架體最上層的桿件用扣件連接。拉結筋的下端與筏板底板鋼筋拉結，筏板整體鋼筋骨架的自重及盒體下方混凝土澆筑初凝后形成的重量作為錨固體重量（遠大于拉結鋼筋的抗拉強度）

根據計算結果，各井坑拉結筋的數量如下：

（1）高區電梯井（二合一），共4個，拉結筋數量12根/個，每個盒體縱邊各6根，每根長度9m。

（2）中區電梯井（二合一）、低區電梯井（二合一），均為2個、共4個，拉結筋數量8根/個，每個盒體縱邊各4根，每根長度7m。

（3）低區電梯井（獨立設置）、消防電梯井，各2個、1個，共3個，拉結筋數量4根/個，每個盒體每邊各1根，每根長度7m。

（4）集水坑，共2個，拉結筋數量2根/個，每個盒體縱邊各1根，每根長度10m、8m。

4.10混凝土澆筑、監測

（1）在混凝土澆筑過程中，特別是在開始澆筑盒體高度范圍內的混凝土，要對盒體進行沉降和位移的監測，頻率為每小時監測一次，直到混凝土澆筑完成且達到初凝后，可停止監測。

如監測過程盒體出現漏漿、偏位、上浮等情況，應立即停止該部位混凝土的澆筑，研究制定處理方案并實施后，方可繼續混凝土澆筑。

（2）大體積澆筑后，必須進行覆蓋養護，對于井坑處，除模板也兼作保溫措施外，為防止井坑處混凝土內外溫差過大，在井坑上口同樣鋪上麻袋等，加強保溫。

4.11模板拆除

一般情況下，大體積混凝土的養護時間最少為14天，混凝土內外溫差基本穩定后，方可去除保溫材料，同樣，井坑處的模板也才可以拆除。首先，將井坑上口的拉結鋼管拆除、拉結筋割除，再將支撐架、外楞、內楞、側模自上而下進行拆除，最后拆除底模的外楞、內楞、模板。

5.結束語：

超高層電梯井高大模板安裝施工工藝在本項目策劃時，經反復研究，對模板加固體系進行多次計算，最終在筏板基礎（厚度為3.3m-1 0m，電梯井深度為5.7m、集水坑深度為6.7m）得到有效運用，12600m3混凝土在65h內一次澆筑成型，混凝土成型質量和感觀質量良好，此工法提高施工效率高，縮短筏板施工周期，確保安全、質量的同時，也降低了施工成本。在超高層工程或工業廠房大型設備基礎施工中提供借鑒和參考意義。