超高層建筑爬模斜爬施工技術應用

何書杰，袁亞軍，王久斌，李少華，蔣明丹

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100010）

1 爬模技術特點及斜爬應用

在超高層建筑施工中，液壓爬模施工相比于傳統方式不僅速度快，而且人工效率較高，具備一定的優越性。同時隨著建筑高度的不斷增加，核心筒墻面的厚度也會產生相應的變化，而爬模在進行變截面爬升過程中，需要根據具體的高度來調整相應的爬升方式，從而順利地完成相應的工作。

傳統的爬模施工過程中若遇到變截面墻體則需安裝墊塊進行調整，調整后再爬升。從當前的情況來看，墻體厚度變化范圍在100mm 以內，都可以直接完成相應的爬升工作，不需要進行工藝的調整和改進。在截面厚度變化較大時，如截面厚度變化為100mm 時，傳統施工時應使用50mm的墊塊進行配合施工，從而減小爬模的傾斜角度，爬升完成后方可恢復正常施工狀態；當截面厚度變化達150mm 時，需使用2 塊50mm 的墊塊進行配合施工，待爬升2 次后方可恢復正常施工。傳統的施工方法工序復雜，且施工工期較長，制約了爬模在超高層建筑中的應用和施工進度，除此之外超高層建筑的墻體變截面位置較多，變截面的幅度較大，一定程度上增加了施工成本。

某市綜合商務樓建筑為地下4 層，地上42層，建筑總高度約為150m，結構型式為鋼框架-混凝土核心筒結構，核心筒結構為18m×27m的矩形結構，核心筒外部四角內插十字形工字鋼，核心筒結構的剪力墻厚度為400～750mm，剪力墻隨著高度的增加厚度逐漸減小，隨著高度的變化共變化三次截面，其中8～9 層處三側墻體厚度縮減150mm，其他部位墻體厚度縮減50～100mm。在施工過程中該商務樓使用爬模進行施工，在傳統的爬模施工中，150m 建筑高度的爬模施工需多次墊高才可完成。

在變截面墻體處，若爬模以斜爬度過變截面，則可減少施工工序和工期，降低施工成本。爬模變截面斜爬創新施工技術是在傳統施工工藝的基礎上，取消了傳統施工工藝中的墊塊或墊板，爬模的墊板上不在導軌上設置墊高處理，將變截面處導軌變更為斜向導軌，爬模的滑動支座與爬模的連接為鉸接，在爬升過程中可產生轉動，隨導軌的伸縮而伸縮，減少了施工的工序，從而縮短了施工工期。在剪力墻厚度變截面厚度達到150mm 時也不需要進行墊塊施工，極大程度上減少了人力、財力的投入，節省了施工的成本。如中國人壽大廈項目在施工過程中使用了爬模斜爬的施工工藝，解決了變截面施工的難題，具有顯著的經濟效益和社會效益，縮短了施工工期，降低了施工成本。

2 爬模施工部署

超高層建筑核心筒主體結構施工時，將水平構件與豎向構件同步施工，主要滯后施工的是樓梯間內的混凝土構件，核心筒外側的剪力墻構件均通過爬模施工，核心筒內側的剪力墻構件的爬模布置在電梯井附近，除此之外其他構件均使用常規的模板施工技術施工。

樓梯間內的混凝土構件使用植筋的方式連接，筒外鋼筋與核心筒墻體的連接使用先預埋鋼筋，后澆筑的施工技術。該建筑爬模施工主要是在主體結構的2 層施工完成后安裝液壓爬模，待3 層墻體施工完成后首次爬升，之后每施工完一層隨即進行爬升。若某層層高高于標準層時，在爬模上安裝常規模板進行澆筑施工，之后進行整體爬升。

該樓一共布置42 榀機位，其中外側26 榀，內側16 榀。外側架體的機位最大跨度約為4.5m，懸挑2.6m，最大承載寬度約為4.05m；內側架體的機位最大跨度約為3.9m，懸挑1.95m，最大承載寬度約為3.45m。除此之外還有兩榀架體直接安裝在消防電梯井中，僅作為操作平臺使用。

3 爬模安裝工藝

爬模安裝流程如下：安裝前的準備工作—組裝三腳架—組裝下掛架體—安裝平臺板—調試，組裝各種安全設施，其中包括相應的照明設施和滅火器材等。完成以上工序之后，調試液壓系統，澆筑混凝土，安裝導軌，最后對爬模整體進行調試。

核心筒外鋼框架在施工部署上存在滯后，核心筒與鋼框架的水平連接件采用預埋的方式進行施工，預埋后將水平預埋筋彎起，不影響后續施工。鋼框架施工至預埋筋位置處，再將水平彎起預埋鋼筋拉直進行綁扎施工。陰角處模板使用調節縫板尺寸得到方法，陰角縫板處設計寬度約為200mm，澆筑完成后拆模時先拆除調節縫板再拆除陰角兩側的大塊模板，之后再調節縫板的尺寸，調節完成該后再安裝相關的芯帶，并將芯帶的銷鍵打緊。當完成以上工序之后，再進行芯帶的安裝工作。在設計過程中，大模板可以進行調整，陰角模設計也隨之改變，進而使得兩側模板更好地清理，模板陰角處理大樣如圖1 所示。

為有效地防止漏漿現象的出現，陽角模板可以采取仰角斜拉的方式加以調節，對不同的板面進行調整，陽角模板大樣如圖2 所示。

圖1 陰角處理大樣

圖2 陽角處理大樣

4 斜爬施工過程及關鍵技術

爬模提升施工的主要流程為：首先，有序完成下層混凝土的澆筑工作，接著拆除下層模板，隨后對附墻的各項裝置進行安裝和調試，然后綁扎鋼筋，在模板上固定相應的預埋件，最后澆筑混凝土。

4.1 施工準備工作

在液壓爬模施工中，存在3 個安全風險階段，第一是施工階段，第二是爬升階段，第三是停工過程。其中風險最大的是第二階段。在這一階段中，整個架體主要是由導軌承受相應的阻力，當完成爬升工作之后，架體才能將荷載傳遞至混凝土上，因此在施工過程中，首先要保持導軌的穩定性。

1）明確導軌傾斜角度，在進行爬升過程中，采取相關的模擬工序。在第8 層樓的位置上，墻體厚度變化范圍為150mm，該層的層高4m。爬模施工前，借助有限元模擬軟件進行模擬分析，爬模的導軌需沿墻體高度方向傾斜2.1°后，架體才能插入上方支座內，且在滑動過程中導軌不能與核心筒的結構層發生碰撞。經過現場檢查并結合有限元模擬計算，在滿足實際需求中，需將附墻撐較常規狀態下延長83mm，才能滿足實際和理論要求。

2）在爬模爬升的過程中，要對導軌荷載加以驗算。導軌承受著重力荷載，同時也承受著一定的拉力。在墻體傾斜的情況下，所承受的拉力應加以劃分，這種情況就對導軌性能提出更高的要求。在該工程中，借助之前的模型，對導軌的傾斜角度加以明確，隨后采取相應的分析軟件進行驗算，得出相應的作用力，并將該作用力重新施加于導軌之上，對于導軌的穩定性加以核算。經過一系列的模擬和分析之后，計算出導軌的承受力，驗證之后，發現導軌可以滿足以上的各種要求和條件。

3）當核心筒墻面厚度不斷變化時，架體的尺寸也會隨之產生相應變化，而在施工過程中，也應針對架體進行實時清潔，從而有效地減少安全事故的發生。

4）根據現場情況對鋼筋進行調整，可以適當地減少綁扎高度，以有效地避免在爬升的過程當中出現問題。

5）實施爬升的進程中要精細地放樣，對于各種要處理和切割的部分，應明確其尺寸和位置。

4.2 斜爬主要工序

1）在完成混凝土的澆筑之后，達到拆模條件時，就可以調整傾斜度，完成相應的拆模工作，并對相關裝置進行調節，安裝相關掛座。

2）在開展爬升的進程中，提前借助回彈儀測試混凝土強度，當強度在15MPa 以上時，方可爬升，并開啟相關的液壓系統。

3）對附墻撐的長度進行調節，使得下架體的角度傾斜到最為適宜的位置。

4）將架體提升到一定高度，同時完成鋼筋的綁扎工作。

5）進行模板移動，隨后進行混凝土的澆筑，測試之后達到一定的強度和要求后，方可開展后續工作。

4.3 斜爬應注意的問題

在爬模安裝的工序中，應充分考慮爬模架體可能出現的碰撞情況，在特定的位置預留一定空隙，在必要的情況下再進行模板的裁切。另外，變截面爬升的進程中，可能會出現導軌傾斜的狀況，免不了會出現碰撞鋼筋的狀況。因此，可以結合現場狀況，進行模擬爬坡，倘若出現碰撞的情況，則需要對此加以調整。在變截面爬升時，可能會出現相關工具滾落的現象，則應針對施工情況進行風險層面的防控，按照相應的規定和流程嚴格執行。通過對出現過的狀況進行匯總，發現頻發的問題主要是：一是清理不夠到位；二是針對觸碰的狀況檢查不夠仔細；三是架體的爬升速率不能保持一致；四是有時為確保施工的便捷性，隨意將架體加以切割。針對這些狀況，在施工過程中，應對施工人員做好相關的監督和監管。

4.4 爬模拆除過程

爬模拆除的工作按照以下流程完成，首先要進行拆除前的準備工序，隨后將模板拆除，接著拆除相應的模板桁架，隨后將相關的液壓裝置合理拆除，隨后將附加在墻體上的各項裝置有序拆除，等完成各種裝置的拆除工作之后，修補爬錐孔洞。

5 結語

以某大型超高層建筑為例，分析了在該建筑施工過程中采用爬模變截面技術，并結合斜爬施工的技術特點及使用范圍，闡述了爬模安裝流程、超限斜爬施工過程及關鍵技術、爬模拆除流程等施工要點。爬模變截面技術爬升工序簡單，施工速度快，可節省施工成本，增效成果顯著，可在同類工程中推廣。