液壓爬模施工技術在超高層建筑中的應用

于慶波，田 彬，滕洪園，王海捷，秦天保，張 武

(1.湖北襄投置業有限公司，湖北 襄陽 441100；2.中建三局集團有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430064)

1 工程概況

襄陽大廈主塔樓結構為采用“巨型鋼管混凝土外框柱+型鋼梁+鋼筋桁架樓承板+鋼筋混凝土核心筒”的鋼管混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒混合結構體系。其中，核心筒結構高263.6m，形狀呈類三角形，豎向截面隨樓層升高外墻截面逐步向內收縮，有2次墻體突變，分別發生在39,54層。樓層高度分標準樓層和非標準樓層。核心筒典型截面形式如圖1所示。

圖1 核心筒典型截面形式

2 爬升模板系統

結合核心筒截面形式、結構變化以及標準樓層與非標準樓層之間的轉換對爬升模板系統的影響，標準層采用鋁模板施工，非標準層采用鋁模板與木模板結合施工。此爬模系統可分為上、中、下3部分，上3層，中間1層，下2層。主要構件有主梁、立桿、可調斜撐、中平臺、下平臺、上平臺架體、頂升裝置等。本工程選取LY-ZPM-160型液壓自動爬模系統。

2.1 架體系統

架體支撐跨度≤6m(相鄰埋點間距離)，架體總高度為15m，約3.5倍標準層高，操作平臺分為6層，上部2層為鋼筋、混凝土操作層，中間2層為模板操作層，下部2層為爬模操作層。頂層外側平臺在施工狀態下設計承載力≤3.0kN/m2，其他層平臺在施工狀態下設計承載力≤0.75kN/m2且剩余平臺豎向投影堆載總和≤1kN/m2；爬升狀態下頂層承載力≤1.0kN/m2，其他層平臺不承載。架體剖面如圖2所示。

圖2 架體剖面

2.2 機位及爬升系統

由于本工程爬模面積較大，為便于管理，將爬模平臺進行分區施工。共分為4個區，計劃按1～4區依次爬升，也可多區同時爬升。分區1共9榀機位(架體編號為1～9)，分區2共8榀機位(架體編號為10～17)，分區3共6榀機位(架體編號18～23)，分區4共5榀機位(架體編號24～28)。2～38層爬模分區布置如圖3所示。

圖3 爬模分區布置(2～38層)

施工至39層時由于墻體結構變化較大，4個分區的爬模機位有所變化，分區1共6榀機位(架體編號為1～6)，7～9號機位拆除；分區2共8榀機位(架體編號為10～17)；分區3共3榀機位(架體編號21～23)，18～20號機位拆除；分區4共5榀機位(架體編號24～28)。39～53層爬模分區布置如圖4所示。

圖4 爬模分區布置(39～53層)

施工至54層時墻體結構變化較大，剩余3個分區，分區1共5榀機位(架體編號為3～7)，分區2共6榀機位(架體編號為11～16)，分區3共5榀機位(架體編號20～24)。54～58層爬模分區布置如圖5所示。

圖5 爬模分區布置(54～58層)

動力裝置、爬升導軌、爬升器、預埋爬錐及懸掛靴等共同組成了爬模的爬升系統。采用多組液壓油缸作為動力裝置，通過液壓油缸伸縮提升導軌及架體，導軌和架體交替爬升得以完成爬模系統的爬升。

2.3 模板系統

根據墻體結構自身的質量需要，結合爬模工藝特點，本工程擬選擇鋁合金模板。該系列模板可定型化、模數化，模板剛度好，面板平整光滑，周轉使用次數可達80次以上，本工程中途無須更換面板，以滿足爬升到頂的要求。

本工程標準層高4 200mm，設計模板高度4 350mm。 標準層施工時，模板下包100mm，上空50mm。為降低工程成本，非標準層模板采用標準層鋁模板與木模板結合的方式，模板上口采用接高木模板施工，架體采用多次爬升就位，非標準層鋁模板與木模板結合如圖6所示。在爬模施工范圍內，墻體模板滿配。在墻體厚度變化時，只要調整角部模板即可，其余大面積模板無須變動。

圖6 非標準層鋁模板與木模板結合示意

爬模區域模板沿外墻布置，施工時僅需角部模板拆開即可使整面墻模板退出，每個機位的吊模鋼梁吊重按5m長模板質量設計，每個機位鋼梁吊重≤21.75kN。

1)標準層爬升工藝流程 混凝土澆筑→拆模后移→安裝附墻裝置→綁扎鋼筋→提升導軌→爬升架體→模板清理刷脫模劑→埋件固定在模板上→合?！鷿仓炷?。

2)非標準層爬升工藝流程 非標準層(>4 350mm) 鋼筋綁扎完成后，放置2層埋件→合模，澆筑混凝土，高于標準層高的部分采用木模板接高，非標準層高的混凝土一次澆筑完成→退模，安裝附墻裝置(安裝2層附墻)，綁扎鋼筋→提升導軌→爬升架體(2次連續爬升)→模板清理刷脫模劑→埋件固定在模板上→合?！鷿仓炷痢Ｅ郎に嚵鞒倘鐖D7所示。

圖7 非標準層爬升工藝流程

3 液壓爬升控制系統

爬模的爬升運動通過液壓油缸對導軌和爬架交替作用來實現。本工程液壓爬升控制系統參數如表1所示。每臺油缸設置液壓控制鎖，調節進油量，試爬升時，通過調節液壓鎖控制每臺液壓油缸的伸出速度，保證架體穩步提升。

表1 液壓爬升控制系統參數

4 施工難點及應對措施

4.1 變截面爬升

地上部分核心筒截面沿豎向逐步收小。外墻爬升時使用鋼制墊塊調整，爬升時導軌傾斜，每次爬升架體向墻體貼近，需通過數次爬升復位(見圖8)。變截面爬升工藝流程為：首次墻體變截面→提升導軌至上層附墻→爬模架體至上層附墻→第2層混凝土澆筑完成后安裝第3層附墻→提升第3層導軌→爬模至第3層附墻，爬升3層后變截面墻體復位。變截面層爬升后，由于模板無下包(原下包100mm),需在前一層混凝土澆筑時，在相應位置提前設置好彎頭鋼筋，并放置木方。變截面層施工完畢后，再用混凝土填補木方空缺。

圖8 變截面爬升示意

4.2 模板定位

第1次吊裝模板前，為控制模板底標高，沿已澆筑墻體向下150mm搭設水平支撐。水平支撐點設置如圖9所示。先用扣件緊固鋼管與爬模承重鋼銷，鋼管上設置頂托。每榀機位附墻設置2個頂托，依靠頂托頂住水平支撐，然后找平，通過調節頂托使水平支撐達到預定標高，最后再將模板吊至水平支撐上。模板吊裝就位后，用對拉螺栓和連接螺栓緊固。模板上口安裝鋼絲繩和手拉葫蘆，使模板與架體連成一體。

圖9 水平支撐點設置

由于模板質量較大，為保證水平支撐能有效承受模板自重，可利用原有墻體穿墻絲桿孔洞增設支撐點，具體做法可根據現場條件確定。

4.3 結構突變

結構39層突變，南側外墻消失，內筒變為新外墻。須在新外墻上重新安裝架體，因爬模安裝高度限制(須施工2個標準層)，39，40層新南墻需搭設腳手架施工，在40層墻體內放置爬模埋件，重新安裝爬模機位。當54層墻體突變內墻變為外墻時操作方法同39層。爬模在突變層爬升如圖10所示。

圖10 爬模在突變層爬升示意

爬模2～38層共設置28榀機位，當核心筒結構到達39層時,東、西部分及南側墻體消失，須拆除東側7～9號機位，西側18～20號機位，以滿足結構變化,南側機位重新安裝在新出現的外墻上(10～17號機位)。改造完成后剩余22榀機位，如圖11a所示。

圖11 結構突變時機位布置

當核心筒結構到達54層時,南、北部分墻體消失,東、西外墻出現剪力墻的結構變化，須拆除北側25～28，1，2號機位，南側5，6，10，17，21，22號機位，重新吊裝6，7，20，21號機位，以滿足結構變化，如圖11b所示。

5 結語

液壓爬模施工技術在高層建筑施工中，以其安全、快捷、方便操作等特點而被廣泛應用。但因建筑結構形式不同、非標準層高度不統一，所遇到的問題也會各異。本項目通過鋁模板與木模板結合解決標準樓層與非標準樓層之間的過渡問題，并解決了變截面爬升模板無下包問題、結構突變機位的重新布置問題，確保了整體爬升順利進行。