高聳筒體整體液壓提升翻模施工技術(shù)

何建升

(陜西建工第七建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞 721000)

0 引言

高聳筒體結(jié)構(gòu)施工對(duì)筒體截面的精確度及安全性要求很高，傳統(tǒng)滑模、翻模施工技術(shù)存在施工空間狹小、安全隱患多、截面變化處理難、筒體垂直度和防扭轉(zhuǎn)控制效果差、易出現(xiàn)混凝土水平裂縫及施工進(jìn)度慢等問題。

在煙囪筒體施工中設(shè)置液壓提升操作平臺(tái)、垂直運(yùn)輸和模板等系統(tǒng)，采用滑模與翻模技術(shù)相結(jié)合的整體液壓提升翻模施工技術(shù)，可保證筒體垂直度和混凝土施工質(zhì)量，提高施工速度，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，獲得良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

1 工程概況

某煙囪板頂標(biāo)高為-2.000m，筒體高79m(見圖1)；平面尺寸為13.2m×9.3m，壁厚由下至上依次為500，400，350，300，250mm；采用樁筏基礎(chǔ)，平面尺寸為16.1m×12.65m，厚2m；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，C30；工期要求為130d。

圖1 煙囪

2 技術(shù)原理與優(yōu)點(diǎn)

在筒體混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)埋φ51×3.5，Q235鋼管(支撐管)，利用千斤頂與提升架將施工平臺(tái)、內(nèi)外組合模板及外掛架的全部荷載轉(zhuǎn)移至支撐管；利用操作平臺(tái)進(jìn)行鋼筋綁扎、模板安裝及混凝土澆筑施工，待混凝土強(qiáng)度滿足要求后，通過液壓提升系統(tǒng)將操作平臺(tái)、垂直運(yùn)輸和模板等系統(tǒng)沿支撐管提升1個(gè)模板高度并鎖定，然后進(jìn)行下一步鋼筋、模板及混凝土施工。

相比于滑模技術(shù)，該技術(shù)施工平臺(tái)與模板為非同步提升，脫模時(shí)間易控制，筒體截面變化易調(diào)整，模板安拆、就位方便，可避免滑模施工導(dǎo)致的混凝土水平裂縫；相比于翻模技術(shù)，該技術(shù)使用大型機(jī)械少，施工速度快，混凝土養(yǎng)護(hù)、修整及模板鋼筋施工均在整體封閉的內(nèi)、外掛架上進(jìn)行，整體安全性好。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 基本思路

1) 支撐管位置應(yīng)避開預(yù)留洞口，墻體內(nèi)、外模板和預(yù)留洞口采用定型鋼模板。

2) 提升平臺(tái)爬升時(shí)與模板脫離，待提升1個(gè)模板高度后，進(jìn)行鋼筋工程施工，然后進(jìn)行最下層模板的拆除、提升及本層模板安裝和混凝土施工。

3) 在筒壁內(nèi)、外側(cè)設(shè)置懸掛于操作平臺(tái)鋼梁上的掛架，作為鋼筋綁扎、模板安拆及混凝土養(yǎng)護(hù)等工作的操作平臺(tái)。

3.2 系統(tǒng)組成

高聳筒體整體液壓提升系統(tǒng)主要由操作平臺(tái)、垂直運(yùn)輸、模板和提升系統(tǒng)組成。

1) 操作平臺(tái)系統(tǒng) 由平臺(tái)主梁、環(huán)梁、液壓千斤頂、卷揚(yáng)機(jī)、吊架、平臺(tái)板及走道板、內(nèi)外掛架等組成。主梁采用[16b，縱向長11.7m、共7組14 根，橫向長15.6m、共4組8根；環(huán)梁采用[14，長11.6，15.6m的各2根；GYD-60型千斤頂24 個(gè)；吊料卷揚(yáng)機(jī)、搖頭扒桿卷揚(yáng)機(jī)各1臺(tái)；井架尺寸為2 500mm×2 500mm， 高5m，井架框架采用∟80×8，斜撐及橫擔(dān)采用φ48×3鋼管，天梁采用[14；平臺(tái)板與走道板采用60mm×100mm方木和15mm厚膠合板；內(nèi)、外掛架高6m、寬0.8m，掛架橫桿及豎桿為∟40×4，水平防護(hù)為φ12@500鋼板網(wǎng)，腳手板為φ12@100鋼板網(wǎng)；架體距墻180mm。操作平臺(tái)平面如圖2所示。

圖2 操作平臺(tái)平面

主梁間通過400mm×400mm×10mm鋼板使用φ14×4螺栓連接；環(huán)梁與主梁焊接連接。

千斤頂通過φ14×2螺栓與焊接在主梁的400mm×100mm×10mm連接板連接。

2) 垂直運(yùn)輸系統(tǒng) 由料筒、卷揚(yáng)機(jī)、鋼絲繩、井架、天梁、地梁及導(dǎo)索組成。垂直運(yùn)輸采用1臺(tái)3t卷揚(yáng)機(jī)提升1只0.5m3料筒。料筒卷揚(yáng)機(jī)采用電磁制動(dòng)器，主鋼絲繩采用φ15.5 鋼絲繩，軌道繩采用φ13鋼絲繩。井架底座安裝在操作平臺(tái)主鋼梁處，天梁在井架頂端固定，纜風(fēng)繩(φ50×4鋼管)上部布置在井架頂部，下部與環(huán)梁連接。扒桿長8.4m，仰角50°～60°，主要用于吊運(yùn)鋼筋，限載500kg；地面卷揚(yáng)機(jī)負(fù)責(zé)主吊，選用φ13鋼絲繩，平臺(tái)上設(shè)1臺(tái)0.5t卷揚(yáng)機(jī)負(fù)責(zé)變幅；筒體施工到8m以上時(shí)扒桿運(yùn)輸系統(tǒng)投入使用；施工人員通過搭設(shè)在筒體內(nèi)部的定型腳手架上下，嚴(yán)禁搭乘料筒上下。

3) 模板系統(tǒng) 采用1.5m高定制鋼模板，用φ40對(duì)拉螺栓固定,螺栓水平間距1 000mm、縱距600mm，使用固定于鋼平臺(tái)主梁的電動(dòng)葫蘆進(jìn)行垂直提升。

4) 提升系統(tǒng) 由支撐管、液壓油泵、千斤頂及油管等組成。提升設(shè)備采用由中央控制柜統(tǒng)一控制并固定于提升平臺(tái)上的液壓千斤頂。由YKT-36型油泵向主油管供油，再通過分油器分配至千斤頂，液壓系統(tǒng)工作壓力為8MPa；支撐管采用φ51×3.5鋼管，長度為2，4，6m，采用套接剖口焊接接高，內(nèi)套長度≥100mm，相鄰焊縫錯(cuò)開≥1m。

4 平臺(tái)安裝工藝

4.1 平臺(tái)安裝流程(見圖3)

圖3 平臺(tái)安裝流程

4.2 平臺(tái)質(zhì)量要求

1)內(nèi)、外模板及施工平臺(tái)在施工至±0.000時(shí)組裝，組裝時(shí)筒體混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足平臺(tái)荷載要求。

2)主、次梁采用對(duì)稱安裝,確保每組梁受力均勻，同時(shí)保持中心穩(wěn)定。

3)平臺(tái)系統(tǒng)組裝完成后應(yīng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收要求如表1所示。①平臺(tái)系統(tǒng)預(yù)壓驗(yàn)收 采用1.2倍荷載試驗(yàn)檢查平臺(tái)系統(tǒng)的整體受力、下沉狀況，測(cè)定最大殘余變形量,試驗(yàn)合格后方可投入使用；②液壓系統(tǒng)試壓驗(yàn)收 檢查油泵、溢流閥、換向閥、油管、三通、五通、針形閥的受壓與滲漏情況，要求無滲漏現(xiàn)象；③垂直運(yùn)輸系統(tǒng)驗(yàn)收 檢查確定系統(tǒng)是否正常工作。

表1 平臺(tái)安裝質(zhì)量要求 mm

5 筒體混凝土施工

混凝土施工時(shí)采用2套全鋼模板周轉(zhuǎn)，每施工4節(jié)為一循環(huán)，施工流程如圖4所示。

圖4 混凝土施工流程

5.1 鋼筋綁扎

水平鋼筋采用綁扎接頭，且應(yīng)錯(cuò)開,同一截面接頭數(shù)量≤25%，鋼筋綁扎須圓弧平滑、間距均勻。

豎向鋼筋按圖紙要求下料，沿筒壁均勻分布，接頭采用電渣壓力焊連接，同一截面接頭數(shù)量≤25%，焊接時(shí)焊劑和鋼筋保持干燥，上下鋼筋中心偏差不超過規(guī)范要求。

5.2 混凝土澆筑

混凝土采用同廠、同強(qiáng)度普通硅酸鹽水泥配制的商品混凝土，水灰比≤0.42，混凝土水泥用量≤350kg/m3，同時(shí)摻適量粉煤灰和減水劑。粗骨料粒徑≤1/5筒壁厚度及3/4鋼筋凈距，最大粒徑≤40mm。

筒體混凝土以1.5m高為一施工段，利用泵車澆灌。混凝土澆筑時(shí)，分別沿順時(shí)針和逆時(shí)針斜坡分層后退澆筑、分層振搗，每層澆筑厚度≤50cm，并用振動(dòng)器振搗密實(shí)。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)對(duì)稱變換澆筑方向，防止模板向一個(gè)方向傾斜和扭轉(zhuǎn)。

根據(jù)工期要求，筒體施工進(jìn)度為2d/節(jié)，提升系統(tǒng)應(yīng)全部支承于已拆模的混凝土筒壁上，從該節(jié)開始向下第1～3節(jié)混凝土齡期強(qiáng)度分別達(dá)到2，5，8MPa后方可施工，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)。

施工縫采取鑿毛處理，在混凝土澆筑前用水濕潤，澆筑時(shí)先鋪1層50mm厚與混凝土成分相同的水泥砂漿。

混凝土內(nèi)外表面用養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)，筒壁拆模后及時(shí)用鏟刀清除外表面浮漿，用手提砂輪機(jī)將上、下模板接頭縫及豎向縫打磨光滑，在混凝土表面均勻涂刷養(yǎng)生液進(jìn)行封閉養(yǎng)護(hù)。

6 施工控制及偏差處理

1)筒體中心及標(biāo)高控制 ①筒體中心由激光鉛錘儀檢測(cè), 基礎(chǔ)施工時(shí)在基礎(chǔ)底板上定出中心點(diǎn)，在此中心點(diǎn)上安放激光鉛錘儀并設(shè)置防護(hù)盒，平臺(tái)中心設(shè)置激光接收靶；根據(jù)激光在接收靶上偏差值，調(diào)整平臺(tái)中心位置。②混凝土采用分層、交圈澆筑，每層厚度≤50cm，提升時(shí)須確保筒壁有足夠的抗壓強(qiáng)度，平臺(tái)提升速度≤6cm/min，每提升30cm觀測(cè)一次中心偏移，并及時(shí)調(diào)整。③在支撐管上劃線限制千斤頂升差，保持平臺(tái)水平提升，控制中心偏移。

2)平臺(tái)爬升及提模施工 ①正常爬升階段，每爬升1m至少檢查1次垂直度；爬升高度到達(dá)1.5m時(shí)，用鋼筋加固支撐管，再進(jìn)行下一次30cm的提升。②千斤頂支撐管接頭應(yīng)相互錯(cuò)開，第1批插入的支撐管長度應(yīng)≥20倍管直徑。③模板提升前，先檢查各支撐管有無脫空現(xiàn)象、鋼筋與模板有無掛連之處，檢查無誤后方可提升，提升時(shí)應(yīng)保證所有千斤頂充分給油，回油時(shí)充分排油。

3)洞口支撐管加固 在洞口位置每根輻射梁旁的混凝土內(nèi)插入2根φ48×3.5鋼管，支撐管與鋼管用φ12鋼筋每30cm連1道，形成三角形格構(gòu)式支撐。

4)支撐管變形處理 支撐管產(chǎn)生變形時(shí)，可切去彎曲部分，將上部支撐管往下插，直至與下部支撐管吻合，再雙面加焊幫條鋼筋。

5)爬升中若千斤頂彎曲失穩(wěn)，應(yīng)及時(shí)將千斤頂卸荷，并用φ20鋼筋插入筒壁混凝土中，上端與支承管焊接，并與相鄰兩支撐管焊牢。

6)當(dāng)千斤頂出現(xiàn)爬升差時(shí)，可查看累積行程數(shù)，計(jì)算出每個(gè)行程的高差，然后根據(jù)行程高差調(diào)整千斤頂行程數(shù)，并均勻分布操作平臺(tái)上的荷載，以使千斤頂爬升同步，確保操作平臺(tái)平衡。

7 結(jié)語

該技術(shù)適用于高聳混凝土結(jié)構(gòu)(如煙囪、筒倉、橋墩等)施工，施工安全性高、動(dòng)態(tài)連續(xù)、效率高，與傳統(tǒng)倒模和滑模技術(shù)相比可節(jié)省大量機(jī)械費(fèi)用，體現(xiàn)綠色環(huán)保、低成本、高效能的特點(diǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

本項(xiàng)目煙囪筒體結(jié)構(gòu)施工采用液壓翻模技術(shù)，經(jīng)過120d封頂，提前工期10d，實(shí)測(cè)主體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)量為12mm(規(guī)范要求≤50mm)，筒壁結(jié)構(gòu)尺寸最大偏差6，-2mm，全高垂直偏差11mm(規(guī)范要求≤22.6mm)， 均滿足規(guī)范要求。