核心筒剪力墙-钢框架体系液压爬模风险控制

陈祥婷

(上海建科工程咨询有限公司， 上海 200032)

核心筒剪力墙-钢框架体系液压爬模风险控制

陈祥婷

(上海建科工程咨询有限公司， 上海 200032)

近年来，液压爬模技术在超高层建筑核心筒剪力墙施工中得到了广泛的运用。液压爬模具有施工速度快、自动化程度高、高效、便捷、安全等优势。以苏州现代传媒广场工程为例，简要介绍了办公楼剪力墙-钢框架体系液压爬模的构成、架体型式，并针对液压爬模施工工艺流程，谈谈如何做好风险控制，为类似的工程提供参考。

核心筒液压爬模；工艺流程；风险控制

1 工程概况

本工程为苏州现代传媒广场办公塔楼核心筒工程。核心筒平面为 29.9 m×21.6 m 的方正矩形，总高度 214.8 m，层高分别为：1 层 5.8 m，2 层～7 层为 5.95 m，8 层～10 层为 4.5 m，14层为 4.6 m，标准层为 11 层～16 层、18 层～30 层、32 层～41层，高度为 4.2 m，17 和 31 层为 5.5 m，42 层为 9.1 m(爬模爬升至该层)，屋面层 3.9 m。核心筒剪力墙外墙首层厚度分为 1 000 mm 和 800 mm 两种，5 层开始 800 mm 变为 600 mm，其他不变，内墙为 600 mm。模板按标准层高 4.2 m 配置，实际配置高 4.35 m，非标层分两次浇筑。首层和 2 层用传统散拼模板浇筑，2 层结构完成后开始安装爬模，3 层～7 层共分 7 次浇筑，前 6 次每次浇筑 4.2 m，第 7 次浇筑 4.55 m。核心筒墙体基础顶至标高 94.60 m 为 C60 混凝土，标高 94.60 m 至标高136.60 m 为 C50 混凝土，标高 136.60 m 至屋顶为 C40 混凝土。

2 液压爬模体系

2.1 液压爬模架体型式

本工程架体总高度 15.65 m，共覆盖 4 个层高，6 个操作平台(核心筒内 5 个操作平台)。上 2 层平台为钢筋绑扎操作平台，可以在下层墙体混凝土养护期间进行该平台区域的钢筋绑扎；中间 2 层为支模操作平台(核心筒内为 1 层)，可在此平台上完成合模、拆模、清理模板等工作；下层为爬升操作平台，为液压系统层；最底层为拆卸清理维护平台。

2.2 液压爬模工艺流程

爬模施工的主要工艺是：混凝土浇筑完成→模板拆模后移→安装附墙装置→提升导轨→爬升架体→绑扎钢筋→模板清理刷脱模剂→预埋件固定在模板上→合模→浇筑混凝土。

3 液压爬模的风险控制

目前液压爬模的施工工艺及技术水平日趋成熟，但由于自身结构复杂、体积庞大，属于超高空作业范畴，其爬升、施工、拆除等过程均存在较大的风险。液压爬模施工中存在组织、技术、安全三个方面的风险，必须进行严格控制。

3.1 组织风险

液压爬模的施工，必须满足国家法律法规、技术规范的要求，符合规定的验收程序。作为项目监理人员，首先应落实管理责任，主要是施工方案的审核、审批，监理细则的编制及相关人员的安全技术交底，同时组织好日常检查、月度检查、爬升及拆除专项检查等。

3.1.1 监督审批流程

(1)液压爬模施工属于危险性较大分部分项工程，整个液压爬模系统必须由专业分包单位编制详尽的安装实施方案及拆除方案，经过专业分包单位技术负责人及总承包单位技术负责人审批。

(2)总承包单位应组织专家对专项方案进行评审，根据评审报告修改完善，报项目总监理工程师(建设单位项目负责人)签字后，方可组织实施。

3.1.2 督促施工人员培训、交底

(1)施工前总分包单位必须对人员进行筛选，操作人员必须经过培训教育、考试、体检合格，熟悉本作业的安全技术操作规程，责任心强，工作认真负责。

(2)模板安装、爬升、拆除前须组织专业操作培训、安全技术交底。任何人不得安排未经培训的无证人员上岗作业。

3.2 技术风险

3.2.1 材料风险控制

合格的材料是确保安全、质量的必要条件，是做好技术风险控制的第一步。

(1)爬模产品出厂前，必须进行组装调试并验收合格，不合格产品不得出厂。现场验收人员应针对组装调试记录进行检查核对。

(2)进场的爬模产品、零部件应按照专项方案和设计要求，经数量核对和质量验收合格。爬模产品所使用的各类钢材、受力螺栓、双埋件挂座、横梁钩头、承重插销、导轨、机电产品均有产品合格证和质量证明书，确保材料质量符合要求。

3.2.2 施工风险控制

爬模施工风险控制主要结合钢筋绑扎、预埋件安装、模板施工、混凝土浇捣四个阶段实施，各道工序相辅相成，紧密联系，每道工序施工质量的合格与否，将直接影响到后续施工能否顺利进行。因此对施工过程的管理，能够充分降低后续施工风险发生的概率。

(1)钢筋绑扎。本工程核心筒采用劲性柱钢筋混凝土结构，剪力墙板、柱尤其是约束边缘构件的主筋、箍筋以及拉结筋十分密集，实际操作难度相当大，在施工中可能出现的问题及可采取的措施如下。

①钢筋过密，造成振捣困难，混凝土不密实，表观质量差。监理人员在巡视检查过程中重点检查每个柱角是否预留振捣棒振捣空间，且能够深入柱底，要求施工方在绑扎箍筋与拉结筋时，应分配好相对位置，均匀调节好内外箍筋的水平间距，确保混凝土的自由流动性。

②办公楼层高较高(标准层 4.2 m)，核心筒钢筋绑扎完成后，在重力作用下会自然倾倒，造成垂直度不合格，模板爬升及封模困难。因此监理人员对柱、墙板钢筋验收时，不仅要核对规格、数量等常规要求，同时须对柱、墙板钢筋的垂直度进行实测，要求施工方在绑扎钢筋过程中，加强自检，随时校准，避免后期校准的困难。

③封模之后的钢筋位置偏移易造成柱、墙板钢筋的保护层偏小而露筋。采取的措施有：加密保护层垫块的设置；电焊烧结限位；在合模前对上部钢筋用葫芦进行拉结。

(2)预埋件安装。爬模预埋件安装主要包括爬锥系统预埋以及外围梁板钢筋预埋，主要控制点如下。

①爬锥位置的准确性。施工方必须依据“预埋定位图”中平面预埋位置及立面预埋位置进行逐点放线预埋，预埋孔垂直位置偏差及水平位置偏差必须在技术方案要求范围以内，同时做好埋件系统的测量记录。监理人员须对施工测量记录进行复核，符合要求后方可进行安装。为确保预埋件位置准确，在混凝土浇筑中不偏移及坠落，预埋施工时可要求施工方将预埋件与结构配筋点焊牢固。

②预埋爬锥的有效性。安装预埋件时，爬锥孔内抹黄油后方可拧紧高强螺杆，保证混凝土不流进爬锥螺纹内；为了爬锥的可拆卸循环利用，外侧可用胶带及黄油包裹。

③预留梁板钢筋的准确，包括钢筋规格、数量、间距以及位置的准确。监理人员在钢筋验收过程中，必须检查核对每道梁、每块板预留的面筋及底筋，检查梁板钢筋的锚固长度，检查钢筋直螺纹套筒的保护套是否齐全。在施工中，可能出现的问题及可采取的措施如下。

预埋孔位不对。若预埋位置偏差小于 30 mm 可通过对埋件挂座上的长圆孔调整距离，使连接板上的孔位对正；若孔位偏差过大则需在墙体重新打孔并安装埋件挂座。若预埋件漏埋或失效，则可以在预先设置的预埋件位置处，用冲击钻在剪力墙上钻出 φ40 的孔洞，将 M36 的通长螺杆穿过墙体，再用螺母及垫圈将其固定，最后再将挂座栓接于 M36 的通长螺杆上。

埋件与钢筋冲突。核心筒墙板钢筋及边缘构件钢筋过密，套管或爬锥无法放入，因此在前期施工中，出现随意隔断钢筋的现象。监理人员针对已经破坏的主筋部位，要求施工方与设计方沟通，采取补强加固措施。要求施工方在后续的钢筋绑扎时，做好油漆标记，预先留出爬锥及套管位置(套管与爬锥直径均不大)，避免了割断钢筋返工加固。

(3)模板施工。模板施工主要包括安装、爬升、合模、退模，在整个液压爬模施工中最为关键。监理人员可根据相关技术规范、施工方案的要求编制相应的检查验收表，细化检查验收关键点，明确岗位职责，责任落实到人。表格形式可分为日常巡视检查表及月度专项检查表，验收内容可分为安装验收、爬升验收、合模与退模验收，每一份验收表格中必须有爬模组、总包、监理三方签字后方可进入下道工序。主要控制点如下。

①模板安装。为了确保后期吊装施工的快捷准确，可将每个拼装完成的模板架体编号，与模板总体布置图中的编号一一对应。

②模板爬升。模板爬升是动态过程，是爬升过程中可变因素最多的过程，监理人员必须严格按照技术要求进行检查验收。主要控制关键点有：检查附墙支座是否安装牢固、混凝土强度是否达到 10 MPa、埋件位置与设计位置是否一致、爬升导轨是否安装就位、调节支座的支撑是否松开、所有不必要的约束是否解除、爬升过程中障碍物是否清除、必须撤去的施工活载已经撤离完成。日常巡视检查中需注意对电控系统、液压系统的维护检查记录检查。

③合模。合模前清理模板，涂刷脱模剂，施工时要求做到层层涂刷脱模剂，检查时涂膜剂要满涂且不出现流坠为宜，且不得污染钢筋。模板每隔 5～8 层进行一次大清理(即将模板后退 500 mm 彻底清理)，保证现浇混凝土表观质量。合模后监理人员需对模板的平整度及模板垂直度进行抽查，对核心筒四周墙体采用拉通线方式，保证各相邻模板不错位，保证平整度；用线坠校正调整模板垂直度，重点针对剪力墙柱四角(阴阳角)的实测。在施工中要求每层进行 2 次垂直度偏差的测量，即浇筑前与浇筑后各一次。垂直度控制以“防偏为主、纠偏为辅”。模板拼缝、接头严密，应重点检查芯带和插销的紧固、阳角模板斜拉杆，内筒阴角调节缝以及外伸钢牛腿处模板的紧固。

④退模。退模时必须确保所有模板退出 50 cm 以外，使模板和墙板之间有足够的空隙，确保后续施工的工作空间，以及避免爬升过程中模板和墙板钢筋碰撞。在施工中，可能出现的问题及可采取的措施如下。

换向件与导轨无法固定。模板爬升之前，首先必须检查换向件内是否有混凝土块等浇筑垃圾，防止爬升过程中，因换向件内的舌头无法顶住导轨上的凸板，造成无提升支点。若在爬升过程中出现无法顶住现象，需用手动操作到位。

对拉螺栓与钢筋有冲突 (与爬锥埋件类似，但数量较多)。本工程在首次合模时，由于对拉螺杆在穿插过程中，与主筋、箍筋、钢柱等碰撞，制约了合模的施工进度。对此，为保证对拉螺杆的顺利穿过，在钢筋绑扎前，先进行钢筋的定位，竖向筋全部避开螺杆位置；绑扎过程中，在柱及墙板竖向主筋上用油漆标注出螺杆水平位置，保证水平钢筋全部避开螺杆位置；合模时，需有专人跟踪检查，如遇碰撞及时调整钢筋或微调对拉螺栓的位置。

剪力墙顶垃圾未清理。在模板提升前，忽略对已经浇筑的剪力墙顶面进行检查，造成上层施工中的木方、套管、螺杆等施工材料未及时清除，待提升模板并合模后造成清理困难，返工处理费时费力，因此在爬升模板前加强对核心筒墙顶面检查。

水平缝处蜂窝麻面。在针对混凝土表观质量检查时发现，由于模板与墙体的贴合密封程度有限，剪力墙水平施工缝在混凝土浇捣时漏浆较多，造成蜂窝麻面。针对该情况，施工中采取在模板下口拼缝处粘贴双面胶(或憎水性海绵条)，取得了良好效果。

(4)混凝土浇捣。本工程核心筒层高高、钢筋密，且采用的高强高性能混凝土塌落度大(200±30 mm)，流动性强，在浇捣过程中必须采取相应的质量保证措施。

①标准层高为 4.2 m，一次浇筑对模板底部压力较大，易产生涨模。因此需对模板拼缝等容易涨模部位，如阴阳角部位、内筒调节缝模板部位、钢结构梁外伸牛腿等薄弱部位，进行后期钢管加固处理。同时分层浇筑及振捣，第一次浇筑高度为 2 m，在混凝土初凝前进行第二次浇筑。

②混凝土振捣时严禁振捣棒碰撞受力螺栓套管或锥形接头，确保预埋件位置准确不坠落。

③当每次完成混凝土浇筑后，都应进行尺寸偏差观测，当发现偏差后，在上层模板紧固完成前进行调整及校正。

3.2.3 拆除风险控制

液压爬模拆除风险中，最关键在于明确并落实拆除的先后顺序，严格按照审批后的施工方案落实拆除工作。本工程实际拆除顺序为：

拆除平台上不使用的机械设备及物品→上架体后移，使系统处于退模状态→拆除模板→拆除主平台模板桁架系统→拆除导轨→拆除上平台→拆除下平台→拆除附墙件及爬锥。

3.3 安全风险控制

3.3.1 防坠落安全风险控制

本工程液压爬模属于超高处作业工程，在爬模安拆、爬升过程中可能因违反操作规程、纪律要求或操作失误等人为因素而发生高处坠落事故，同时也可能因爬模架体的临边、洞口防护设施不到位而造成施工人员高处坠落。因此，监理人员在日常的巡视检查中，针对爬模架体可能造成高空坠落的部位，严格按照安全施工方案，督促施工方做好全面有效的防护措施。

(1)脚手板及安全防护措施。脚手板要满铺、铺平、铺稳、不得有探头板；架体外侧防护彩钢板围挡必须可靠固定在架体上；架体底层的脚手板必须铺设严密，且应用平网及密目安全网兜底。

(2)架体与墙体间的防护。爬模平台板与墙体间间隙用翻板封闭。

(3)架体与架体间的防护。外侧各片架体间留有 200 mm的间隙，以保证单独架体的提升。为安全防护，在各架体的空隙处铺设翻板，当架体提升时将翻板翻开，架体提升到位后，应立即将翻板铺好，并用安全网将各独立架体连接好。

3.3.2 防坍塌安全风险控制

液压爬模属于大型施工设备，若结构设计中关于模板受力计算、支撑系统荷载的计算等不符合实际要求造成模板和支撑系统强度和稳定性不够，以及在爬模的吊装、爬升、拆除等工序现场操作的不当，或是雨雪天气、大风天气等恶劣气候下施工时，均可能造成爬模坍塌事故。监理的安全监督措施主要有以下几方面。

(1)审核爬模结构设计计算书，包括大模板计算书、内外侧爬架计算书的荷载取值是否符合工程实际，计算模型的选择是否合理，计算方法是否正确。

(2)架体爬升过程严格监督，必须清除所有障碍物，严禁非爬模操作人员上爬模架。如在提升时遇障碍物，会对整个架体的安全造成严重影响，如遇事先没有发现的障碍物，应立即停止提升，待拆除障碍物后方可再进行提升作业。

(3)杜绝超载及集中荷载作业。结构施工时，爬模施工荷载小于 4 kN/m2(0.4 T/m2)，在架体上设置醒目限载标志，并设专人检查。因超载导致局部架体变形，应立即清理架体上所有物品，对局部变形位置进行暂时加固，立即安排更换变形部件的工作，做安全检查，看其他部位是否正常。

(4)架体提升完毕后或清理模板完毕后，应立即将架体上的模板靠近墙体，并用模板对拉螺栓将模板与墙体进行刚性拉接，模板上方的架体应与钢筋或钢结构做刚性拉接，拉接的水平间距小于 3 m，以便在架体的 2 层平台上进行钢筋作业，同时确保架体上端有足够的稳定性。

(5)在日常的巡视检查中，要对架体螺栓进行抽查，若发现有架体螺栓被剪断松动的现象，应立即要求将螺栓进行紧固；如螺栓被剪断，应做临时固定并立即更换螺栓。

(6)6 级(含 6 级)以上大风应停止作业，切断架体提升所需电源，大风前须检查架体悬臂端拉接状态是否符合要求，大风后要对架体做全面检查符合要求后方可使用，冬天下雪后应清除积雪并经检查后方可使用。由停止施工到复工，必须经施工方自查，监理方审批。

3.3.3 防物体打击安全风险控制

由于液压爬模施工平台工作界面极其有限，而爬模施工进度快，每层的施工周期短(标准层 4 d)，在有限区域内不可避免产生大量材料运输、不同工种的操作人员交叉作业。因此爬模施工中存在着很大的物体打击安全风险。

(1)要求施工方编制现场施工的作业计划安排表，事先安排好各道工序的作业时间，合理分配好工种的流水施工。

(2)塔吊运输作业时，必须安排专人监管指挥，在工作平台上事先规划好材料堆放区域，保证人员操作空间及后道工序的作业面。

(3)模板拆除也是防物体打击安全管理的重点。爬模拆除前，先将进入施工区域的通道封闭，并做醒目标识，画出拆除警戒线，严禁人员进入。爬模拆除时应先清理架上杂物，如脚手板上的混凝土、砂浆块、活动杆件及材料等，施工方必须在监理审批模板拆除(安全)令后方可拆除作业。

3.3.4 防触电及火灾安全风险控制

爬模架是高耸的金属构架，又紧靠钢筋混凝土结构，都极易遭受雷击，因此避雷措施十分重要。同时，在施工过程中使用的电焊机、振捣棒、照明设备以及爬模自身的电器设备的临时用电工程均布置在架体平台上，可能因线路损坏、电气故障等因素造成触电与电器火灾的可能。监理的安全监督措施主要有以下几方面。

(1)防雷措施包括以下几方面。①检查避雷针的设置。避雷针可用直径 25 mm～48 mm，壁厚不小于 3 mm 的钢管或直径不小于 12 mm 的圆钢制作(本工程使用 φ50 镀锌钢管)，顶部削尖，设在房屋四角升降架的立杆顶部，高度必须大于1 m，最上层的大横杆需全部接通，形成避雷网络；②随着建筑物主体的施工，各种防雷接地线和引下线需同步施工，所以当爬模架一次提升完成时，建筑物的竖向钢筋或钢柱可作为防雷接地引下线；③在施工期间如遇有雷雨，爬模上所有人员必须立即离开。

(2)防火措施包括以下几方面。①操作平台上按相关规范要求设置灭火器，施工消防供水系统随爬模施工同步设置；②在操作平台上进行电、气焊作业时，监理人员须对防火措施和监护人到位情况进行检查。

4 结 语

现代传媒广场办公楼核心筒工程是液压爬模技术的成功应用。本工程通过对液压爬模系统的介绍，从监理人员的角度，详细分析液压爬模施工中的组织、技术、安全风险控制。总体来说，方案审批是前提，过程控制是关键，动态管理是方法，在每一道工序施工前，严格执行检查制度，责任落实到人，人员不缺岗、检查不漏项，可以预见，爬模运用的风险是完全可以掌控的。

通信地址：上海市宛平南路75号。

TU712

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1007-4104(2015)10-0052-04

2015-08-04