水泥熟料库库顶环梁施工改进方法探究

张宗亮

（云南建投第四建设有限公司，云南 昆明 650000）

水泥作为一种重要的建筑材料被广泛使用，水泥的生产制备水平是一个国家或地区工业能力、建造能力的重要体现。云南省作为国家“一带一路”战略的重要拼图，大量基础设施、工业园区等项目开工，带动了本区域水泥产业的高速发展。随着水泥生产线设计生产能力的不断提高，大规模的大截面悬挑构件、超高模板支撑的实施也带来管理上的巨大挑战，更加迫切寻找更为科学、经济、简便的施工方法。本文选取熟料库库顶环梁施工为切入点，为解决大截面悬挑构件、超高模板支撑施工难题提供一些新思路和方法。

1 工程概况

某日产5000 吨熟料水泥生产线建筑安装工程中熟料库筒体直径为60m，筒体结构高度为28m，建筑面积2946.47m2，单项抗震烈度为8 度，抗震等级一级。筒壁厚度为850mm，筒壁混凝土等级为C30，筒壁使用直径25mmHRB400 级钢筋，间距200mm。库顶环梁在筒仓±0.000m 标高以上26.5m，实际据地面高度为28.4m。环梁截面尺寸为1500×1500mm，梁中心线周长约190m，混凝土强度为C30。

拟建工程熟料库为圆形筒体结构，整个结构施工采用三步施工法，一是完成熟料库基础部分施工；二是使用液压滑动模板施工工艺，完成圆形筒体的筒壁施工至单体标高+26.5m；三是完成库顶环梁施工。为完成熟料库施工，在熟料库范围投入1 台EC6010 型塔吊，1 台HG38 型固定塔式布料机做为垂直运输保证。该项目熟料库库顶环梁截面尺寸之大，距地高度之高，均较为少见，高空大截面梁的施工难度较大。

2 传统施工方案分析

通常情况下，遇到类似熟料库库顶环梁施工问题，采用的解决方法多为以下几种：

2.1 设计优化法

图纸会审阶段提出施工问题，提请建设单位、设计单位等会商，进行设计优化或者修改为钢结构环梁，通过钢结构吊装的方式完成。该方法的优点是施工速度快，缺点是造价高，钢制环梁因吊装单词起重量影响单节较短、整体性较差，需要施工滑模平台或重新搭设外架供安装施工防护使用。方案实际可行性一般。

2.2 高支模法

滑模施工至库顶环梁梁底后，拆除滑模平台后，重新搭设高支模架和双排钢管外架进行支模浇筑。该方法措施投入浪费大、性价比较差；安全管理风险高，方案缺点明显，不适用。

2.3 预埋反撑法

在环梁底以下2m～3m 左右位置埋设预埋件，待筒壁滑模施工完成后，在滑模平台挂架上将预埋件凿出，焊接工字钢形成三角形稳定结构（类似悬挑架三角撑），拆除滑模平台后，在工字钢上搭设模板架和外架，支设悬挑模板，完成环梁施工。该施工方法采用较多，具有投入相对较少，施工较为方便的特点。但缺点明显：工字钢需切割，损耗很大；拆除时多采用单人座板方式，因工字钢自重较大且焊接，拆除难度大、效率低，工字钢再次切割、浪费较多；工字钢间距大，存在水平侧移。

2.4 其他方法

针对高空环梁施工，也有一些其他地区采用滑模平台提空法实施的，将滑模平台提空模至环梁顶，利用滑模平台反吊施工的。该方法存在较多问题：滑模平台提空模后，需要对液压千斤顶爬杆进行加固，平台处于不安全状态；平台闲置造成成本浪费；反吊施工安全、质量不以保证。另有其他方法不再列举，读者可据此提出不同观点进行讨论。

3 提出改进方案

经过分析，常用施工方法都多少存在一定弊端，本次优中取优的原则，以预埋反撑法为基础，进一步改进方案，使安全性、经济性、可操作性上进一步提升。经过反复的讨论和必选，提出了钢管桁架法。

使用Φ48×3.0mm 钢管桁架代替工字钢，在筒壁滑模施工至环梁底1000mm和400mm 位置预埋两排PVC 套管，以管径55 内径为宜。当筒壁施工完成后，在平台吊架上将3.5m 长钢管从预埋套管中穿过，按照图1：钢管桁架施工大样，搭设钢管桁架，拆除爬模平台，在钢管桁架上铺设脚手板，按照大样图所示进行外围临边防护搭设和模板支撑架。因主节点为直角扣件受力，故扣件采用全新扣件，单个扣件抗滑承载力特征值为8KN，为确保安全环梁施工分两次进行浇筑，取环梁施工荷载为3KN/m2，钢筋混凝土为30KN，浇筑冲击荷载为2KN/m2，总荷载为30×0.5×0.5×1.5+0.5×0.5×（3+2）=12.5KN＜8×2×2=32KN（双扣件抗滑），分层浇筑后实际荷载将变小。

图1：钢管桁架施工大样

4 改进方案实施

4.1 施工准备

（1）技术准备

①施工前由项目技术负责人向施工管理人员及班组长进行方案交底，再由工长向施工人员进行交底，使有关施工人员能够熟悉施工图纸及模板工程的施工设计要求。

②施工现场设可靠的能满足模板安装和检查需用的测量控制点。

（2）现场准备

①挑杆预留洞留设完成；

②滑模施工完成；

③施工所需要材料准备充足。

4.2 工艺流程

挑杆布设→操作平台及防护栏杆布设→梁模板安装及支撑杆搭设→梁钢筋绑扎→模板及架体加固→验收→混凝土浇筑

4.3 施工方法

（1）挑杆布设

预留挑杆洞口，采用3.5m 长钢管穿洞布置，根据设计要求，内边悬挑1050mm，外边悬挑1400mm，采用扣件顶死固定。

（2）搭设操作平台及防护栏杆

根据设计要求，搭设立杆及防护栏杆，铺设脚手板及安全网。

（3）梁模板

①工艺流程

搭设及调平支撑系统→安装梁底纵向木楞（托梁采用钢管）→铺设梁底模版→调整梁模板下皮标高及起拱→绑扎梁钢筋→安装梁侧模板→检查模板上皮标高、平整度→模板加固→检查验收

②安装要点

支架搭设完毕后，要认真检查梁下木楞与独立支柱连接及支架安装的牢固与稳定，根据给定的水平线，认真调节支模顶托的高度，将木楞找平。

模板铺设完毕后，用卷尺、水平仪检查梁模板平整度及梁的垂直度及顺直度，并进行校正。

根据设计要求，筒壁内侧设置1 排模板支撑立杆，外侧设置2 排模板支撑立杆，采用顶托顶撑。

（4）钢筋绑扎

架体搭设、环梁底模板完成后，报项目部技术负责人及安全员进行架体验收，验收合格后方可进行梁钢筋绑扎，严格控制单次调运量，放置钢筋在梁底模板上。

（5）混凝土浇筑

根据设计要求，1500mm 高梁分两次进行浇筑，第一次浇筑高度为500mm，待混凝土达到一定强度（24h）以后方可进行剩余部分混凝土浇筑。

（6）模板拆除

模板拆除顺序与安装顺序相反，先支后拆，后支先拆，先拆非承重模板，后拆承重模板。模板及其支架在拆除时混凝土强度要达到100%。最后拆除穿筒壁钢管时，采用单人座板的方式，将所有钢管全数回收完成，封堵穿筒壁孔洞。

（7）相关计算

熟料库环梁防护支架简化为桁架计算。

（8）施工安全保障措施

①严格按方案进行安全技术交底，保证模板和支撑系统的稳定、强度、刚度。

②严格控制好模板上荷载不大于3.0KN/m2，调运至梁底木板上材料应均匀堆码，尽量分散荷载。

③模板上架设电线和使用电动工具采用36V 的低压电源。

④装拆施工时，上下有人接应，随拆随运转，并把活动部件固定牢靠，严禁堆放在脚手板上或抛掷。

⑤模板拆除时严禁使用大杠或重锤敲击。拆除后的模板及时清理混凝土渣块。由专人负责校对模板几何尺寸，偏差过大及时修理。

⑥模板拆除前应有混凝土早期强度报告。悬臂板混凝土强度必须达到100%，并且满足设计要求，并办理拆模申请单。

⑦进行模板拆除时应设置警戒线和监护人，并对拆除人员进行安全交底。

⑧模板和支撑系统拆除后，应堆放整齐，不准留有未拆悬空模板，能运走尽量转移。

5 改进方案效果分析

通过收集该项目熟料库环梁实施过程的资料，将该方案效果与预埋反撑法进行对比分析：经济性方面，材料基本实现全回收，特别是钢管、扣件回收率达到100%（滑模支撑杆除外）；安全性方面在拆除时仅需进行扣件拆除，且钢管自重小，安全有保证；进度方面基本持平；操作性方面整个安拆过程均可实现简便操作。

6 结束语

通过该施工方法实施和分析，可以较好的解决熟料库库顶环梁的施工难题，在经济性、安全性、操作性方面都有一定程度的提升和进步，为我们以后攻克其他施工难题提供了思路和方法。我们也将以此为起点，进一步探索实际存在的其他高空悬挑构件的更优施工方法，更好地发挥我公司在专业领域市场的优势和竞争力。