马涛、章海涛、熊畅、赵建峰、钱光耀
(中建七局国际工程建设有限公司,广东 广州510000)
该工程是上海食品产业园开发有限公司仓储物流配送中心项目,6座筒仓皆为钢筋混凝土结构,筒仓预计使用寿命为50年,二级安全结构设计、七级抗震设计。筒仓分为外支撑、内支撑筒仓以及仓底板、仓顶、上部筒体五个部分。
综合工程项目概况及分析现场情况,得出该工程中筒仓施工的重难点:
第一,筒仓数量多,工期紧张,仓壁施工工艺为滑模技术,施工难度较高。
第二,筒仓直径大,难以控制滑模操作平台的垂直度,出现偏扭的概率较大。
相关研究表明,影响筒仓模板安装与混凝土外观质量的因素有操作不当、施工水平未达到要求、施工材料质量不合格、支撑体系不合格等,为避免或最大限度地降低这些因素的影响,工程施工方应当积极开展技术培训,采取现场指导作业等方式,提高施工人员的施工水平,同步落实材料检测、施工质量实时监测制度。为规避平台偏扭问题,可采用如下措施:
第一,在滑模施工中,每次滑模后,及时查看偏扭情况,若存在偏扭问题及时纠正。
第二,采取平台倾斜策略应对平台偏移问题,即先偏移一侧千斤顶,使平台倾斜(将倾斜率控制在1%以内),纠正偏差后正常滑模施工。
模板滑升工作需要施工人员具备较高的严谨性、协调性。在滑升前,相关工作人员需要在做好本职任务后进行二次检查,如检查滑升平台的安全性、质量等是否达到标准,各项工作的操作员、工程材料等是否俱到,其他设备及水电供应情况等。确保各项准备工作均无差池才可开始正式施工。在滑升前需要进行测试,查看滑升效果。在滑升测试环节,需要将全部千斤顶升起,约7cm左右,查看混凝土的出模情况,若出模强度达到标准,便可将模板升高至20cm,再对相关设备进行检查,确认不存在问题后,可进行滑升。若检查中发现故障问题,则要立即检查各部分的工作情况,同时查看混凝土的出模情况,尽可能在短时间内找到问题原因,并及时采取针对性措施加以解决。滑升时,操作平台要处于水平状态,千斤顶的高度差须小于5cm,相邻千斤顶的高度差要小于2.5cm。
模板滑升至30m时,需要降低滑升速度,其间需均匀放缓,并展开找正工作,确保操作平台的稳定性。模板的找正工作需要在滑升停止前结束,使顶部可以均匀交圈,确保顶部标高与位置的准确。在开展滑升作业时,每次滑升都要对扭转等问题进行全面检查,及时纠正问题,规避各类施工风险。在该工程中,预防纠偏采用了如下两种方式:
第一,确保平台水平上升,便可满足垂直度这一要求。为此,采取的策略是在支撑杆上每30cm设置一道水平线,以水平线为标准,实时控制平台的水平度,为进一步提高水平控制效果,频繁展开调平工作,若某处零部件出现异常,及时查明故障并有效处理。
第二,滑升阶段,混凝土浇筑严格遵守分层交圈及方向变换原则,分层交圈是每20cm分层闭合浇筑,避免混凝土强度与摩擦阻力差异过大导致滑升平台无法稳定滑升,混凝土浇筑过程中按正、反方向倒置浇筑方向,避免模板因长时间受同一方向的力而出现扭转问题。
组装滑模系统在-0.95m开始,支撑筒体的筒壁钢筋验收合格后,方可展开提升系统及模板系统的组装工作,同时需根据所采用的滑升系统规范布置提升架,再结合工程现状做出一定的调整,同时需谨遵均匀布置原则,确保提升系统、模板系统及与作业平台的协调性。
考虑到外筒体滑模为托带仓顶钢梁滑升系统,在仓顶钢梁处设置提升架时要相互避让,可以双拼槽钢为钢梁搁置点,置于两个提升架中间,槽钢与提升架、钢梁焊接,保证系统的稳定性,在钢梁头和仓壁交接位置,需提前在上、下翼缘面分别钻孔,且开孔位置只能设置在筒壁混凝土内,筒壁外侧位置均不可开孔,同时要提前留置放置竖向筋的位置。筒仓内满搭仓顶钢梁临时支撑架,将架体高度设置为2m,杆间距离设置为12dm,以仓顶钢梁安装点为中点,对称搭建,支撑架沿中心以十字为标准,设置剪刀撑。
滑模系统搭设完成且经检验合格后,方可开展滑模施工。施工流程为:内外竖筋、环筋绑扎—预埋、预留—浇筑混凝土—滑升—仓壁表面处理、养护—进入下一循环。
滑升施工中有两次空滑,第一次为仓底板环梁施工,空滑高度为3.8m,第二次为仓底钢梁安装前,借助空滑作用力分析模板、混凝土情况,防止出现黏结问题,以确保仓顶钢梁施工顺利开展,滑升高度为1.6m。在空滑前,需要完全清除平台上的负载,不论空滑多少,支撑杆加固都是硬性作业要求。不仅空滑要使用加固支撑杆,在外支撑筒体滑模时,也需要加固门洞附近的支撑杆,此处可采用常规的钢管排架加固方式,即将体外增设杆和支撑杠杆连接为排架,杆间距要小于30cm。
按照滑模作业连续性的总体施工要求,各施工段的滑模作业需采取连续流水作业模式,合理安排工序穿插。该工程共分为三个施工阶段,即4号、5号,3号、6号,1号、2号。该工程筒仓中含有内支撑筒体与外支撑筒体,外支撑筒体是环形平台(大直径),内支撑筒体则是桁架刚性平台,平台功能部分可分为堆料、下部粉刷、操作平台三部分。
滑模施工从-0.95m开始,进行外支撑筒体滑模系统组装及仓顶钢梁安装,外支撑筒体滑模选择托带滑升系统,为环形平台,仓顶钢结构借助槽钢把荷载力导至滑升提升架,外支撑筒体门洞附壁柱随筒壁同步滑升。外支撑筒体滑升平台采用两只仓连体环形平台系统,互通互联,从应用效果来看,该系统可显著降低平台扭转概率,提高工程施工效率。鉴于筒仓和另一个筒仓的间距仅为2m,故在一批筒仓滑升结束后,要立即拆掉外平台与桁架,为后期滑模施工提供便利。外支撑筒体中有提升架54榀,千斤顶66个,筒仓内径23m;外操作平台主要用于浇筑混凝土,内操作平台主要用于仓内钢筋绑扎。
内结构与外结构相比略显单一,径尺寸仅为10.21m,壁厚为27cm;其中共有提升架19榀,每个提升架配置有一个千斤顶,共有19个千斤顶。外平台宽为1.5m,内平台是由钢管铺设的桁架。内支撑筒体是桁架刚性平台,作用是混凝土施工与绑扎钢筋。外平台组装和外支撑筒体一样,内平台选择间距90cm的格构网架(材料为钢管),和内提升架中围圈连接。从-0.95m开始组装内支撑筒体滑模系统,达到9m时停止混凝土施工。另外,空滑到混凝土不再黏结模板时结束,然后进行拆除系统作业。
外支撑筒体滑模至17m时,停止混凝土施工,把外支撑筒体空滑至模板下口标高19m处停滑,之后内支撑筒体滑升至9m时空滑,同时将内支撑筒体滑模设施拆除,展开仓底板施工。施工选择钢管支撑排架,18mm胶合板双面模板支立仓底板,底模板一次支立,混凝土由固定泵输送作业平台,再由施工人员入模。考虑到仓底板标高由9m到19m,高度相差10m,斜度过大,壁厚有90cm,特将其设计为4个浇筑层,4次支立面层模板,浇筑层高分别为2.3m、2.5m、2.7m、2.5m,同时推进上下环梁施工作业,切实保证浇筑质量。
仓底板先绑扎柱钢筋,在梁底板模板结束后继续绑扎梁钢筋,在平台模板结束后,继续绑扎平台板钢筋,平台板中的双层钢筋采用直径为2.5cm的钢筋马凳,马凳间距保持在1.2m以内。混凝土浇筑从后浇梁板开始,在梁板浇筑过程中,根据梁的走向采取倒退浇筑方式,在梁接触部位要复振。
仓底板施工结束后,需清除面层模板,而后搭设上部筒体滑模平台。从19m标高开始,进行上部筒体滑模,到49m时停止混凝土施工,之后慢速空滑,在此过程中安装仓顶钢结构,在滑升模板上口达到50m时,停止滑升,将仓顶钢梁端头模板封闭,浇筑最后剩下的上部筒体混凝土,浇筑结束后逐步拆除滑模系统。
原位安装,简单来讲便是通过滑模工艺,将仓顶钢结构送至预定高度,之后将仓顶钢结构搭设到位。由于钢筋间距较小,需要充分考虑千斤顶和支撑杆、环形钢筋之间的相互作用力,需在仓顶钢梁端部加设槽钢、千斤顶,以提高其自身负载力,将槽钢与提升架连接,形成一体方可。在滑升模板上口到46m时,于仓顶钢梁两个侧边插入长钢管,将120mm×120mm×10mm钢板焊接在钢管下端,搁置槽钢与长钢管平面布置见图1。继续滑升,在滑升模板上口到48m时,停止混凝土施工,并匀速空滑,空滑到49m时,滑升模板和混凝土仓壁无黏结。仓顶钢板达到预定高度终止滑升,展开顶托加固施工作业,这是仓顶钢梁分离提升架的前置内容。加固是借助托带把两侧的支撑杆、插入的两根钢管,将钢管与4根立杆连接,成为支柱,位于钢梁下口,为仓顶钢梁提供支撑力。加固仓顶钢梁后,为避免钢梁存在倾覆风险,在钢梁上口使用合适的钢管,把后续设置的两杆连接在钢梁上口,之后断开钢梁和提升架的连接,在断开两者连接时,必须确保混凝土强度达到标准(一般为3MPa)。至此,仓顶搭设完毕,将滑升模板空滑至仓顶钢梁下口,展开绑扎仓壁钢筋、浇筑仓壁作业。
图1 搁置槽钢与长钢管平面布置(单位:mm)
在滑升结束,仓顶、仓壁浇筑强度已满足要求后(一般为2MPa),便可拆除底模、内模板、外模板等,在仓体浇筑强度满足要求后(一般为55MPa),可将滑升系统逐步拆除。
筒仓滑模施工技术是该工程中的主要施工技术,利用该技术实现了工程项目的顺利开展。相较于其他施工技术,筒仓滑模施工技术在施工效率及施工效果上有极大的优势,但亦存在扭转、偏移等施工风险,因此对施工人员、施工工艺等都提出了较高的要求,需要施工团队在应用筒仓滑模施工技术时,加强对施工全过程的管理,进一步提高工程建设质量与效率。