西安环球贸易中心1号塔楼, 地下3层, 地上62层, 结构总高度299.75m, 标准层高度为4.5m。矩形核心筒平面最大尺寸为21.8m×21.4m, 最小尺寸为20.3m×19.9m。根据模板施工总体要求, 1号塔楼核心筒筒体结构先行施工, 内部水平构件 (梁板结构) 预留钢筋套筒或折弯钢筋进行后期二次施工, 典型标准层核心筒截面如图1所示。

本工程核心筒施工采用的模板总体规划如下: (1) 核心筒外侧采用液压自动爬模并搭配定型大钢模板; (2) 核心筒内3个井筒采用SCP顶模大平台, 1个井筒采用SKE50液压自动爬模; (3) 混凝土布料机直接安装在SCP顶模大平台上, 随顶模整体上升; (4) 施工电梯运行至SCP平台-3层后直接进入各层作业面。

顶模大平台体系由大平台结构系统、模板系统、防护系统、锚固支撑系统及液压顶升系统5大部分组成。大平台结构系统是由主次型钢梁组成的框架体系;模板系统采用整体大模板, 模板随平台同步提升;防护系统为在大平台下悬挂平台作为钢筋和模板工程的操作层, 各工作面全封闭;锚固支撑系统由支撑钢柱、上下支撑架、上下锚固装置组成。

顶模大平台预拼装包括5层工作平台、上下支撑架、支撑立柱及承重钢框架 (见图2) 。

模板在生产阶段, 标准层预埋点位置处的钢模板已提前钻孔, 孔径为37mm, 注意合模前应将锚固件在模板面上提前安装就位。安装步骤如下。

1) 将顶模防水套筒套在顶模通用爬升锥上。

2) 将止动埋件顶模拧入顶模通用爬升锥, 注意止动埋件必须拧至深度标记位置。

3) 定位螺栓穿过垫块、钢腰梁和钢模板面板, 然后与通用爬升锥拧紧, 拧紧扭矩为100N·m (见图3) 。

采用顶模大平台进行核心筒混凝土浇筑施工时, 首先采用散拆散拼方式组装核心筒地上3～5层内、外侧模板并浇筑混凝土, 浇筑混凝土前注意准确预埋下层安装液压大平台支撑架所需的2层锚固点。待核心筒地上3～5层混凝土达到强度要求后, 进行顶模大平台安装施工。主要步骤如下。

1) 待混凝土达到强度要求后, 拆模;依靠塔式起重机将预拼装好的下支撑架及0, -1, -2, -3层平台安装在已预埋好的锚固件上, 如图4a所示。

2) 吊装大面板模板就位, 调整并浇筑第2层混凝土;吊装支撑立柱并连接在上支撑架上, 如图4b所示。

3) 吊装预拼装的格栅钢架并连接在支撑立柱上;安装悬挂平台及防护, 如图4c所示。

4) 吊、安装液压动力系统并调试;吊、安装其他施工设备放置并固定于大平台上, 如图4d所示。至此进入标准安装流程。

大平台液压自动顶模系统在混凝土浇筑施工过程中的标准运行流程如下:养护、混凝土达到强度→墙模拆除、调整→顶升前检查、验收→液压顶升→顶升后检查、验收→墙钢筋绑扎→墙模合模、调整→混凝土浇筑。

混凝土达到一定强度后, 核心筒剪力墙模板退模, 步骤为: (1) 拆除对拉系统; (2) 拆除模板间的连接, 包含模板单元间的连接件等; (3) 整体模板后退; (4) 整体模板的临时固定。

顶模大平台体系液压顶升步骤为: (1) 上构件锚固件拆除、后移; (2) 液压顶升上构架支撑; (3) 上构架支撑调整、锚固; (4) 下构件锚固件拆除; (5) 液压回提下构架支撑; (6) 下构架支撑锚固。

顶模大平台体系待核心筒竖向构件施工完成后开始拆除, 拆除时按安装顺序反向进行, 遵循从外向内、从上向下的原则拆除内、外模板及防护系统等附属设施后, 再依次拆除大平台系统、支撑立柱及锚固支撑系统。顶模拆卸步骤如下: (1) 拆除外悬挂模板, 并将其吊至地面进行拆解, 分类堆放; (2) 将内模用对拉杆固定在混凝土墙上, 并解除内模与大平台的连接; (3) 拆除钢架上的平台板及平台梁; (4) 拆除钢架与0层平台的连接; (5) 拆除大平台格栅钢架; (6) 拆除千斤顶; (7) 拆除钢立柱; (8) 拆除内模; (9) 拆除上、下三角支架及平台; (10) 高空拆除和地面分解整理归类同时进行。拆除流程如图5所示。

爬模系统的主要安装步骤为:爬模安装前准备→架体预拼装→安装承载螺栓和导向头安装座→安装主框架→安装水平连接桁架→吊装导轨→安装上框架→安装纵向连系梁→安装平台铺板→安装栏杆及安全网→支设模板→安装液压系统→安装电气控制系统→系统调试。

爬模系统典型截面如图6所示。

爬模系统典型施工流程为:第1浇筑节段、第2浇筑节段、第3浇筑节段及标准层施工4个步骤。操作平台的安装顺序为, 首先吊装0层平台, 然后在0层平台上安装-1层平台并整体吊装+1层及+2层平台, 最后安装-2层平台。

1) 第1浇筑节段 绑扎钢筋;合模、准备悬挂点;浇筑第1节段;退模;固定悬挂靴;-1层和-2层平台提前就位。

2) 第2浇筑节段 吊装0层平台, 0层平台安装完成后安装-1层平台;安装液压系统;预组装上层+1, +2层工作平台吊装模板;绑扎钢筋;合模;浇筑第2节段;退模;安装上层悬挂靴SKE50;吊装爬升导轨;开始第1次液压爬升。

3) 第3浇筑节段 第1次液压平台爬升后, 安装-2层平台;准备定位点;绑扎钢筋;合模;浇筑第3节段, 进入标准施工流程。

4) 标准层施工 混凝土养护;绑扎钢筋;拆模;清理模板和工作平台;安装上部悬挂靴;液压提升爬升导轨;拆除底部爬升靴;液压爬升爬架和模板;安装一侧模板;安装定位点;合模;浇筑混凝土;养护混凝土, 绑扎钢筋;进入下一标准爬升周期, 如图7所示。

SKE50自动爬升系统与成型钢模板系统拆除时, 先行解除SKE50自动爬升系统与钢模板系统的连接, 然后利用塔式起重机按拆除流程依次将各部件分组整体吊运至地面, 再分批解体并归类堆放, 清理打包后运离施工现场。

1) 拆除液压油管和电线 断开并拆除电线;断开并拆除液压油管;拆除油管分配器。

2) 拆卸钢筋绑扎工作平台 在+2层平台上连接塔式起重机锁链 (竖杆上口) ;解除上部平台前后竖杆与水平杆连接支座螺栓;起吊+1层工作平台, 将其安全吊至地面并摆放平稳。

3) 拆卸模板 解除模板竖腰梁和连接模件间的销钉;解除支撑轴杆MF与齿轮、齿条装置间的销钉;将升锁链锁紧大模板提升吊环, 大模板吊离爬架。模板缓慢、安全地吊至地面, 并摆放平稳。

4) 拆卸液压动力柜和小部件 将塔式起重机锁链锁紧液压动力柜角部的提升吊耳;将液压千斤顶移至地面;将小部件 (如销钉、工具等) 汇总至运输箱, 将运输箱吊至地面。

5) 拆卸爬升导轨 拆除支撑靴;将上部提升装置和下部提升的控制手柄推到空挡位置, 并暂时锁定在该位置;利用塔式起重机将爬升导轨从爬架和悬挂靴中提离。

6) 拆卸0, -1, -2层平台 将提升锁链连接到前、后起重吊点上;平台上所有零散物件全部清理干净;拆除悬挂靴上部红色防跳安全销;利用塔式起重机缓慢将0, -1, -2层平台整体提升;拆卸墙体预留的悬挂靴。

7) 拆除所有部件 吊装至地面的各部件及时解体, 分类堆放, 清理干净后, 分类打包, 将所有模板材料运至指定仓库。

本文对西安环球贸易中心核心筒大平台液压自动顶模系统与液压自动爬模系统安装技术进行介绍。顶模系统安装关键技术主要包括顶模大平台预拼装、预埋件安装、大平台安装等;对爬模系统施工安装技术、运行流程、拆除步骤进行介绍。结合液压自动顶模、爬模系统的工程应用实践, 梳理安装关键技术要点, 为成套模架体系超高层施工积累实践经验。