西安环球贸易中心1号塔楼地下3层, 地上62层, 结构总高度为299.75m。1号塔楼核心筒施工至10层起, 核心筒外侧采用SKE50液压自动爬升平台及定型大钢模, 核心筒内划分为4个矩形井筒, 其中1个井筒内设有塔式起重机, 采用SKE50液压自动爬升平台及定型大钢模, 其余3个井筒采用SCP顶升大平台模架体系。施工时, 核心筒超前外框架施工, 竖向结构超前水平结构施工。

本工程中所采用模板系统如图1所示。核心筒外侧SKE50液压自动爬升体系 (爬模系统) 配置钢筋绑扎平台、混凝土浇筑平台、模板操作平台、液压操作平台及维修平台共5层工作平台, 5层工作平台间采用固定扶梯相连, 在同一平面上, 平台间连成1条贯穿通道, 为施工带来方便, 提高施工操作安全性。

核心筒内侧SCP顶模大平台体系 (顶模系统) 配置材料堆载平台、混凝土浇筑平台、模板操作平台、液压操作平台、维修平台及施工电梯对接平台共6层工作平台, 其中顶部由大型钢组成的格栅网架具有较高的强度、刚度和空间稳定性, 能承受材料、设备、悬挂围护装置、模板荷载及其他施工活荷载。

爬模系统与顶模系统在+2层, +1层, 0层平台在同一平面贯通, 为施工提供更大的空间和便利。爬模系统外侧架体可以安装穿孔钢板网及钢格栅等外侧防护, 形成全封闭的工作空间并形成外侧防护。

核心筒外墙变截面处, 需要针对缩墙对爬模系统进行处理。爬模系统在剪力墙变截面处爬升主要分为4步: (1) 第1步退模, 安装爬升靴; (2) 第2步爬升导轨进入倾斜状态到上层爬升靴并锁定, 调整爬升架轴杆长度以调整工作平台至水平状态; (3) 第3步爬升模板并浇筑混凝土、绑扎上层钢筋; (4) 第4步退模, 安装爬升靴, 且向上爬升导轨使导轨进入竖直状态进入上层爬升靴, 调整可调轴杆以使工作平台至水平状态, 爬升模板进入下一循环 (见图2) 。

在16, 32, 48层墙体伸臂桁架钢梁牛腿处, 核心筒外墙爬模针对牛腿与平台的位置冲突, 采用临时替换平台板留出牛腿位置进行规避, 跨越牛腿层后立即将空隙重新封闭。

钢模板深化设计阶段已充分考虑伸臂桁架牛腿问题, 在需采用木模板支设的部位配置成整块钢模板。遇到牛腿层模板施工时, 将牛腿处钢模板移开, 现场临时采用木模板、木方背楞、钢管背楞、对拉螺杆的常规工艺进行施工作业, 其他部位仍采用钢模板。待牛腿层施工完毕后, 再次将移开的钢模板安装连接到位, 施工后续标准层。

模架系统主要依靠爬锥定位, 各层爬锥预埋位置图纸进行技术交底时, 采用激光水平仪、铅垂线、水平尺、钢卷尺、墨斗线等工具定点放线, 首先参照结构标高线确定爬锥埋设标高, 再参照结构轴线确定爬锥水平点位, 误差均控制在±5mm, 依据定位图尺寸进行现场复核验收。

核心筒外墙采用钢板埋件与外侧钢梁连接, 爬模在设计阶段对外侧钢梁埋件进行充分考虑, 规避绝大多数埋件, 由于钢梁埋件位置较多且各楼层位置变化较大, 无法规避的位置拟采用钢板表面开孔或可焊接的埋锥板方式进行爬锥安装。

个别楼层如出现钢板墙或面积较大的箱形钢梁时, 拟采用植入式可焊接爬锥或钢板锥对爬模及顶模进行爬锥安装。

核心筒施工过程中, 竖向结构超前水平结构施工。施工竖向结构时, 预先进行的水平结构后做处理, 主要包括甩筋、预留套筒和后期植筋3种方式。

1) 甩筋 浇筑核心筒墙体时, 在楼板及楼梯板和墙体的连接处, 安装固定预制集成式楼板钢筋甩筋盒, 甩筋盒利用免折金属网隔离混凝土, 待墙体浇筑完毕后楼板跟进时, 撕开甩筋盒上的覆盖膜并将预留钢筋甩出, 与楼板及楼梯钢筋结合并浇筑混凝土, 如图3所示。

2) 预留套筒 浇筑核心筒墙体时, 在筒内梁和墙体的连接处, 将钢筋连接套筒埋入墙体。待墙体浇筑完毕后楼板跟进时, 将梁钢筋与套筒连接并浇筑混凝土, 如图4所示。

3) 植筋 楼板的钢筋连接也可采用植筋方式, 施工流程为:孔位定位放线→钻孔→清孔→验孔→注胶植筋→验收。

采用HG-18/3布料机。根据该布料机参数, 综合考虑塔式起重机位置、大平台机位布置, 设计布料机平面布置为:2台布料机分别布置在SCPT1与SCPT2大平台上, 布料半径18m、高8.4m, 如图5所示。

布料机底座连接尺寸为900mm×900mm, 安装方法为:将布料机底座布置于SCP1与SCP4的中心位置, 先加工制作一连接梁, 将该连接梁利用螺栓连接至SCP顶模大平台的格栅钢架上, 现场再将布料机底座焊接至此连接梁上, 如图6所示。

在SCP顶模大平台覆盖层段, 对于混凝土输送管的布管及与布料机的连接需结合大平台施工进行考虑。根据以往项目经验, CPB布料管在SCP顶模大平台以下固定在核心筒墙体上, 然后通过SCP顶模大平台的开洞到达大平台-2层, 再穿过大平台-1, 0, +1层连接至+2层布料机。

在施工阶段, 施工电梯与SCP顶模大平台是相对独立的系统。SCP顶模大平台提供下挂-3层平台与-2层平台分别完成与施工电梯在SCP顶模大平台工作状态与爬升状态的对接, 施工人员通过施工电梯到达SCP顶模大平台-3层平台或-2层平台后, 再通过SCP顶模大平台上各平台间自设的爬梯到达各层施工面, 为保证电梯正常运行, 在-1层平台开设洞口预留安全距离。在初始施工阶段, 施工电梯的安装需在大平台架体安装前完成。该施工电梯最大自由高度为7.5m, 无需在SCP顶模大平台0层平台上预留孔洞即可直接进行施工电梯标准节的吊安装。施工电梯对接如图7所示。

本项目塔楼标准层高为4.5m, 从10层开始另有5种非标准层高, 最大楼层高度为6.0m, 最小楼层高度为3.9m。综合优化考虑, 模板配置高度按标准层配置4.7m, SKE50爬模最大爬升高度为5.0m, SCP顶模大平台最大顶升高度为5.0m。因此, 当层高≤4.5m时, 1次浇筑、1次顶升;当层高>4.5m且≤5.0m时, 1次浇筑 (模板上口用散拼模板进行接长) 、1次顶升;当层高>5.0m且≤6m时, 2次浇筑、2次顶升。

该工程的抗风主要由外侧爬模承担。台风来临前将外墙模板合模, 并利用对拉螺杆将模板与墙体固定, 再将外侧爬模的上架体利用脚手架钢管或其他刚性连接措施将架体连接至钢模板及钢筋上, 使暴风产生的侧向力可以传递至主体结构。

同时需将顶模上的布料机等高耸设备和结构放倒, 并撤除所有额外活荷载及施工人员。抗风措施如图8所示。

西安环球贸易中心1号塔楼施工时采用液压顶模大平台体系与自动液压爬升模板体系。这2套自动化模板体系的结合极大地简化施工流程, 加快施工进度, 提高模架系统安全性能, 并带来经济效益。本文针对模架施工中的关键技术问题, 从爬模系统缩墙位置处理、伸臂桁架层连接节点牛腿处顶模平台及模板处理、预埋爬锥碰撞规避处理、水平结构后做处理、布料机布置、施工电梯对接、特殊层高变化处理及抗风措施等方面, 对模架系统安装、运行及提升施工过程中遇到的问题及解决方法进行梳理和总结。