绿色模板技术在南宁华润中心东写字楼项目施工中的应用
1 工程概况
南宁华润中心东写字楼位于南宁市青秀区东盟商务区核心区域,总建筑面积约27.7万m2,规划建筑高度445m,其中地下3层,地上90层。
塔楼矩形核心筒平面尺寸为31.5m×28.75m,剪力墙施工总高度约432.2m。塔楼核心筒变化多,总体分为3个阶段:1~49层,核心筒为“九宫格”;49~74层,核心筒为“六宫格”;75~90层,核心筒保持“三宫格”。项目塔楼标准层高为4.2,3.6m,另有15种非标准层高。典型核心筒平面如图1所示。
2 绿色模板技术设计原则
绿色模板技术是指施工过程中所采用的模板体系满足模块化设计、装配式安装、重复性利用的要求。绿色模板体系应具有轻、快、好、省的特点:轻是指模板系统质量小,方便现场安装与拆卸;快是指模板系统应具有拆合速度快的特点;好是指高质量完成施工作业;省是指尽最大可能重复性利用模板及模架系统,减少施工投入。据此,提出以下设计原则。
1)采取模数式工具式模板及模板组合方式,降低安拆、更换工耗的同时,提高模板通用率。
2)优化模板结构设计,最大限度发挥钢构件力学性能,在减少用钢量的同时,增大对拉杆间距(间距1.1m以上),节能降耗。
3)优化模板悬吊方式,降低开合模工耗,提高模板定位精度。
3 模板设计方案
根据设计原则,经分析对比,本项目采用模数式标准钢模板、模数式非标钢模板、模数式可调补缝钢模板和活动铰接钢角模。
根据本项目层高特点,综合考量浇筑次数、浇筑高度,模板设计高度为4.4m,外侧钢模板配置高度为4.48m,内侧钢模板配置高度为4.43m。可覆盖绝大多数标准层的浇筑高度,并可兼顾3.6~4.2m浇筑高度周转使用。
外侧钢模板搁置在爬模退模装置上,便于退合模和垂直度调整。内侧模板采用半刚性悬挂体系悬挂在平台上,提高退合模效率和标高精度。内外均保证退模距离>500mm。
本项目华西超高层模架系统单次顶升高度为4.25m。层高<4.2m时,1次顶升、1次浇筑;层高>4.2m且≤8.5m时,2次顶升、2次浇筑;层高>8.5m且≤12.75m时,3次浇筑、3次顶开。对拉杆做专项设计,对称布置,排布美观。外墙模板分块以轴线或门窗洞口中心线为对称线,内墙模板分块以墙中线为对称线。
4 绿色模板系统施工技术
4.1 模板定位悬挂技术
目前超高层建筑施工模架系统基本采用手动葫芦悬吊模板。由于悬挂点与模板间的高差大,葫芦倒链较长,属于柔性连接,施工过程模板易摆动,使模板在就位时定位准确性不高,为保证模板准确定位要进行调节,浪费时间且施工效率低,同时模板安放均由操作人员根据经验控制,不能保证其快速移动至安放位置。此外,柔性连接造成的摆动易使模板损坏或人员受伤。
本工程中模架系统采用半刚性连接,不仅可以实现快速准确定位,提高模板定位安装效率,还可通过竖向和水平方向专用调节装置进行精确调节,使模架竖向和水平定位方向精确,对施工测量定位起到很好的辅助作用,极大地提高施工效率。通过项目实践,模板每次测量的竖向和水平方向位置偏差极小,按既定的顶升规划,经过10个标准层的施工仅需对水平和竖向定位进行1次复核调试,真正实现对竖向高程和水平位置精确定位的功能。
4.2 模板悬挂滚轮小车调整技术
模板通过高强悬吊杆与滚轮小车连接(见图2),小车采用2组滚轮,移动时更平衡和安全。对于剪力墙厚度发生变化的地方,通过在组合导向轨道上预留加工跟随剪力墙厚度同步变化的若干连接孔,调节小车滑动范围,快速调节模板开合距离。连接孔中设置锁紧螺栓,对滑动小车限位,保证安全。通过滚轮小车的使用,模板进退灵活自由,增大模板水平调节距离,提高剪力墙厚度变化时模板的适应性,如图2所示。
4.3 活动铰接角模技术
活动铰接角模能对安装间隙进行有效调节,同时解决拆模退模问题,大幅提高退模、合模施工效率,如图3,4所示。
4.4 可调模数钢模板技术
为解决模板在拼装阶段产生的累计长度误差,在内外设置可调钢模板,可以调整0~4cm累计误差长度,以避免在角部对钢模板进行切割破坏。合模时产生的误差,能够通过调节板对间隙进行自动调节,确保浇筑混凝土过程中不会产生间隙,有效防止混凝土漏出,保证墙体质量。
调节板部分弯曲为弧形,且弧形开口向电梯井外部,其与转角部位墙体的角模板固定,且贴合在与该墙体靠近的另一块模板外壁上,即将调节板设置在模板朝向混凝土的一面,其弯曲弧顶朝向混凝土。进行调节时,混凝土对调节板产生挤压力,调节板受力后平贴在相连接的模板上。由于多块模板进行拼装,而且为保证对调节缝隙范围全覆盖,搭接板长度与模板需要的长度一致,宽度根据具体调节缝隙范围而定。
采用标配小板,提高模板改造适应性。根据结构每次缩墙距离,将遍布模板配置成200,100mm的模数补缝组合钢模板。每次根据墙厚变化,只需拆除小块钢模板单元即可,现场操作简单、快速。
4.5 钢模板设计技术
按模板受力荷载的最不利组合,对模板进行设计计算,包括模板抗弯强度、抗剪强度、挠度、内外背楞强度和挠度、对拉杆强度。
华西超高层模板系统通过合理布局模板受力途径,科学利用材料物理力学性能。模板主肋采用不等边角钢80mm×50mm×5mm,将不等边角钢长边作为主要受力方向。由于充分利用了角钢受力面,不仅使模板支撑骨架比通常做法节约26%用钢量,而且也使大模板支撑刚度提高60%,钢模板抗侧力达50kN/m2。大模板在完全满足刚度和强度的条件下,采用高强对拉杆,布置间距达1 300mm。相比于传统钢模板对拉杆拉结间距600~800mm,既降低了对拉杆与剪力墙中型钢构件的碰撞概率,同时降低合模工耗、材料成本和合模时间,且混凝土外观效果极佳。
模板设计时,泵送混凝土条件下混凝土初凝时间和浇筑速度是影响混凝土对模板侧压力大小的关键。由于这2个参数波动大,混凝土初凝时间为1~10h,混凝土浇筑速度为0.1~40m/h,科学选择参数对于模板设计至关重要。结合南宁气温数据及总包单位提供的基础资料,结合经验数据,本项目混凝土浇筑速度取1.15m/h,坍落度取220mm,混凝土初凝时间取7h,综合入模温度取25℃。
模架系统荷载选择要考虑最不利工况,否则隐含巨大的安全隐患,这是高支模易发生垮塌的重要原因。此外,模板、支撑设计要注明施工条件,施工过程要严格控制,方可保证施工安全。
5 结语
本文结合南宁华润中心核心筒剪力墙施工实践,对绿色模板技术进行阐述。基于绿色模板技术设计原则,南宁华润中心将模数式标准钢模板、模数式非标钢模板、模数式可调补缝钢模板和活动铰接钢角模结合使用,效果良好。
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