我国的高层建筑在相当长的时期内,仍然将以钢筋混凝土结构为主,而钢筋混凝土结构的施工,关键是钢筋混凝土的成型方法。成型方法不同,机具选择、施工组织和技术经济效果也有区别,因此成为设计、施工和建设单位共同关心的问题。常用的成型施工方法有:预制装配式施工方法;现浇与预制相结合的施工方法;全现浇的施工方法等。
预制装配式施工方法的优点是,施工工业化,节省现场施工人力;各种构件的成批预制可以保证较好的施工质量;不依赖于气候情况,工期短。预制装配式施工方法可分为大板建筑和盒子结构(把整个房间作为一个构件,在工厂预制后送到工地进行整体安装的一种施工方法)。这种预制装配结构,通常由机械施工专业队来完成。安装的接点有二种形式,一种是构件通过预埋件焊接的柔性节点连成整体,完成速度快。另一种是现浇混凝土刚性节点,所连成的结构整体性能好,但因混凝土强度的发展,需要一定的养护时间。
现浇与预制相结合施工方法,在结构的刚度方面,取现浇结构的优点弥补预制装配结构的不足;在施工速度方面,取预制装配结构的方便,弥补现浇结构复杂的缺点。此法一般对承重柱和剪力墙采用现浇,其余梁、板、梯等均为预制,这样建造的房屋,结构刚度比较大,整体性好,施工速度也比较快。
一般地,16层(50m以下)的高层建筑,根据施工条件,可以有多种施工体系的选择;超过50m的高层建筑,基本上采用以现浇为主的剪力墙和筒体体系。
9.3.1 现浇钢筋混凝土结构通用施工方法
9.3.1.1 模板技术
模板工程对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动生产率、降低工程成本和实现文明施工,都具有重要的影响。对全现浇高层建筑主体结构施工而言,关键在于科学、合理地选择模板体系。
现浇混凝土的模板体系,一般可分为竖向模板和横向模板两类。
竖向模板主要用于剪力墙墙体、框架柱、筒体等竖向结构的施工。常用的有:大模板、液压滑升模板、爬升模板、提升模板、筒子模以及传统的组合模板散装散拆等。
横向模板主要用于钢筋混凝土楼盖结构的施工。常用的有:组合模板散装散拆,各种类型的台模、隧道模等。
本节主要介绍通用的组合模板和几种楼盖模板的施工工艺。
1.组合模板
组合式模板包括组合式定型钢模板和钢框木(竹)胶合板模板等,具有组装灵活、装拆方便、通用性强、周转次数多等优点。用于高层建筑施工,既可以作竖向模板,又可以作横向模板;既可按设计要求预先组装成柱、梁、墙等大型模板,用起重机安装就位,以加快模板拼装速度;也可散装散拆,尤其在大风季节,当塔式起重机不能进行吊装作业时,可利用升降电梯垂直运输组合模板,采取散支散拆的施工方式,同样可以保持连续施工并保证必要的施工速度。
1) 组合钢模板
组合钢模板又称组合式定型小钢模,是使用最早且最广泛的一种通用性强的定型组合式模板,其部件主要由钢模板、连接件和支承件三大部分组成。钢模板长度450~1500mm,以150mm进级;宽度100~300mm,以50mm进级;高度为55mm;板面厚2.3mm或2.5mm,主要包括平面模板、阴角模板、阳角模板、连接角模以及其他模板(包括柔性模板、可调模板和嵌补模板)等。连接件包括U型卡、L型插销、钩头螺栓、紧固螺栓、模板拉杆、扣件等。支承件包括支承柱、梁、墙等模板用的钢楞、柱箍、梁卡具、圈梁卡、钢管架、斜撑、组合支柱、支承桁架等。
钢框木(竹)胶合板模板,是以热轧异型钢为钢框架,以覆面胶合板作板面,并加焊若干钢肋承托面板的一种组合式模板。面板有木、竹胶合板,单片木面竹芯胶合板等。板面施加的覆面层有热压二聚氰胺浸渍纸、热压薄膜、热压浸涂和涂料等(图9.36)。品种系列(按钢框高度分)除与组合钢模板配套使用的55系列(即钢框高55mm,刚度小、易变形)外,现已发展有70、75、78、90等,其支承系统各具特色。
钢框木(竹)胶合板的规格长度最长已达到2400mm,宽度最宽已达到1200mm。其特点有:自重轻,比组合钢模板约减轻三分之一;用钢量少,比组合钢模板约减少二分之一;面积大,单块面积比同样重的组合钢模板可增大40%左右,可以减少模板拼缝,提高结构挠筑后表面的质量;周转率高,板面均为双面覆膜,可以两面使用,使周转次数可达50次以上;保温性能好,板面材料的热传导率仅为钢板面的四百分之一左右,故有利于冬期施工;维修方便,面板损伤后可用修补剂修补;施工效果好,表面平整光滑附着力小,支拆方便。
A) 钢框覆膜胶合板组合模板
平面模板由钢边框、板面及纵横肋构成。钢边框为异形热轧型钢,并带有承托面板的加强肋,边框与纵横肋相互焊接,形成结构框架,面板与边框采用螺栓连接(图9.37)。
钢框覆膜胶合板组合模板的面板,采用酚醛薄膜热压多层胶合板(木或竹胶合板)组成,厚l2mm。面板具有一定的阻燃性,两面除塑料贴面外,均经树脂处理,所有边沿和孔眼均经有效的密封材料处理,以防吸水受潮变形。面板与边框的连接构造有明框型和暗框型两种。明框型的框边与面板平齐,暗框型的边框位于面板之下。采用暗框时,在浇筑混凝土后,可以减少一条缝隙。
该种模板还配有阴、阳角模和固定角模,其长度与平模板相同。另外,还配有钢销、U形卡、旋转卡、钢销紧固件、钢片紧固件和内拉杆等连接件。由于该模板的断面、销子孔位置、附配件均与组合钢模板保持一致,故可与组合钢模板通用。其配板原则、配板步骤与组合钢模板基本相同。
B) 钢、木和钢木组合模板
该模板系列有轻型、重型二类。
①轻型钢框胶合板模板
这种模板可与组合钢模板通用,但比组合钢模板约轻三分之一,单块面积大,因而拼缝少,施工方便。
模板由钢边框、加强肋和防水胶合板组成。边框采用带有面板承托肋的异型钢,边框高55mm.厚5mm,承托肋宽6mm。边框四周设φ13连接孔,孔距150mm,模板加强肋采用━43×3扁钢,纵横间距300mm。在模板四角及中间一定距离位置设斜铁,用沉头螺栓同面板连接。面板采用12mm厚防水胶合板(图9.38)。模板允许承受混凝土侧压力为30kN/m2。
②重型钢框胶合板模板
与轻型钢框胶合板模板相比约重1倍。模板刚度大,面板平整光洁,可以整装整折,也可散装散拆。
模板由钢边框、加强肋和防水胶合板面板组成。边框采用带有面板承托肋的异型钢。边框高78mm,厚5mm,承托肋宽6mm。边框四周设17×21连接孔,孔距300mm。模板加强肋采用钢板压制成型的[60×30×3槽钢,肋距300mm,在加强肋两端设节点板,节点板上留有与背楞相连的连接孔17×21椭圆孔,面板上有φ25穿墙孔。在模板四角斜铁及加强位置用沉头螺栓同面板连接。面板采用18mm厚防水胶合板。模板允许承受混凝土侧压力为50kN/m2。
轻型和重型的模板宽度均为:300、450、600、900mm四种;模板长度均为:900、1200、1500、1800、2100、2400mm六种。
该类型模板还配有常规角模和异型角模,其长度与钢模板相同。配套的附件有:背楞、斜撑、平台挑梁、拉杆螺栓、塑料套管、调节缝板等。
该系列模板的水平结构支撑系统由配套的空腹钢梁、钢木工字钢梁以及独立式钢支撑组成。
SP—70钢木(竹)组合模板是一种早拆模板,这种模板在用于现浇楼(顶)板结构的模板时,由于支撑系统装有早拆柱头,可以实现早期拆除模板、后期拆除支撑(又称早拆模板、后拆支撑)。从而大大加快了模板的周转次数,可比组合钢模板减少三分之二的配置量。这对高层建筑施工尤其重要。这种模板亦可用于墙、梁模板。
SP—70模板由平面模板、支撑系统、拉杆系统、附件和辅助零件组成。平面模板由钢边框内镶可更换的木(竹)胶合板或其他面板组成。支撑系统由早拆柱头、主梁、次梁、支柱、横撑、斜撑、调节螺栓等组成。
早拆柱头是用于支撑模板梁的支拆装置(图9.39),其承载力为35.3kN。按照现行《混凝土结构工程施工及验收规范》,当跨度小于2m的现浇结构,其拆模强度可为混凝土设计强度的50%,在常温条件下,当楼板混凝土浇筑3~4d后。即可用锤子敲击柱头的支承板,使梁托下落115mm。此时便可先拆除模板桁架梁及模板,而柱顶板仍然支顶着现浇楼板,直到混凝土强度达到规范要求拆模强度为止
SP—70早拆模板楼板模板支模工艺如图9.41所示,根据模板设计,先在楼板或地面上弹出立柱(早拆柱头)的位置线,根据楼层标??僚???高初步调整好立柱的高度,并将梁托板升起,楔紧支承板。按模板设计要求先立第一根立柱,然后把支模桁架梁挂在第一根立柱的梁托板上,将第二根立柱的梁托板与第一榀桁架梁挂好,井依次支设另一榀桁架梁,然后用水平支撑和连接件先将两根立柱作临时固定,最后根据桁架梁的长度调整立柱的位置使它垂直,随即铺设模板块,最后用水平尺校正模板周边的水平度和拉线检查起拱高度,无误后安装斜撑并用连接件锁紧。
模板的拆除步骤为,将楔住梁托板的支承板打下,落下梁托板。支模桁架梁随之落下,即可逐块卸下模板块。卸时可轻轻敲击,使模板脱离混凝土落在桁架梁上,然后把模板稍升起,向一端移开退出卸下。然后拆下桁架梁,拆除水平支撑和斜撑,将卸下的模板、桁架梁、水平撑、斜撑等逐一整理好备用。待楼板混凝土强度达到设计要求后。再拆除全部立柱。
2.台模
台模是一种大型工具式模板,属横向模板体系。适用于高层建筑中的各种楼盖结构的施工。由于它外形如桌子,故称台模,或者桌模。台模在施工过程中,层层向上吊运翻转,中途不再落地,所以又称飞模。
采用台模进行现浇钢筋混凝土楼盖的施工,楼盖模板一次组装重复使用,从而减少了逐层组装的工序,简化了模板支拆工艺,加快了施工进度。并且,由于模板在施工过程中不再落地,可以减少临时堆放模板的场所。
台模主要由平台板、支撑系统(包括梁、支架、支撑、支腿等)和其它配件(如升降和行走机构等)组成。适用于大开间、大柱网、大进深的现浇钢筋混凝土楼盖施工,尤其适用于现浇板柱结构(无柱帽)楼盖的施工。台模的规格尺寸,主要根据建筑物结构的开间(柱网)和进深尺寸以及起重机械的吊运能力来确定,一般按开间(柱网)乘以进深尺寸设置一台或多台。
(1) 台模的类型和构造
台模一般可分为立柱式、桁架式、悬架式三类。
1)立柱式台模
立柱式台模主要由面板、主次(纵横)梁和立柱(构架)三大部分组成,另外辅助配备有斜支撑、调节螺旋等。立柱式台模又可分为三种:
钢管组合式台模(图9.42),主要用组合钢模板和脚手架钢管组装而成;构架式台模(图9.43),其立柱由薄壁钢管组成构架形式;门式架台模(图9.44),支撑体系由门式脚手架组装而成。
图9.42 钢管组合式台模
图9.43 双肢柱构架式台模
l一支架;2—横向剪刀撑; 3—纵向支撑;4—纵梁;
5—横梁;6—底部调节螺栓;7-伸缩插管
2)桁架式台模
桁架式台模是由桁架、龙骨、面板、支腿和操作平台组成。它是将台模的板面和龙骨放置于两根或多榀上下弦平行的桁架上,以桁架作为台模的竖向承重构件。桁架材料可以采用铝合金型材,也可以采用型钢制作。前者轻巧,但价格较贵,一次投资大;后者自重较大,但投资费用较低。
钢管组合桁架式台模,其桁架由脚手架钢管组装而成。
3)悬架式台模
悬架式台模(图9.46)的特点是:不设立柱,即自身没有完整的支撑体系,台模主要支承在钢筋混凝土结构(柱子或墙体)所设置的支承架上。这样,模板的支设不需要考虑到楼面混凝土结构强度的因素。台模的设计也可以不受建筑层高的约束。
图9.46 悬架式台模
(2) 台模的选用和设计布置原则
1)台模的选用原则
在施工中,能否使用台模,主要取决于建筑物的结构特点,并按照技术上可行、经济上合理的原则选用。板柱结构体系(尤其是无柱帽),最适于采用台模施工。剪力墙结构体系,选用台模施工时,要注意剪力墙的多少和位置,以及台模能否顺利出模。
台模的选型要考虑两个因素,其一是施工项目的规模大小,如果相类似的建筑物量大,则可选择比较定型的台模,增加模板周转使用,以获得较好的经济效果;其二是要考虑所掌握的现有资源条件,因地制宜,如充分利用已有的门式架或钢管脚手组成台模,做到物尽其用,以减少投资,降低施工成本。一般来说,10层及10层以上的高层建筑使用台模比较经济。
2)台模的设计布置原则
台模的结构设计,必须按照国家现行有关规范和标准进行设计计算。引进的台模或以往使用过的台模,也需对关键部位和改动部分进行结构性能验算。在台模组装后,应作荷载试验。
台模的自重和尺寸,应能适应吊装机械的起重能力。为了便于台模直接从楼层中运行飞出,在台模的布置方面,要做到尽量避免台模侧向运行。
3) 台模的施工工艺
现以立柱式台模中的钢管组合式台模为例,介绍台模的施工工艺。
图9.47 组合钢模板、钢管脚手组装的台模侧、仰视图
(a)侧视图; (b)台面的仰视图
1—立柱;2—支撑;3—主梁;4—次梁;5—面板;6—内缩式伸缩脚
立柱式钢管组合台模的构造如图9.47所示,立柱式台模由面板、支承系统和辅助运输设备组成。面板常用材料有组合钢模板、胶合板、铝合金板、工程塑料板等;支承系统包括次梁、主梁、立柱、水平支撑和斜撑。实用中应通过计算确定构件的截面。
立柱由立柱顶座、立柱管和立柱脚组成。立柱管通常采用规格为φ48×3.5mm脚手架钢管,柱顶配有柱帽,用螺栓与主梁连接。立柱脚采用φ38×4mm钢管,端部焊有底板,能在立柱管内伸缩。??僚???通过立柱脚在立柱管内的伸缩来调节台模的高低。在立柱管和立柱脚上,每间隔50mm钻φ13孔,用φ12的销子固定。也有用安装在立柱顶部和底部的调节螺旋来调整台模高低的。
水平支撑和斜撑同样采用φ48×3.5mm脚手架钢管,支撑与立柱之间用钢管脚手扣件连接。
辅助运输设备是台模翻层的运输工具,它包括台模升降运输车和吊篮式活动钢平台。
立柱式钢管组合台模的施工步骤有:
①台模组装
台模常在现场组装,有正装法和反装法两种方法。
正装法是按台模的实际工作状况(面板在上)进行组装,即先拼装支承架,最后拼装面板。
反装法则是将台模翻过来,面板在下进行组装。即先在平台上拼装面板,然后再拼装支承架,最后用起重机械将整个台模翻转1800,使台面朝上。反装法容易保证面板的平整度。
②吊装就位
台模就位应按台模施工图进行。用塔吊将台模按顺序吊至施工的楼层。台模就位时,先使四周与墙壁间留出几厘米的空隙。同一开间内的台模逐一就位后,即将台模的面板调节至设计标高。台模面板高度大幅度的调节可借助于上下移动立柱内柱脚在立柱管内的位置,用钢销插入共同的孔洞锁定。因为孔洞的间距一般为50mm,所以小于50mm的微调就只能借助于木倒拔榫进行调节。台模调平后,进行相互的连接和固定。与墙壁间的大缝隙可用有拉手的钢板盖缝板遮盖,台模分段间的小缝隙,可用胶带粘贴。
图9.48 台模吊出过程
(a)台模下落脱模; (b)向外滚动; (c)吊出并转移至上一楼层
③脱模
楼板混凝土浇筑后,经自然保护,待梁板的混凝土强度达到设计强度的75%以上才能拆模。拆除模板时,把可升降的台模运输车就位。利用千斤顶,升起台模运输车的臂架,托住台模下部的水平支撑,敲掉木倒拔榫,拔出柱脚的销子,把立柱脚推进立柱管内,随即插上销子,使台模保持最低高度。接着千斤顶回油,台模运输车的臂架下降,台模在自重的作用下也随之下降。
④转移翻层
台模降落到台模运输车上后,可用人力将台模转运至台模出口处。台模出口处安装有吊篮式活动钢平台。把台模运输车连台模一起装到吊篮式活动平台里。用塔式起重机将吊篮式活动钢平台吊运到上层楼面,并用人力将其推运到指定位置就位,即可进行下一循环的支模。
台模的转移翻层也可按图9.48所示,用滚杠人力移动,直接用塔吊吊装翻层。
3.隧道模
隧道模是在大模板施工的基础上,将现浇墙体的模板和现浇楼板的模板结合为一体的大型空间模板,由三面模板组成一节,形如隧道。
隧道模施工实现了墙体和楼板一次支模,一次绑钢筋,一次浇筑成型。这种施工方法的结构整体性好,墙体和顶板平整,一般不需抹灰,模板拆装速度快,生产效率较高,施工速度较快。但是这种模板的体型大,灵活性小,一次投资较多,比较适用于大批量标准定型的高层、超高层板墙结构。采用隧道模工艺需要配备起重能力较大的塔式起重机,并且,由于楼板和墙体需要同时拆模,而两者的拆模强度有不同要求,需要采取相应的措施。
隧道模按拆除推移分为横向推移和纵向推移两种。横向推移用于横墙承重结构,外纵墙需待隧道模拆除推出后,再施工。纵向推移用于纵墙承重结构,可用一套模板在一个楼层上连续施工,直至本层主体结构全部完成后,才将模板提升吊运到上一层,采用这种方法,楼梯、电梯间一般为单独设置。
隧道模按照构造的不同可分为整体式和双拼成两类,整体式隧道模也称全隧道模,断面呈“П”字形。双拼式隧道模由两榀断面呈“Г”字形的半隧道模(图9.49)构成,中间加连接板。
图9.49 双拼式隧道模
1—半隧道模;2—插入板
图9.50 半隧道模
双拼式隧道模的半隧道模由竖向墙模板和水平向楼板模板同斜撑连接组成(图9.50)。并设有行走装置和承重装置。行走装置是由三个对称于模板长度方向中心线的轮子组成,以保证行走稳定。支模无方向性。为此在模板长度方向设置二个轮子,在宽度方向设置一个轮子,双拼式隧道模还需要设置承重装置。一般在长度方向墙模板下的轮子附近设置两个千斤顶。在模板就位后,这两个千斤顶将模板顶起,使轮子离开楼板,混凝土浇筑时的施工荷载及混凝土的自重,全部由这两个千斤顶承受。
双拼式隧道模两个半边的宽度可以相同,也可以不同。如一个半边(角模)的宽度为a,另一个半边(角模)的宽度为b,再加一块板宽为c的插入板,则可组合成:a+a,a+
b,a+ c+a,a+c+b,b+b,b+c+b六种开间尺寸。我国使用的钢框胶合板双拼式隧道模,开间尺寸的模数为30cm进位。用这些模板组成的房间的开间尺寸为
210、240、 270、300、……600、630、660cm等。模板的进深尺寸的模数为60cm进位,配板尺寸有60、120、240、480cm等,最大可组成1200cm进深尺寸。层高可根据需要制作。
用隧道模施工时,先在楼板面上浇筑导墙(实际上导墙是与楼板同时浇筑的),在导墙上根据标高进行弹线,隧道模沿导墙就位,绑扎墙内钢筋和安装门洞、管道,根据弹线调整模板的高度,以保证板面水平,随后楼面绑扎钢筋,安装堵头模板,浇筑墙面和楼面混凝土。混凝土浇筑完毕,待楼板混凝土强度达到设计强度的75%以上,墙体混凝土达到25%以上时拆模。一般加温养护12~36h后可以达到拆模强度。混凝土达到拆模强度以后,双拼式隧道模板通过松动两个千斤顶,在模板自重作用下,隧道模下降到三个轮子碰到楼板面为止。然后用专用牵引工具将隧道模拖出,进入挑出墙面的挑平台上,用塔式起重机吊运至需要的地段,再进行下一循环。脱模过程如图9.51所示。
图9.51 隧道模采用卷扬机和钢丝绳进行脱模的示意图
4.塑料和玻璃钢模壳
塑料和玻璃钢模壳是专用于大跨度、大空间结构的密肋楼盖浇注的模板,具有适应性强、造价低、速度快、施工简便等优点。密肋楼板的结构型式分为双向密肋楼板和单向密肋楼板(见图9.52),用于双向密肋楼板施工的模壳称为M型模壳,用于单向密肋楼板施工的模壳称为T型模壳(图9.53)。
(1) 类型与构造
1) 塑料模壳 以改性聚丙烯塑料为基材,用注塑成型工艺加工成l/4模壳,然后用螺栓将四个1/4模壳组装成一个整体大模壳。目前常用的规格为1200×900×300mm和1200×1200x300mm两种,模壳十字肋高90mm,肋厚14mm,在模壳四周增设┗36×3mm角钢,便于用螺栓连接;
2) 玻璃钢模壳 以中纤玻璃丝布作增强材料,不饱和聚酯树脂作粘结材料,手糊阴模成型。采用薄型加肋的构造型式(图9.54)。常见有1200×1200×300mm、1500×1500×400mm、2000×2000×600mm等几种。其特点是刚度大,不需型钢加固。
塑料和玻璃钢模壳的加工只允许有负偏差。它们都适用于大跨度、大空间的结构,柱网一般在6m以上。对普通钢筋混凝土,跨度不宜大于9m,对预应力钢筋混凝土,跨度不宜大于12m。
(2) 支撑系统
支撑系统应装拆方便,同时应具有对单、双向密肋楼板的通用性。常用支撑系统如下:
1)由钢支柱、钢龙骨、角钢三部分组成的支撑系统(图9.55),钢支柱采用标准钢支柱,在钢支枝上增加一个柱帽,用以固定主龙骨方向,主龙骨是用3mm薄钢板轧制成截面为75×150mm的矩形钢梁,长向尺寸一般为2.4m,最长为3.6m,两端为开口式,可以接长。在主龙骨的靠上部位通长安装角钢(┗50
x 5)用以支撑模壳,通过φ18销钉固定在主龙骨上。销钉的间距为400mm。在穿销
图9.55 钢支柱支撑系统
1—可调钢支柱 2—销钉 3—模壳 4—支承角钢┗50×5
5—钢梁 6—柱帽 7—柱顶板 8—柱底板
图9.56 支撑系统的平面布置图
钉处预埋φ20钢管,不仅便于安装销钉,还能防止龙骨侧面变形。支撑系统的平面布置如图9.56所示。
采用钢支柱作支撑的柱头构造,还可用型钢、方木等,见图9.57。还可采用早拆柱头。支柱的间距、龙骨的截面尺寸等,可根据工程具体情况进行设计、计算确定。
2)门架支撑系统 采用定型门式架组成整体式支撑系统。顶托上放置100×100mm方木作主梁;主梁上再放70×100mm方木作次梁,按密肋的间距设置。次梁两侧钉┗50×5角钢,作模壳的支托。
图9.58 模壳支设图
(3) 模壳的支设
施工前要绘制出支模排列图。支模时,先在楼地面上弹出密肋梁的轴线,然后立起钢柱。钢支柱的基底应平整,立柱与基底应垂直,当支设高度超过3.5m时,每隔2m高度要用直角扣件及钢管与支柱拉结牢固。在钢支柱调整好标高后,再安装龙骨。安装龙骨时要拉通线,间距要准确,做到横平竖??僚???直。然后安装支承角钢,用销钉锁牢。
模壳的排列原则是在一个柱网内由中间向两端排放,以免出现两端边肋不等的现象。不合模数的部位,可用木模嵌补。模壳铺完后均有一定缝隙,尤其是双向密肋楼板缝隙较大,需用油毡条或其他材料处理,以免漏浆。模壳支设情况如图9.58。
模壳的脱模剂应使用水溶性脱模剂,切忌使用油性或常效脱模剂、避免与模壳起化学反应。
(4) 施工注意事项
1) 采用模壳浇筑的双向密肋楼板。其钢筋的纵、横向底筋上下的位置,应由设计单位根据具体工程情况明确要求,以免因底筋互相编织而无法施工。绑扎钢筋时,应先绑梁筋后绑板筋,并应避免钢筋端头撞击模壳;
2) 模壳的施工荷载,宜控制在25~30N/mm2;
3) 混凝土根据设计要求配制。骨料宜选用粒径为0.5~2cm的石子和中砂,由于密肋楼板的板面与肋梁的混凝土收缩差异较大,在板肋交界处易产生裂缝,因此要严格控制水灰比,坍落度≤3cm。浇筑顺序应先大梁、肋梁,后浇楼板,密肋部分宜采用φ30mm的插入式振捣器,板面用平板振捣器;
4) 由于楼板板面较薄(一般5~10cm),为了防止混凝土水分过早蒸发,常温宜在早期用塑料薄膜覆盖养护;冬期可在上部覆盖保温岩棉毡,下部吹热风养护。
5)拆模可用撬棍轻撬,也可用0.2~0.6N/mm2压缩空气接入模壳嘴,将模壳吹落。
5.永久性模板
永久性模板,又称一次性消耗模板,即在现浇混凝土结构浇筑后模板不再拆除,其中有的模板与现浇结构叠合后组合成共同受力构件。该模板多用于现浇钢筋混凝土楼(顶)板工程中。永久性模板的最大特点是:简化了现浇钢筋混凝土结构的模板支拆工艺,使模板的支拆工作量大大减少,从而改善了劳动条件,节约了模板支拆用工,加快了施工进度。
永久性模板分二类,一类是各种配筋的混凝土薄板,包括预应力混凝土薄板、双钢筋混凝土薄板和冷轧扭钢筋混凝土薄板;另一类是压型钢板模板,主要应用于钢结构高层建筑。本节介绍混凝土薄板作永久性模板的施工工艺。
预应力薄板叠合楼板,是由预制的预应力混凝土薄板和现浇的钢筋混凝土叠合层组成的楼板结构,其跨中钢筋即为设置在薄板中的预应力高强钢丝,支座负弯矩钢筋则设置在叠合层内。施工时预应力薄板作为永久性模板,浇筑混凝土叠合层后,即形成整体的连续楼板。
预应力薄板叠合楼板有较好的整体性和抗震性能,特别适用于高层建筑和大开间房屋的楼板,预应力薄板作为永久性模板,板底平整,减少了现场混凝土浇筑量;顶棚可不做抹灰,也减少了装饰工程的湿作业量;预应力薄板的钢丝保护层较厚,有较好的防火性能。
整个叠合板的厚度随跨度大小而不同,一般10~15cm。其中薄板部分厚度为 5~8cm。叠合板内的配筋可以是双向的,也可以是单向的。
(1) 预应力薄板制作
预应力薄板可以用钢模制作,也可以在长线台座上生产,但台面必须有较好的平整度。薄板的表面处理是一道重要工序,它可以提高薄板与叠合层结合面的抗剪强度。常用的处理方法有:
1)划毛 待混凝土振捣密实并刮平后,用工具对表面进行划毛。划毛时纵横间距以150mm为宜,且粗糙面的凹凸差不宜少于6mm,划毛时不能影响混凝土的密实度;
2)刻凹槽 待混凝土振捣并刮平后,用简易设备在表面进行压痕,凹槽呈梅花形布置,凹槽长宽各5cm,深6~10 mm,间距15~20cm;??僚???
3)预留结合钢筋 结合钢筋有格构式、螺旋式、波浪式等多种形状,我国常用者为点焊网片弯折成V字形的钢筋骨架,加工简单,定位方便,结合效果亦好。
薄板的底面必须光滑,吊环应严格按设计位置放置,并必须锚固在主筋下面。制作时,应对尺寸偏差、表面状态、结合钢筋位置、钢丝外伸长度、钢丝张拉应力、预应力损失、放张时钢丝回缩和混凝土强度等加强检测,以保证薄板的质量。
预应力薄板的混凝土强度大于70%设计强度时,才允许放松预应力钢丝、起吊和堆放。薄板起吊时不能随意减少吊点,要求四点均匀受力。薄板的刚度较小,堆放时垫木应靠近吊环,垫木并应有足够长度和宽度,以保护吊环和结合钢筋,堆放场地应坚实稳固,避免沉陷,堆放高度不得超过10层。
薄板堆放挠度与堆放时间有关,因此,薄板存放时间不应大于2~3个月。长期存放将使变形增大并发展成为永久变形。因此,构件厂应配合工程施工进度做到配套均衡生产。
(2) 预应力薄板安装和叠合层的浇筑
薄板安装前,应对安放板的梁和剪力墙顶面标高进行认真检查,如表面不平要设法调平。安装前还要设置好支撑体系(图9.59)。各层的立柱宜设置在同一竖直线上,以免叠合板受上层立柱冲切。
图9.59 预制薄板临时支撑
l—预制薄板;2—临时支撑;3—横楞
吊装薄板时,吊点要符合设计要求,吊索受力要均匀,吊索与水平面夹角应大于450,用铁扁担吊具则更好。薄板的支座搁置长度一般为20±5mm,拼缝宽度一般为4cm。支座负弯矩钢筋,除用人工绑扎外,还可预制成钢筋网片,用人工安放和固定。
浇筑叠合层混凝土前要安装好板缝模板,将薄板表面清扫干净,最好用压缩空气吹净,并用水冲洗,使薄板表面充分湿润,以保证薄板与叠合层的粘结力和共同工作。浇筑叠合层时,混凝土布料要均匀,以免荷载集中,施工荷载不能超过规定的数值。振捣要密实。待现浇混凝土的强度大于70%设计强度时,才允许拆除薄板下的支撑。
10.3.1.2 钢筋连接与混凝土浇筑技术
现浇高层钢筋混凝土结构施工中的钢筋连接,除采用一般传统方法施工外,主要是竖向大直径钢筋的连接必须适应高层建筑发展的需要,不宜再采用传统的搭接绑扎和手工电弧焊连接方法。因为,前者不利于抗震,后者电焊量大、钢材耗用多、劳动强度大,且给混凝土浇筑带来困难。目前已发展采用了电渣压力焊、气压焊、挤压连接等,这些连接方法效率高、省钢材、质量稳定。具体内容详本书第3章。
高层建筑混凝土浇筑主要是解决泵送和高强混凝土施工等问题。具体内容详本书第3章。
9.3.2高层建筑现浇结构施工
9.3.2.1 现浇框架结构施工
全现浇框架结构(包括框架—剪力墙结构)具有结构整体性好,抗震能力强,结构用钢量省等特点,因此是目前高层建筑中采用较多的一种结构形式,但其模板技术较为复杂,现场用工也较多。
1.组合模板
全现浇框架结构工程施工采用的模板,多以各种组合式模板为主,其中以组合钢模板采用最多。其主要工艺流程为:施工准备工作→钢模板组装和架设→模板的拆除。
(1) 施工准备工作
①放线 据施工图纸要求,在基础顶面或楼(地)面上弹出柱模板的内边线和十字中心线,墙模板要弹出模板的内外边线,以便于模板的安装与校正;
②标高量测 用水准仪把建筑物水平标高根据模板实际标高的要求,引测到安装模板的位置,以控制支模高度;
③轴线竖向投测 每隔3~5条轴线选取一条竖向控制轴线,用以控制模板的竖向垂直度;
④找平和设置模板定位基准 为保证模板位置准确和防止模板底部漏浆,模板安装前,常用1:3水泥砂浆沿模板内边找平。外柱、墙在继续安装模板时,可在下层结构上设置模板承垫条带(图9.60),并用仪器校正其平直。
设置模板定位基准是为保证模板上、下端在浇混凝土时,不致左右移位。模板下端固定,在施工中多用点焊短钢筋为定位基准,根据柱、墙截面尺寸,切割相应长短的短筋,在距楼面100mm处点焊在主筋上,往上每隔1m左右设一道,它既保证模板几何尺寸,也保证模板与钢筋之间保护层厚度的准确性(图9.61)。模板上端的固定,一般在模板安装后,用缆风绳一端与墙、柱模板顶连接,另一端与地锚连接,通过缆风绳上的紧线器(花篮螺丝)来校正模板的垂直度。施工中应注意在每层现浇梁板的适当位置预埋φ6~8mm钢筋作地锚。
图9.60 外柱外模板设承垫条带示意图
(2) 模板的支设
模板的支设方法基本上有两种,即单块就位组拼和预组拼,其中预组拼又可分为分片组拼和整体组拼两种。采用预组拼方法。可以加快施工速度,提高模板的安装质量。但必须具备相适应的吊装设备,有较大的拼装场地,场地平整、坚实。
1) 柱模板
单块就位组拼的方法是:先将柱子第一段四面模板就位组拼好,校正调整好对角线,要求模板
图9.61 钢筋定位基准示意图
图9.62 柱模板
1—横楞;2—拉杆;3—竖楞;4—钩头螺栓;5—穿柱拉杆;6—模板
竖直,位置准确,并用柱箍固定。然后以第一段模板为基准,用同样方法组拼第二段模板,直到柱全高。各段组拼时,其水平接头和竖向接头要同时用U形卡正反交替连接,在安装到一定高度时,要进行支撑或拉结,以防倾倒。并用支撑或拉杆上的调节螺栓校正模板的垂直度。
单片预组拼的方法是:将事先预组拼的单片模板,检查其对角线、板边平直度和外形尺寸合格后,吊装就位并作临时支撑;随即进行第二片模板吊装就位,并用U形卡与第一片模板组合成L形,同时作好支撑。如此再完成第三、四片的模板吊装就位、组拼。模板就位组拼后。随即检查其位移、垂直度、对角线情况,经校正无误后,立即自下而上地安装柱箍。
柱模板全部安装后,再进行一次全面检查,合格后与相邻柱群或四周支架临时拉结固定。
整体预组拼的方法是:在吊装前,要先检查已经整体预组拼的模板上、下口对角线的偏差及连接件、柱箍等的牢固程度,检查钢筋是否有碍柱模的安装,并用铅丝将柱顶钢筋先绑扎在一起,以利柱模从顶部套入。待整体预组拼模板吊装就位后,立即用4根支撑或有花篮螺丝的缆风绳与柱顶四角拉结,并校正其中心线和偏斜,全面检查合格后,再群体固定。
柱模组装后情况见图9.62。
2) 梁模板
单块就位组拼 复核梁底标高、校??僚???正轴线位置无误后,搭设和调平梁模支架(包括安装水平拉杆和剪刀撑),固定钢楞或梁卡具,再在横楞上铺放梁底板,并用钩头螺栓与钢楞固定,拼接角模。然后绑扎梁钢筋,安装并固定两侧模板。有对拉螺栓时插入对拉螺栓,并套上套管。按设计要求起拱(一般跨度大于4m时,起拱0.2~0.3%)。安装钢楞,拧紧对拉螺栓,调整梁口平直。采用梁卡具时,夹紧梁卡具扣上梁口卡。
单片预组拼 在检查预组拼的梁底模和两侧模板的尺寸、对角线、平整度及钢楞连接以后,先把梁底模吊装就位并与支架固定,再分别吊装两侧模板与底模拼接并设斜撑固定,然后按设计要求起拱。在检查梁模位置、尺寸无误后,再进行钢筋绑扎,卡上梁口卡。
整体预拼 采用支架支模时,在整体梁模板吊装就位并校正后,进行模板底部与支架的固定,侧面用斜撑固定;当采用桁架支模时,可将梁卡具、梁底桁架全部先固定在梁模上。安装就位时,梁模两端准确安放在立柱上。
3)墙模板
墙模板一般都采用预组拼方式。安装时,应边就位、边校正,并随即安装各种连接件、支承件或加设临时支撑。必须待模板支撑稳固后,才能脱钩。当墙面较大,模板需分几块预拼安装时,模板之间应按设计要求增加纵横附加钢楞。当设计无规定时,连接处的钢楞数量和位置应与预组拼模板上的钢楞数量和位置等同。附加钢楞的位置在接缝处两边,与预组拼模板上钢楞的搭接长度,一般为预组拼模板全长(宽)的15~20%。
相邻模板边肋用U形卡连接的间距,不得大于300mm,预组拼模板接缝处宜满上。U形卡要反正交替安装。
门窗预留洞口模板应有锥度,便于拆除。预留的小型设备孔洞,当遇到钢筋时,应确保钢筋位置正确,不得将钢筋移向一侧
墙模板的浇注口(门子板),一般留在浇筑一侧,设置方法与柱模板相同。门子板的水平间距一般为2.5m。
墙模板组装情况,见图9.63。
4)楼板模板
采用立柱作支架时,从边跨一侧开始逐排安装立柱,并同时安装外钢楞(大龙骨)。立柱和钢楞的间距,通过模板设计计算确定,一般情况下立柱与外钢楞间距为600~1200mm,内钢楞(小龙骨)间距为400~600mm。调平后即可铺设模板。
在模板铺设完标高校正后,立柱之间应加设水平拉杆,其道数根据立柱高度决定。一般情况下离地面200~300mm处设一道,往上纵横方向每隔1.6m左右设一道。
图9.63 墙模板
1—模板;2—内钢楞;3—扣件;4—U形卡;
5—顶帽;6—穿墙螺栓;7—外钢楞
图9.64 桁架支设楼板模板
采用桁架作支承结构时,一般应预先支好梁、墙模板,然后将桁架按模板设计要求支设在梁侧模板通长的型钢或方木上,调平固定后再铺设模板。
单块就位组拼时,宜以每个节间从四周先用阴角模板与墙、梁模板连接,然后向中央铺设。相邻模板边肋应按没计要求用U形卡连接,也可用钩头螺栓与钢楞连接,亦可采用U形卡预拼几块再铺设。
预组拼模板块较大时,应加钢楞再吊装,以增加板块的刚度。吊运前应检查模板的尺寸、对角线、平整度以及预埋件和预留孔洞的位置。安装就位后,立即用角模与梁、墙模板连接。
采用钢管脚手架作支撑时,在支柱高度方向每隔1.2~1.3m设一道双向水平拉杆。支撑与地面接触处应夯实,并垫通长脚手板,防止下沉。
楼板模板支设情况,见图9.64。
5)楼梯模板
楼梯模板一般比较复杂,常见的有板式和梁式楼梯,其支模工艺基本相同。
施工前应根据实际层高放样,先安装休息平台梁模板,再安装楼梯模板斜楞、然后铺设楼梯底模、安装外帮侧模和踏步模板。安装模板时要特别注意斜向支柱(斜撑)的固定,防止浇筑混凝土时模板移动。
(3) 模板安装质量要求
组合钢模板安装完毕后,应按现行《混凝土结构工程施工及验收规范》和《组合钢模板技术规范》的有关规定,进行全面检查,合格验收后方能进行下一道工序。其质量要求如下:
① 组装的模板必须符合施工设计的要求。
② 各种连接件、支承件、加固配件必须安装牢固,无松动现象。模板拼缝要严密。各种预埋件、预留孔洞位置要准确,固定要牢固。
③ 预组拼的模板必须符合表9.2要求。
(4) 模板的拆除
模板的拆除,除了非承重侧模应以能保证混凝土表面及棱角不受损坏时(大于1N/mm2)可拆除外,承重模板应按现行《混凝土结构工程施工及验收规范》的有关规定执行。
模板拆除的顺序和方法,应按照配板设计的规定进行,遵循先支后拆、后支先拆、先非承重部位和后承重部位以及自上而下的原则。拆模时,严??僚???禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。
多层楼板模板支架的拆除,应按下列要求进行:上层楼板正在浇筑混凝土时,下层楼板模板的支架不得拆除,再下一层楼板模板的支架,可拆除一部分;跨度大于4m的梁下均应保留支架,其间距不得大于3m。
2. 玻璃钢圆柱模板
玻璃钢圆柱模板是采用不饱和聚脂树脂和无碱玻璃丝布,根据拟浇筑的柱的半径、长度尺寸制成的整块模板。这种模板的重量轻、韧性好、耐磨、耐腐蚀、装拆方便和浇筑成型的圆柱表面光洁,是一种专用浇筑圆形柱的模板。常见有整张卷曲式(图9.65)和半圆拼装两种。图9.66为圆柱柱帽模板。
玻璃钢圆柱模板的厚度,可以根据混凝土侧压力的大小通过计算确定。一般为3~5mm。考虑模板在承受侧压力后,模板断面会膨胀变形,因此,模板的直径宜比圆柱直径小0.6%左右。
1)施工准备
包括柱基放线定位;模底部设置好地脚定位件;钢筋绑扎校核;抹找平砂浆;预埋件埋设固定就位等工作内容。
2)模板的支设和拆除
整张卷曲式圆柱模板的安装,由两人将模板竖立,将模板接口由下而上逐渐扒开,把模板套在拄筋上,下端与定位件贴紧。套好后将接口转向任一拉筋方向,然后安装连接固定件,拧紧接口螺栓。采用半圆拼装式柱模,可将两片模板从两侧就位,下端贴紧定位件,然后将两侧接口对准拉筋方向,安装连接固定件,拧紧接口螺栓。每个柱模要安装上、中、下三道柱箍,一般用角钢┕40×4mm制作,拉筋下端固定在楼板预埋件上,三根拉筋水平夹角为120。。
模板的拆除,一般当混凝土强度达1Mpa时,即可拆除。拆模时先卸拉筋、柱箍、接口螺栓,然后用撬棍由上而下撬动接口,由两人拉开接口即可。
全现浇框架结构工程的水平构件(梁、楼板)的模板,除了采用上述各种组合式模板散支散拆、预拼装支拆外,还可采用整支整拆的台模工艺。
3.钢筋和混凝土工程施工
全现浇高层框架结构施工中的钢筋工程,是现浇框架结构施工的关键分项工程,必须严格按照现行《混凝土结构工程施工及验收规范》和有关高层建筑结构设计与施工规程的规定执行。钢筋连接,特别是竖向粗钢筋的连接,应采用电渣压力焊、气压焊和各种机械连接方法。
混凝土工程也是现浇高层框架结构施工的重要分部工程。在施工前,首先要作好以下工作:
1)对已经全部安装完毕的模板、钢筋和预埋件、预埋管线、预留孔洞等进行交接检查和隐蔽验收;
2)浇筑混凝土所用的机具设备、脚手架和马道等的布置及支搭情况,亦需进行检查,合格后方可运行使用;
3)混凝土的配制,除应严格执行施工配合比外,配制前,还应对水泥、砂、石及外加剂等进行检验;对计量设备进行检定。
4)混凝土的浇筑工艺和质量要求,应按《混凝土结构工程施工及验收规范》及有关高层建筑结构设计与施工规程执行;其中施工缝的留置应设在结构受力小且便于施工的位置。并应符合以下要求:
梁 主梁不宜留设施工缝,次梁的施工缝可留在跨中1/3区段;悬臂梁应与其相连接的结构整体浇筑:必须留设施工缝时,应取得设计单位的同意,并采取有效措施。
板 单向板施工缝可留设在与主筋平行的任何位置或受力主筋垂直方向的跨度1/3处,双向板施工缝位置应按设计要求留没。
柱 宜留设在梁底标高以下20~30mm,或梁、板面标高处。
墙 宜留设在门洞口连梁跨中1/3区段,也可留在纵横剪力墙的交接处。
大截面梁、厚板和高度超过6m的柱,应按设计要求留设施工缝。
采用内爬升塔式起重机时,支承塔式起重机的框架梁,以及附着式塔式起重机附着部位的框架柱,应经设计核算,并采取加固措施。
9.3.2.2 现浇剪力墙结构施工
现浇剪力墙结构高层建筑的主体结构的施工有多种方法,根据竖向模板体系的不同,常用的有大模板、爬模、滑模等施工工艺。
1. 大模板施工
大模板(即大面积模板、大块模板)是一种工具式大型模板,配以相应的起重吊装机械,以工业化生产方式在施工现场浇筑钢筋混凝土墙体。其工艺特点是;以建筑物的开间、进深、层高的标准化为基础,以大型工业化模板为主要施工手段,以现浇钢筋混凝土墙体为主导工序,组织有节奏的均衡施工。采用这种方法,施工工艺简单,施工速度快,结构整体性好,抗震性能强,装修湿作业少,机械化施工程度高,故具有良好的技术经济效果。
大模板区别于其他模板的主要标志是:内模高度相当于楼层的净高,并减去可能的施工误差20mm;外模高度相当于楼层的层高,宽度根据建筑平面、模板类型和起重能力而定,小开间内模宽度一般相当房间的净宽。
对大模板的基本要求是:具有足够的强度和刚度,周转次数多,维护费少:板面光滑平整,拆模后可以不抹灰或少抹灰,减少装修工作量;板面自重较轻,支模、拆模、运输、堆放能做到安全方便;尺寸构造尽可能做到标准化、通用化;一次投资较省,摊销费用较少。
我国大模板建筑一般是横墙承重。故内墙一般均采用大模板现浇混凝土墙体,而楼梯、楼梯平台、阳台、分间墙板等均为预制构件。按外墙施工方法不同,可将大模板结构施工工艺分为内墙现浇、外墙预制(简称内浇外板、内浇外挂);内外墙全现浇;内墙现浇外墙砌筑(简称内浇外砌)三大类型,其建筑造型分板楼和塔楼两类。其中内浇外砌用于不太高的建筑(12~16层),一般多用于多层住宅建筑。
(1)大模板的组成
大模板主要由面板系统、支撑系统、操作平台和附件组成(图9.67)。
图9.67 大模板组成构造示意图
l—面板;2—水平加劲肋;3—支撑桁架;4—竖楞;5—调整水平度的螺旋千斤顶;
6—调整垂直度的螺旋千斤顶;7—栏杆;8—脚手板;9—穿墙螺栓;10—上口卡具
1) 面板系统
面板系统包括面板、横肋和竖助。面板作用是使混凝土墙面具有设计要求的外观。因此,要求其表面平整、拼缝严密,具有足够的刚度。面板常采用:
①整块钢板 用4~6mm钢板拼焊而成。这种面板具有良好的强度和刚度,能承受较大的混凝土侧压力及其他施工荷载,重复利用率高,一般周转次数在200次以上。但自重重,灵活性差。
②木、竹胶合板 此类面板自重轻,周转约20次左右,但需解决好板四周的封边,以防止水份及潮湿空气进入板内,造成局部起鼓变形而影响使用寿命。
③组合钢模板组拼面板 组合钢模便于拆装,重新组合。但刚度、平整度以及周转次数都不如整块板,且板缝较多,需及时处理。其他还可以用钢框胶合板等材料。
2) 支撑系统
支撑系统包括支撑架和地脚螺栓,其作用是传递水平荷载,防止模板倾覆。
3) 操作平台
包括平台架、脚手平台和防护栏杆。是施工人员操作的平台和运行的通道。平台架插放在焊于竖肋上的平台套管内,脚手板铺在平台架上。防护栏杆可上下伸缩。
4) 附件
穿墙螺栓、上口卡子是模板最重要的附件。穿墙螺栓的作用是加强模板刚度,以承受新浇混凝土侧压力。墙体的厚度由两块模板之间套在穿墙螺栓上的硬塑料管来控制,塑料管长度等于墙的厚度,拆模后可敲出重复使用。穿墙螺栓一般设在大模板的上、中、下三个部位。上穿墙管距模板顶部250mm左右,下穿墙螺栓距模板底部200mm左右。
模板上口卡子是用来控制墙体厚度并承受一部分混凝土侧压力。
(2)大模板的构造及布置方案
1) 平模
平模尺寸相当于房间每面墙的大小。按拼装的方式分为整体式、组合式、装拆式三种(图9.68)。整体式平模的板面、骨架、支撑系统和操作平台、爬梯等组焊接成整体。模板的整体性好,但通用性差。适用于大面积标准住宅施工。组合式平模将面板和骨架、支撑系统、操作平台三部分用螺栓连接而成。不用时可以解体,以便运输和堆放。装拆式平模不仅支撑系统和操作平台与竖肋用螺栓连接,而且板面与钢边框、横助、竖肋之间也用螺栓连接。其灵活性更强。
采用平模布置方案时,横墙与纵墙的混凝土分两次浇筑的,即先支横墙模板,待拆模后再支纵墙模板。平模平面布置如图9.69所示。
平模方案能够较好地保证墙面的平整度,所有模板接缝均在纵横墙交接的阴角处,便于接缝处理,减少修理用工,模板加工量较少,周转次数多,适用性强,模板组装和拆卸方便,模板不落地
或少落地。但由于纵横墙要分开浇筑,竖向施工缝多,影响房屋整体性,并且组织施工比较麻烦。
小角模是为适应纵横墙一起浇筑而在纵横墙相交处附加的一种模板,通常用100×100mm的角钢制成。它设置在平模转角处,从而使每个房间的内模形成封闭支撑体系(图9.70)。
图9.70 小角模
小角模有带合页和不带合页两种(图9.71)。小角模布置方案使纵横墙可以一起浇筑混凝土,模板整体性好,组拆方便,墙面平整。但墙面接缝多,修理工作量大,角模加工精度要求也比较高。
3) 大角模
大角模系由上下四个大合页连接起来的两块平模、三道活动支撑和地脚螺栓等组成。其构造如图9.72所示。
大角模方案,使房间的纵横墙体混凝土可以同时浇筑,故结构整体性好。它还具有稳定,拆装方便,墙体阴角方整,施工质量好等特点。但是大角模也存在加工要求精细,运转麻烦,墙面平整度较差,接缝在墙中部等缺点。
4) 筒子模
筒子模是将一个房间三面现浇墙体的模板,通过挂轴悬挂在同一钢架上,墙角用小角模封闭而构成的一个筒形单元体(图9.173)。
采用筒子模方案,由于模板的稳定性好,纵横墙体混凝土同时浇筑,故结构整体性好,施工简单。减少了模板的吊装次数,操作安全,劳动条件好。缺点是模板每次都要落地,且模板自重大,需要大吨位起重设备,加工精度要求高,灵活性差,安装时必须按房间弹出十字中线就位,比较麻烦。
(3)施工工艺
1) 内墙现浇外墙预制的大模板建筑施工
这种大模板建筑的施工有三类做法:预制承重外墙板,现浇内墙;预制非承重外墙板,现浇内墙;预制承重外墙板和非承重内纵墙板,现浇内横墙。
①抄平放线 抄平放线包括弹轴线、墙身线、模板就位线、门口、隔墙、阳台位置线和抄平水准线等工作。
②敷设钢筋 墙体钢筋应尽量预先在加工厂按图纸点焊成网片,运至现场。在运输、堆放和吊装过程中,要采取措施防止钢筋产生弯折变形或焊点脱开。
③安装模板 大模板进场后要核对型号,清点数量,清除表面锈蚀,用醒目的字体在模板背面注明标号。模板就位前还应认真涂刷脱模剂,将安装处楼面清理干净,检查墙体中心线及边线,准确无误后方可安装模板。
安装模板时,应按顺序吊装,按墙身线就位,并通??僚???过调整地脚螺栓,用“双十字”靠尺反复检查校正模板的垂直度。模板合模前,还要检查墙体钢筋、水暖电器管线、预埋件、门窗洞口模板和穿墙螺栓套管是否遗漏,位置是否正确,安装是否牢固,是否影响墙体强度,并清除在模板内的杂物。模板校正合格后,在模板顶部安放上口卡子,并紧固穿墙螺栓或销子。
门口模板的安装方法有两种。一种是先立门洞模板(俗称“假口”),后安门框;另一种是直接立门框。
图9.73 先立门洞模框作法示意图
l—门框;2—木方;3—螺栓;4—木框;5—大模板;6—混凝土
先立门洞模板的做法:若门洞的设计位置固定,则可在模板上打眼,用螺栓固定门洞模板比较简便。如果门洞设计位置不固定,则可在钢筋网片绑完后,按设计位置将门洞模板钉上钉子,与钢筋网片焊在一起固定。模板框中部均需加三道支撑(图9.73),前后两面(或一面)各钉一木框(用5×5cm木方),使模框侧边与墙厚相同。拆模时,拆掉木方和木框。浇筑混凝土时,要注意两侧混凝土的浇筑高度要大致相等,高差不超过50cm,振捣时,要防止挤动模框。先立门洞模板的缺点是拆模困难,门洞周围后抹的灰浆易开裂空鼓。另外,采用先立门洞模板工艺时,宜多准备一个流水段的门洞模板,采取隔天拆模板,以保证洞口棱角整齐。
直接立门框的做法:是用木材或小角钢做成带1~2mm坡度的工具式门框套模,夹在门框两侧,使其总厚度比墙宽出3~5mm。门框内设临时的或工具式支撑加固。立好门框后,两边由大模板夹紧。在模板上对应门框的位置预留好孔眼,用钉子穿过孔眼,将门框套模紧固于模板上。为了防止门框移动,还可以在门框两侧钉若干钉子,将钉子与墙体钢筋焊住。这种做法既省工又牢固。但要注意施工中若定位不牢的话,易造成门口歪斜或移动。
④墙体混凝土浇筑 为了便于振捣密实,使墙面平整光滑,混凝土的坍落度一般采用7~8cm。用φ50的软轴插入式振捣棒连续分层振捣。每层的间隔时间不应超过2~3h,或根据水泥的初凝时间确定。混凝土的每层浇筑高度控制在500mn左右,保证混凝土振捣密实。
浇筑门窗洞位置的混凝土时,应注意从门窗洞口正上方下料,使两侧能同时均匀浇筑,以免发生偏移。
墙体的施工缝一般宜设在门窗洞口上,次梁跨中1/3区段。当采用组合平模时,可留在内纵墙与内横墙的交接处,接槎处混凝土应加强振捣,保证接搓严密。
⑤拆模与养护 在常温条件下,墙体混凝土强度达到1.2MPa时方准拆模。拆模的顺序是:首先拆除全部穿墙螺栓、拉杆及花篮卡具,再拆除补缝钢管或木方,卸掉埋设件的定位螺栓和其他附件,然后将每块模板的底脚螺栓稍稍升起,使模板在脱离墙面之前应有少许的平行下滑量,随后再升起后面的两个底脚螺栓,使模板自动倾斜脱离墙面,然后将模板吊起。在任何情况下,不得在墙上口晃动、撬动或敲砸模板。模板拆除后,应及时清理干净。
图9.74 悬挑式外模
l—外墙外模;2—外墙内模;3—内墙模板
2) 内外墙全现浇大模板建筑施工
内外墙均为现浇混凝土的大模板体系,以现浇外墙代替预制外墙板,提高了整体刚度。由于减少了外墙的加工环节,造价较便宜。但增加了现场工作量。要解决好现浇外墙材料的保温隔热、支模及混凝土的收缩等问题。
①外墙支模 外墙的内侧模板与内墙模板一样,支承在楼板上。外墙模板则有悬挑式外模和外承式外模两种施工方法。当采用悬挑式外模板施工方法时,支模顺序为:先安装内墙模板,再安装外墙内模,然后将外墙模板通过内模上端的悬臂梁直接悬挂在内模板上。悬臂梁可采用一根8号槽钢焊在外侧模板的上口横筋上,内外墙模板之间用两道对销螺栓拉紧,下部靠在下层外墙混凝土壁上(图9.74)。
当采用外承式外模??僚???板施工方法时,可先将外墙外模板安装在下层混凝土外墙面上挑出的支承架上(图9.75)。支承架可做成三角架,用L形螺栓通过下一层外墙预留孔挂在外墙上。为了保证安全,要设防护栏杆和安全网。外墙外模板安装好后,再安装内墙模板和外墙的内模板。
图9.75 外承式外模
l—外墙外模;2—外墙内模;3—外承架;
4—安全网;5—现浇外墙;6—穿墙卡具;7—楼板
②门窗洞口支撑 全现浇结构的外墙门窗洞口模板,宜采用固定在外墙里模板上活动折叠模板。门窗洞口模板与外墙钢模用合页连接,可转动600。洞口支好后,用固定在模板上的钢支撑顶牢。
3) 内浇外砌大模板建筑施工
为了增强砖砌体与现浇内墙的整体性,外墙转角及内外墙的节点,以及沿砖高度方向,均应设钢筋拉结(图9.76)。墙体砌筑技术要求与一般砌筑工程相同。
①支模 内墙支模不同部位模板的安装顺序为,在纵横墙相交十字节点处,先立横墙正号模板,依次立门洞模板,安设水电预埋件及预留孔洞,进行隐蔽工程验收,立横墙反号模板,立纵墙正号模板,使纵墙板端头角钢紧贴横墙模端头挑出的钢板翼缘,立纵墙的门洞模板,并安设预埋件,立纵墙反号模板。外墙与内墙模板交接处的小角模,必须固定牢固,确保不变形。
②混凝土浇筑 内浇外砌结构四大角构造柱的混凝土应分层浇筑,每层厚度不得超过300mm;内外墙交接处的构造柱和混凝土墙应同时浇筑,振捣要密实。
图9.76 外砖墙与现浇内墙连接节点
l—外墙砖垛;2—现浇混凝土内墙;3—水平拉结筋
图9.76 爬模构造图
1—爬架;2—穿墙螺栓;3—预留爬架孔;4—爬模;
5—爬模提升装置;6—爬架提升起装置;7—爬架挑横梁;8—内爬架
2.爬升模板施工
爬升模板(简称爬模)施工工艺,是在综合大模板施工和滑模施工原理的基础上,改进和发展起来的一项施工工艺。爬模施工具有以下特点:
①模板的爬升依靠自身系统的设备,不需要塔吊或其他垂直运输机械。避免用塔吊施工常受大风影响的弊病;
②爬模施工中模板不用落地,不占用施工场地,特别适用于狭小场地的施工;
③爬模施工中模板固定在已浇筑的墙上,并附有操作平台和栏杆,施工安全,操作方便;
④爬模工艺每层模板可作一次调整,垂直度容易控制,施工误差小;
⑤爬模工艺受其他条件的干扰较少,每层的工作内容和穿插时间基本不变,施工进度平稳而有保证;
⑥爬模对墙面的形式有较强的适应性。它不只是用于施工高层建筑的外墙,还可用来施工现浇钢筋混凝土芯筒和桥墩,以及冷却塔等。尤其在现浇艺术混凝土施工中,更具有优越性。
(1) 爬模的构造
爬模(图9.76)主要包括:爬升模板、爬升支架和爬升设备三部分。
1) 爬升模板
爬升模板的构造与大模板中的平模基本相同。高度为层高加50~100mm,其长出部分用来与下层墙搭接。模板下口需装有防止漏浆的橡皮垫村。模板的宽度根据需要而定,一般与开间宽度相适应,对于山墙有时则更大。模板下面还可装吊脚手架,以便操作和修整墙面用。
2) 爬升支架(简称爬架)
为一格构式钢架,由上部支承架和下部附墙架两部分组成。支承架部分的长度大于两块爬模模板的高度。支承架的顶端装有挑梁,用来安装爬升设备。附墙架由螺栓固定在下层墙壁上。只有当爬架提升时,才暂时与墙体脱离。
3) 爬升设备
爬升设备有手拉葫芦以及滑模用的QYD-35型穿心千斤顶,还有用电动提升设备。当使用千斤顶时,在模板和爬架上分别增设爬杆,以便使千斤顶带着模板或爬架上下爬动。
(2)爬升原理及布置原则
1) 爬升原理
爬模的大模板依靠固定于钢筋混凝土墙身上的爬架和安装在爬架上的提升设备上升、下降,以及进行脱模、就位、校正、固定等作业。爬架则借助于安装在大模板上的提升设备进行升降、校正、固定等作业。大模板和爬架相互作支承并交替工作,来完成结构施工(图9.77)。
2) 爬模模板布置原则
外墙模板可以采用每片墙一整块模板,一次安装。这样可减少起模和爬升后分块模板装拆的误差。但模板的尺寸受到制作、运输和吊装条件等限制,不可能做得过大。往往分成几块制作,在爬架和爬升设备安装后,再将各分块模板拼成整块模板。
预制楼板结构高层建筑采用爬模布置模板时,先布置内模,再考虑外模和爬架。外模的对销螺栓孔及爬架的附墙连接螺栓孔应与内模相符。
全现浇结构的内模如用散拆散装模板,布置模板的程序是爬架、外模和内模。内模固定是根据外模的螺栓孔临时钻孔、设置横肋与竖助。
尽量避免使用角模。因角模在起模时容易使角部混凝土遭受损伤。如必须用角模时,应将角模做成铰链形式,使带角部分的模板在起模前先行脱离混凝土面。
图9.77 爬升原理示意图
(a)固定爬架,支上层墙大模板;(b)浇上层墙混凝土;
(c)提升爬模,浇筑上层楼面混凝土;(d)浇墙身混凝土;(e)提升爬架
3) 爬架布置原则
爬架间距要根据爬架的承载能力和重量综合考虑。由于每个爬架装2只液压千斤顶或2只环链手动葫芦,每只爬升设备的起重能力为10~15kN。因此,每个爬架的承载能力为20~30kN。再加模板连同悬挂脚手架重3.5~4.5kN/m。故爬架间距一般为4~5m。
爬架位置应尽可能避开窗洞口,使爬架的附墙架始终能固定在无洞口的墙上,若必须设在窗洞位置且用螺栓固定时,应假设全部荷载作用在窗洞上的钢筋混凝土梁上,对梁的强度要进行验算。爬架设在窗洞口上,最好是在附墙架上安活动牛腿搁在窗盘上。由窗盘承受爬架传来的垂直力,再用螺栓连接以承受水平力。
爬架不宜设在墙的端部。因为模板端部必须有脚手架,操作人员要在脚手架上进行模板封头和校正。
一块模板上根据宽度需布置3个及3个以上爬架时,应按每个爬架承受荷载相等的原则进行布置。
(3)爬模施工工艺要点
1) 施工程序
由于爬模的附墙架需安装在混凝土墙面上,故采用爬模施工时,底层结构施工仍须用大模板或者一般支模的方法。当底层混凝土墙拆除模板后,方可进行爬架的安装。爬架安装好以后,就可以利用爬架上的提升设备,将二层墙面的大模板提升到三层墙面的位置就位,届时完成了爬模的组装工作,可进行结构标准层爬模施工。
2) 爬架组装
爬架的支承架和附墙架是横卧在平整的地面上拼装的。经过质量检查合格后再用起重机安装到墙上。
将被安装爬架的墙面按需要预留安装附墙架的螺栓孔,孔的位置要与上面各层的附墙螺栓孔位置处于同一垂直线上。墙上留孔的位置越精确,爬架安装的垂直度越容易保证、安装好爬架后要校正垂直度,其偏差值宜控制在h/1000以内。
3) 模板组装
高层建筑钢筋混凝土外墙采用爬模施工,当底层墙施工时爬架无处安装,可在半地下室或基础顶部设置“牛腿”支座,大模板搁置在“牛腿”支座上组装。爬升模板在开始层的组装程序如下:
①安装爬架并安装提升设备;
②吊装分块模板;
③利用校正工具校正和固定模板;
④当爬升模板到达二层墙高度时,开始安装悬挂脚手架及各种安全设施。
4) 爬架爬升
爬架在爬升之前必须将外模与爬架间的校正支撑拆去,检查附墙连接螺栓是否都已抽除,清除爬模爬升过程中可能遇到的障碍,还应确定固定附墙架的墙体混凝土强度已不小于10N/mm2。
爬架在爬升过程中两套爬升设备要同步提升,使爬架处于垂直状态。当用环链手拉葫芦时应两只同时拉动;用单作用液压千斤顶时应在总油路的分流器上用两根油管分别接到千斤顶的油嘴上,采用并联接法使两只千斤顶同时进油。爬架先爬升50~100mm,然后进行全面检查,待一切都通过检验后,就可进入正常爬升。
爬升过程中操作工人不得站在爬架内,可站在模板的外附脚手架上操作。
爬架爬升到位时要逐个及时插入附墙螺栓,校正好爬架垂直度后拧紧附墙螺栓的螺母,使得附墙架与混凝土的摩擦力足够平衡爬架的垂直荷载。
5) 模板爬升
模板的爬升须待模板内的墙身混凝土强度达后l.2~3.0N/mm2方可进行。
首先要拆除模板的对销螺栓、固定模板的支撑以及不同时爬升的相邻模板间的连接件,然后起模。起模时可用撬棒或干斤顶使模板与墙面脱离。接着就可以用提升爬架的同样方法和程序将模板提升到新的安装位置。
模板到位后要进行校正。此时不仅要校正模板的垂直度,还要校正它的水平位置,特别是拼成角模的两块模板间的拼接处,其高度一定要相同,以便连接。
3.滑升模板施工
液压滑升模板(简称“滑模”)施工工艺,是一种机械化程度较高的施工方法。它只需要一套lm多高的模板及液压提升设备,按照工程设计的平面尺寸组装成滑模装置,就可以绑扎钢筋,浇筑混凝土,连续不断地施工,直至结构完成。
滑模施工工艺具有机械化程度高,施工速度快,整体性强,结构抗震性能好,还能获得没有施工缝的混凝土构筑物。与传统的结构施工方法比较,滑模可缩短工期50%以上;提高工效60%左右,还可以改善劳动条件,减少用工量。
图9.78 滑升模板的组成
l—??僚???支架;2—支承杆;3—油管;4—千斤顶;5—提升架;6—栏杆;
7—外平台;8—外挑架;9—收分装置;10—混凝土墙;11—外吊平台;
12—内吊平台;13—内平台;14—上围圈;15—桁架;16—模板
滑模工艺用在剪力墙高层建筑结构施工中,按楼板的施工方法不同可分为:逐层空滑,楼板并进施工工艺;先滑墙体、楼板跟进施工工艺和先滑墙体,楼板降模等施工工艺。这些工艺各有特点,可按不同施工条件和工程情况采用。
(1)滑升模板的构造
滑模装置主要包括模板系统,操作平台系统和提升机具系统三部分。由模板、围圈、提升架、操作平台、内外吊脚手架、支承杆及千斤顶等组成(图9.78)。
1) 模板系统
模板系统主要包括模板、围圈、提升架等基本构件。
①模板 模板的作用主要是承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时混凝土与模板之间的摩阻力,并使混凝土按设计要求的截面形状成型。
模板的材料不同,可分为钢模板、木模板和钢木混合模板三种。最常用的是钢模板,可采用设角钢肋条或直接压制边肋以加强模板刚度。也可采用定型组合钢模板。
模板的高度主要取决于滑升速度和混凝土达到出模强度所需的时间,一般采用900~1200mm。为防止混凝土浇筑时向外溅出,外模上端可以比内模高
100~200mm。模板的宽度可设计成几种不同的尺寸。考虑组装及拆卸方便,一般宜采用150~500mm 。当所施工的墙体尺寸变化不大时,也`可根据实际情况适当加宽模板,以节约装卸用工。
②围圈(围檩) 围圈的作用主要是使模板保持组装好的平面形状,并将模板与提升架连成一个整体。围圈工作时,承担水平荷载和竖向荷载,并将它们传递到提升架上。
图9.79 桁架式围圈构造
(a)螺栓连接 (b)焊接
l—上围圈;2—下围圈;3—斜腹杆;4—直腹杆
围圈布置在模板外侧,沿建筑物的结构形状组成闭合圈,上下各一道。分别支承在提升架的立柱上。围圈的间距一般为500~700mm,上围圈距模板上口的距离不宜大于250mm。当提升架间距大于2.5m或操作平台的承重骨架直接支承在围圈上时,围圈宜设计成桁架式(图9.79)。在使用荷载下,两个提升架之间围圈的垂直与水平方向的变形不应大于跨度的1/500。
图9.80 钳形提升架构造示意图
l—上横梁;2—下横梁;3—立柱;4—顶紧螺栓;5—接长脚;
6—扣件;7—滑模模板;8—围圈;9—直腿方钢
③提升架(千斤顶架、门架) 提升架的作用主要是控制模板和围圈由于混凝土侧压力和冲击力而产生的向外变形,同时承受作用在整个模板和操作平台上的全部荷载,并将荷载传递给千斤顶。其次,提升架又是安装干斤顶,连接模板、围圈以及操作平台成整体的主要构件。图9.80为目前使用较广的钳形提升架。
提升架的布置应与千斤顶的位置相适应。当均匀布置时,间距不宜超过2m,当非均匀布置或集中布置时,可根据结构部位的实际情况确定。
2) 操作平台系统
操作平台系统是指操作平台、内外吊脚手架以及某些增设的辅助平台(图9.81)。
??僚???
图9.81 操作平台构造
l—上辅助平台;2—主操作平台;3—承重桁架;
4—吊脚手架;5—防护栏杆;6—三角挑架
①操作平台(工作台) 操作平台是施工人员绑扎钢筋、浇筑混凝土、提升模板等的操作场所。也是混凝土中转、存放钢筋等材料以及放置振捣器、液压控制台、电焊机等机械设备的场地。
操作平台按其搭设部位分内操作平台和外操作平台两部分。内操作平台由承重衍架(或梁)与楞木、铺板组成。承重桁架(或梁)的两端可支承在提升架的立柱上,也可通过托架支承在上下围圈上。外操作平台悬挑在混凝土外墙面外侧。通常由三角挑架与楞木、铺板等组成。三角挑架同样可以支承在提升架立柱上,或支承在上下围圈上。
根据楼板的施工工艺的不同要求,可将操作平台板做成固定或活动两种式样。
②内外吊脚手架(吊架) 内外吊脚手架主要用于检查混凝土的质量、表面装饰以及模板的检修和拆卸等工作。由吊杆、横梁、脚手极防护栏杆等构件组成,吊杆上端通过螺栓悬吊于挑三角架或提升架的立柱上,下端与横梁连接。
3) 提升机具系统
提升机具系统包括支承杆、液压千斤顶、针形阀、油管系统,液压控制台、分油器,油液、阀门等。
①支承杆(爬杆) 支承杆是千斤顶向上爬升的轨道,也是滑模的承重支柱。它承受滑模施工中的全部荷载。支承杆的直径与数量根据提升荷载的大小通过计算确定。
支承杆按使用情况分为工具式和非工具式两种。工具式支承杆在使用时,应在提升架横梁下设置内径比支承杆直径大2~5mm的套管,其长度应到模板下缘。在支承杆的底部还应设置钢靴(图9.82),以便最后拔出支承杆。非工具式支承杆直接浇筑在混凝土中。
支承杆在施工中需不断接长,其连接形式有丝扣连接、榫接和剖口焊接等(图9.83)。对采用平头对接、榫接和丝扣接头的非工具式支承杆,当千斤顶通过接头部位后,应及时对接头进行焊接加固。
图9.84 液压千斤顶构造与提升原理
l—支承杆;2—活塞;3—排油弹簧;4—上卡头;5—下卡头;6—缸体
②液压千斤顶 千斤顶是带动整个滑模系统沿支承杆上爬的机械设备。常用的油缸千斤顶有GYD-35型和QYD-35型等。
液压千斤顶的构造和提升原理如图9.84所示。千斤顶内装上下两个卡头,当支承杆穿入千斤顶中心孔时,千斤顶内的卡块像倒刺一般,将支承杆紧紧抱住??僚???,使千斤顶只能沿支承杆向上爬升,不能下降;开动油泵,油液从进油嘴进入油缸,油液压缩大弹簧,这时上卡头紧紧抱住支承杆,下卡头随外壳带动模板系统上升。当上升到上下卡头相互顶紧时,完成举重过程,此时排油弹簧处于压缩状态。回油时,油压解除,弹簧复位回弹,在其压力作用下,下卡头锁紧支承杆,把上卡头和活塞向上举起,油液从油嘴排出油缸,完成复位过程。
③提升操作装置 提升操作装置是液压控制台和油路系统的总称。它就像滑模系统的“头脑”和“血管”,操纵模板提升并供给千斤顶油压。液压控制台主要由电动机、油泵、换向阀、溢流阀、液压分配器和油箱等组成。
(2)滑模施工程序
滑模施工程序如图9.85所示。
图9.85 滑模施工程序
(3)滑模组装
滑模施工的特点之一,是将模板一次组装完,一直使用到结构施工完毕,中途一般不再变化。
1) 组装前的准备工作
滑模组装工作应在建筑物的基础顶板或楼板混凝浇筑并达到一定强度后进行。组装前必须清理场地,设置运输道路和施工用水、用电线路。同时将基础回填平整。按图纸设计要求,在底板上弹出建筑物各部位的中心线及模板、围圈、提升架、平台构架等构件的位置线。对各种模板部件、设备等进行检查,核对数量、规格以备使用。
进行钢筋绑扎,柱子的钢筋较粗,可先绑扎钢筋骨架;对于直径较小的墙板钢筋,可待安装好一面侧模板后进行绑扎。
2) 组装
组装的顺序是安装提升架→安装围圈→安装模板→安装操作平台→安装液压设备→安装支承杆。
模板安装要控制其倾斜度适当,要求上口小,下口大,单面倾斜度宜为0.2~0.5%。
支承杆的安装必须在模板全部安装验收合格,千斤顶空载试车,排气后进行。
为了增加支承杆的稳定性,避免支承杆基底处局部应力过于集中,在支承杆下端应垫一块50×50mm、厚5~10mm的钢垫板,扩大承压面积。由于支承杆较长,上端容易歪斜,可在提升架上焊钢筋限位或三角架来扶正支承杆的位置。
滑模安装完毕,必须按规范要求的质量标准进行检查。
(4)墙体滑模施工
1) 准备工作
滑模施工要求连续性,机械化程度较高。为保证工程质量,发挥滑模的优越性,必须根据工程实际情况和沿模施工待点,周密细致地做好各项施工组织设计和现场准备工作。
2) 钢筋绑扎
钢筋绑扎要与混凝土浇筑及模板的滑升速度相配合。事先根据工程结构每个平面浇筑层钢筋量的大小,划分操作区段,合理安排绑扎人员,使每个区段的绑扎工作能够基本同时完成,尽量缩短绑扎时间。
钢筋的加工长度,应根据工程对象和使用部位来确定,水平钢筋长度一般不宜大于7m,垂直钢筋一般与楼层高度一致。
钢筋绑扎时,必须注意留足混凝土保护层的厚度,钢筋的弯钩,必须一律背向模板面,以防模板滑升时被弯钩挂住。当支承杆兼作结构主筋时,应及时清除油污。
绑扎截面较高的大梁,其水平钢筋亦采取边滑开边绑扎的方法。为便于绑扎,可将箍筋做成上口开放的型式,待水平钢筋穿入就位后,再将上部绑扎闭合。
3) 混凝土配制
为滑模施工配制的混凝土,除须满足设计强度要求之外,还应满足模板滑升的特殊工艺要求。为提高混凝土的和易性,减少滑模时的摩阻力,在颗粒级配中可适当加大细骨料用量,粒径在7mm以下的细骨料可达50~55%,粒径在0.2mm以下的,
砂子宜在5%以上,配制混凝土的水泥品种,根据施工时的气温,模板提升速度及施工对象而选用。夏季宜选用矿渣水泥,气温较低时宜选用普通硅酸盐水泥或早强水泥,水泥用量不应少于250kg/m3。
4) 混凝土浇筑
混凝土的浇筑必须严格执行分层交圈均匀浇筑的制度。浇筑时间不宜过长,过长会影响各层间的粘结,分层厚度,一般墙板结构以200mm左右为宜,框架结构及面积较小的筒壁结构以300mm左右为宜。混凝土应有计划地、匀称地变换浇筑方向,防止结构的倾斜或扭转。
气温较高时,宜先浇筑内墙,后浇筑受阳光直射的外墙;先浇筑直墙,后浇注墙角和墙垛;先浇筑较厚的墙,后浇筑较薄的墙。预留洞、门窗洞口、变形缝、烟道及通风管两侧的混凝土,应对称均衡浇筑。墙垛、墙角和变形缝处的混凝土,应浇筑稍高一些,防止游离水顺模板流淌,而冲坏阳角和污染墙面。
混凝土的施工和滑模模板提升是反复交替进行的,整个施工过程及相应的模板提升可分为以下三个施工阶段:
初浇阶段——这个施工阶段是从滑模组装并检查结束后,开始浇筑混凝土至模板开始提升为止,此阶段混凝土浇筑高度一般只有600~700mm,分2~3个浇筑层。
随浇随升阶段——滑模模板初升后即开始随浇随升施工阶段。这个阶段中,混凝土浇筑与钢筋绑扎、模板提升相互交替进行,紧密衔接。每次模板提升前,混凝土宜浇筑到距模板上口以下50~100mm处,并应将最上一道水平钢筋留置在混凝土外,作为绑扎上一层水平钢筋的标志。
末浇阶段——混凝土浇筑至与设计标高相差1m左右时。即进入末浇施工阶段。此时,混凝土的浇筑速度应逐渐放慢。
5) 模板的滑升
初升阶段——模板的初升应在混凝土达到出模强度,浇筑高度为700mn左右时进行。开始初升前,为了实际观察混凝土的凝结情况,必须先进行试滑升,滑升过程必须尽量缓慢平稳。
正常滑升阶段——模板经初升调整后,即可按原计划进行混凝土和模板的随浇随升。正常滑升时,每次提升的总高度应与混凝土分层浇筑的厚度相配合,两次滑升的间隔停歇时间,一般不宜超过1h,在常温下施工,滑升速度为150~350mm/h,最慢不应少于100mm/h。
末升阶段——当模板升至距建筑物顶部标高lm左右时,即进入末升阶段,此时应放慢滑升速度,进行准确的抄平和找正工作。混凝土末浇结束后,模板仍应继续滑升,直至与混凝土脱离为止。
图9.86 门窗留洞示意图
(a)框模;(b)正式门窗口做框模;(c)堵头模板法
l—门窗框模板;2—支撑;3—正式门窗;4—挡条;5—临时支撑;6—堵头模板;
7—导轨;8—滑模板;9—门窗预留洞;l0—待浇筑的混凝土墙身
6) 预埋件和预留孔的留设
滑模施工中,预埋铁件、预埋钢筋及水电管线等是随模板滑升而逐步安设的。
门窗洞及其他孔洞的留设方法有:
①框模法 事先按照设计图纸尺寸制成孔洞框模(图9.86a),其材料可用钢材、木材或钢筋混凝土预制。尺寸比设计尺寸大20~30mm,厚度比模板的上口尺寸小5~10mm。正式门窗口做框模见图(图9.86b)。
②堵头模板法 堵头模板是在孔洞两侧的内外模板之间设置堵头模板(图9.115C)。堵头模板(插板)通过角钢导轨与内外模配合。安装时先使插板沿插板支架滑下到与模板门窗框模板相平,随后与模板一起滑升。
③孔洞胎模法 对于较小的预留孔洞及接线盒等,可事先按孔洞具体形状制作空心或实心的孔洞胎模,尺寸应比设计要求大50~100mm,厚度至少应比内外模上口小10~20mm,四边应稍有倾斜,便于模板滑过后取出胎模。
(5)楼板施工工艺
滑模施工中,楼板与墙体的连接,一般分为预制安装与现浇两大类。预制楼板的施工又分为滑空安装法、牛腿安装法和平接法。由于高层建筑结构抗震要求,50m以上的高层建筑宜采用现浇结构,故高层建筑不采用预制安装方法。采用现浇楼板的施工方法,可提高建筑物的整体性,加快施工进度,并且安全。属于此类方法的现有”滑一浇一”逐层支模现浇法,“滑三浇一”支模现浇法和降模施工法等。
1) “滑三浇一”支模现浇法
这种方法是墙体不断向上滑,预留出楼板插筋及梁端孔洞。在内吊脚手架下面,加吊一层满堂铺板及安全网。当墙面滑出一层后,扳出墙内插筋,利用梁、柱及墙体预留洞或设置一些临时牛腿、插筋及挂钩,作为支设模板的支承点,在其上开始搭设楼板模板铺设钢筋等。当墙体滑升到三层时,
图9.87 降模法
l—操作平台改装降模模板;2—上钢梁;3—下钢梁;4—屋面板;5—起重机械;6—吊索;
图9.88 “滑一浇一”模板空滑示意图
1—加长腿钳形提升架;2—加长的外墙模板;3—混凝土外墙;4—外墙内模板;
5—内墙模板;6—现浇楼板底模板;7—顶撑;8—加长阴角模;9—内墙混凝土
浇捣第一层楼板混凝土。这样墙体滑升速度快。
2) 降模施工法
降模施工是当墙体连续滑升到顶或滑到10层左右高度后,利用滑模操作平台改装成为楼板底模板,在四个角及适当位置布设吊点,吊点应符合降模要求。把楼板模板降至要求高度,即可进行该层楼板施工(图9.87)。当该层楼板混凝土达到拆模强度要求时,可将模板降至下一层楼板位置,进行下一层楼板的施工。此时,悬吊模板的吊杆也随之接长。这样依次逐层下降,直至最后在底层将模板拆除。
3) “滑一浇一”逐层支模法
“滑一浇一”又称逐层空滑现浇楼板法,它是高层建筑采用滑模时,楼盖施工应用较多的一种施工工艺。采用这种工艺,就是在墙体混凝土滑升一层,紧跟着支模现浇一层楼板,每层结构按滑一层浇一层的工序进行,由此将原来的滑模连续施工改变为分层间断的周期性施工。
具体施工时,当每层墙体混凝土浇筑至上一层楼板底部标高后,将滑升模板继续空滑至模板下口与墙体上皮脱空一段高度为止(脱空高度根据楼板厚度而定;一般比楼板厚度多50~100mm左右),然后将操作平台的活动平台吊去,进行现浇楼板的支模、绑扎钢筋和浇筑混凝土。如此逐层进行(图9.88)。
每一楼层的墙身顶皮混凝土施工时,由于上部无混凝土重量压住,模板滑空时容易将混凝土墙身拉裂。尤其在门窗过梁部分,下部也无混凝土相连,更容易产生混凝土随模板上浮面出现的疏散现象。为此,一方面在门窗框部位浇筑混凝土前采用在框侧板上打孔,插入与主筋焊接的短钢筋加以固定;另一方面将门窗过梁部分混凝土浇筑安排到与楼板混凝土同时进行。其他墙身顶皮混凝土滑空前,将其滑升间隔时间在原来浇一皮升一皮的基础上相应缩短,次数增加,直至混凝土达到终凝后才滑空。
现浇楼板的支模方法,可采用支柱法(即传统的楼板支模方法)或桁架支模,还可采用台模法施工。
楼板混凝土浇筑完毕后,楼板上表面与滑模模板下皮一般存在50~100mm的水平缝隙,处理方法可用木板封口,继续浇筑混凝土。
9.3.3 预制装配结构施工
在高层建筑主体结构施工中,采取预制构、配件,现场机械化装配的施工模式,具有以下特点:
①梁、柱、楼板等构件采用工厂化生产,节省了现场施工模板的支设、拆卸工作;
②施工速度快,可以充分利用施工空间进行平行流水立体交叉作业;
③施工需要配有相适应的起重、运输和吊装设备。
④结构用钢量比现浇结构多,工程造价也比现浇结构高。
9.3.3.1 装配式预制框架结构施工
1.构造要求
高层建筑中装配式预制框架结构的节点,多采用装配整体式。这种结构体系按地震烈度8度设防,建筑总高度可达50m。
(1)构件体系
由柱、横梁、纵梁、走道梁,以及楼板(通常为预应力空心板)组成。
(2)节点构造
梁、柱节点构造如同9.89所示。
为了增加建筑的抗震性能和保证楼盖的整体刚度,一般在预制板上和梁叠合层上,设40mm厚度现浇混凝土层,并配置双向φ4~φ6钢筋,间距250mm。这种节点处理,不仅抗震性能好,而且由于柱的安装无需临时支撑,接缝混凝土密实,焊接量少,并且解决了节点核心不便设置箍筋的问题,是较好的节点做法。
2. 施工工艺
(1)工艺流程
首先进行施工准备工作,重点是抄平、放线以及验线工作;无误后即可吊装框架柱,焊接柱根钢筋;支设柱根模板,浇筑柱根混凝土。接下来吊装框架梁,焊接框架梁钢筋;同时绑扎剪力墙钢
图9.89 梁柱节点
筋和吊装预制板,剪力墙支设模板,浇筑剪力墙混凝土,养护墙体混凝土后,吊装剪力墙上的预制扳;支设叠合梁、柱头模板,支设板缝模板,绑扎叠合梁、叠台板钢筋;浇筑柱头混凝土,浇筑板缝、叠合梁、叠合板混凝土;柱头预埋钢板并找中找平。
图9.90 安全支腿
(2)吊装准备及吊装
吊装前应检查构件的型号、预埋件、钢筋和预留孔洞等位置是否正确,以及检查构件的外形尺寸是否超出允许偏差范围。
弹出梁、柱的中线,其中柱子应三面弹线。首层柱还应三面弹(或标注)±0.00水平线,其他层应三面弹地面以上500mm水平线
为了防止柱子翻身起吊小柱头触地而产生裂缝和外露钢筋弯折,可采用安全支腿(图9.90),这种安全支腿在柱子起吊后,即可自动脱落;也可用钢管三角架套在柱端钢筋处或撑垫木(图9.91)。
吊装顺序一般采用分层、分段流水吊装方法。
柱子平??僚???面位置控制时,应以大柱面中心为准,由三人各用一线锤校对楼面上的中心线,同时用两台经纬仪校对相互垂直的中心线。校正时应电焊前初步校正,电焊后二次校正,梁安装后第三次校正。一般在柱初步校正后,将柱头埋件与定位钢板点焊定位,然后再进行主筋焊接和二次校核。
对柱子垂直度的控制,由于影响的因素较多,尤其是焊接应力变形,必须注意:柱与柱的主筋焊接,均应按对角、等速的原则施焊;当梁、柱的节点的焊点有两个或两个以上时,施工时应轮流施焊,每个焊点不要一次焊完,以免受力不均出现垂直偏差。
图9.91 三角架及垫木
1—钢管三角架;2—垫木
安装预制粱时,要校核柱顶标高。按设计要求在柱顶抹好砂浆找平层。安装预制梁时,应按弹好的梁头柱边线就位,以保证梁伸入柱内的有效尺寸。如搭接不足时,应用支撑支顶,待柱头浇筑后达到要求,方可拆除支撑。
楼板安装时,先应校核梁翼上口标高,用1:(2~2.5)的水泥砂浆找平,以控制标高。楼板吊装就位时,应先用支撑支顶横梁两翼。楼板就位后如板底不平时,可用砂浆或垫铁垫平。
施工注意事项
(3)梁、柱节点处理
节点梁端柱体的箍筋,宜采用预制焊接钢筋笼,待主、次梁吊装焊接完毕后,从柱顶往下套。梁、柱节点浇筑混凝土的模板,宜用钢模板,在梁下皮及以下用两道角钢和φ12螺栓组成围圈,或用φ18钢筋围套,并用楔子打紧。节点混凝土浇筑前,应将节点部位清理干净。梁端和柱头存有隔离剂或过于光滑时,应凿毛处理,并在浇筑前用水湿润。
浇筑节点混凝土时,外露柱子的主筋要用塑料套包好,以防粘结灰浆。节点混凝土浇筑及振捣,宜由一人负责一个节点,采用高频振捣棒,分层浇捣。要加强节点部位混凝土的湿润养护,养护时间不少于7d。
(4)叠合层混凝土的浇筑
浇筑前,要将叠合梁上被踏歪斜的外露箍筋扶正,确保负弯矩筋位置正确,并注意钢筋网片的接头和抗震墙下部要甩出连接钢筋。
预制板缝的模板要支撑牢固,浇筑混凝土前要清理湿润基层,同时刷一遍素水泥浆。板缝混凝土宜用HZ6P30型振捣器振捣,或用钢钎捣实。
(5)现浇剪力墙的施工
模板在安装前,先在墙下部按轴线作100mm高的水泥砂浆导墙,作为模板的下支点,模板下口与导墙间的缝隙要用泡沫塑料条堵严。
支设墙模时,要反复校正垂直度。模板中部要用穿墙螺栓拉紧,或用钢板条拉带拉紧,防止模板鼓胀,两片模板之间要用钢管或硬塑料管支撑,以保证墙体的厚度。
门洞口四周,钢筋较为密集,绑扎时可错位排列。如用木模作洞口模板,在浇筑混凝土前应浇水湿透。浇筑混凝土前,宜先浇一遍素水泥浆,然后按墙高分步浇筑混凝土。第一步浇筑高度不大于500mm。浇筑时要采取人工送料的方法,严禁从料斗中直接卸混凝土入模。电梯井四面墙体在浇筑时,不可先浇满一面,再浇捣另一面,这样会使墙体模板整体变形、移位。应四面同时分层浇筑。
预制装配式框架结构的质量标准和检验方法按现行《钢筋混凝土工程施工及验收规范》执行。
9.3.3.2 装配整体式框架结构工程施工
装配整体式框架结构,一般是指预制梁、板,现浇柱的框架结构(包括框架—剪力墙,剪力墙为现浇),是高层建筑中应用较多的一种工业化建筑体系。这种结构工艺体系,综合了全现浇和预制框架体系的优点,解决了预制梁、柱接头焊接量大和工序复杂的问题,增强了结构节点的整体性,可适用于有抗震设防要求的高层建筑。
1. 梁、柱节点的构造
现浇柱预制梁板框架结构的梁、柱节点构造如图9.92所示,它具有以下特点:
①梁端部留有剪力槽,与现浇混凝土咬合后形成剪力键。梁端下部伸入柱内95mm,梁端下部预留出钢筋,与节点混凝土形成一体,增加梁、柱节点的整体性。
②梁端主筋用角钢加强,并扩大了梁端的承压面。粱节点在二次浇筑后,使混凝土能充满梁底与柱面的空隙,使梁体早期将部分荷载传递给柱。
图9.92 梁、柱节点构造
2. 施工方法
现浇柱预制梁板框架结构的施工特点在于梁、板先预制成型,在施工现场拼装;梁、柱交接处节点与现浇柱同时浇筑混凝土。常见的施工方法有两种:即先浇筑柱子混凝土,后吊装预制梁板;先吊装预制梁、板,后浇筑柱子混凝土。
(1)先浇筑柱子混凝土,后吊装预制粱板
这种施工方法是首先绑扎柱子钢筋,然后支设柱模板。再浇筑柱子混凝土到梁底标高,待往子混凝土强度大于5N/mm2时,拆除柱模板,然后吊装预制梁、板,再浇筑梁、柱接头混凝土以及叠合层混凝土。预制梁吊装就位后的支托方法,通常有以下两种:
1) 临时支柱法
在横梁两端轴线上,分别支设临时支柱(图9.93),用以支承横梁、楼板构件自重及施工荷载。然后校正支柱的轴线位置和梁顶标高,并在支柱底部用木楔顶粱,再把支拄上端与梁支撑夹紧固定,同时将支柱上、下端用连接件与混凝土柱子连接固定,以保证支柱的稳定性。
临时支柱法在施工时应注意以下几点:
临时支柱承受的荷裁应按实际考虑,支柱的结构计算简图按两端铰接考虑;
若梁跨中不加临时支撑,还需按简支梁验算预制梁跨中能否承受施工期间的荷载,验算强度时,
图9.93 临时支柱
(a)钢支柱 (b)木支柱
梁断面的计算高度不考虑叠合层的高度;
支柱的上、下端必须采用连接件与已浇筑的混凝土柱连接牢固,以确保支柱的稳定性。用于底层的支柱,其下端必须支承在框架柱的钢筋混凝土基础上,不应支承在夯填的土层上,以防沉陷;
临时支柱下端垫板,应根据荷载和叠合层混凝土的实际强度,按局部承压要求确定。垫板下用木楔调整支柱顶面标高;
预制横梁安装后,用临时支柱顶部的柱帽和木支托作临时固定。
2) 木夹板承托法
木夹板承托法是指在柱模板拆模后,当混凝土强度不低于7.5N/mm2时,在柱顶、梁底标高处安装木夹板,利用木夹板与混凝土柱子接触面间的摩檫力来支承框架横梁(图9.94)。
施工时,一般混凝土柱顶标高应比横梁的设计底标高低10~20mm,夹板顶标高与横梁底标高相同,用以传递梁端的荷载,木夹板与柱子接触面的摩接力是靠螺栓施加给木夹板的预压力而产生的。
(2) 先吊装梁板,后浇筑柱子混凝土
这种施工方法是利用承重柱模板支承安装预制梁、板,然后浇筑柱子混凝土以及梁、柱接头,最后再浇筑叠合层混凝土。
1) 承重钢柱模板的构造
承重钢柱模板由柱模、梁支承柱、柱顶小耳模和斜支撑等组成。
柱模是由4块侧模组成,其平面尺寸根据柱子尺寸和主、次梁的标高决定。柱体侧模可用3mm厚钢板,四周用┕50×5角钢,横肋用5号槽钢,其间距为600mm(图9.95);
梁支承柱一般用10号槽钢加固而成,上部焊上支承框架梁的托梁,下部焊上φ38长250mm的可调节高低的顶丝(图9.96);
小耳模是梁的定位模,四框由角钢组成,中间用3mm厚钢板,两边对称设置(图9.97);
斜支撑的作用是用于调节柱模的垂直度,防止柱模受荷载后产生倾斜和位移(图9.98);
柱模各部位的连接可用专用及通用扣件连接。柱体侧模的连接可用U型卡,小耳模与柱体侧模的连接可采用螺栓连接,梁支承柱与柱体侧模的连接,可采用专门制作的扣件,卡在柱体侧模的预留孔内
2) 施工工艺
①安装钢柱模 钢柱模可采用先拼装、后安装就位的方法。钢柱模就位后,用扣件将梁支承柱与柱体侧模连接起来,并用梁支承柱的顶丝调节其高度。梁支承柱的托板应高出钢柱模10mm,以防止预制混凝土梁压在柱模上。然后再用斜支撑调整钢柱模的垂直度,并加以固定。模板缝要用泡沫塑料条嵌塞严密。
②安装预制梁板 吊装预制梁、板时,应先吊主梁,后吊次梁,从一端向另一端推进,并逐间封闭。切不要先把全部主梁安装完后再安装次梁,这样对结构的稳定性和柱体节点的连接不利。在安装两根相对应的梁时,梁端头的预留钢筋要错开。
预制混凝土楼板吊装前,应先铺好找平层砂浆。楼板在梁上的搁置长度应按设计要求严格掌握。预制楼板端头的预留钢筋,应按设计要求锚固在梁的叠合层内,长度不够时,应加设焊接网片。
预制混凝土梁安装后,在其下部应设临时文撑,待叠合层混凝土挠筑养护后,满足规范要求的强度,方可拆除。
③柱子混凝土浇筑 浇筑柱子混凝土时,应按中、边、角的顺序依次施工,这样有利整体结构的稳定,可防止因浇筑混凝土产生的侧压力而引起梁、柱的倾斜、偏移;
④钢柱模板的拆除 钢柱模板拆除时,柱子混凝土强度不应小于10N/mm2。
3) 承重钢柱模板设计、加工及施工的几个问题
①柱模及支撑体系的设计荷载,应考虑混凝土浇筑的侧向压力和倾倒时的动力荷载,以及施工时竖向和水平荷载;
②柱模的设计,除满足本身的强度和刚度要求,还要考虑各连件杆件的受力合理和牢固耐用,并能合理选用钢材规格,减少用钢量;
③钢柱模板和支撑体系,应便于制作、安装和拆除,同时具有通用性;
④钢柱模板接装后,要做到拉结牢固,拼缝严密。 |