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第10章高層建筑施工10.1高層建筑施工概述臺北101大樓2004年建成,共101層,樓高1671英尺(509米),到目前為止,是世界上最高的建筑物馬來西亞首都吉隆坡的雙子塔

高1483英尺(452米),88層。這兩座高樓于1998年完工,也是目前世界上最高的雙子樓。

芝加哥西爾斯大廈

高1450英尺(442米),共108層,其高度超過原紐約世貿中心,是美國最高的建筑物。西爾斯大廈曾穩(wěn)坐世界最高建筑物寶座20余年,直到1998年馬來西亞吉隆坡的雙子塔落成。

上海金茂大廈高1380英尺(421米),共88層,于1998年落成,是中國大陸最高的建筑高層建筑的定義指10層及10層以上或房屋高度超過28m的建筑物為高層。建筑物高度超過100m時,均為超高層。各國對高層建筑的定義不一樣:聯(lián)合國將9層直到高度100m的建筑定位高層建筑;將30層或高度100m以上的建筑定位超高層建筑。日本將5~15層的建筑定位高層;而15層以上的建筑稱為超高層建筑。高層建筑的發(fā)展高層建筑是近代經(jīng)濟發(fā)展和科學技術進步的產(chǎn)物,至今已有100余年的歷史。多年來,世界上最高的高層建筑集中在美國、加拿大,直到80年代末,北美洲一直是世界高層建筑的中心。按1991年公布的排行表,在世界上最高的100座最高建筑中,美國占了78座,加拿大5座,墨西哥1座,即北美洲占了84%,成了當前世界最高建筑的中心。國外高層建筑的發(fā)展第一階段是19世紀中期以前主要建筑材料是磚石和木材,且設計手段和施工技術的限制,歐美國家一般只能建造6層及以下的建筑。第二階段是19世紀中期開始至20世紀50年代初1855年發(fā)明了電梯系統(tǒng),使人們建造更高的建筑成為可能。高層建筑已經(jīng)發(fā)展到了采用鋼結構,建筑物的高度越過了100m大關。第三階段從20世界50年代開始由于在輕質高強材料、抗風抗震結構體系、施工技術及施工機械等方面都取得了很大進步以及計算機在設計中的應用,使得高層建筑飛速發(fā)展。美國是世界上高層建筑最多的國家。世界上最早的鋼筋混凝土框架結構高層建筑,是1903年在美國辛辛那提建造的因格爾斯大樓,16層,高64m。1931年美國紐約曼哈頓建造了102層、高381m的著名的帝國大廈,它保持世界最高建筑達41年之久。這一時期,雖然高層建筑有了比較大的發(fā)展,但受到設計理論和建筑材料的限制,結構材料用量較多、自重較大,且僅限于框架結構,建于非抗震區(qū)1972年在紐約建造了世界貿易中心大樓(WorldTradeCenterTowers),110層,高402m,鋼結構1974年美國在芝加哥又建成了當時世界最高的西爾斯大廈(SearsTower),110層,高443m,鋼結構。90年至今,世界上新建的最高建筑,幾乎全部集中在亞洲地區(qū);陸續(xù)建成了超過200m、300m的高層建筑。一般高度的高層建筑(80—150米)更是大量興建。21世紀,亞洲將成為新的高層建筑中心。國內高層建筑的發(fā)展第一階段

從新中國成立到60年代末:

初步發(fā)展,20層以下的框架結構第二階段

為70年代

20—30層,主要用于住宅、旅館、辦公樓

1974年建成的北京飯店新樓(20層,高87.4m,是當時北京最高的建筑)1976年建成的廣州白云賓館(33層、高114.05m)第三階段

為80年代僅19801983年所建的高層建筑就相當于1949年以來30多年中所建高層建筑的總和。深圳發(fā)展中心大廈,(43層,高165.3m,加上天線的高度共185.3m),是我國第一座大型高層鋼結構建筑第四階段

從90年代開始高層建筑興建速度加快1990—1994年間,每年建成10層以上建筑在1000萬平方米以上,占全國已建成的高層建筑的40%超高層建筑的發(fā)展高層建筑的發(fā)展及層數(shù)和高度增長更快,建成了多座200米以上的高層建筑高層建筑中常用的結構體系及其施工特點(一)純框架結構是我國采用較早的一種梁、板、柱結構體系,其優(yōu)點是建筑平面布置靈活,可以形成較大的空間,特別適用于各類公共建筑,建筑高度一般不超過60m。但由于側向剛度差,在高烈度地震區(qū)不宜采用??蚣芙Y構是多層房屋的主要結構形式,也是高層建筑的基本結構單元。但其H:B≯5,否則為滿足強度、剛度要求,易形成肥梁胖柱。(二)剪力墻結構是利用建筑物的內墻和外墻作為承重骨架構成剪力墻結構體系;一般為鋼筋砼墻,H≮140mm

此體系側向剛度大,可承受較大水平、豎向荷載。缺點:平面被分隔成小開間。施工方法:大模、滑模施工(三)框支剪力墻結構把剪力墻結構的部分縱橫墻體再底部一層或數(shù)層不落到底,采用框架支撐上部剪力墻,形成廠框支剪力墻結構。特點:能滿足底部商店、餐廳等公共用房較大平面空間的需要,又具有較大的抗側向荷載能力。應用:底層作商店的高層住宅和高層旅館建筑。(四)框架-剪力墻結構框-剪結構平面布置靈活,又能較好承受水平荷載,且抗震性能良好。適用15~30層,H≯120m高層建筑。(五)筒體結構是框架和剪力墻結構發(fā)展而成的空間體系,由若干片縱橫交錯的框架或剪力墻與樓板連接圍成的筒狀結構。由一個或幾個筒體作為承重結構的高層建筑結構體系。整個筒體如一個固定于基礎上的封閉的空心懸壁梁,不僅可抵抗很大彎距,也可抵消扭距,是非常有效的抗側力體系。建筑結構布置靈活,單位面積結構耗材少。常用于超高層建筑中??煞譃橥搀w框架結構、筒中筒結構和多筒結構。采用滑升模板施工較為適宜。筒中筒結構體系深圳發(fā)展中心大廈多筒結構體系成束筒多筒結構體系巨形框架結構返回高層建筑施工特點:垂直運輸高度大結構和裝修多是齊頭并進,交叉進行施工,吊裝運輸量浩大建筑材料、制品、設備底數(shù)量規(guī)格繁多,要求復雜施工人員頻繁上、下樓層并進、出施工工作面,人員交通量大工期緊迫,運流密集,組織工作繁重勞動安全防護問題突出9.1.2高層建筑施工的機具及設備垂直運輸機械垂直運輸機械是高層建筑機械化施工的主導機械,擔負著大量的建筑材料、施工設備和施工人員垂直運輸任務。井架起重機由吊籠(或料斗)、格桁結構立柱、繩輪系統(tǒng)(包括天輪和地輪等導向滑輪)等部件組成??煞譃椋海?)單籠單柱式井架起重機(2)單籠雙立柱式井架起重機(3)三籠雙立柱式井架起重機(4)雙籠三立柱式井架起重機垂直運輸塔架(自升式高速垂直運輸架或快速提升架)是一種單立柱雙籠式垂直運輸機械,主要特點是:塔架采用方形斷面格桁結構標準節(jié),安裝迅速方便塔架頂部裝設頂升套架并附有繩輪頂升系統(tǒng),能自行頂升接高塔架設有附墻裝置,可省略一些纜風繩卷揚機具有調速裝置,升降速度較快設有超負荷保險裝置,可保證作業(yè)安全柔性滑道提升機是以鋼絲繩作為導向滑道,以卷揚機驅動的垂直運輸機械。由鋼絲繩滑道、上支撐架、導輪、托盤平臺(料斗)及卷揚機等組成。特點:重量輕、安裝轉移靈活方便,經(jīng)濟效益好;載運量小,鋼絲繩必須經(jīng)常檢查并及時張緊。有輕型和重型之分宜用于鋼結構高層建筑施工,可輔助主要垂直運輸機械完成繁雜的垂直運輸任務。塔式起重機組成、類型和應用特點塔機或塔吊,是一種具有豎立塔身、吊臂裝在塔身頂端的轉臂起重機。由金屬結構、工作機構和電氣系統(tǒng)三部分組成。按旋轉形式分有上旋式和下旋式;按行走機構形式分有固定式、軌道式和附著式。是當今高層建筑吊裝施工和垂直運輸必不可少的機械設備高層建筑施工國產(chǎn)塔機高層建筑施工進口塔機塔式起重機塔機的選擇(1)合理的技術參數(shù):幅度、起升高度、起重量和起重力矩(2)充分滿足的臺班生產(chǎn)率(3)良好的經(jīng)濟效益選用造價低、臺班費用便宜、生產(chǎn)效率高的塔機塔機的安裝和拆卸(1)塔機安設位置的選擇(2)軌道基礎的構筑(3)混凝土基礎的構筑(4)附著式塔機的錨固(5)附著式塔機的頂升接高和內爬式塔機的爬升(6)內爬式塔機的拆除(7)塔機技術性能于某些施工需要的矛盾及其解決途徑施工電梯施工電梯:又稱外用電梯,是高層建筑施工設備中唯一可運送人員上下的垂直運輸設備。如不采用施工電梯,高層建筑施工中的凈工作時間損失將達30%左右。主要運送對象是施工人員、材料、設備和工具等。國產(chǎn)施工電梯分為齒輪齒條驅動和繩輪驅動。見下圖所示對20層以下的高層建筑工程,宜用繩輪驅動型;25層以上特別是30層以上的高層建筑宜用齒輪齒條驅動型?;炷帘帽盟突炷潦┕ぃ豪没炷帘?,通過管道將混凝土拌和物輸送到澆筑地點,一次連續(xù)完成水平運輸和垂直運輸,配以布料桿或配料機還可方便地進行混凝土澆筑。泵送混凝土工藝具有輸送能力大、工效高、勞動強度低、施工文明等特點。按機動性分為固定式和移動式;按構造原理分擠壓式和柱塞式使用混凝土泵應遵守以下幾點:泵送前先向料斗加入適量的1:2水泥砂漿,開機泵送,再投入混凝土進行泵送。連續(xù)不斷投料,嚴防亮底。停機時間不得超過5分鐘。采用攪拌車供料,喂料斗上裝有鐵箅子。泵送完畢后全身一定要用清水沖洗干凈,絕不可輕視怠慢。(1)鋼管扣件腳手架

高層建筑鋼管扣件腳手架的材料性能和搭拆方法與一般多層腳手架相同,但在搭設高度與立桿間距方面有限制要求:搭設高度在20~30m,單根立桿縱距為1.8m;搭設高度在30~40m,單根立桿縱距為1.5m;搭設高度在40~50m,單根立桿縱距為1.0m。9.1.3高層建筑施工用腳手架

外墻腳手架

鋼管扣件腳手架的搭設高度大于30m時,應采用鋼制可調節(jié)連接桿,承受拉力要求不低于6.8kN,并與高層建筑物連接,按下列要求施工:按垂直方向每隔3.6m,水平方向每隔5.4m設置一道連墻桿;按上述位置,在施工中將預埋件埋置在混凝土柱墻、圈梁內,且預埋件應保持上下垂直一線;連墻桿盡量靠近小橫桿與立桿的連接處,但不應將小橫桿作連墻桿。(2)懸挑式外腳手架

懸挑式外腳手架是利用建筑結構外邊緣向外伸出的懸挑結構作支承的腳手架。其關鍵是懸挑結構必須有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,并能將腳手架的荷載傳遞給建筑結構。

懸挑腳手架適用于下列三種情況:±0以下結構工程不能及時回填土,而主體結構必須進行的工程;否則影響工期;高層建筑主體結構四周有裙房,腳手架不能支承在地面上;超高建筑施工時,腳手架搭設高度超過了容許搭設高度,因此將整個腳手架按允許搭設高度分成若干段,每段腳手架支承在建筑結構向外懸挑的結構上。

將腳手架吊籃的懸掛點固定在建筑物頂部的懸挑裝置上,由卷揚機驅動,通過滑輪組和鋼絲繩,可使吊籃在建筑物外側升降,除進行外墻裝飾作業(yè)外,還能進行建筑設備的安裝及外墻清洗等作業(yè)。吊籃腳手架一般由吊籃、支承設施、吊索、滑輪組、升降設備和安全裝置組成。支承設施有兩種,一種為由固定挑梁和平衡重組成的支承設施;另一種為可以縱向移動的支承設施。升降設備為電動驅動機構。吊籃腳手架

高層建筑常用的基礎結構可分為片筏基礎、箱形基礎、樁基礎和復合基礎。高層建筑的基礎因地基承載力、抗震穩(wěn)定和功能要求,一般埋置深度較大,且有地下結構。當基礎埋置深度不大,地基土質條件好,且周圍有足夠的空地時,可采用放坡方法開挖。放坡開挖基坑比較經(jīng)濟,但必須進行邊坡穩(wěn)定性驗算。在場地狹窄地區(qū),基礎工程周圍沒有足夠的空地,又不允許進行放坡時,則采用擋土支護措施。高層建筑基礎施工整體性要求高,不允許留設施工縫,要求一次連續(xù)澆筑完畢。同時,由于結構體積大,混凝土澆筑后水泥的水化熱量大,且聚集在大體積混凝土內部不易散發(fā),其內部溫度顯著升高,更促進水泥水化速度加快,水化熱更集中釋放,而在混凝土表面散熱快,這樣就形成了大體積混凝土內外較大的溫差,且產(chǎn)生較大的溫度應力,當達到一定數(shù)值時,混凝土便產(chǎn)生裂縫。因此,如何控制混凝土內外溫差和溫度變形,防止裂縫產(chǎn)生,提高混凝土結構的抗?jié)B、抗裂和抗侵蝕性能是大體積混凝土施工中的關鍵問題。9.2.1深基坑土方開挖1.深基坑土方工程開挖前的施工組織設計制定(1)開挖機械的選擇(2)開挖程序的確定

(3)施工現(xiàn)場平面布置(4)降、排水措施及冬期、雨期、汛期施工措施的擬定(5)合理施工監(jiān)測計劃的擬定(6)合理應急措施的擬定

2.基坑開挖原則深基坑一般采用“分層開挖,先撐后挖”的開挖原則。深基坑土方開挖方法主要有分層挖土、分段挖土、盆式挖土,中心島式挖土等幾種,應根據(jù)基坑面積大小、開挖深度、支護結構形式、環(huán)境條件等因素選用。(1)分層挖土分層挖土是將基坑按探度分為多層進行逐層開挖分層厚度,軟土地基應控制在2m以內;硬質土可控制在5m以內為直。開挖順序可從基坑的某一邊向另一邊平行開挖,或從基坑兩頭對稱開挖,或從基坑中間向兩邊平行對稱開挖,也可交替分層開挖,可根據(jù)工作,面和土質情況決定。運土可采取設坡道或不設坡道兩種方式。設坡道土的坡度視土質.挖土深度和運輸設備情況而定,一般為1:8~1:10,坡道兩側要采取擋土或加固措施。不設坡道一般設鋼平臺或棧橋作為運輸土方(2)分段挖土分段挖土是將基坑分成幾段或幾塊分別進行開挖。分段與分塊的大小、位置和開挖順序,根據(jù)開挖場地、工作面條件、地下室平面與深淺和施工工期而定。分塊開挖,即開挖一塊澆筑一塊混凝土墊層或基礎,必要時可在已封底的坑底與圍護結構之間加設斜撐,以增強支護的穩(wěn)定性。(3)盆式挖土盆式挖土是先分層開挖基坑中間部分的土方,基坑周邊一定范圍內的土暫不開挖

可視土質情況按1:0.l~l:1.25放坡,使之形成對四周圍護結構的被動土反壓力區(qū),以增強圍護結構的穩(wěn)定性,待中間部分的混疑土墊層、基礎或地下室結構施工完成之后,再用水平支撐或斜撐對四周圍護結構進行支撐,并突擊開挖周邊支護結構內部分被動土區(qū)的土,每挖一層支一層水平橫頂撐(圖9.23),直至坑底,最后澆筑該部分結構混凝土。本法優(yōu)點是對于支護擋墻受力有利,時間效應小,但大量土方不能直接外運,需集中提升后裝車外運。(4)中心島式挖土中心島式挖土是先開挖基坑周邊土方,在中間留土墩作為支點搭設棧橋,挖土機可利用棧橋下到基坑挖土.運土的汽車亦可利用棧橋進入基坑運土,可有效加快挖土和運土的速度

土墩留土高度、邊坡的坡度、挖土分層與高差應經(jīng)仔細研究確定。挖土也分層開挖,一般先全面挖去一層,然后中間部分留置土墩,周圈部分分層開挖.挖土多用反鏟挖土機,如基坑深度很大,則采用向上逐級傳遞方式進行土方裝車外運.整個土方開挖順序應遵循開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,防止超挖的原則進行。3.深基坑土方開挖中應注意的事項深基坑開挖過程中,隨著土的挖除,下層土因逐漸卸載而有可能回彈,尤其在基坑挖至設計標高后,如擱置時間過久,回彈更為顯著.如彈性隆起在基坑開挖和基礎工程初期發(fā)展很快,它將加大建筑物的后期沉降。因此,對深基坑開挖后的土體回彈,應有適當?shù)墓烙?,如在勘察階段,土樣的壓縮試驗中應補充卸荷彈性試驗等.還可以采取結構措施,在基底設置樁基等,或事先對結構下部土質進行深層地基加固。施工中減少基坑彈性隆起的一個有效方法是把土體中有效應力的改變降低到量少。具體方法有加速建造主體結構,或逐步利用基礎的重量來代替被挖去土體的重量。圖9.25某廣場基坑盆式開挖、支撐施工順序示可將分層開挖和盆式開挖結合起來。在基坑正式開挖之前,先將第①層地表土挖運出去,澆筑鎖口圈粱,進行場地乎整《基坑降水等準備工作,安設第一道支撐(角撐),并施加預頂軸力,然后開挖第(2)層土到一4.50m。再安設第二道支撐,待雙向支撐全面形成井施加軸力后,挖土機和運土車下坑,在第二道支撐上部(鋪路基箱)開始挖第③層土,井采用臺階式接力方式挖土,一直挖到坑底。第三道支撐應隨挖隨撐,逐步形成。最后用抓斗式挖土機在坑外挖兩側土坡的第④層土。

(1)支護結構與挖土應緊密配合,遵循先撐后挖、分層分段、對稱、限時的原則。(2)要重視打樁效應,防止樁位移和傾斜。

(3)注意減少坑邊地面荷載,防止開挖完的基坑暴露時間過長。

(4)當挖土至坑槽底50cm左右時,應及時抄平。(5)在基坑開挖和回填過程中應保持井點降水工作的正常進行。

(6)開挖前要編制包含周詳安全技術措施的基坑開挖施工方案,以確保施工安全。

護坡樁的支撐主要有以下幾種形式:(1)懸臂式護坡樁(無錨板樁)

對于粘土、砂土及地下水位較低的地基,用樁錘將工字鋼樁打入土中,嵌入土層足夠的深度保持穩(wěn)定,其頂端設有支撐或錨桿,開挖時在樁間加插橫板以擋土。9.2.2支護結構

(2)支撐(拉錨)護坡樁水平拉錨護坡樁基坑開挖較深施工時,在基坑附近的土體穩(wěn)定區(qū)內先打設錨樁,然后開挖基坑1m左右裝上橫撐(圍檁),在護坡樁背面挖溝槽拉上錨桿,其一端與擋土樁上的圍檁(墻)連接,另一端與錨樁(錨梁)連接,用花籃螺栓連接并拉緊固定在錨樁上,基坑則可繼續(xù)挖土至設計深度,如圖(a)所示。

支護護坡樁基坑附近無法拉錨時,或在地質較差、不宜采用錨桿支護的軟土地區(qū),可在基坑內進行支撐,支撐一般采用型鋼或鋼管制成。支撐主要支頂擋土結構,以克服水土所產(chǎn)生的側壓力。支撐形式可分為水平支撐和斜向支撐。水平支撐見圖(b),斜向支撐見圖(c)。

(3)土層錨桿

土層錨桿:將受拉桿件的一端(錨固段)固定在邊坡或地基的土層中,另一端與護壁樁(墻)連接,用以承受土壓力,防止土壁坍塌或滑坡,如圖所示。

(1)深層攪拌水泥土擋土樁施工深層攪拌水泥土擋土樁:利用水泥作固化劑,將土與水泥強制拌和,使土硬結形成具有一定強度和遇水穩(wěn)定的水泥土加固樁。深層攪拌水泥土擋土樁施工流程見圖所示。若將深層水泥土單樁相互搭接施工,即形成重力壩式擋土墻。常見的布置形式有:連續(xù)壁狀擋土墻、格柵式擋土墻。(圖)

常用護坡樁施工

(2)鋼筋混凝土護坡樁

鋼筋混凝土護坡樁分為預制鋼筋混凝土板樁和現(xiàn)澆鋼筋混凝土灌注樁。預制鋼筋混凝土護坡樁施工時,沿著基坑四周的位置上,逐塊連續(xù)將板樁打入土中,然后在樁的上口澆筑鋼筋混凝土鎖口梁,用以增加板樁的整體剛度?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土護坡樁,按平面布置的組合形式不同,有單樁疏排、單樁密排和雙排樁,見圖所示。

地下連續(xù)墻施工:在地面上采用專用挖槽機械設備,按一個單元槽段長度(一般6~8m),沿著深基礎或地下構筑物周邊軸線,利用膨潤土泥漿護壁開挖深槽。地下連續(xù)墻施工過程主要劃分為三個階段:準備工作階段、成槽階段和澆筑混凝土階段。地下連續(xù)墻按單元槽段逐段施工,每段施工程序如圖所示。

地下連續(xù)墻施工(1)地下連續(xù)墻挖槽機械設備的選擇挖槽機械設備主要是深槽挖掘機、泥漿制備攪拌機及處理機具。地下連續(xù)墻挖掘機械有多頭鉆、挖掘機及抓斗式挖掘機,如圖所示。(2)澆筑導墻結構為了保證挖槽豎直并防止機械碰撞槽壁,成槽施工之前,在地下連續(xù)墻設計的縱軸線位置上開挖導溝,在溝的兩側澆筑混凝土或鋼筋混凝土導墻。導墻斷面形式見圖所示。

1

準備工作(3)制備護壁泥漿地下連續(xù)墻施工是利用泥漿護壁成槽。泥漿的作用是維持直立槽壁面的穩(wěn)定性,利用泥漿循環(huán)攜帶出挖掘土渣,同時泥漿還能降低鉆具溫度,減少磨損。通常用機械將膨潤土攪拌成泥漿;控制泥漿性能的指標有密度、粘度、失水量和泥皮性質。地下連續(xù)墻施工單元槽段的長度,既是進行一次挖掘槽段的長度,也是澆筑混凝土的長度。劃分單元槽段時,還應考慮槽段之間的接頭位置,以保證地下連續(xù)墻的整體性。開挖前,將導溝內施工垃圾清除干凈,注入符合要求的泥漿。

2

成槽施工機械挖掘成槽時應注意以下事項:挖掘時,應嚴格控制槽壁的垂直度和傾斜度。鉆機鉆進速度應與吸渣、供應泥漿的能力相適應。鉆進過程中,應使護壁泥漿不低于規(guī)定的高度;對有承壓力及滲漏水的地層,應加強泥漿性能指標的調整,以防止大量水進入槽內危及槽壁安全。成槽應連續(xù)進行。成槽后將槽底殘渣清除干凈,即可安放鋼筋籠。

地下連續(xù)墻槽段之間的垂直接頭,作為基坑開挖的防滲擋土臨時結構時,要求接頭密合、不夾泥;作為主體結構側墻或結構部分的地下墻,除要求接頭抗?jié)B擋土外,還要求有抗剪能力。非抗剪接頭常采用接頭管的形式。鋼筋籠按單元槽段組成一個整體。3槽段接頭與鋼筋籠9.3高層建筑鋼筋混凝土結構主體施工我國高層建筑在相當長的時期內是以鋼筋混凝土結構為主,而高層鋼筋混凝土主體結構施工最為關鍵的又是混凝土的成型。因此本節(jié)著重研究高層混凝土主體結構施工中,用于澆筑大空間水平構件的臺模、密肋樓蓋模殼,及用于澆筑豎向構件的大模板、滑動模板、爬升模板等成套模板施工技術。高層混凝土主體結構施工,應符合《混凝土結構工程質量驗收規(guī)范》(50204—2002)、《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3—2002)及其他規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定。9.3.1主體結構施工方案選擇

1.框架結構施工方案現(xiàn)澆框架結構的板、梁、柱混凝土均采用在施工現(xiàn)場就地澆筑的施工方法。這種方法整體性好,適應性強,但施工現(xiàn)場工作量大,需要大量的模板,并需解決好鋼筋的加工成型和現(xiàn)澆混凝土的拌制、運輸、澆灌、振搗、養(yǎng)護等問題?,F(xiàn)澆框架結構柱、梁模板可采用組合式鋼模板、膠合板模板散裝散拆或整裝散拆,也可采用滑模施工。采用組合式模板用于樓蓋模板支設時,還可利用早拆模板體系,加快模板的周轉利用。2.剪力墻結構施工方案現(xiàn)澆剪力墻結構可采用大模板、滑動模板、爬升模板、施工工藝。

(1)大模板工藝廣泛用于現(xiàn)澆剪力墻結構施工中,具有工藝簡單、施工速度快、結構整體性好、抗震性能強、裝修濕作業(yè)少、機械化施工程度高等優(yōu)點。大模板建筑的內承重墻均用大模板施工,外墻逐步形成現(xiàn)澆、預制和砌筑三種做法,樓板可根據(jù)不同情況采用預制、現(xiàn)澆或預制和現(xiàn)澆相結合。

(2)滑動模板工藝用于現(xiàn)澆剪力墻結構施工中,結構整體性好,施工速度快。樓板一般為現(xiàn)澆,也可以采用預制。

(3)爬升模板工藝兼有大模板墻面平整和滑模在施工過程中不支拆模板、速度快的優(yōu)點。3.筒體結構施工方案鋼筋混凝土筒體的豎向承重結構均采用現(xiàn)澆工藝,以確保高層建筑的結構整體性,模板可采用工具式組合模板、大模板、滑動模板或爬升模板。內筒與外筒(柱)之間的樓板跨度常達8~12m,一般采用現(xiàn)澆混凝土樓板或以壓型鋼板、混凝土薄板作永久性模板的現(xiàn)澆疊合樓板,也有采用預制肋梁現(xiàn)澆疊合樓板。9.3.2模板工程高層建筑樓板結構施工所用的模板有臺模、模殼、永久性模板(包括預制薄板和壓型鋼板)等。這些模板的共同特點是安裝、拆模迅速,人力消耗少,勞動強度低。下面主要介紹臺模和模殼施工。1.臺模施工臺模亦稱飛模,是一種由平臺板、梁、支架、支撐、調節(jié)支腿及配件組成的工具式模板。適用于高層建筑大柱網(wǎng)、大空間的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋施工,尤其適用于無柱帽的無梁樓蓋結構。它可以整體支設、脫模、運轉,并借助起重機械從澆筑完的樓蓋下飛出,轉移到上一層重復使用。臺模的規(guī)格尺寸,主要根據(jù)建筑物結構的開間(柱網(wǎng))和進深尺寸以及起重機械的吊運能力來確定。一般按開間(柱網(wǎng))進深尺寸設置一臺或多臺。臺模的種類較多,大致分為立柱式、桁架式、懸架式三類。

(1)立柱式臺模立柱式臺模包括鋼管組合式臺模和門架式臺模等,是臺模最基本的類型,應用比較廣泛。立柱式臺模承受的荷載,由立柱直接傳給樓面。圖9.39鋼管組合式臺模

1—組合鋼模板;2—次梁;3—主梁;4—立柱;5—水平撐;6—斜撐圖9.40門架式臺模1—門架(下部安裝連接件);2—底托(插入門架);3—交叉拉桿;4—通長角鋼;5—頂托;6—大龍骨;7—人字支撐;8—水平拉桿;9—小龍骨;10—木板;11—薄鋼板;12—吊環(huán);13—護身欄;14—電動環(huán)鏈(2)桁架式臺模桁架式臺模是將臺模的面板和龍骨放置在兩榀或多榀上下弦平行的桁架上,以桁架作為臺模的豎向承重構件,(如圖9.41)所示。適用于大柱網(wǎng)(大開間)、大進深、無柱帽的板柱(板墻)結構施工。圖9.41桁架式臺模1—吊裝盒;2—面板;3—龍骨;4—底座;5—可調鋼支腿;6—鋁合金桁架;7—操作平臺(3)懸架式臺模這是一種無支腿式臺模,即臺模不是支設在樓面上,而是支設在建筑物的墻、柱結構所設置的托架上。因此,臺模的支設不需要考慮樓面結構的強度,從而可以減少臺模需要多層配置的問題。另外,這種臺??梢圆皇芙ㄖ飳痈卟煌挠绊?,只需按開間(柱網(wǎng))和進深進行設計即可。懸架式臺模的構造(如圖9.42)所示。另外,為了脫模時臺模順利推出,懸架式臺模的縱向兩側裝有可翻轉90°的活動翻轉翼板,活動翼板下部用餃鏈與固定平板連接。圖9.42懸架式臺模1—樓板;2—桁架;3—水平剪刀撐;4—垂直剪刀撐;5—φ48×3.5連接桿l=900;6—倒拔榫;7—鋼牛腿;8—扣件;9—鋼支撐;10—柱子;11—翻轉翼板;12—臺模板;13—鋼蓋板;14—螺栓;15—柱箍2.模殼施工采用大跨度、大空間結構,是目前高層公共建筑(如圖書館、商店、辦公樓等)普遍采用的一種結構體系,為了減輕結構自重,提高抗震性能和增加室內頂棚的造型美觀,往往采用密肋型樓蓋。密肋樓蓋根據(jù)結構形式,分為雙向密肋樓蓋和單向密肋樓蓋。用于前者施工的模殼稱為M型模殼,用于后者施工的模殼稱為T型模殼(如圖9.43)所示為聚丙烯塑料模殼。圖9.43聚丙烯塑料模殼(a)M型塑料模殼;(b)T型塑料模殼注:h為肋高,H=h+30mm模殼支設(如圖9.44)所示,其操作要點如下:(1)施工前,要根據(jù)圖紙設計尺寸,結合模殼規(guī)格,繪制出支模排列圖。按施工流水段做好材料、工具準備。(2)支模時,先在樓地面上彈出密肋梁的軸線,然后立起支柱。(3)支柱的基底應平整、堅實,一般墊通長腳手板,用楔子塞緊。支設要嚴密,并使支柱與基底呈垂直。凡支設高度超過3.5m時,每隔2m高度應采用鋼管與支柱拉結,并與結構柱連接牢固。(4)在支柱整調好標高后,再安裝龍骨。安裝龍骨時要拉通線,間距要準確,做到橫平豎直。然后再安裝支承角鋼,用銷釘鎖牢。(5)模殼的排列原則是:在一個柱網(wǎng)內應由中間向兩端排放,切忌由一端向另一端排列,以免兩端邊肋出現(xiàn)偏差。凡不能使用模殼的地方,可用木模補嵌。由于模殼加工只允許有負公差,所以模殼鋪完后均有一定縫隙,尤其是雙向密肋樓板縫隙較大,需要用油氈條或其他材料處理,以免漏漿。(6)模殼的脫殼劑應使用水溶性脫模劑,避免與模殼起化學反應。模殼支設示意3.大模板施工大模板施工技術,是采用工具式大型模板,配以相應的起重吊裝機械,以工業(yè)化生產(chǎn)方式在施工現(xiàn)場澆筑混凝土墻體的一種成套模板技術。其工藝特點是:以建筑物的開間、進深、層高的標準化為基礎,以大型工業(yè)化模板為主要施工手段,以現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體為主導工序,組織有節(jié)奏的均衡施工。目前,大模板工藝已成為剪力墻結構工業(yè)化施工的主要方法之一。大模板工程建筑體系大體上分為三類,即內墻現(xiàn)澆、外墻預制(簡稱內澆外板或內澆外掛);內外墻全現(xiàn)澆(全現(xiàn)澆);內墻現(xiàn)澆外墻砌筑(簡稱內澆外砌)。(1)大模板構造大模板由板面系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、操作平臺和附件組成,(如圖9.45)所示。1)面板系統(tǒng)包括面板、橫肋、豎肋等。面板是直接與混凝土接觸的部分,要求表面平整、拼縫嚴密、剛度較大、能多次重復使用。豎肋和橫肋是面板的骨架,用于固定面板,阻止面板變形,并將混凝土側壓力傳給支撐系統(tǒng)。為調整模板安裝時的水平標高,一般在面板底部兩端各安裝一個地腳螺栓。面板一般采用厚4~6mm的整塊鋼板焊成,或用厚2~3mm的定型組合鋼模板拼裝,還可采用12~24mm厚的多層膠合板、敷膜竹膠合板以及鑄鋁模板、玻璃鋼面板等。2)支撐系統(tǒng)包括支撐架和地腳螺栓。其作用是傳遞水平荷載,防止模板傾覆。除了必須具備足夠的強度外,尚應保證模板的穩(wěn)定。每塊大模板設2~4個支撐架,支撐架上端與大模板豎肋用螺栓連接,下部橫桿端部設有地腳螺栓,用以調節(jié)模板的垂直度。3)操作平臺包括平臺架、腳手板和防護欄桿。操作平臺是施工人員操作的場所和運輸?shù)耐ǖ?,平臺架插放在焊于豎肋上的平臺套管內,腳手板鋪在平臺架上。每塊大模板還設有鐵爬梯,供操作人員上下使用。4)附件大模板附件主要包括穿墻螺栓和上口鐵卡子等。穿墻螺栓用以連接固定兩側的大模板,承受混凝土的側壓力,保證墻體的厚度。一般采用φ30mm的45號圓鋼制作。一端制成螺紋,長100mm,用以調節(jié)墻體厚度,可適用于140~200mm的墻厚施工,另一端采用鋼銷和鍵槽固定(圖9.46)。螺紋外面應罩以鋼套管,防止落入水泥漿,影響使用。(2)大模板類型大模板按構造外形分有平模、小角模、大角模、筒形模等。1)平模分為整體式平模、組合式平模和拼裝式平模。圖9.48整體式平模1—穿墻螺栓孔;2—吊環(huán);3—面板;4—橫肋;5—豎肋;6—護身欄桿;7—支撐立桿;8—支撐橫桿;9—φ32絲杠圖9.49小角模連接構造1—小角模;2—偏心壓桿;3—合頁;4—花籃螺栓;5—橫墻;6—縱墻;7—平模大角模構造示意

(a)大角模構造;(b)合頁構造1—合頁;2—花籃螺栓;3—固定銷子;4—活動銷子;5—地腳螺栓筒形模構造示意圖(a)集中式緊伸器筒形模;(b)、(c)分散式緊伸器筒形模;(d)組合式鉸接(分散操作)筒形模透視圖1—固定角模;2—活動角模鉸鏈;3—平面模板;4—橫肋;5—豎肋;6—緊伸器(脫模器);7—調節(jié)螺桿;8—連接板;9—鉸鏈;10—地腳螺栓(3)大模板工程施工程序1)內澆外板工程內澆外板工程是以單一材料或復合材料的預制混凝土墻板作為高層建筑的外墻,內墻采用大模板支模,現(xiàn)場澆筑混凝土。其主要施工程序是:準備工作→安裝大模板→安裝外墻板→固定模板上口→預檢→澆筑內墻混凝土→其他工序。準備工作主要包括模板編號→抄平放線→敷設鋼筋→埋設管線→安裝門窗洞口模板或門窗框等。其他工序主要包括拆模、墻面修整、墻體養(yǎng)護、板縫防水處理、水平結構施工及內外裝飾等。大模板組裝前要進行編號,并繪制單元模板組合平面圖。每道墻的內外兩塊大模板取同一數(shù)字編號,并應標以正號、負號以示區(qū)分。2)內外墻全現(xiàn)澆工程內外墻全現(xiàn)澆工程是以現(xiàn)澆鋼筋混凝土外墻取代預制外墻板。其主要施工程序是:準備工作→掛外架子→安裝內橫墻大模板→安裝內縱墻大模板→安裝角?!惭b外墻內側大模板→合模前鋼筋隱檢→安裝外墻外側大模板→預檢→澆筑墻體混凝土→其他工序。3)內澆外砌工程內澆外砌工程是內墻采用大模板現(xiàn)澆混凝土,外墻為磚墻砌筑,內、外墻交接處采用鋼筋拉結或設置鋼筋混凝土構造柱咬合,適用于層數(shù)較少的高層建筑。其主要施工程序是:準備工作→外墻砌筑→安裝大模板→預檢→澆筑內墻混凝土→其他工序。4.滑模施工

(1)滑模裝置構造滑模裝置主要由模板系統(tǒng)、操作平臺系統(tǒng)、液壓提升系統(tǒng)及施工精度控制系統(tǒng)等部分組成滑模裝置構造示意圖1—支架;2—支承桿;3—油管;4—千斤頂;5—提升架;6—欄桿;7—外平臺;8—外挑架;9—收分裝置;10—混凝土墻;11—外吊平臺;12—內吊平臺;13—內平臺;14—上圍圈;15—桁架;16—模板5.爬模施工爬升模板簡稱爬模,是綜合大模板與滑模工藝特點形成的一種成套模板技術,具有大模板和滑模的共同優(yōu)點。適用于高層建筑外墻外側和電梯井筒內側無樓板阻隔的現(xiàn)澆混凝土豎向結構施工,其他豎向現(xiàn)澆混凝土構件仍采用大模板或組合式中小型模板施工。在采取適當措施后,外墻內側和電梯井筒外側的模板也可同時采用爬模施工。爬模施工工藝分為模板與爬架互爬、爬架與爬架互爬、模板與模板互爬及整體爬模等類型。9.3.3混凝土施工

1.高強混凝土施工強度等級C50及其以上的混凝土稱為高強混凝土?;炷恋母邚娀透邚娀炷恋牧鲬B(tài)化是當代混

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