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液压滑模在筒状建筑物施工中的应用

液压滑模技术在筒状建筑物工程施工中,以其施工速度快,工程造价低,安全系数高的技术优势,在建筑工程中被逐步推广和应用。
1　概述
液压滑模施工浇筑混凝土的施工方法与传统的架模浇筑混凝土的方法相比具有速度快、效率高、质量保证的优势。通过在沿海及东部地区多年的技术完善,目前液压滑模施工技术已十分成熟,而且在筒状建筑物的工程施工中,应用滑模技术,工程造价还略低于传统的混凝土浇筑。有的省份大型筒状建筑物的施工工程中,采用液压滑模施工技术的比例已超过90%。近年随着**建筑市场的发展,该技术已在多个工程中得以应用,如壮山水泥厂二期工程的所有水泥库及相关的筒状建筑物、**新建水泥厂技改项目的水泥库、料浆库、烟囱均采用滑模技术并收到良好效果。鉴于滑模技术的不断完善和优越性的体现,在水工建筑方面,目前滑模施工技术也逐步被应用,如三峡电站的双线五级船闸的混凝土浇注以及云南高桥水电站的调压井的浇筑都采用滑模施工。**电力在“十五”,“十一五”期间的多个电站的建设中筒状建筑物的浇筑不可避免,本文将新建的**水泥厂技改项目的滑模施工技术作一些分析。
2　工程慨况
**新建水泥厂技改项目的水泥库(直径7m×高18 m)、料浆库直径(7 m×高13 m)、烟囱(高
60 m)均为筒状构筑物。不变径或变径幅度小,浇筑过程都是机械的重复动作,加之属高空作业,工期短,任务重,传统的施工工艺已无法满足要求。在保证质量、工期及降低工程造价的前提下,施工时采用滑模技术浇筑混凝土。
3　滑模施工组织
3.1　混凝土的产出
水泥库高18 m,直径7 m,在混凝土的入仑方面存在一定的困难。为保证C30的混凝土质量,粗骨料应采用质地坚硬、强度高、耐磨耗、洁净的轧制碎石或卵石。粗骨料的最大粒径为30 mm、20 mm,分两种级配。粗骨料颗粒级配要求符合JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石质量及检验方法》的要求,超径含量
不得大于5%。粗骨料的技术要求符合《水泥混凝土建筑施工及验收规范》的规定。细骨料应采用质地坚硬、洁净、级配曲线在Ⅰ区、Ⅱ区,细度模数在2.3~3.5之间的中粗砂,天然砂、河砂、碎石砂和配制砂均可采用。细骨料的技术要求符合JBJ52-92《普通混凝土用砂质量标准和检验方法》和水泥混凝土建筑设计规范的规定,泥土含
量≤3%,硫化物含量≤1%,有机物和杂质含量符合要求。砂石料经过检测后,滑模混凝土由一台0.75强制式搅拌机拌和后经22 m高的塔式吊车直接进入模体仓面。
3.2　施工安全
由业主方、监理方、施工方共同制定安全实施细则,培训专职安全员。由于是高空作业,必须设置安全防护栏并挂安全防护网,防止材料、人员掉入井中。在工作面至指挥室、料场、塔吊均设置对讲机,避免机械、人员之间的冲突,确保施工程序安全到位。加强施工用电管理,做到照明、动力用电分离,高低压线路分离。
4　滑模工程
4.1　滑模系统
滑模系统由操作平台、液压系统、钢模板系统、辅助支承系统够成。操作平台分为两部分,一部分为机械操作平台,另一部分为材料、用具、施工操作平台。机械操作平台集中控制整个滑模体系的相关指令,电气控制柜、液压启动系统、照明、通信、供水等属于该部分。施工操作平台则是操作平台中的主要施工场所,包括钢筋堆放层,主要用于施工用钢筋的摆放在施工过程中钢筋工的不间断工作;整体珩架稳定结构层,由桁架和上下的圈梁连接而成,由于高空作业可利用的作业面有限,于是将筒体内部用钢管模板铺满扩大工作面;收尾抹面层,该层在最底部主要放置临时工具,用于对浇筑结束的混凝土进行检查,发现问题及时纠正以及对需要进行修整如抹面、抛光、养护等工序的处理,同时该层也是甲方及监理人员发现问题的最好观测点。
4.2　液压系统
液压系统由滑模液压穿心千斤顶组成,千斤顶的数量视滑模建筑物的直径确定但不能少于5只。本次库的滑模施工采用18只YCQ—6型液压穿心千斤顶和一台YJH-F120型液压泵站组成。每只千斤顶的工作压力为6 t,最大起重为13 t,
液压泵站的工作运行压力为12 MPa。液压系统的千斤顶安装于操作平台的顶部,均匀布置于筒体的周围。千斤顶的布置可根据工程的实际情况进行调整,如浇筑电站调压井时可适当调整闸门位置的千斤顶的布置。
4.3　滑模制安
滑模的模板可采用目前市场主流的标准钢模板,长1 200 mm,宽250 mm,可用扣件连接也可用螺栓连接。扣除基础、地梁的高度,一般滑模的启始高度为地面以上1 m,此时滑模的组装基本可在地面直接进行。先安装整体桁架稳定结构层,提升支架、圈梁、标准钢模、液压穿心千斤顶、组合泵站、支承拉杆、电控柜等。收尾抹面平台的形成则须滑模滑行2~3 m高才能安装。在安装液压系统的过程中要将液压管及千斤顶内的空气排尽,否则在施工过程中由于油与空气的压缩比不同造成滑模中心的偏移。安装时,不要急于将支承杆插入千斤顶,而是将泵站打开使千斤顶抬高一定高度,使液压油有少许溢出,以便将千斤顶内的空气排除。
5　滑模施工
5.1　启滑
在开始滑模前必须对滑模的水平度、垂直度及相关数值进行再次复核,对钢筋的绑扎全面验收,对脱模剂的脱模性能进行试验。以上几项工作结束后,才能将脱模剂涂抹在模板上开始滑模。针对滑模施工的连续性,各个工作环节必须不间断的流水作业,所以根据不同性质的工作划分为钢筋制安组、混凝土浇筑组、模板校验组、安全水电后勤组等,根据不同的职责工作。
5.2　混凝土的浇筑
混凝土的运输主要由塔吊完成,入仓时按分层、分段浇筑,每层的厚度在220~250 mm为宜。滑模摊铺时,混凝土的振捣主要采用插入式振捣棒,振捣棒的数量不少于两个,振捣棒的作用半径应大于或等于50 cm,并为强力振捣。另外在滑模上可加装附着式振动器,其作用主要是有利于脱模、减少滑模移动阻力、提高混凝土表面质量。但附着式振动器的振动力不宜过大,不然有可能对已脱模成型部分产生影响。振动器的最佳行走速度控制在0.2~1.0m/min。速度过低易产生过度振捣,速度过高时易产生不足振捣。混凝土坍落度越小,相应的滑模行走速度也应越低。振动器的插入深度不得超过下层混凝土30mm。从混凝土的
浇筑开始到下一道钢筋制作安装结束,7 m直径的水泥库的一个工作流程大约为2h。相关的检查复核等工序完成后,普通C30混凝土已初凝,此时升模混凝土的强度已达到0.3 MPa左右。滑模的上升速度与混凝土的塌落度、凝结速度、工地气温及每次浇筑混凝土的量有关,不能界定时限。升模时注意观察混凝土的脱模效果,确保已初凝的混凝土不被模板扰动。
5.3　混凝土的抹面及保养
脱模后的混凝土在收尾抹面层进行处理,如果混凝土浇筑时振动器震捣适宜,则脱模后的混凝土面为不须任何处理的清水墙面。若有少量气泡及细孔,在监理的认可后可及时进行修补。因工程需要进行抹面则在该平台即可实施。刚脱模的混凝土应在3~4 h后才能洒水养护。
6　滑模施工的质量控制
滑模施工的质量控制包括事前控制、过程控制。事前控制既前面提到的钢模的校验、钢筋的绑扎验收、滑模数据尺寸的复核、混凝土的砂石料配比及塌落度等。过程控制指在浇筑滑升过程中混凝土试压快的取样、各台千斤顶的提升高度、整体滑模系统的垂直偏差、水平偏差及实施纠偏的措施等方面。在水泥库的浇注过程中,偏差的校核由分布于水泥库四周的四个控制点通过全站仪逐一复核,出现偏差立即实施纠偏措施,确保工程质量。
7　滑模施工中的缺陷及解决方法
在水泥库的滑模过程中由于是等直径筒体,垂直提升钢模采用的脱模剂为废机油,脱模效果差,时常有粘模现象发生,影响混凝土建筑的外观和施工进度。经过多方咨询最后采用湖南化工厂生产的固体脱模剂,粘模的问题才得以解决。由于混凝土表面存在少量脱模剂,在后来的抹面中又增加了抹灰的难度。在后续的施工中电脱模技术的应用使问题完全解决。电脱模技术是通过插入新浇混凝土的电极棒和钢模板之间的电场的作用,在模板和混凝土之间形成水气层,实现阻隔已浇筑的混凝土与模板之间粘结的一种脱模技术。其适用于钢模板或其它导电体制成的模板进行的混凝土施工。电脱模技术的主要优点是:在浇筑混凝土之前,不需要在钢模板
上涂刷脱模剂,因此节省大量的人力、物力和时间,降低施工费用;不污染硬化后的混凝土表面,有利于下一步工序的进行;对硬化后的混凝土没有不利的影响,略有早强作用,钢模和混凝土之间形成的水汽层对混凝土有养护作用。本次滑模施工历时58 d,9个筒体滑升总高度184 m,采用3台滑模机械同时进行施工,在合同期限内按质按量完成施工任务。施工期间未发生安全事故,构筑物投运两年来运行良好。
8　结束语
滑模技术与传统浇筑方法相比优点主要有:一是施工速度快。传统浇筑方法:架立模板———绑扎钢筋———铺设浇筑道———浇筑施工———拆模板(第二天),而滑模施工是连续进行各工序循环开展,并且省去五道工序中的三道即架立模板、铺设浇筑道、拆模板,故施工速度是传统方法的二倍左右;二是工程造价低。模板的上下升降均由液压系统完成,无须铺设浇注道及人工拆模板,人工费减少30%,单位工程造价降低8%~10%;三是安全系数高。由于是机械化施工,具有规律性,施工人员少,人为造成的事故随之减少。据统计在建筑施工发生的安全事故中,75%的事故都是因工作疏忽大意或误操作引发的。由此说明液压滑模施工工艺在筒体建(构)筑物施工中运用的优越性和实用性。