圆形仓体结构滑模施工技术

2010-06-15刘虎

河北水利电力学院学报 2010年3期

刘虎

(河北省水利工程局第二工程处,河北石家庄 050021)

液压滑模施工技术以施工速度快、工程造价低、安全系数高、施工质量好的技术优势,在垂直高度较大,横截面变化很小的薄壁筒体结构施工中得到广泛应用。某精煤加工选煤厂中的煤仓项目工程总投资9800万元、年洗选精煤180万吨。三个平面呈“一”字排列,建筑总高度为 38.55 m,内径为 15 m的钢筋结构圆型筒仓。箱型基础底标高-4.00 m,圆形仓体壁厚为270 mm。建筑结构抗震设防烈度为7度,抗震设防类别为丙类,结构安全等级为二级。

1 滑模施工准备

1.1 供给系统

滑模施工时浇筑混凝土、提升、绑扎钢筋、浇筑混凝土相互交替进行,为了使滑模施工不产生施工冷缝,第一次浇混凝土至第二次开始浇混凝土的间隔时间必须控制在初凝时间之内。滑模施工必须保证的混凝土供应强度满足浇筑要求,该工程采取从拌和站购入商品混凝土、泵送入仓的方式。

1.2 模板系统

提升架为“开字形”,立柱采用 [14#槽钢,上模梁为双拼∠50×5角钢,下模梁 (安装千斤顶)为双拼 [12#槽钢,立柱与横梁螺栓连接,提升架规格为 1060 mm×2786 mm(宽×高)。每仓提升架采用32榀沿周长径向均布,提升架之间由 [10#槽钢加固圈梁(内外各两道)连接成整体,详见图1。

操作平台构造：提升架内设置挑三角架,三角架外端设[8#槽钢连成整体并加设防护栏杆,上铺平台板,形成内外柔性的操作平台,为了加强平面内径向控制,每对称一组提升架间设置一根Φ16钢筋拉结。外平台主要用于外侧钢筋绑扎,钢筋存放及运输;内平台主要用于滑模控制及机具摆放、内侧钢筋绑扎,提供竖向混凝土水平运输。

内外模板均以 2012为主,配以少量1512和 1012,模板采用拼接,模板与模板的连接采用回型销,模板与围圈的固定采用14#双股铁丝捆绑。在模板上端第二孔,下端第一孔分别设[10#槽钢内外提模梁,内外模板固定在提模梁上,提模梁用调节滑道与提升架立柱连接。模板采用新出厂模板,确保拼缝严密、表面平整。

1.3 液压控制系统

油管采用液压橡胶管、油管接头采用滚压式接头,各部件使用前单件试压,油管需先用空压机吹干净,油液根据气温选择,气温低时选用 10号液压油,气温高时选用20号或30号液压油。每个千斤顶设一个针型阀门,每根主油管上的分油管与千斤顶针型阀并联,其加压、回油较快,便于调整千斤顶高差。

图1 滑模组装示意图

2 滑模施工

2.1 模具组装

在基础混凝土面上,根据图纸设计要求,弹放出纵横控制轴线,找出圆仓中心点及门边、柱控制边线等。

安装内外加固圈梁及组装提升门架,做临时固定,提升门架安装时应尽量避开门洞两边的门柱位置。门架安装后再组装所有圈梁,调整倾斜度,保证上、下圈梁0.2%倾斜度。在圈梁组装过程中,应随时对门架进行校正和水平调整。

模具骨架组装好后,重新复核各门架的垂直度,圈梁的倾斜度,然后绑扎竖向钢筋和提升架下的水平钢筋,安设预埋件和预留孔洞的胎模。随后组装滑升内模,内模组装保证接近垂直,倾斜度不大于0.2%,模板用14#铅丝逐一固定于圈梁上。在模板高度范围内所有钢筋(预埋件)施工完毕后,开始封外模。在校正外模时,倾斜度应稍大,接近0.5%,严防出现上口大,下口小的倒锥状。控制模板上口以下模板高度处的净间距与结构设计截面等宽。

滑升模板组装好以后,接着安装操作平台的桁架、铺板、安全栏杆等,对斜拉杆逐一紧固。安装外挂跳和液压系统、精度控制系统和观测装置。

第一组支承杆安装时接头应相互错开,要求同一截面接头不大于 25%。第一组支承杆必须插到底,并墩实在下部混凝土上。

安装完成后应按规范验收标准进行检查。

2.2 钢筋工程

钢筋绑扎按每提升一个浇筑层高度钢筋绑扎一次。为保证钢筋在混凝土结构中的位置符合设计要求,对应于每一提升架设置一个钢筋骨架,钢筋骨架与提升架支撑管焊接固定(详见图2)。钢筋骨架竖向钢筋用比设计竖向受力大一个型号钢筋;骨架横筋用Ø 10圆钢,间距与设计相同,两端均弯 180°钩,弯钩向上焊接在竖向骨架钢筋上,焊接成型后横筋两端距混凝土结构边线15 mm。支承杆通过千斤顶后,应与骨架钢筋点焊连接,焊接间距不宜大于 30 cm。

图2 仓壁骨架筋节点大样图

每层浇灌完毕后,在表面上至少应有一道绑扎好的横向筋。

纵向钢筋绑扎后,其上端设置限位支架或箍筋等临时固定,滑升过程中随时调整纵横向钢筋间距。

2.3 支承杆

支承杆同一截面接头不大于 25%,其接头采用焊接,焊后采用手提砂轮机磨平。当千斤顶通过接头部位后,应及时对接头进行焊接加固。

支承杆发生失稳、被千斤顶带起或弯曲等情况时,应立即进行加固处理,加固时应满足支承杆受力的要求。当支承杆穿过较高洞口或模板滑空时,应对支承杆进行加固。

2.4 混凝土工程

除满足规定的强度等要求外,早期强度的增长速度必须满足模板滑升速度,正常滑升速度 15 cm/h～35 cm/h范围内,初凝时间控制在 2 h内,终凝时间控制在 4～6 h左右,坍落度控制 12～16 cm范围内,并根据气温情况掺入适量的早强剂或缓凝剂。

浇灌时必须分层均匀交圈浇灌,每一浇灌层的表面应在同一水平面上,并有计划匀称地变换浇灌方向。分层浇灌厚度以 20～30 cm为宜,各层浇灌的间隔时间,不应大于的凝结时间,当间隔时间超过时,对接茬处按施工缝要求处理。振捣时振捣器不得直接触及支承杆、钢筋或模板;振捣器应插入前层内,但深度不宜超过5 cm;在模板滑动的过程中,不得振捣。出模后及时对混凝土进行修整和养护,采用喷刷养护液封闭的方法养护,应注意防止漏喷漏刷。

2.5 滑升阶段

2.5.1 初滑阶段

在模板系统及钢筋全部检查无误后,开始初滑,初滑前混凝土的浇筑层高度控制在 30 cm左右。每层混凝土应控制在下层混凝土初凝之前浇筑完毕。混凝土浇筑到要求高度后,当第一层混凝土达到 0.1～0.3 MPa时,即可试提升1～2个行程,详细检查整个液压系统和模板工作的情况以及混凝土的凝结状况。待第一层混凝土的出模强度达到规定的0.2～0.4 MPa时,便可转入正常滑升。混凝土强度判定可凭观感和用手指按压的简易方法确定,浇筑第一层时,也可现场取料,现场进行同步、同环境的贯入阻力试验,以作为补充方法,弥补观感判定可能具有的误差。

2.5.2 正常滑升

1)模板滑升的速度计算。按混凝土出模强度,正常温度下初滑约需 5～7 h,以最慢速度7 h计算：

每一浇灌层 30 cm所需时间为 0.3/0.12=2.5 h,当条件无法满足时,根据气温情况掺入适量的早强剂或缓凝剂。

3)滑升过程中,应检查和记录结构垂直度、扭转及结构截面尺寸等偏差数值,检查及纠偏、纠扭,每提升一个浇灌层高度应检查、记录一次,随时检查操作平台、支承杆的工作状态及混凝土凝结状态,如发现异常及时分析原因,并采取有效的处理措施。

4)滑升过程中,及时清理粘结在模板上面的砂浆和模板之间的夹灰,如发现墙面有不允许深度的垂直条坑时,应设法清理或更换模板。

5)滑升平台上的液压操作人员,必须坚守岗位,认真负责,做好记录,保证提升系统正常工作。

6)随滑随抹是滑模施工中提高质量,加快进度,节省工料的一项主要措施。因此在提升模板后露出仓壁到 3 cm,即派瓦工随滑升将滑出的仓壁抹平。

7)为保持滑模操作平台水平上升,必须严格按50～60 cm一步分步调平。各千斤顶的相对高差不得大于4 cm,相邻两提升架千斤顶的高差不得大于 2 cm。

8)暂停滑升及浇灌措施。因遇特殊情况,滑升及浇灌不能连续进行时按下列要求处理：a.最后一次浇灌应保持在同一水平面上;b.模板不应停滑,以防模板与粘结,滑升速度放慢5 cm/h～10 cm/h,每次滑升1～2个千斤顶行程,但模板的最大空滑量不得大于模板全高的c.恢复施工时,接槎严格按照施工缝要求处理,并对液压系统及模具系统进行全面的检查。

9)滑升过程中的纠偏、纠扭措施。在正常滑升时,由于所有千斤顶的工作不一定同步,以及各种外界因素的影响,在提升时,可能会出现偏离中心线或扭曲现象。按照规范要求,在滑升过程中,每提升一个浇灌层高度,应检查和记录一次结构垂直度、扭转和结构截面尺寸等偏差数值。实际施工中将采取以下措施。a.观测措施,在仓内中心点设置中心吊锤和靠墙板处设置四个轴线吊锤,对正圆心点和纵横轴线,观测滑升过程中的扭曲情况。并在仓外纵横轴线上各设一台径纬仪随时观测垂直度。b.纠偏措施,纠偏时主要采用调整千斤顶的工作状况,倾斜操作平台的方法来纠偏。如果整套滑升系统向某一个方向偏移,则关掉相反方向的千斤顶以纠偏。纠正垂直度偏差时,应徐缓进行,避免出现硬弯。当采用倾斜操作平台的方法时,其倾斜度应控制在1%之内,消除偏差后应立即恢复水平滑升。c.纠扭措施,如果发生扭向,可采用调整千斤顶底座,即松动固定千斤顶的底脚螺丝来解决,方向为扭转的相反方向。当垂直度和扭向纠正以后,应及时打开已关闭的千斤顶和固定好松动的千斤顶底脚螺丝。

2.5.3 滑升模板的拆除

模板滑至设计标高后,待混凝土具有一定的强度后,即进行拆除工作。拆除顺序：电气设备及油压系统(除千斤顶)→内提模梁、内模板、内操作平台→外提模梁、外模板、外操作平台板→内外加固梁、提升架及内外挂跳 (整体 )。