多联体筒仓整体滑升施工技术
王有才
(中铁十二局集团建筑安装工程有限公司,山西太原030024)
摘要:重点叙述多联体筒仓滑模施工工艺流程、滑模设计要点、关键工序控制方法、施工组织方法。对滑模技术进行创新,采用小单元式滑模组装,实现装拆灵活方便;采取了混凝土分料器分料确保了布料均匀。
关键词:多联体筒仓;整体滑升;施工
中图分类号:TU249文献标识码:A文章编号:1000-8136(2006)09-0003-03
1概述
20世纪90年代末期,国家专拔150亿元资金在全国兴建储存500亿斤的国家储备粮库,之后全国各地的粮食储备库在6年间如雨后春笋一样,拔地而起。钢筋混凝土筒仓工程在其中占有很大的份额,本公司自1995年以来在全国采用滑模施工建造了多个联体筒仓,并于2004年采用单元拼装技术完成筒壁滑模的浙江舟山5万t省级直属储备粮库12联体和15联体两组立
筒仓的施工。
舟山粮库设计的12联体及15联体立筒仓高35 m,呈3×4+3×5排列,见图1,筒仓内径12m,壁厚220mm,倒圆锥形钢筋混凝土漏斗,仓外壁在33.5m标高以上有钢筋混凝土女儿墙高1.4m,筒仓封顶采用现浇钢筋混凝土梁板结构,主梁高1 200 mm,板厚150mm,仓顶上部设置有钢筋混凝土框架结构的皮带输送机通廊。
2 多联体筒仓整体滑模施工特点
①采用多联体筒仓整体滑模技术完成群仓的滑升施工,可保证结构整体性完好,与多联体分组滑升的筒仓群相比具有结构整体好,抗震、抗地基不均匀下沉能力强的特点。②将多个液压控制操作台安装于地面上,可使系统回油快,具有缩短提升操作时间的特点。③滑模设计时,所安装的监控系统,可及时了解滑升平台上的施工操作情况,使上下操作协调统一,滑升快捷的特点。④采用现代化机械结合自制的混凝土分料器完成混凝土输送运输过程,具有混凝土浇筑快又省的特点。⑤利用建筑通用小钢模通过内外围檩组成小单元,具有拆装方便、运输便利、保管简单的特点。⑥本次滑模采取了混凝土分料器分料的可靠技术措施,每仓的钢筋和混凝土施工仅有4名操作人员,优化劳动力结构。
3 施工技术
筒仓滑模施工技术主要包含了滑模设计、加工、组装、滑升、拆解及人、材、机的组织等工艺流程,见图2。
3.1滑模图纸设计
滑模设计时,首先应根据筒仓设计图纸的平面布置、仓壁厚度等几何尺寸,在满足工程要求的基础上进行,对于混凝土的垂直运输方式、仓顶结构施工在滑模设计前都要预先确定,荷载的取值要严格按照《滑动模板施工技术规范》规定执行。
结构形式、混凝土垂直运输方式、平台运输通道选择:①采用仅由门架、内外钢环、内外围圈、内外吊篮、标模、附件等8种零配件组成的分段拼装式无拉杆环型结构形式见图3,剖面图见图4。
②混凝土的水平、垂直运输及布料,采用“泵送混凝土至操作平台上的章鱼式分料器再用手推车运送至模板口”的方式。③为便于施工运料,在规范允许的情况下,取得设计院同意,在两仓相切处设置了通道。
保证各千斤顶的均衡供油,且同时保证回油的速度一致,是多联体整体筒仓滑升有别于一般滑模的不同之处,这是设计时的要点。在本次提升平台面积在2 588 m2的情况下,液压系统设计时主要加强了三方面的内容:
(1)采用了由多个泵站,联机动作,从管路首尾同时供油的方案达到同步提升的目的,并从液压操作台通过6根高压供油管供至用!50×4无缝管加工成与筒仓直径一样大的环型分配器,并将该分配器置于门字架上,安装在千斤顶一侧,从分配器到千斤顶仅用0.8 m高压软管相接,大大增加了供油的均衡性,拆装便捷,使用可靠,散热性好,造价低廉。
(2)液压系统设计时确定的设计压力值仅为4.5 MPa,采用双泵合一的液压操作台,最高工作压力12 MPa,使系统具有充裕的提升能力,且最大供油速度200 L/min,两套启动系统,一套控制系统,并在分油器上增加了一个直通油箱的回路,使回油时间大大缩短。
(3)在滑模设计时,将液压操作台置于地面上与电视监控器、通讯设备组成地面指挥中心,既有利于液压操作台的维修,又加快了回油速度,拆模时又减少了液压油的浪费,摒弃了传统的将液压操作台置于操作平台上的做法。
本次15联体滑模,为了减少混凝土垂直运输对平台造成的重力过大的情况,选择了两台混凝土输送泵直接由搅拌站泵至仓顶的方案,大大减少了平台上的施工荷载,使滑模系统设计的用钢量也减到了每m3混凝土17.8 kg,比定额用量26.7 kg/m3还少8.9 kg/m3。为了缩短滑模系统的组装时间,将滑模的门架、围带、模板、千斤顶等部件先拼装成标准的单元模块,在筒仓基础施工完成后,具备组装条件时,将各模块用起重设备吊装就位,然后拼装成整体,从而节约组装的时间。拆模时也以单元模块拆除至地面,同时节省操作工人在高空作业的时间,并减少了工人的高空作业量。
3.2 滑模的加工制作
多联体筒仓滑模的加工与单仓及浅圆仓的不同之处在于其对组成滑模平台及模板的各个部件加工的精度要求更高,构件的通用性更好,表现在加工公差的控制及焊接变形控制、校正,所以,围带、内外操作平台各部件要尽量加工成通用构件,这样可具备投入少,再利用价值高,周转次数多等优点。同时在加工时对于管路的接头及管路与千斤顶的接口等都精心加工反复试验,以保证多个筒仓在提升时所有千斤顶均同步工作,各千斤顶的供油压力相同。
3.3 多联体滑模的安装及验收
多联体筒仓滑模施工,模板的安装重点要把握好操平放线、组装顺序、细拼装调整等工序。组装时应与土建、测量、吊装机械设备等密切配合;保证位置准确无误,模板平顺,才能使滑出的仓壁厚度符合工程设计图纸要求的结构尺寸。
所有螺栓在拼装好之前,均不能上紧,以便随时调整;对于预先拼好的小单元模块,要根据现场情况适当进行调整;以使各仓均能拼装严密,达到滑模设计的强度、刚度及稳定性要求。
拼装前必须先进行找平工作,保证安放千斤顶提升架横梁相对标高的偏差在5 mm之内,从而保证整个滑模体系的水平。
对于拼装时的误差应采用平均公差分配法进行合理的调整,保证误差的均匀分配。滑模组装完成后要根据国家现行的《滑动模板工程技术规范》的质量检查及工程验收内容逐项逐条进行验收。
3.4施工准备
3.4.1混凝土配合比的设计
滑模混凝土配合比的设计,主要应根据设备生产能力、混凝土垂直水平运输方式、气候情况等因素决定,且要保证混凝土出模时不能初凝,出模强度控制值在0.2 MPa～0.4 MPa之间。对于混凝土的外掺料(剂),应根据施工当地的条件合理地进行选择,并通过试验确定最佳掺合量。
3.4.2人、材、机准备
滑模施工前,应对操作工人分别进行钢筋、混凝土、液压操作系统的技术培训,合理地配置施工操作人员,做好物资供应及机械设备维修工作。
3.5 滑升操作
滑升施工的工艺分为初滑、正常滑升、终滑及滑模系统拆除(或降平台作滑模封顶支撑),仓顶结构施工等工序。
3.5.1 初滑
滑模系统在拼装完毕后,即可在模板内进行混凝土的浇筑,浇筑前将接槎处清理干净,再均匀铺一层30～50厚与混凝土同等级的减石砂浆,然后按每层200 mm厚分层浇筑混凝土,直至将混凝土浇至距模板上口20～30时,停止灌注。根据施工期间的气候情况,结合混凝土试配时要求的出模时间确定初滑时间。初滑提升仅需1~2个行程,随即检查出模混凝土的强度,若强度在0.2 MPa～0.4 MPa之间即可提第1模(即200高)转入正常滑升,若强度较低可适当停留待强度达0.2 MPa～0.4 MPa时再提升。
3.5.2 正常滑升
当初滑成功后即转入正常滑升,正常滑升即在已提空的模板上口内再次浇筑混凝土,同时绑扎好仓壁的水平钢筋上,达到强度后,再次提一步,再浇筑混凝土同时绑扎钢筋,如此循环直至设计标高。
3.5.3 终滑
当滑模施工达到设计标高时,要停至滑升,简称终滑,即在混凝土浇筑至设计标高后,为保证现浇混凝土的截面尺寸,再提升200高稍加振捣。终滑也必须按滑模的出模混凝土强度要求提升,直至将模板提空后,加固顶杆,待混凝土强度达到C10以上时,拆除滑模系统。按设计标高弹好线,将上部松散混凝土凿除,进入下道工序。
3.5.4 滑模系统的拆除(或降平台)
严格按专项组装拆除方案实施。在拆除前利用提升设备先将平台缓缓上提,待平台与门架的连接螺栓拆掉后,用吊车将平台缓缓放于安装在仓壁上预先安装好的支撑牛腿上,加固连接后,再进行仓顶结构施工。
3.6 滑模施工中的关键工序
3.6.1 钢筋绑扎
多联体筒仓仓壁中钢筋的含量较大,筒仓部位配筋比较复杂,不同仓位所用钢筋的规格、数量不一致,钢筋在运输时应按不同仓位认真配料,对号入座。根据钢筋焊接及绑扎数量大小合理配备施工人员,保证钢筋焊接、绑扎符合施工规范的要求。
3.6.2 混凝土拌制运输及灌注
混凝土采用自动计量拌合站拌制,用输送泵与分料器完成垂直运输和分料。灌注混凝土应按规范要求每层厚度200 mm左右,每层灌完后,顶面标高误差应控制在±30 mm以内。入模与捣固要密切配合。入模混凝土数量要适中,捣固要紧跟。严格控制捣固时间,保证插点密度及插入深度,做到不漏振、不过振。
3.6.3 混凝土强度的控制
当环境气温高达40℃时,模板内温度高达50℃左右,因此配合比设计采用多掺技术,原材料采用淋水覆盖等措施以达到降温的目的。
3.6.4 门窗洞口预留
筒仓下部预留的门窗洞口数量多、面积大,滑升到窗洞口底部标高时,要将滑模系统调平,将混凝土的初凝时间适当延长,适当放慢滑升速度,为门、窗洞口模板的安装、定位、加固提供必要的作业时间。在滑过门窗洞口的全过程中,确保不跑模、支承杆不失稳。洞口的预留可在原设计尺寸的基础上适当加宽加高。
3.6.5 工艺预埋件的埋设
根据施工方案及各部施工方法,将各种工艺预埋件作专门技术交底,安排专职人员进行埋设,确保预埋位置准确。
3.6.6 支承杆续接及限位调平
滑模操作工作应及时续接已滑空的支承杆。千斤顶配限位调平器,限位调平器每提升500 mm进行一次限位调平。调平在每次提升结束后用激光铅直仪抄平由滑模工调整到位,每班一次。
3.7 滑升时的控制要点
3.7.1 出模强度控制
混凝土的出模强度决定于配合比设计且与气候有密切联系,并与混凝土浇筑的均匀与否有关,同样的配比和气候条件下,各仓间混凝土入模的时间差不应过长,特别是对于一次性进行多个联体筒仓施工的混凝土浇筑,时间差更应严格控制,最长的差值要保持在15 min之内。另外,气候对滑模的影响较大,天气炎热时进行滑模施工,要采取遮阳和降温措施。对于在冬季0℃以下进行滑模施工时要采取保温措施,严格按冬施规程施工。
3.7.2 随滑随抹
滑模施工的随滑随抹工艺是一道必不可少的操作过程,通过用混凝土原浆对出模混凝土表面修饰可消除气孔和干裂等表面缺陷,增加混凝土的气密性和筒仓表面观感质量,为下道工序创造条件。
3.7.3垂直度观测及水平测量
垂直度的观测和水平测量是确保滑模系统不偏不扭的重要手段之一,在滑模组装前定好控制网和控制点,每滑升3 m～5 m观察一次,并做好记录,且将垂直度观测情况及时通报液压操作人员,及时调整油压。水平测量可以随时掌握操作平台是否保持水平向上,每滑升3 m～5 m时复核一次,以保证所有千斤顶始终在同一水平面上,从而保证操作平台水平向上滑动。
3.7.4偏扭的纠正
为保证多联体筒升不出现扭转,用平台倾斜法进行纠偏,在滑模开始前必须预先规定好每一仓的浇筑顺序,并保证相邻两仓的浇筑顺序要相反,当出现整体扭转时,可使浇筑方向与扭转方向相同的仓改变浇筑方向,即所有仓均采用浇筑方向与扭转相反的方向,即可将扭转纠正。
3.7.5混凝土的养护
滑模施工除上述几个关键的工序外,对于出模混凝土的养护也是必不可少的,在混凝土出模之后12 h,即应洒水养护或出模后6 h面层不出现手指压纹后涂刷养护液。
3.7.6清模
在滑模施工中,由于模板的反复使用不可避免会出现混凝土粘模的问题,而且越来越厚,最终会出现“结壳”现象,这样既影响混凝土质量又削弱混凝土截面尺寸,严重时会导致混凝土在滑升过程中拉裂对继续滑升造成影响,因此在滑模施工时,特别是炎热的夏季要安排足够的劳动力随滑随清,确保模板洁净。冬季施工时还必须保证模板上口不结冰,对模板上口要采取必要的防冻措施。
3.7.7材料的堆放
对于操作平台上材料的堆放应根据滑模设计时对集中荷载的要求,对称放置,不能集中堆放,使平台受力不均,造成局部偏压影响提升。
3.8质量控制
采用滑模工艺施工的建、构筑物必须符合国家现行的《滑动模板工程技术规范》《、混凝土结构工程施工质量验收规范》和《钢筋混凝土筒仓设计规范》的要求。滑模施工具有连续不间断施工的特性,对于钢筋隐蔽工程验收应随滑随验收,在施工中出现的技术质量问题,应随发现随处理。多联体筒仓整体滑升施工是一个系统工程,协调工作是滑模的核心,如何保证物资供应、混凝土供应、垂直运输系统、液压提升系统、水电保证及劳动力配置的协调统一,是保证滑升质量的关键。质量控制标准,见表1:
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