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超大直徑多連體混凝土筒倉滑模施工工法 |
| 日期：2013-11-24 11:21:33 來源：本站原創 瀏覽數： |
一、前言
筒倉作為糧食、煤炭、礦山等行業散裝物資的主要倉儲設施之一，隨著社會經濟的發展，其規模迅速擴大，目前單體倉直徑最大達32m，聯體最多的已達32聯體。江蘇億達高空建設防腐工程有限公司在廣西防城港糧食碼頭及中轉庳，5萬噸筒倉工程中施工的2組6聯體直徑14.5m的聯體倉，是目前國內多聯體中直徑最大的筒倉群。
該筒倉群采用我局自制的6聯體滑模施工，工藝成熟，質量穩定，安全可靠，有廣闊的發展前景。施工中從模板設計、制作、組裝、滑升到出模混凝土強度控制、混凝土配合比設計、出模混凝土隨滑隨抹工藝等都積累了豐富的經驗，形成了一套完整的滑模施工技術。《滑模施工綜合技術》1996年12月已通過國家建設部科技司的技術鑒定。總結多年的滑模施工經驗及防城港工程的具體實例形成本工法。
二、工法特點
1．采用大直徑多聯體滑模，實現多個大直徑聯體筒倉的滑升施工，確保結構的整體性，縮短施工工期，保證工程質量。
2．利用滑模操作平臺，采用降模法作封頂支撐平臺，一臺兩用，省工省時，可提高工效。
3．在亞熱帶海洋氣候條件下，模內溫度高達50℃左右時，出模混凝土能隨滑隨抹。
三、適用范圍
適用于大直徑多聯體筒倉滑模施工，對大規模聯體筒倉群的滑模施工具有指導意義。
四、施工工藝
根據筒倉截面的一致性，采用一套聯體筒倉滑模，實現多個筒體結構的鋼筋、混凝土工程施工作業，借助液壓千斤頂在支撐桿上按既定的速度爬升，模板下部的混凝土滑出隨即抹光，在滑空的模板內再分層綁扎鋼筋，灌注混凝土，提升，如此循環，直至設計標高。
(一)工藝流程(見圖1)
圖1 筒倉主體滑模施工工藝流程
(二)操作要點
1．施工準備。大直徑多聯體筒倉滑模，施工連續，工序集中，對材料的需求量大，要配備的人員、設備、機具數量多，施工準備工作必須做得特別充分，方能保證滑升正常連續地進行。
(1)物資準備。
水泥。根據試驗人員提供的水泥品種標號及各項技術性能指標進行采購，進場后經取樣試驗，再用于工程。水泥備料應充足，必須保證儲存需用量的一半以上方可開工。
鋼材。應提前進入現場，除綁扎工序在滑升時進行，其余工序在滑模施工前能提前進行的盡量提前，保證現場有滑模施工2d所需的鋼筋富余量。
碎石。符合《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》(JGJ 53—92)行業標準的要求，特別是片狀粒徑大于5cm的顆粒及針狀、粉狀絕對不得超標。
砂子。符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》(JGJ 53—92)行業標準規定的中粗砂。
其他材料。施工需用其他材料如粉煤灰、減水劑、焊條、綁絲等，施工前根據計劃一次購置到位。
(2)設備及工具準備。機械設備在滑模施工前必須安裝調試到位，對機械操作人員，特別是塔吊、攪拌機、裝載機、混凝土運輸機具等大型機械的操作司機要進行培訓，持證上崗。
所有投入施工的機械設備，機具易損件必須存有備件，關鍵性的設備如攪拌站等，應有備用或代用機械，防止因機械故障造成全面停工。
(3)勞動力的準備。勞動力應按崗定人，并有10％左右富余量。制定勞動力的管理措施，強化管理，責任到人，保證各倉施工均衡。
(4)技術準備。工前培訓及技術交底。筒倉滑模施工連續性很強，多班組、多工種協作作業。務必使參與施工的管理人員、操作人員了解這一特點。必須根據圖紙及有關規定的要求進行詳盡的技術交底，按不同班組、不同工種及崗位進行認真的崗前培訓，讓參加作業的人員明確本崗位應完成的任務，必須達到的質量標準以及與其他工種配合方式，確保施工中各工種協調一致，優質高速。
混凝土配合比設計。根據施工速度、設備生產能力以及混凝土的28d強度、出模混凝土強度、水化熱控制及初凝時間進行配合比設計。出模強度應控制在0.2～0.4MPa范圍內。混凝土外摻料(劑)應根據滑模特點合理地選擇，通過試驗確定最佳摻加量。
水平及垂直偏差測控準備。制定控制制度，并安排專人落實，垂直度的控制應在滑模組裝時設置觀測點，以備滑升中檢查觀測。以防城港筒倉施工為例，采用了激光鉛垂儀與15kg線墜配合操作的方法，收到了良好的效果，測點布置見圖2。
圖2 筒倉平面圖
其他。必須保證施工用水、用電不間斷，施工現場應準備備用發電機及1座50～100m3備用水池。
2．滑模制作。滑模模板及液壓系統根據筒倉施工圖及總體施工方案進行設計，經業主、監理及有關專家審定后開始制作。主體結構為提升架連接的單元化聯合平臺，單元平臺采用內鋼環斜拉桿輻射梁平臺結構。門架采用焊接連接的重型門架，如圖3。
圖3 加強型門架詳圖
滑模在工廠或現場加工制作。制作中必須制訂必要的工藝措施，對構件分類分組進行加工。加工完的同種零件必須具有互換性。嚴格按《液壓滑動模板施工技術規范》(GBJ113—87)所列滑模構件制作的允許偏差進行過程控制和質量檢驗。
3．滑模安裝及調試。多聯體筒倉滑模安裝必須按照一定的程序進行。安裝時，先用螺栓將相互關聯的構件在安裝位置組合，組合完畢再對稱地緊固螺栓。具體步驟如下：
(1)核對各倉中點坐標，保證各中心點準確無誤，標出安裝位置和控制標志及各軸線處提升架的理論位置。
(2)承臺頂面抄平，確定合理的滑模安裝標高基準，最大限度地減少基礎頂面不平所造成的安裝找平工作量。
(3)根據中心點坐標及安裝標高基準，安放各倉內鋼環組件，注意安放位置及方向。
(4)安裝各倉中心連線上的提升架、輻射梁，將各內鋼環聯系在一起，并重新校核內鋼環的中心位置，若有偏差及時用千斤頂或倒鏈調整。
(5)將其余部位的提升架、輻射梁及圍帶、斜撐等構件一一裝上，按既定的安裝標高基準進行初調平。
(6)平臺鋪板及液壓系統安裝調試。
(7)安裝內模并插入千斤頂支承桿，注意將支承桿接頭按要求錯開。
(8)檢查并緊固各部位連接螺栓，調整平臺的水平及預拱，檢查模板垂直度，對不符合要求的部位及時處理。
(9)焊接、綁扎、驗收鋼筋。
(10)清理模板內的承臺表面，安裝外模系統，用油氈及砂漿堵塞模板與承臺間的縫隙。
(11)安裝吊籃。
滑模結構見圖4。
圖4 滑模整體結構示意圖(尺寸單位：mm)
4．滑模操作平臺布置。滑模的操作平臺的平面布置合理與否，將直接影響到滑升過程中平臺是否出現扭轉、傾斜等的關鍵，防城港六聯體滑模施工時操作平臺的平面布置如圖5所示。
圖5 滑模操作平臺布置圖
5．筒壁滑升。筒壁滑升從基礎頂面開始，至倉頂板下標高停止，全過程基本上可分為初滑、正常滑升、終滑三大過程，其中包括鋼筋焊接綁扎、混凝土入模搗固、表面修抹及養護、門窗洞的預留、鋼筋預埋、工藝預埋件埋設、倉頂梁板及支座預留、模板清理、支承桿續接及限位調平，垂直度測量及糾偏糾扭等施工環節。
(1)初滑。在滑模模板內撒水潤濕，鋪設1：2水泥砂漿3～5cm，再分層灌注混凝土，層厚30cm，灌完3層后提升2～3個千斤頂行程，觀察混凝土出模強度，如出模強度適宜轉入正常滑升，如出模強度太高，可調整配合比并加快施工速度，若出模強度太低，可適當放慢滑升速度或摻適量外加劑，使混凝土出模強度符合要求。
(2)正常滑升。初滑正常后轉入正常滑升。滑升在混凝土灌滿搗固后進行。每次提升30cm，提升時可進行鋼筋焊接、綁扎及混凝土入模，但禁止搗固。提升完畢繼續進行鋼筋、混凝土施工，混凝土搗固完進行再一次提升，如此往復，直到終滑標高。
多聯體筒倉同步滑升，要控制好各倉操作平臺，使其在同一水平位置并保持滑模系統不出現水平方向的平移、扭轉。保證各倉混凝土灌注速度均衡是同步滑升的關鍵。
控制各倉操作平臺在同一水平的措施有：
①設置千斤頂限位卡，每滑升1m或一個班要抄一次平，使各限位卡均處于同一水平面上。
②平臺上材料、機具擺放要均衡，不要造成偏壓。
③每次提升均要檢查千斤頂是否到位，及時更換不符合要求和損壞的千斤頂，確保各倉每一千斤頂同步，各倉平臺在同一平面的誤差不超過規范要求。
保持多聯體滑模系統不出現水平方向的平移和扭轉的措施有：
①設置足夠的垂直度觀察裝置，每滑1m觀測一次，及時發現問題。
②當發現在同一水平面上朝一個方向平移時，要采用傾斜平臺法或其他方法及時糾正。
③相鄰兩倉混凝土的灌注方向應相反，防止滑模系統總體扭轉。
保證各倉混凝土灌注速度均衡的措施有：
①各倉配置操作熟練程度基本相同的技工、機具。
②各倉混凝土供應的速度應基本相同。
③倉頂調度應協調好各倉間混凝土灌注速度，以求各倉均衡。
(3)終滑。正常滑升接近終滑標高時，對滑模系統進行抄平，并將滑模系統調平，然后灌最后一層混凝土。灌注時必須嚴格把握頂面高度。頂面標高誤差控制在±20mm內。最后一層混凝土搗固完畢停止滑升，達到拆模強度時拆模。
(4)鋼筋運輸、焊接、綁扎。大直徑多聯體筒倉倉壁中鋼筋的含量較大，星倉部位配筋比較復雜，不同倉位所用鋼筋的規格、數量不一致，鋼筋在運往倉位時按不同倉位需要供應，認真配料，對號入座，盡量避免鋼筋在滑模平臺上大量堆積，以減輕滑升負荷。鋼筋焊接及綁扎根據不同倉位工作量的大小合理配備施工人員，保證鋼筋焊接、綁扎符合施工規范的要求。
(5)混凝土拌制運輸及灌注。混凝土采用自動計量拌合站拌制，運輸采用特制的人力三輪車與塔吊配合完成。灌注混凝土應按一定的順序進行，從相交壁處開始，先厚壁，后薄壁，先陰面，后陽面，各倉嚴格分層灌注，每層混凝土的厚度30cm左右，每層灌完后，頂面標高誤差應控制在±3cm以內。入模與搗固要密切配合。入模混凝土數量要適中，搗固要緊跟。嚴格控制搗固時間，保證插點密度及插入深度，做到不漏振、不過振。滑升時不進行搗固，嚴禁搗固棒直接振動模板及鋼筋。混凝土的澆筑速度根據氣候情況確定，在35～39℃之間進行滑模施工時平均每小時應澆筑0.2m，而在30～35℃時每小時應澆筑0.15m，25～30℃時每小時應澆筑0.12m，25℃以下時應澆筑0.1m，但具體的控制應以出模混凝土強度來進行。
(6)高溫氣候條件下出模混凝土強度的控制。在氣溫高達40℃模板內溫度高達50℃左右的情況下，應采取行之有效的措施，抑制模內溫度。控制水泥的用量，摻入部分粉煤灰代替水泥，用冰水拌制混凝土，選用標號適當的水泥。對模板遮陽或灑水降溫，摻加一定比例的緩凝型高效減水劑控制混凝土的初凝時間，保證混凝土的出模強度符合要求。
(7)門窗洞口預留。筒倉下部預留的門窗洞口數量多、面積大，滑升到窗洞口底部標高時，要將滑模系統調平，將混凝土的初凝時間適當延長，適當放慢滑升速度，為門、窗洞口模板的安裝、定位、加固提供必要的作業時間。在滑過門窗洞口全過程中，確保不跑模、支承桿不失穩。洞口的預留可在原設計尺寸的基礎上適當加寬加高，出現跑模時應及時鑿除。
(8)連接鋼筋的處理。對下環梁、星倉底板、雨篷、下部聯廊等與倉壁相聯結構中的連接鋼筋，鋼筋制作時僅加工埋入混凝土及搭接長度的部分，搭接長度在倉壁滑升時向上彎入倉壁鋼筋保護層中，滑出模板后及時鑿出，待施工相連結構時調直，焊接。
(9)工藝預埋件的埋設。根據施工總方案及各部施工方法，將各種工藝預埋件作專門技術交底，安排專職人員進行埋設，確保預埋位置準確。
(10)倉頂梁支座的預留。倉壁滑升到倉頂梁底5cm前，應在滑模內埋設好木模，留出梁支座位置，滑完后取出，以便倉頂施工時進行梁端鋼筋錨固。
(11)模板清理。滑模施工中必須由專職人員對模板進行清理，每次搗固完后將模板及鋼筋上的混凝土渣塊及砂漿清入模內，每次提升時，清模人員必須將模板帶起的混凝土清入模內，并將滑空的模板表面清理干凈。
(12)支承桿續接及限位調平。滑模工應及時續接已滑空的支承桿。千斤頂配限位調平器，限位調平器每提升30cm進行一次限位調平。調平在每次提升結束后由滑模工調整到位，每班由測量工配合抄平一次。
(13)垂直度測量及偏扭防治。一般每滑升0.9～1.5m觀測一次滑升垂直度，30～60cm觀測一次。滑升垂直度測量由測量工及液壓提升人員共同完成。需要糾偏時，由液壓提升負責人組織滑模工實施。多聯體筒倉滑模平臺面積較大，產生整體平臺扭轉及飄移可能性較小，但荷載不均、風力不定都可能造成平臺偏移或單個筒倉滑模扭轉，從而影響工程質量，采用“防偏為主，糾偏為輔”辦法進行。防偏措施有：
①嚴格控制支承桿標高、限位標高、千斤頂標高，做到同步滑升，每提升一次調平一次。
②操作平臺上的各種施工活荷載均勻布置，對稱堆放，施工人員不得隨意集中。
③混凝土盡量均勻，對稱灌注，同時須按要求換向灌注。
④保持支承桿的穩定和垂直度，勤檢查觀測，發現偏移及時糾正。
⑤將外提升架或外模用16號槽鋼連接成四條閉合鋼箍。
防扭措施有：
①采用大型化模板對稱配置，提升架與圍圈有效緊固。
②模內側加設防扭條，利用混凝土約束扭轉。
③用Φ48鋼管作支承桿，加大支承桿剛度抵消其偏扭。
滑模施工中發生偏斜，采用傾斜平臺法糾偏，平臺的傾斜度應控制在1％以內，注意整個作業平臺在—個平面上，不宜在糾偏中造成平臺局部發生較大傾斜。倘若發牛扭轉，應認真分析原因，采用相應措施，根據我們的經驗，采取改變混凝上灌注順序效果較好，即先集中灌注與偏差相反方向一側的混凝土，依靠混凝土的側壓力和摩阻力迫使模板與平臺位移，逐步回到工正常位置，使扭轉消除。
(14)混凝土出模強度的控制及隨滑隨抹工藝。滑出模板的混凝土表面無搗固缺陷時不需附加抹面材料，將原混凝土表面用抹子壓光即可。如遇施工缺陷，則篩取混凝土原漿進行修抹。滑出模板的混凝土表面應在0.5h內抹完。出模混凝土強度達到1～1.5MPa時開始灑水養護，或涂刷混凝土養護液。
6．滑模拆除及封頂操作平臺支設。滑升完畢，將滑模平臺降至預先已固定在倉壁上的平臺支架連接點上，作封頂平臺。
拆模的次序如下：清理平臺雜物→拆除滑模液壓管路及控制臺→拆除內外模板及掛模圍帶→焊接承重立柱→用倒鏈將單元平臺掛到承重立柱上→安裝平臺支架→拆除滑模單元平臺與提升架的連接→放松倒鏈將平臺落在平臺支架上→將平臺與平臺支架連接→拆除滑模外吊籃、外作業平臺支撐構件及其他連接件→拆除提升架及千斤頂→清理調整作業平臺。
7．封頂平臺降落及拆除。筒倉頂板施工完畢，混凝土達到設計強度時拆除封頂模板和平臺，其方法如下：制作一條降模起重鋼梁，架在頂板井字梁上，用200kN滑輪組將單元平臺內鋼環與起重鋼梁相連，用倉頂錨固的卷揚機提升平臺并徐落至倉底后拆散搬出。
8．封頂平臺拆完后進行倉底漏斗及倉頂通廊施工。
五、機具設備(見表1)
表1 機具設備
六、勞動組織
6聯體筒倉滑模施工，許多工序與普通施工相似，其勞動力組織不再贅述，下面僅列出關鍵工序——筒倉倉壁滑升的勞力組織(兩班人員數量)。
1．滑模：技術人員2人，提升人員2人，滑模工40人；
2．混凝土：拌合站司機8人，隨升井架垂直提升司機12人，裝載機司機4人，水泥運送、進料20人，混凝土運輸40人(備用)，入模60人，搗固24人，清模工24名，鋼筋綁扎86人，焊接36人；
3．鋼筋：制作20人，運輸20人；
4．抹面及養護：50人；
5．測量：3人；
6．后勤保障：22人(含材料供應、機修、電工等)。
合計473人(其中包括備用40人)。
七、質量控制及標準
1．建立與工序作業相對應的質量檢驗系統，嚴格執行國家、行業有關標準，保證工序質量符合規范要求。
2．建立全面的質量監控系統，及時處理質量問題，配置質量監控人員每倉每班1人，監督倉上鋼筋混凝土施工質量，發現問題及時處理。
3．關鍵工序配質量檢查人員檢查。
4．滑升總調度，技術總值班巡回檢查，及時處理施工中存在的問題，協調施工作業，向監理報驗。
5．質量控制標準(見表2)。
表2 企業滑模施工質量控制標準
八、安全措施
進行全員安全施工教育，執行《液壓滑動模板施工安全技術規程》 (GBJ 113—87)、《建筑機械使用安全技術規程》 (JGJ 33—86)、《施工現場臨時用電安全技術規范》 (JGJ46—88)及《建筑施工高處作業安全技術規范》(JGJ 80—91)的有關規定，建立施工安全檢查評分制度，定期檢查，對存在的安全隱患限時處理，隨時消除不安全因素。
九、效益分析
1．采用多聯體筒倉滑模提高工效21.3％，取得直接經濟效益33.9萬元。
2．倉壁混凝土實施“雙摻”新技術，經濟效益顯著。
十、工程實例
1．1997年3月至1998年3月采用自行設計制作的6聯體筒倉滑模施工的廣西防城港糧食碼頭及中轉庫工程5萬噸立筒倉2組，單倉直徑14.5m的6聯體筒倉，占地面積2200m2。采用滑模施工的筒壁筆直挺拔，取得了良好的經濟效益和社會效益。
2．1998年10月至1999年4月我公司采用自行設計、制作施工的廣東省新沙港2組(3×6+3×5)，直徑10.5m聯體筒倉，運用本工法創造了日滑升3.8m的施工紀錄，社會效益，經濟效益雙豐收。
3．1999年4月福建漳洲港國家直屬儲備糧庫兩組9聯體筒倉，直徑14.44m，高38.5m，用本工法施工A組滑升10天，B組滑升9天，日滑升創造了4.2m的紀錄，垂直度控制在0.6％范圍內。質量在路內外受到高度評價，滑升速度達到了國內領先水平。 |
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