簡單實(shí)用的集成式核心筒內(nèi)模架體系

江 暉,龍紹章

(中國華西企業(yè)有限公司，四川成都610041)

1 工程簡介

花樣年·美年廣場二期位于成都市高新區(qū)天府大道中段，由綜合用地和教育用地組成，總用地面積約86 372m2，總建筑面積574 343m2，地上建筑面積約395 080m2，地下建筑面積約179 262m2。綜合用地占地3hm2，分A、B、C、D4棟，建筑功能為酒店、公寓、寫字樓、商業(yè)裙樓，建筑層數(shù)地下室3層，局部2層，地上35～44層，建筑總高163～204.4m。教育用地占地5.7hm2，地下室2層，局部3層，地上為1～5 層多層小型建筑，建筑功能為商業(yè)、培訓(xùn)會(huì)議中心、招標(biāo)方使用企業(yè)總部大樓、水療館、藝術(shù)館等。

其中，A、B棟建筑面積分別為83 845.59m2、75 873.90m2，地下3層，地上35層，建筑防火高度148.4m，屋架結(jié)構(gòu)標(biāo)高162.90m。框架-核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒區(qū)域基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，其余區(qū)域采用獨(dú)立柱基加抗水板，地下室外墻下設(shè)條形基礎(chǔ)。電梯井道較多，各13個(gè)電梯井道。C、D棟建筑面積分別為11 000m2、97 989.29m2，地下3層，地上35層，建筑防火高度195.4m，屋架結(jié)構(gòu)標(biāo)高204.4m。框架-核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒區(qū)域基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，其余區(qū)域采用獨(dú)立柱基加抗水板，地下室外墻下設(shè)條形基礎(chǔ)。電梯井道較多，共17個(gè)電梯井道。為保證其施工進(jìn)度、質(zhì)量及安全，在井道墻體內(nèi)側(cè)采用支撐架+大模板施工工藝，并研發(fā)簡單實(shí)用的集成式核心筒內(nèi)模架體系。

2 特點(diǎn)

集成式核心筒內(nèi)模架體系具有如下特點(diǎn)：

(1)制作簡單，操作方便，提升速度快，可大幅縮短施工工期；

(2)采用機(jī)械化吊裝作業(yè)，節(jié)約人工成本效果顯著；

(3)周轉(zhuǎn)使用率高，可重復(fù)回收多個(gè)工程利用，節(jié)約材料成本；

(4)減小高層核心筒墻體施工的安全隱患，保證安全生產(chǎn)；

(5)工具式、裝配式平臺(tái)，利于現(xiàn)場文明施工；

(6)核心筒采用大模板施工，提高墻體混凝土澆筑成型質(zhì)量，減少模板材料的損耗。

3 內(nèi)模架體系工藝原理和支撐平臺(tái)力學(xué)計(jì)算

3.1 工藝原理

集成式核心筒內(nèi)模架體系包括核心筒內(nèi)模架支撐平臺(tái)、垂直提升系統(tǒng)、模板施工操作平臺(tái)、安全防護(hù)、防墜裝置。支撐平臺(tái)作為集成式核心筒內(nèi)模架系統(tǒng)的核心部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的使用和安全。在平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，利用三角形穩(wěn)定性原理，將支撐平臺(tái)設(shè)計(jì)成“三角形”結(jié)構(gòu)。三角支撐架的底部做成倒“L”形支座的形式，支撐在電梯井混凝土連梁上。頂端通過支架的端部頂在電梯井剪力墻的墻面上，這樣就巧妙的將整個(gè)平臺(tái)的豎向荷載傳遞到三角支撐架底部的混凝土連梁上，因改變支撐位置而產(chǎn)生的水平荷載也通過鋼筋混凝土剪力墻承擔(dān)，不再需要另外的支撐點(diǎn)，減少了在混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)埋支撐部件的工作，如圖1所示。

圖1 核心筒內(nèi)模架體系示意

3.2 支撐平臺(tái)的力學(xué)計(jì)算

利用型鋼焊接成的支架具有穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡單、方便制作等優(yōu)點(diǎn)。由于整個(gè)支撐平臺(tái)是有多個(gè)桿件組合而成的整體，形成共同受力體系，但在計(jì)算單根桿件受力時(shí)，不能簡化成簡支梁或者懸臂梁進(jìn)行，所以在進(jìn)行支撐平臺(tái)應(yīng)力及變形計(jì)算時(shí)，使用MSC.Patran/Nastran有限元計(jì)算軟件，對(duì)整個(gè)平臺(tái)進(jìn)行支撐作業(yè)和提升吊運(yùn)時(shí)的兩種工況進(jìn)行了模擬計(jì)算。

通過計(jì)算，掌握平臺(tái)各部件的受力情況，為選定平臺(tái)構(gòu)件的規(guī)格提供依據(jù)，也為平臺(tái)的安全使用提供保障。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

支撐平臺(tái)設(shè)計(jì)與制作—吊裝—操作架搭設(shè)—核心筒大模板安裝—模板拆除—整體提升—下一樓層施工。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 支撐平臺(tái)制作

首先根據(jù)工程核心筒井道的實(shí)際尺寸，對(duì)支撐平臺(tái)大小進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，經(jīng)計(jì)算現(xiàn)場以10#、14#a等為制作材料，在現(xiàn)場將型鋼支撐平臺(tái)焊接成型，如圖2所示。

圖2 型鋼支撐平臺(tái)側(cè)立面示意

(1)采用14#a槽鋼焊接成“三角形”型鋼支撐平臺(tái)。

(2)用16#a槽鋼焊接“三角形”支撐平臺(tái)底部倒“L”形的型鋼支撐點(diǎn)。

(3)焊接吊環(huán)。

(4)“三角形”支撐平臺(tái)上部型鋼柱梁端部焊接5mm厚端部封頭鋼板。

(5)根據(jù)井道寬度、電梯門洞寬度尺寸及設(shè)計(jì)計(jì)算，采用10#槽鋼系桿連接兩品主“三角形”型鋼支撐平臺(tái)，如圖3所示。

圖3 型鋼支撐平臺(tái)平面示意

(6)在電梯門洞位置焊接安全防護(hù)欄桿，采用φ6.5鋼筋焊接而成。

4.2.2 支撐平臺(tái)吊裝

型鋼支撐平臺(tái)現(xiàn)場加工完成后，進(jìn)行防銹漆涂刷，然后采用塔吊整體吊裝至核心筒內(nèi)，支撐平臺(tái)底部倒“L”形支座支撐在已施工樓層電梯門洞位置的混凝土連梁上，頂部通過支撐平臺(tái)的端部頂在電梯井剪力墻的墻面上，使整個(gè)支撐平臺(tái)得以固定。

4.2.3 操作架搭設(shè)

(1)在三角支撐平臺(tái)上部橫梁上焊接φ25鋼筋頭，高度200mm，用于固定操作架立桿。立桿搭設(shè)后，焊接固定于三角支撐平臺(tái)上，使操作架與型鋼支撐平臺(tái)連接成一個(gè)整體，并保證操作架安全穩(wěn)定如圖4所示。

(2)采用φ48.3×3.6鋼管搭設(shè)操作架。搭設(shè)參數(shù)：底部0.2m范圍設(shè)置縱橫掃地桿，操作架橫距=兩品支撐平臺(tái)的距離，縱距≤2.0m，步距≤1.8m，搭設(shè)高度=層高+1.0m(高出待施工樓層約0.5m)，橫向構(gòu)件長度以每邊距離結(jié)構(gòu)墻面0.35m為宜。

(3)在支撐平臺(tái)上部的10#槽鋼系桿上鋪設(shè)50mm×90mm木方，間距250mm，再在木方上鋪設(shè)層板進(jìn)行封閉，封閉范圍為:除電梯門洞一側(cè)外，每邊距離電梯井剪力墻50mm，電梯門洞一側(cè)距離建立墻面100mm。

4.2.4 大模板制作

根據(jù)電梯井道尺寸，采用普通層板拼裝成核心筒內(nèi)側(cè)的大模板體系，大模板主次龍骨均采用φ48.3×3.6鋼管架制作，固模絲桿與對(duì)拉螺栓采用φ14鋼筋，間距450mm×450mm。大模板形狀做成“L”形(保證大模板之間接縫不在陰角部位)，方便其拆除后可固定于操作架上。

4.2.5 核心筒模板安裝

內(nèi)筒大模板制作完成后，用塔吊吊運(yùn)就位，采用φ14對(duì)拉絲桿與外筒散拼模板連接牢固。

4.2.6 模板拆除

筒體混凝土澆筑作業(yè)完成后，拆除墻體大模板，并用鉛絲固定于操作平臺(tái)周圍，每塊大模板固定點(diǎn)不少于4處(上下各2處)。

4.2.7 塔吊整體提升

用塔吊將支撐架及大模板整體提升至待施工樓層面。提升時(shí)，塔吊鋼絲繩與預(yù)留支撐架的吊繩應(yīng)捆緊，同時(shí)捆綁4個(gè)吊點(diǎn)(便于平臺(tái)的靈活調(diào)整)，上下樓層各安排1人配合，吊裝至待施工樓層面后再進(jìn)行模板安裝作業(yè)。如為多電梯井道時(shí)，應(yīng)在電梯門邊搭設(shè)欄桿，做好安全防護(hù)措施。

5 安全措施

(1)型鋼支撐平臺(tái)焊接制作完成后，須專項(xiàng)檢查，看焊接質(zhì)量是否合格，經(jīng)各方檢查合格后方可使用。

(2)防銹漆噴涂人員應(yīng)戴上防護(hù)罩，涂刷作業(yè)環(huán)境應(yīng)通風(fēng)良好。涂刷時(shí)，在其下墊塑料布,以免滴下的油漆滲入地下。

(3)提升時(shí)，嚴(yán)禁在平臺(tái)上堆放雜物，嚴(yán)格控制平臺(tái)及大模板總重量不超過1.5t，嚴(yán)禁人員停留在平臺(tái)上。

(4)起吊時(shí)應(yīng)統(tǒng)一指揮、規(guī)范指令，如有異常情況，立即下達(dá)停止指令。

(5)遇6級(jí)以上大風(fēng)或大雨、雪、濃霧和雷電等惡劣天氣時(shí)，禁止進(jìn)行提升作業(yè)。

(6)操作架上不準(zhǔn)堆放成批材料，施工荷載不得超過2.0kN/m2。

(7)應(yīng)經(jīng)常巡視、檢查型鋼支撐平臺(tái)的各個(gè)連接部位，尤其是主要受力點(diǎn)位置。

(8)支撐平臺(tái)提升后，應(yīng)做好電梯井道的水平硬防護(hù)工作。

6 結(jié)束語

美年廣場二期A棟于2012年6月15日開工，B、C、D棟于2013年5月1日開工，施工工期緊張，合同節(jié)點(diǎn)工期分別為A棟2013年9月30日主體封頂，B棟2014年8月30日主體結(jié)構(gòu)封頂，C、D棟2014年12月30日主體結(jié)構(gòu)封頂，計(jì)劃于2015年12月31日竣工驗(yàn)收。核心筒施工中矛盾突出、各工種間協(xié)調(diào)任務(wù)重，總是核心筒的施工進(jìn)度制約著主體施工。采用集成式核心筒內(nèi)模架體系后，本工程標(biāo)準(zhǔn)層投入勞動(dòng)力平均人數(shù)為木工25人，鋼筋工20人，滿足5d施工一個(gè)結(jié)構(gòu)層，勞動(dòng)力投入相應(yīng)較少，且能較好完成合同約定。