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滑模施工发展与经济分析论文
滑模施工发展与经济分析
【摘要】：
液压滑模施工技术在各种构筑物工程施工中，以其施工速度快、劳动强度低、工程造价低、安全系数高、施工质量好、结构整体性好的技术优势，在建筑工程中被逐步推广并得到广泛应用。
本文从滑模工作原理、特点与要求、施工中的安全技术，到滑模施工工艺的发展、滑模装置与提升设备的改进、支承杆回收技术、配套设备的开发、技术应用水平等方面阐述了滑模的内容与发展方向。
并且，根据《江苏省建筑与装饰工程计价表》，结合扬州市水泥厂筒仓滑模工程施工进行造价计算，以及将其与该工程招投标价位对比，进行经济分析，总结一些当前定额所需改进的地方及针对滑模技术运用的发展方向。
【关键词】滑模；液压提升系统；平台；造价
TheSlip-formConstruction
AnOverviewAndDevelopmentTrend
【Abstract】Slip-formconstructionofdifferentbuildingstechnologyinvariousstructuresengineeringconstruction,withitsconstructionspeedisquick,lowlaborstrength,engineeringlowcost,highsafetycoefficient,constructionofgoodquality,goodtechnologyadvantage,structureintegrityinbuildingengineeringisgraduallyspreadandwidelyused.Thisarticlefromtheworkingprinciple,thecharacteristicsandrequirements，thesecuritytechnologyandconstruction,winterofthedevelopmentoftheslip-formconstructiontechnology,equipmentandliftingequipmentslidingimprovement,thesupportingstemrecoverytechnology,equipmentdevelopment,technologyapplicationleveldescribesthecontentanddirectionofsliding.Andusinglocalmaterials,accordingto“Jiangsuprovince,themeterconstructionanddecorationworks”,combiningwithYangzhoucementsilopreliminarycostslidingengineeringconstruction,andthebiddingpricewiththeengineeringpracticeofcomparison,economicanalysis,summarizessomeofthecurrentquotafortheplaceandneededtoimprovethegeneraldirectionoftheslidingtechnologyuse.
【Keywords】Slip-form;Hydraulicupgradesystem;Platform;Cost
目录
1序言1
2滑模的概述2
2.1滑模的定义2
2.2滑模施工基本原理2
3滑动模板的装置系统4
3.1模板系统4
3.2操作平台系统5
3.3液压提升系统5
4滑模的特点与要求8
4.1一般滑模施工的特点8
4.2变截面模板施工特点8
4.3滑模施工的要求10
4.4竖向与水平结构之间连接模板注意事项与方法11
5门窗、孔洞及线条的留设14
5.1门窗及孔洞的留设14
5.2墙面线条的留设14
6混凝土的脱模与养护16
6.1混凝土的脱模16
6.2混凝土的养护16
7滑模施工的水平度、垂直度控制17
7.1水平度的控制17
7.2垂直度的控制17
8滑模施工的安全技术23
8.1一般规定23
8.2施工现场与操作平台23
8.3垂直运输设备24
8.4滑模施工操作过程中的安全技术25
8.5其他注意事项26
9液压滑模施工技术的发展方向27
9.1滑模的优、缺点27
9.2系统发展27
9.3设备发展28
9.3.1向大支承杆方向发展28
9.3.2向大吨位千斤顶方向发展28
9.3.3大吨位千斤顶向具有松卡、自动拔管性能的方向发展29
9.3.4模板的脱模技术向简便的脱模方向发展29
9.3.5液压系统向高压方向发展31
9.4工艺发展32
9.4.1滑框倒模施工工艺32
9.4.2滑模平台的革新——柔性平台34
10滑模造价37
11结论39
参考文献40
谢辞41
1序言
我国改革开发以来，建筑业不仅在大城市得到迅速发展，而且近几年，在中，小型城市发展也很迅速。
随着建筑业的迅猛发展,从而推动了建筑施工机械、工业化的发展。
商品混凝土、泵送混凝土、各种新型钢筋连接工艺和各种现浇混凝土的新型模板，都有了较快的发展。
尤其是约占钢筋混凝土总造价25%、劳动量35%、工期50%~60%的模板工程，近年来有了更大的发展变化，对于加快施工速度、保证施工质量、节约材料和降低模板成本，均起到了一定的作用
（1）。
滑动模板其实是普通模板中的一种新型模板技术。
滑动模板施工工艺开始应用于较高的仓贮和高耸的水塔、烟囱等筒壁构筑物的施工。
由于其施工的工业化程度较高，施工速度快，结构整体性能好，操作条件方便。
从70年代起，逐渐被引进高层建筑施工。
近年来又发展应用了大（中）吨位滑模千斤顶，支承杆布置在结构体内及体外以及“滑框倒模”、“滑提结合”等。
滑模的主要优点是施工速度快，模板支撑用量少，混凝土的整体性好等；其主要缺点是需要有一套专用机具设备，一次性投资费用高，滑升速度控制不好易拉裂混凝土等。
目前，滑模发展较快，除了设备发展外，现在的施工工艺也有了很大的突破。
2滑模的概述
2.1滑模的定义
以液压千斤顶、电动提升机为提升机具，带动模板沿着混凝土表面滑动而成型的现浇混凝土结构施工方法总称为滑动模板施工。
除少数工程模板水平滑动施工外，一般情况在提升机具的作用下，模板可沿垂直线、斜线或曲线向上滑升，因此通常称滑升模板，简称滑模。
滑模施工主要应用于混凝土的垂直结构，如烟囱、水塔、筒仓、电视塔、桥墩以及竖井状的多层高层建筑物等，也可用于水平结构，如隧道底拱的混凝土面板，渠道和泄水槽的混凝土护面以及高速公路的混凝土路面等。
2.2滑模施工基本原理
按照结构平面形状和尺寸要求组装一定高度的模板，安装模板装置和液压提升设备，混凝土从模板上口分层浇筑，分层振捣，当模板内最下层的混凝土达到一定强度后，模板依赖提升机具的作用，不断向上滑升，在模板运动状态下，连续浇筑混凝土，使成型的结构件符合设计要求。
液压滑动模板装置示意图见图2.1。
1-支承杆；2-千斤顶；3-提升架；4-围圈；5-模板；6-操作平台；
7-外挑架；8-吊架子；9-油管；10-现浇模板；11-楼板模板；12-墙体
图2.1液压滑动模板装置
3滑动模板的装置系统
滑模装置主要由模板系统、操作平台系统、液压系统以及施工精度控制系统和水、电配套系统等部分组成。
3.1模板系统
（1）模板
模板又称作围板，依赖围圈带动其沿着混凝土表面向上滑动。
模板的主要作用是承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时的摩阻力，并使混凝土按设计要求的截面形状成形。
模板按其所在部位及作用的不同，可分为内模板、外模板、堵头模板以及变截面工程的收分模板等。
烟囱等圆锥形变截面工程，模板在滑升过程中，要按照设计的要求的斜度及壁厚，不断调整内外模板的直径，使收分模板与活动模板的重叠部分逐渐增加，当收分模板与活动模板完全重叠且其边缘与另一块模板搭接时，即可拆除重叠的活动模板。
收分模板必须沿着圆周对称成双布置，每对的收分方向相反。
收分模板的搭接边必须严密，不得有间隙，以免漏浆。
墙板结构与框架结构柱的阴阳角处，宜采用同样材料制成的角模。
角模的上下口倾斜度应与墙体模板相同。
模板可采用钢材、木材或钢木混合制成，也可采用胶合板凳其他材料制成。
（2）围圈
围圈又称作围檩。
其主要作用是使模板保持组装的平面形状，并将模板与提升架连接成一个整体。
围圈在工作时，承受由模板传来的混凝土侧压力、冲击力和风荷载等水平荷载及滑升时的摩阻力，作用于操作平台的静荷载和施工荷载等竖向荷载，并将其传递到提升架、千斤顶和支承杆上。
在每侧模板的背后，按建筑物所需要的结构形状，通常设置上下各一道闭合式围圈，其间距一般为450~750mm。
围圈应有一定的强度和刚度，其截面面积应根据荷载大小由计算确定。
模板与围圈的连接，一般采用挂在围圈上的方式，当采用横卧工字钢作围圈时，可用双爪钩将模板与围圈钩牢，并用顶紧螺栓调节位置
（2）。
（3）提升架
提升架又称作千斤顶架。
它是安装千斤顶并与围圈、模板连接成整体的主要构件。
提升架的主要作用是控制模板、围圈由于混凝土的侧压力和冲击力产生的向外变形；同时承受作用于整个模板上的竖向荷载，并将上述荷载传递给千斤顶和支承杆。
当提升机具工作时，通过它带动围圈、模板及操作平台等一起向上滑动。
提升架的立面构造形式，一般可分为单横梁“门”形，双横梁的“开”形或单立柱的“T”形等。
3.2操作平台系统
（1）操作平台
滑模的操作平台即工作平台，是绑扎钢筋、浇筑混凝土、提升模板、安装预埋件等工作的场所，也是钢筋、混凝土、预埋件等材料和千斤顶、振捣器等小型备用机具的暂时存放场地。
液压控制机械设备，一般布置在操作平台的中央部位。
有时还利用操作平台架设垂直运输机械设备，也可利用操作平台作为现浇混凝土顶盖的模板。
按结构平面形状的不同，操作平台的平面可组装成矩形、圆形等各种形状。
按施工工艺要求的不同，操作平台板可采用固定式或活动式。
对于逐层空滑楼板并进施工工艺，操作平台板宜采用活动式，以便揭开平台板后，进行现浇或预制楼板的施工。
操作平台分为主操作平台和上辅助操作平台两种，一般只设置主操作平台。
上辅助平台的承重桁架的支柱，大多支承于提升架的顶部。
设置上辅助平台时，应特别注意其结构稳定性。
主操作平台一般分为内操作平台和外操作平台两部分。
内操作平台通常由承重桁架与平台铺板组成，承重桁架的两端可支承于提升架的立柱上，亦可通过托架支承于上下围圈上。
外操作平台通常由支承于提升架外立柱的三角挑架与平台铺板组成，外挑宽度不宜大于1000mm，在其外侧需设置防护栏杆。
（2）吊脚手架
吊脚手架又称下辅助平台或吊架，主要用于检查混凝土的质量、模板的检修和拆卸、混凝土表面修饰和浇水养护等工作。
根据安装部位不同，一般分为内外两种吊脚手架。
内吊脚手架可挂在提升架和操作平台的桁架上，外吊脚手架可挂在提升架和挑三角架上。
吊脚手架铺设的宽度，宜为500~800mm，钢吊杆的直径不应小于16mm，吊杆螺栓必须采用双螺母。
吊脚手架的外侧必须设置安全防护栏杆，并应挂满安全网。
3.3液压提升系统
液压提升系统主要由支承杆、液压千斤顶、液压控制台和油路等部分组成。
（1）支承杆
支承杆又称为爬杆、千斤顶杆或者钢筋轴等。
它支撑着作用于千斤顶的全部荷载。
为了使支承杆不产生压屈变形，应用一定强度的圆钢或钢管制作。
目前使用的额定起重量为3t的滚珠式卡具液压千斤顶，其支承杆一般采用直径为25mm的Q235圆钢制作。
因此，对于框架柱等结构，可直接以受力钢筋作支承杆使用。
为了节约钢材用量，应尽可能采用工具式支承杆。
为了防止支承杆失稳，在正常施工条件下，直径为25mm圆钢支承杆的允许脱空长度，建议不超过下表所示数值。
表3.1直径为25mm支承杆允许脱空长度
支承杆荷载p/kN
允许脱空长度L/cm
10
152
12
134
15
115
20
94
注：
允许脱空长度L，系指千斤顶卡头至混凝土上表面的允许距离，它等于千斤顶卡头至模板上口距离加模板的一次提升高度。
（2）液压千斤顶
液压千斤顶又称穿心式液压千斤顶或爬升器。
其中心穿支承杆，在周期式的液压动力作用下，千斤顶可沿着支承杆作爬升动作，以带动提升架、操作平台和模板随之一起上升。
目前国内生产的滑模液压千斤顶型号主要有滚珠卡具GYD-35型、GSD-35型、GYD-60型、OYD-35型、QYD-60型、QYD-100型、松卡式SQD-90-35型和混合式QGYD-60型等型号，额定起重量为30~100kN。
GYD-60型千斤顶示意图见图3.1.
图3.1GYD60滚珠式千斤顶示意图
液压千斤顶出厂前应按下列要求进行检查：
1）千斤顶空载起动压力不得高于0.35MPa。
2）在额定起重量内，千斤顶在支承杆上应锁紧牢靠，放松灵活，爬升过程中应连续平稳。
3）在额定起重量内，当荷载方向与千斤顶轴线成0.5°夹角时，千斤顶应能正常工作，各零部件不得产生塑性变形，各密封部位不得有渗漏现象。
4）千斤顶应能经受5000次由零压至公称工作压力的交变压力的试验，各密封部位不得有渗漏现象。
5）在额定起重量内，千斤顶反复进行全行程的爬升，其可靠试验累计次数应符合下表规定。
表3.2千斤顶可靠性试验
产品质量等级
累计爬升次数
合格品
14000
一等品
16000
优等品
20000
液压千斤顶的试验方法：
千斤顶耐压试验、千斤顶工作压力试验、千斤顶最低起动压力试验、千斤顶额定起重量试验、千斤顶爬升行程的试验、千斤顶偏心加载试验、千斤顶可靠性试验和千斤顶超载试验。
（3）液压控制台
液压控制台式液压传动系统的控制中心，是液压滑模的心脏。
主要由电动机、齿轮液压泵、换向阀、溢流阀、液压分配器和油箱等组成。
其工作过程为：
电动机带动液压泵运转，将油箱中的油液通过溢流阀控制压力后，经换向阀输送到液压分配器，然后经油管将油液输送到千斤顶，使千斤顶沿支承杆爬升。
当活塞走满行程之后，换向阀变换油液的流向，千斤顶中的油液从输油管、液压分配器，经换向阀返回油箱。
每一个工作循环，可使千斤顶带动模板系统爬升一个行程。
液压控制台按操作方式的不同，可分为手动和自动控制等形式；按液压泵流量的不同，可分为15、36、56、72、100、120等型号。
常用的型号有HY-36、HY-56型以及HY-72型等。
（4）油路系统
油路系统是连接控制台到千斤顶的液压通路，主要由油管、管接头、液压分配器和截止阀等元、器件组成。
油管一般采用高压无缝钢管及高压橡胶管两种，根据滑升工程面积大小和荷载决定液压千斤顶的数量及编组形式。
主油管内径应为14~19mm，分油管内径应为10~14mm，连接千斤顶的油管内径应为6~10mm。
油路的布置一般采取分级方式，即：
从液压控制台通过主油管到分油器，从分油器经分油管到支分油器，从支分油器经胶管懂到千斤顶。
4滑模的特点与要求
4.1一般滑模施工的特点
（1）模板一次组装完成，要求24h连续施工且自下而上同步滑升，且中途毋需拆除和组装。
因此要在模板设计时，全面考虑好施工过程中的各种需要。
（2）模板在施工过程中呈自下而上竖向运动状态，因此模板之间，不能采取对穿拉接的方法，也不能与外界其他物体采用拉撑措施。
（3）模板系统不仅仅承受混凝土的侧压力，而且还要承受模板向上运动时产生的模板与混凝土之间的摩阻力，以及施工荷载等。
（4）不仅混凝土要从模板上口浇筑入模，而且结构施工中全部使用的材料和配件均要从模板上口进行操作。
如结构配筋、门窗洞口模板、预留木砖和铁杆、管道等。
因此模板上口必须留有足够的空间。
4.2变截面模板施工特点
（1）烟囱等圆锥形变截面工程，模板在滑升过程中，要按照设计要求的斜度及壁厚，不断调整内外模板的直径，使收分模板与活动模板的重叠部分逐渐增加，当收分模板与活动模板完全重叠且其边缘与另一边模板搭接时，即可拆去重叠的活动模板。
收分模板必须沿圆周对称成双布置，每对的收分方向应相反。
收分模板的搭接边必须严密，不得有间隙，以免漏浆。
（2）阶梯形变截面壁厚的处理
1）调整丝杆法：
在提升架立柱上设置调整围圈和模板位置的丝杆（螺栓）和支撑，当模板滑升至变截面的位置，只要调整丝杆移动围圈和模板即可。
此法调整壁厚比较简便，但提升架制作比较复杂，而且在调整过程中，必须处理好转角处围圈和模板变截面前后的节点连接。
调整丝杆法示意图见图4.1。
1-调整丝杆；2-承托角钢；3-内模板；4-外模板
图4.1调整丝杆法
2）衬模板法：
按变截面结构宽度制备好衬模，待滑升至变截面部位时，将衬模固定于滑动模板的内侧，随模板一起滑动。
这种方法构造简单，缺点是需另制作衬模。
内模板法示意图见图4.2。
图4.2衬模板法
3）平移提升架立柱法：
在提升架的立柱与横梁之间装设一个顶进丝杆，变截面时，先将模板提空，拆除平台板及围圈桁架的活接头，然后拧紧顶进丝杆，将提升架立柱连带围圈和模板向变截面方向顶进，至要求的位置后，补齐模板，铺好平台，改模工作即告完成。
4）模板双挂钩法：
在需要变截面一侧的模板背后，设计成双挂钩，依靠挂钩的不同凹槽位置，来调整模板的位置。
当滑升至需要改变壁厚时，停止浇灌混凝土，空滑到一定高度后停止，此时上下围圈与桁架及提升架均不动，只将模板的双挂钩在上下围圈上，与模板双挂钩相连的模板也相应向外窜动。
整个过程仅需一天半时间，既改变了壁厚，也大大缩短了工期。
4.3滑模施工的要求
由于滑模施工工艺的特点，给工程设计和模板设计均带来一些特定的要求。
（1）对工程设计的要求
1）采用滑模工艺施工的建筑结构平面，应尽可能一致，内、外墙贯通，各层构件的中心线上、下对齐，构件截面尺寸尽量一致。
当必须改变时，宜在一个方向变化，并在同一标高处。
2）建筑物的竖向结构表面，应尽量不要出现妨碍模板滑动的突出构造，如装饰横线条等。
3）楼层平面面积较大的建筑物，在结构设计时应考虑便于滑动模板施工的特点，便于分段施工。
4）框架结构柱网布置宜对称，以防因施工荷载不均造成结构倾斜扭转。
柱网间距不宜大于9cm，以免梁的跨度过大，需增设支承杆，增加了支承杆脱空加固的困难。
每层梁底标高应尽量一致。
5）结构配筋及预留件的设计，应考虑到模板上口有限的空间尺寸，尽量不要过大，过长。
梁的配筋尽可能不设弯起钢筋，改用加密箍筋；水平配筋不宜过长，端部锚固钢筋宜向上弯折。
6）剪力墙结构墙体转角、交叉处留设较大洞口时，洞口垛子的尺寸，应尽量不能大于250mm，并应考虑两个方向布置提升架的要求。
（2）对工程施工的要求
1）每项建筑物，应尽可能一次滑动施工完成，尽量不划分流水段。
减少给模板配置工作带来过多的麻烦。
2）由于滑模施工的连续性很强，因此，在人力、物资供应及运输（特别是垂直运输）条件等方面，应保证滑模施工能连续进行，防止出现中途停歇，造成混凝土与模板粘结现象。
3）严格按照施工设计规划的材料、设备布置方案执行，防止操作平台出现集中荷载或荷载变化过大，造成模板体系（也包括液压提升系统）负荷不均衡，模板系统变形过大的现象。
4.4竖向与水平结构之间连接模板注意事项与方法
（1）当采取滑空方法来处理建筑物水平结构施工时，外模板上端应比内模板高出S距离，下端应比内模板长出T距离。
示意图见图4.3。
1、2-提升架立柱；3-围圈；4-外模板；5-操作平台；6-操作平台梁；
7-内模板；8-外挑平台；9-墙体混凝土；10-水平结构模板
S-外模高出长度；T-外模长出长度
图4.3外模板示意图
（2）采用滑动模板施工的建筑物楼板结构的施工，多采用“逐层空滑楼板并进法”和“先滑墙体楼板跟进法”。
1）逐层空滑楼板并进法
即当每层墙体滑动至上一层楼板底标高位置，停止墙体混凝土的浇筑，待混凝土达到脱模强度后，将模板进行连续提升，直至墙体混凝土脱模，再将模板向上空滑，使模板下口与墙体上皮脱空一段高度（高度由楼板厚度决定）。
然后，将操作平台的活动平台吊开，进行现浇楼板模板的吊装和支模等工序。
为了防止模板全部脱空后，产生平移或扭转变形。
当楼板为单向板，横墙承重时，只需将横墙模板脱空，非承重纵墙比横墙多浇筑500mm左右，使纵墙模板与纵墙不脱空，以保持模板的稳定。
当楼板为双向时，则内外墙模板全部需脱空，故应将外墙外模板适当加长。
2）先滑墙体楼板跟进法（自下而上）
当墙体连续滑升到数层高度后，即可自下而上地进行逐层楼板施工。
在每间操作平台上，一般需设置活动平台板。
其具体做法是：
施工楼板时，先将每间操作平台的活动平台板揭开，由活动平台洞口吊入楼板的模板、钢筋和混凝土材料。
亦可从已完墙体的窗口处的受料跳台将所需模板等材料输入房间内施工。
对于现浇楼板的施工，在操作平台上也可不必设置活动平台板，而由设置在外墙窗口处的受料挑台将所需材料吊入房间，再用手推车运至施工地点。
3）现浇楼板与墙体的连接方式改进——先滑墙体，楼板降模施工法（自上而下）
先滑墙体，楼板降模施工法，是针对现浇楼板结构而采用的一种施工工艺。
其具体作法是：
当墙体连续滑升到顶或滑升至8~10层左右高度后，将事先在底层接每个房间组装好的模板，用卷扬机或其他提升机具，徐徐提升到要求的高度，再用吊杆悬吊在墙体预留的孔洞中，即可进行该层楼板的施工。
当该层楼板的混凝土达到拆模强度要求时（不得低于15MPa），可将模板降至下一层楼板的位置，进行下一层楼板的施工。
此时，悬吊模板的吊杆也随之接长。
这样，可施工完一层楼板，模板降下一层，直至完成全部楼板的施工，降至底层为止。
降模施工工艺的机械化程度较高，墙体的钢材及模板量较少，垂直运输量也较少，楼层地面可一次完成。
但在降模施工前，墙体连续滑升的高度范围内，建筑物无楼板连接，结构的刚度较差，施工周期也较长。
同时，降模是一种凌空操作，安全方面的问题也较多。
此外，不便于进行内装修及水、暖、电等工序的立体交叉作业。
5门窗、孔洞及线条的留设
5.1门窗及孔洞的留设
（1）框模法：
框模可事先用钢材或木材制作，尺寸宜比设计尺寸大约20~30mm，厚度应比内外模板的上口尺寸小5~10mm，安装时应按设计要求的位置和标高放置。
安装后，应与墙体中的钢筋或支撑杆连接固定。
也可用正式工程的门窗口直接作框模，但需在两侧立边框加设挡条。
挡条可用钢材或木材制成，用螺钉与门窗框连接。
（2）堵头模板法：
堵头模板通过角钢导轨与内外模板配合。
当堵头模板与滑模相平时，随模板一起滑升。
堵头模板宜采用钢材制作，其宽度应比模板上口小5~10mm。
为了防止滑升时混凝土掉角，可在孔洞棱角处的模板层加衬一层镀锌铁皮护角板。
当模板滑升时，护角板不动，待整个门窗孔洞滑完后，将护板取下，继续用于上层门窗孔洞的施工。
护角板的长度，可做成1m左右。
（3）预制混凝土挡板法：
当利用正式工程的门窗框兼作框模，随滑模安装时，在门窗框的两侧及顶部，可设置预制混凝土挡板，挡板一般厚50mm。
宽度应比内外模板的上口小10~20mm。
为了防止模板滑升时将挡板带起，在制作挡板时可预埋一
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