高层民用建筑滑框倒模工法.docx
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高层民用建筑滑框倒模工法
高层民用建筑滑框倒模工法
（获1993～1994年度总公司级工法）
主编：
许兰生
１前言
目前，我国高层住宅建筑发展十分迅速，其施工方法有滑模施工、大模板现浇混凝土施工两种，我公司分析研究了以上两种施工方法的优点和不足，在总结工业厂房和民用住宅楼施工经验的基础上，决定在高层住宅楼施工中利用滑模原理，改为只滑框不滑模的“滑框倒模”施工工艺，已在两栋高层楼房施工中应用。
实践证明，它克服了滑模解决不了的砼质量通病，保留了滑模施工工艺的特点。
在技术上是可靠的，经济上是可行的。
2适用范围及特点
2.1适用范围
2.1.1适用于一般高层，超高层剪力墙结构工程。
单层建筑面积以500～600m2为宜，也可突破滑模施工面积不宜超过600m2的限制。
2.1.2适用于各种复杂平面，不便分块滑升的具有较大楼层面积的高层和超高层建筑施工。
墙体可以是等截面或变截面，楼层可以有阳台或隔层等。
2.1.3适用于钢筋砼烟囱和钢筋砼造粒塔等构筑物工程。
2.2特点
2.2.1不受天气、停电、设备故障、气候影响等意外情况的限制，并可立即停滑，随时进杆处理。
2.2.2有利于消除滑模砼质量通病（如砼水平拉裂、粘模、油污染钢筋等），确保砼工程质量。
2.2.3该工艺具有较强的适应性，可灵活运用和组配来满足工程的特殊要求。
3工艺原理
“滑框倒模”施工工艺是指滑框不滑模，即利用液压提升设备将施工操作平台和滑框（模板支承）系统，随着墙体分层浇灌砼达到一定强度（大于0.05Mpa）而逐步提升，模板分层拆倒，交替循环上升，直至达到一个结构层的设计高度。
液压提升设备、操作平台均与滑模装置相同，与滑模工艺不同的是，将滑模中固定在提升架的钢模板改为可分层拆倒的钢木组合模板，砼的脱模方式相应地由滑动脱模改为拆倒脱模，模板不与墙体砼作相对滑动，而是模板和滑轨之间作相对滑动。
4工艺流程
4.1主体施工工艺流程
组装滑框倒模操作平台→一层场体滑框倒楼施工→一层楼板施工→二层以上墙体、楼板逐层循环施工到设计层数→拆除滑框倒模结构装置
4.2楼层施工工艺流程
检测滑框倒模结构装置，整体复位、调平→分段绑扎墙体钢筋，接支承杆→滑轨内分层插装墙体模板→分层浇筑墙体砼→逐步滑升，测定墙体垂直度，使内滑轨底距板面标高5厘米，（同时清理模板，对号入座）达到脱空状态→就地翻开活动平台板→安装所在楼层内预制构件→支楼板、阳台、楼梯模板→绑扎楼板、阳台板、楼梯钢筋→浇筑楼板、阳台板、楼梯砼→检测墙体垂直度，转入下一循环。
5沿框倒模施工装置设计
5.1滑框倒模结构设计
滑框倒模结构装置主要由普通钢木组合工具模板、滑轨、桁架式钢围圈、提升架、水平拉杆、操作平台、外吊脚手架、液压千斤顶、液压控制台等构件组成（见图1）。
图1滑框倒模结构装置图
1Φ25支承杆2Φ48水平拉杆3限位卡挡环4穿心式液压千斤顶5内滑轨
6外滑轨7外模板8内模板9提升架10钢管或钢筋网片11钢脚手架
12平台支承桁架13桁架式钢围圈14外挑平台15外吊架16墙体17楼板
18楼板模板19100×100木方20楼板支架21楔形木调节缝22安全网
5.1.1模板系统设计
合理选择模板品种及模板模数，是适应剪力墙结构变化和采用标准施工程序的关键环节。
（见图2）
图2滑轨、墙体模板布置图
a）墙体模板采用普通钢木组合工具模板，在滑轨里侧分层插装，水平向放置。
阴角部位采用定型钢模板。
为满足墙体尺寸，模板的缝隙用木板外加钢板填入。
（见图3）
b）门窗洞口模板设计成三块可组合式钢框模板，其间设置角撑和水平撑杆。
5.1.2滑框结构构件设计
a）滑轨既是模板轨道又是模板支承，在桁架围圈内侧竖向安装在上、
图3模板接缝节点图
b值根据模板缝大小调整
下弦杆上，随滑框结构一起上升。
滑轨间距根据模板强度和刚度而定。
电梯井、天井、管道井及无楼层平台的外侧均设置外滑轨。
内沿轨设置在楼层的内侧墙体上。
滑轨和桁架式钢围圈的上、下弦杆之间设置调节缝，调节量在3cm范围内。
b）桁架式钢围圈，采用10＃工字钢平卧作为桁架式围圈的上、下弦杆，腹杆用φ48×3.5的钢管，中间穿螺栓连接固定。
上、下弦杆两端与直角提升架用螺栓连接，中间部位用“U”型螺栓与“丁字”型提升架连接，使滑轨与模板具有足够的侧向刚度。
（见图4）
c）提升架设计成：
“丁字”型和“直角”型两种；“丁字”型提升架是φ50×4钢管和φ38×2.5钢管经组焊而成。
“直角”型提升架是用两根10＃槽钢相对组焊而成。
“丁字”型提升架设置在直型或园弧型墙体的两侧。
“直角”提升架设置在内外墙体的阴角处，主要解决墙体拐角处放置不下的矛盾。
提升架上、下横梁用两根10＃槽钢制作；并与“丁字”、“直角”型提升架用M18螺栓连接，组对成各种形式，适应建筑平面变化多的需要。
（见图5）
图4桁架式钢围圈布置图
图5提升架布置图
d）提升架上横梁上用双根φ48×3.5的钢管水平拉杆，并连接固定，可增强提升架之间的稳定性，同时水平拉杆也可作为墙体竖向钢筋的支架，控制钢筋位置。
e）使每个房间具有较好的整体强度和刚度，在桁架钢围圈上设置操作平台的垂直支撑桁架，房间四角及外墙阴角处的桁架钢围圈上设置平台斜撑桁架。
上铺钢管，再在其上铺设钢管、钢筋网片，而且可就地翻起，便于施工人员操作和材料堆放。
f）在外墙阴角部位设置可调拉杆。
使滑框倒模装置形成一个整体封闭的结构．当平台脱空后，调整交叉拉杆的松紧程度，可达到纠正或控制偏差的目的。
（见图6）
图6双根交叉可调拉杆图
5.1.3摩擦力及支承杆允许承载力计算
a）摩擦力计算
滑框倒模工艺的滑框摩擦力是由滑轨与模板端头附加钢板之间相对滑动产生。
计算公式为：
f＝n·k·N
式中：
f——摩阻力（KN）
n——轨道根数，根据模板刚度计算确定。
k——滑轨与模板端头附附加钢板的摩擦系数，取钢与钢之间最大静摩擦系数。
N——正压力，即砼通过模板作用在每根滑轨上的平均侧压力。
（KN）
b）支承杆允许承载力计算
根据不同建筑平面的构造需要布置千斤顶，并参照模板不滑空或半滑空的条件，支乐杆允许承致力的计算公式：
[P]＝π2·E·J／K·（μ·l）2
式中：
[P]——允许承载力（tf）；
k——安全系数，取值不应小于1.8；
μ——自由长度修正系数，取0.6～0.7；
l——自由长度，即千斤顶下卡头到模板下口。
（cm）
E——弹性模量（Mpa）
J——截面惯性矩（cm3）
c）液压提升系统所需千斤顶最小数量
n＝N÷P
式中：
n——千斤顶最少数量
N——总垂直荷载（KN）
P——单个千斤顶的计算承载力（KN）
5.1.4液压油路系统设计
为使液压控制台达到同步运行的目的，将两台YZKT——56型液压控制台串接。
油路设计成二级并联油路，使之与两台液压控制台油箱接通的十五根第一级并联油路中的主油管，采用φ19钢丝软管。
主油管与φ45高压钢管制成的分油器连接，通往液压千斤顶的第二级。
并联路中的分支油管是采用φ8钢丝软管。
滑框中为了达到自动调平的目的，千斤顶上部安装限位调平器。
5.2滑框倒模装置组装与拆除
5.2.1组装
a）准备工作
⑴滑框倒模结构构件组装前，应将建筑物土0.000以下部分土方回填夯实。
⑵必须清除施工现场周围的障碍物，布置运输道路、施工用水、用电线路；清除土0.000标高结构层上的砼残渣和泥土、理直钢筋。
按结构平面设计划出各部位的中心线及模板、围圈、提升架、支承杆、平台桁架的位置线。
⑶水平控制点引测到结构平面的各个部位，严格控制操作平台组装的水平度。
⑷第一批插入千斤顶内的支承杆必须与结构层焊接固定，并与结构层保持垂直，防止初滑框时操作平台发生位移。
b）组装顺序
单件结构构件拼装→搭设临时组装平台架→直角提升架就位→桁架式钢围圈就位→“丁字”型提升架就位→提升架上安装水平拉杆→液压千斤顶安装→安装单面模板→滑轨安装→绑扎墙体钢筋→安装内八字支撑桁架和内操作平台桁架→内操作平台铺设钢管，其上放置钢管，钢筋网片→外操作平台，围栏安装→门窗洞模板安装→划控制标高线→安装液压油路及电气设备系统→液压系统空载打压试验→千斤顶内插入支承杆并与结构层焊接固定（按四种长度交错排列）→安装另一面模板→拆除临时平台组装架→吊脚手架安装（待滑框倒模装置滑框离地2.8m时）→张挂安全网。
5.2.2拆除
在拆除时，应注意不影响砼结构质量，并采取有效的安全措施。
a）注意事项
⑴滑框倒模装置在结构的顶部处于半脱空状态，随时都可能发生失稳。
拆除时应先外后内，保持整个装置的稳定性。
⑵外墙滑框倒模装置拆除时应对称均衡地分段拆，按每面墙为一个分割段，用塔吊整体将每段吊至地面。
b）顺序
清理剩余的各种材料、机具设备→拆除电源及电器设备→拆除液压油路系统→拆除供水系统→卸内、外操作平台铺板→卸内、外墙模板→分段整体拆外墙提升架、桁架式围圈、吊脚手架→内操作平台桁架、8字撑桁架→分段拆内墙提升架、桁架围圈、局部内吊脚手架→构件维修、保养、分规格堆放。
5.2.3滑框倒模装置设备需用量（见表1）
5.2.4垂直运输机械
根据建筑物的高度、平面尺寸及每层砼用量，选用一台FO/2B型高层塔式起重机和二台8F12A外附式升降机。
表1滑框倒模装置设备需用量
序号
机械设备名称
规格
单位
数量
1.
液压控制台
YZKT－56型
台
2
2.
液压千斤顶
GYD—35型
个
400
3.
油管兼分油器
φ48×4.5（无缝管）
m
200
4.
高压软油管
φ16l＝4m
根
80
5.
高压软油管小
φ8l＝2m
根
400
6.
针型阀
φ7
套
400
7.
限位调平器
XT型
套
400
8.
“丁字”型提升架
榀
346
9.
“直角”型提升架
榀
172
10.
桁架式围圈
m
700
11.
钢木组合模板
δ＝55mm
m2
1000
6施工方法
以层间距2.80m为例。
6.1绑扎墙体竖向钢筋一个结构层高，同时绑扎水平筋距楼地面1.6m高。
6.2楼、地面上安装内、外墙模板1m高，（即内、外墙各两块0.5m高模板）。
穿插安装门窗洞口模板。
6.3砼应均匀分层浇捣，每层高度控制在300mm左右，第一次分层交圈浇掏的砼墙体为lm高。
6.4墙体滑框倒模施工，首次滑框0.5m高，至第一块模板完全脱离内、外滑轨底部。
同时用线锤测定墙身垂直度，并进行动态调整。
6.5绑扎墙体水平钢筋0.4m高，安装一块0.65m高内墙模板、外墙一块0.5m和一块0.3m高模板。
6.6第二次分层交圈浇捣砼墙体0.65m高。
6.7第二次滑框至1.4m高，使第二块内、外墙模板完全脱离内、外滑轨底部，同时用线锤测定墙体垂直度，并进行动态调整。
6.8绑扎墙体水平钢筋0.8m高，并穿插绑扎暗梁钢筋，将第一次装入内外滑轨内的二块0.5m高的模板拆下，倒到其上方位置安装。
6.9第三次分层交圈均匀浇捣砼墙体lm高。
6.10严格控制楼板外的滑空标高。
第三次滑框至上一层楼面2.05m标高处，使滑框部分到达脱空位置，此时的滑框速度要适当放慢，一是保证最后一批的砼出模强度，使支承杆与砼形成固接。
二是在滑框过程中随时检查千斤顶和支承杆的工作状态。
6.11楼板采用逐层封闭施工，并根据施工进度及气温情况确定配置楼板模板所需层数，一般最少要配两套模板以供周转。
6.12每次滑框时，应严格控制一个模板高度，在每个支承杆上引测标高，画出水平标记，按标记由专人分片负责向上移动限位卡挡环，使操作平台在每次滑框时都能保持水平度在允许误差范围内。
当发现墙体垂直误差超过时应在统一指挥下，利用千斤顶的升程差来缓慢调整，防止出现纠偏过度。
6.13滑框时穿插安装支承杆，使相邻三根支承杆接头不在同一水平面，支承杆的榫式接头处应开坡口焊接，焊后用角向磨光机将焊缝处磨至与母材直径相同。
6.14墙体砼脱模后，及时由专人检查砼墙体质量，局部缺陷，采用相同的墙体砼或不加石子的砼砂浆补修。
6.15砼的布料，通过塔式起重机将砼输送到操作平台上，按操作顺序进行均衡布料后，由人工翻铣入模，先浇墙角，后浇直墙体，门框和窗框模两侧应对称均匀浇捣，防止门框窗框位移。
7施工技术措施
滑框倒模是一项连续作业的施工工艺，各工种之间必须协调一致，要密切配合，要打破工种界限。
管理上要严格组织，统一指挥；技术上有严格的措施，工序之间不能相互干扰，应紧密衔接。
7.1滑框倒模装置组装质量是砼墙体施工质量的关键，对装置的每一环节都应严格检查、验收。
7.2墙体滑框倒模施工时，应随时协调解决钢筋绑扎和模板安装、砼浇捣和滑框、砼和钢筋运输以及砼搅拌和砼浇捣之间相互配合的矛盾，由专人统一指挥，合理安排。
7.3对上岗人员要进行技术培训和交底，明确各自的岗位责任，工序之间既要各负其责，又要严格分工，确保每个施工作业面都能操作。
7.4墙体每滑框一次，观察一次线锤相对位置变化，测出数据作为动态调整的依据，保证滑框部分的垂直度始终处于受控状态。
每层滑完后用经纬仪复测，作为下一个结构层滑框倒模施工时纠偏、纠扭的依据。
7.5滑框时操作平台的调平是由千斤顶的升差来控制，并在每个液压千斤顶上安装一个限位调平器，每根支承杆上安装一个眼位卡挡环，当限位调平器随千斤顶爬升到限位卡挡环的位置上时，限位调平器被限位卡挡环顶住，限位调平器又压住千斤顶的活塞，迫使千斤顶的活塞停止作往复运动而不能继续爬升，实现自动调平。
7.6内、外滑轨在两块左右相邻模板的正中位置，上、下两块模板之间用不少于两个“U型”卡连接固定，使模板之间接触严密，防止墙体砼表面产生错台、漏浆、跑模现象。
7.7滑轨和桁架式围圈之间设置调节缝，使模板插倒较易，随时可调整墙体截面尺寸的误差值。
7.8墙体暗柱较多，其主筋主要采用现场电渣压力焊接，不仅节约钢材，又加快了施工进度。
滑框时减少挂、拉操作平台的现象。
7.9千斤顶及液压油路出现渗油现象时，应及时修复，减少污染和影响工程质量，待滑框施工一个结构层后，方可更换渗油千斤顶，进行维修。
7.10电梯井应设专人检测，每滑框一个模板高度，检测一次，随时调整，防止误差积累大而影响电梯安装。
总高度的垂直度偏差值应控制在30mm以内。
7.11为确保施工质量，每一个楼层的质量检验应严格按照《砼结构工程施工及验收规范》、《建筑工程质量检验评定标准》、《液压滑升模板工程设计与施工规定》等有关标准执行。
8劳动组织
针对滑框倒模工艺连续快速施工的特点，正常条件下，主体结构施工人员劳动力组织如表2：
9安全措施
施工过程中必须严格遵守安全操作规程和有关方面的规定，并制定安全措施如下：
9.1现场建立安全管理人员网络，由队专职安全员负责协调，经常进行安全巡视，定期检查现场安全设施。
9.2对所有上岗人员进行安全教育，配给安全防护用品，尤其对高空作业人员设专人监护。
9.3操作平台上的施工荷载应严格按设计规定控制，不得集中堆放材料或在平台上集中站人。
表2施工人员配备表
序号
专业工种
人数
工作内容
1.
砼工
12
砼浇筑，振捣，清理落地砼
2.
普工
40
后台上料搅拌，运输
3.
木工
43
模板插放、倒运、清理，楼梯、楼板、门窗洞口支拆模
4.
钢筋工
30
钢筋绑扎和部分现场预制
5.
抹灰工
10
墙面修补
6.
电、气焊工
6
竖面钢筋焊接；平台加固及支承杆焊接和其它工种所需的焊接工作。
7.
电工
3
施工用电气设备安装维修和保管
8.
机操工
11
负责开动液压提升设备，调平操作平台，移动限位卡挡环，安装支承杆等。
9.
检修工
4
负责全部机械的维修和管理
10.
司机、起重工
12
塔吊司机4人、外用电梯2人起重工6人
11.
放线员
3
全部测量放线工作，观察滑框水平及垂直偏差并提供数据，配合纠编工作。
12.
管理人员
6
负责现场全面的管理工作
合计
180
注:
此劳动组织适用于单层建筑面积在500～600m2，工期为5～6天施工一层。
9.4支承杆安装前，应仔细检查提升架上横梁上铺设的脚手板是否牢固，安装支承时应由两人相互配合。
9.5操作平台外侧及吊脚手设安全防护围栏、张设安全网，吊脚手架上铺设的脚手板要固定牢固。
9.6每层主体结构完工后应及时将外墙、电梯井、楼梯间等部位的洞口进行封闭，防止杂物及人员坠落。
每四层设置一道水平安全网。
底层主要出入口及临街马路要搭设防护棚。
9.7滑框机械设备用电及照明设施等电气设备应有专人负责使用、维修、保管。
9.8操作平台上必须设置消防器具。
10效益分析
10.1施工速度快，机械化程度高。
以兰化临洮街G1＃楼为例，该工程为18层“风车”型高层民用住宅，结构平面形式较复杂，建筑面积13751.55m2，于92年3月28日结构滑框倒模施工开始，于92年9月30日主体结构封顶，有效施工工期为91天，均达到5～6天一个标准层的施工速度。
（见图7）
图7临洮街区高层住宅平面图
10.2简化了施工程序，确保了工程质量。
施工人员稍加培训在短时间内可掌握墙体模板的拆倒方法。
特别是滑框时，不受新浇筑砼的凝结时间限制，砼的脱模质量较稳定，不会出现砼墙体坍塌或拉裂的质量缺陷，从而解决了滑模工艺难以施工甚至无法施工的复杂结构平面和具有较大楼层面积的技术难题。
10.3保证了工程质量。
该工法对工程的垂直度的控制完全能达到“规范”的要求，可严格控制每层的垂直度，从而保证了建筑物的总体垂直度；墙面平整，使其外装饰厚度平均能控制在3.5cm以内，并为电梯设备安装创造了有利条件。
11工程实例
我公司自一九九一年以来应用该工法完成高层民用建筑施工共2栋，计对27503m2。
典型实例如下：
工程项目兰化临挑街GI＃楼
设计单位甘肃省勘察设计院
施工单位兰化化建公司建筑处八队
建筑面积13751.55m2
层数地上18层，地下2层
滑框倒模时间：
92年3月28日～92年9月30日
标
准
层
面积
650
开间（m）
4.2；3.6；3.3；3
进深（m）
6.3；4.8；3.6
层高（m）
2.8
内墙（cm）
20
外墙（cm）
20
楼板（cm）
12
砼墙（m3）
160
板（m3）
78
高居民用建筑应用“滑框倒模”这种新工艺施工，加快了施工进度，确保了混凝土的施工质量，改善了施工条件，减轻了劳动强度。
我们施工的G1、G2两栋高层建筑得到主管单位建设单位的充分肯定和好评。
该施工工艺曾获得兰化公司技术进步二等奖。
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