超高層施工工藝介紹

1、匯報(bào)演示文稿,一、引言,近年來(lái)超高層建筑發(fā)展迅速，數(shù)百米的高樓層出不窮，國(guó)內(nèi)先后建成了上海環(huán)球、廣州西塔、深圳京基100大廈等，都是城市地標(biāo)性建筑。根據(jù)1972年8月在美國(guó)賓夕法尼亞洲的伯利恒市召開的國(guó)際高層建筑會(huì)議上，專門討論并提出高層建筑的分類和定義。確定40層以上（高度100米以上）的建筑為超高層建筑。目前所建超高層高度普遍超過(guò)該規(guī)定， 在此主要針對(duì)高度200m以上建筑的施工工藝進(jìn)行探討。,根據(jù)以往的工程實(shí)例，超高層建筑多設(shè)計(jì)

2、為框架核心筒結(jié)構(gòu)，根據(jù)高度的不同，又主要有兩種：類型1：內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間鋼梁連接，外筒樓板為組合樓板的形式，如：廣州西塔、上海環(huán)球、深圳京基100大廈、廣州東塔，均為該結(jié)構(gòu)形式，高度均在400米以上。類型2：內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間為鋼筋混凝土梁連接，樓板為普通的鋼筋混凝土樓板，如：重慶環(huán)球、廣州高德、目前正在投標(biāo)的合肥華潤(rùn)置地萬(wàn)象城的東、西塔樓。建筑高度約在200～4

3、00米。,超高層建筑的施工涉及到建筑施工領(lǐng)域較多的施工技術(shù)課題，個(gè)人總結(jié)主要有以下幾方面：,☆ 高強(qiáng)、高性能混凝土、鋼管混凝土等的施工質(zhì)量控制。,☆ 選擇確定合適的施工工藝流程和合理選擇模板、圍護(hù)架體系。,☆ 總承包方涉及的多工序、多工種交叉作業(yè)時(shí)的管理與協(xié)調(diào)。,☆ 垂直運(yùn)輸設(shè)備的選擇。,☆ 各專業(yè)工程的合理插入施工時(shí)間。,二、工藝順序確定,類型1：前述類型1，外框結(jié)構(gòu)為鋼梁的結(jié)構(gòu)形式，適合核心筒墻體豎向結(jié)構(gòu)先行施工，樓板等水平結(jié)構(gòu)滯后

4、施工，外框鋼結(jié)構(gòu)及梁板滯后核心筒結(jié)構(gòu)數(shù)層進(jìn)行施工。鋼梁與核心筒連接采用預(yù)埋件焊接耳板的連接形式。核心筒內(nèi)梁筋需預(yù)留套筒，樓板鋼筋可采用預(yù)留胡子筋的形式，局部錯(cuò)位、漏埋可采用植筋。外框樓板為組合樓板。,類型1工程實(shí)例照片,核心筒領(lǐng)先外框數(shù)層,壓型鋼板組合樓板,核心筒外埋件及耳板,板筋預(yù)留,如前述類型1，核心筒先行施工的優(yōu)點(diǎn)是，能很好解決多工序交叉作業(yè)提供工作面問(wèn)題。核心筒墻體結(jié)構(gòu)為第1個(gè)施工作業(yè)面內(nèi)筒水平結(jié)構(gòu)為第2個(gè)施工作業(yè)面

5、鋼結(jié)構(gòu)柱和鋼梁為第3個(gè)施工作業(yè)面外框筒組合樓板施工為第4個(gè)施工作業(yè)面外側(cè)幕墻分段施工形成第5個(gè)施工作業(yè)面下部樓層砌筑和精裝工程適時(shí)插入施工為第6個(gè)施工作業(yè)面由此，一座超高層內(nèi)多道工序可以一同施工，有互相獨(dú)立，互不干擾，并且提供多個(gè)施工作業(yè)面，有利于加快施工進(jìn)度。,類型2：前述類型2，由于外框筒結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，理論上不適合核心筒先行施工的施工工藝，理由有：(1)、外筒梁板鋼筋需全部同截面斷開，對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能影響較大，很難征

6、得設(shè)計(jì)同意。(2)、普通鋼筋混凝土樓板需支模施工。結(jié)論：前述類型2的超高層結(jié)構(gòu)比較適合采取內(nèi)外筒一起同步施工的形式。,類型2工程實(shí)例照片,重慶環(huán)球金融中心、廣州高德均為內(nèi)外框筒一同施工,三、模板、圍護(hù)系統(tǒng)選用,(1)、爬模系統(tǒng),(2)、滑模系統(tǒng),(3)、頂模系統(tǒng),上述三種模板體系均可用于類型1的核心筒墻體結(jié)構(gòu)先行施工的工藝。,(4)、傳統(tǒng)翻模+爬架圍護(hù)系統(tǒng)的工藝,該工藝適合類型2內(nèi)、外筒同時(shí)施工的工藝。,目前，可用于超高層建筑施工

7、的模板及圍護(hù)系統(tǒng)有：,爬模系統(tǒng)特點(diǎn)介紹：,爬模系統(tǒng)有專業(yè)廠家生產(chǎn)，構(gòu)件設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)件，可廠家租賃，使用完畢后廠家可以回收。,爬模由下架、上架、附墻掛座、導(dǎo)軌、液壓油缸系統(tǒng)、模板、護(hù)欄等組成。,爬模的原理是，根據(jù)墻體情況，布置機(jī)位，每個(gè)機(jī)位處設(shè)置液壓頂升系統(tǒng)，架體通過(guò)附墻掛座與預(yù)埋在墻上的爬錐連接固定，爬升時(shí)先提升導(dǎo)軌，然后架體連同模板沿導(dǎo)軌爬升；,爬模系統(tǒng)特點(diǎn)介紹：,爬模系統(tǒng)的特點(diǎn)：(1)、液壓爬?？烧w爬升，也可單榀爬升，爬升穩(wěn)定性好

8、。(2)、操作方便，安全性高，可節(jié)省大量工時(shí)和材料。(3)、爬模架一次組裝后，一直到頂不落地,節(jié)省了施工場(chǎng)地，而且減少了模板、特別是面板的碰傷損毀。(4)、液壓爬升過(guò)程平穩(wěn)、同步、安全。,爬模的安裝,爬模外防護(hù)架,爬模系統(tǒng)特點(diǎn)介紹：,(5)、提供全方位的操作平臺(tái)，施工單位不必為重新搭設(shè)操作平臺(tái)而浪費(fèi)材料和勞動(dòng)力。(6)、 結(jié)構(gòu)施工誤差小，糾偏簡(jiǎn)單,施工誤差可逐層消除。(7)、爬升速度快，可以提高工程施工速度。(8)、模板自爬

9、,原地清理，大大降低塔吊的吊次。,整體效果，外圍護(hù)也可為安全網(wǎng),爬模，外圍鋼板網(wǎng),爬模系統(tǒng)特點(diǎn)介紹：,總體說(shuō)：爬模系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便靈活，爬升安全平穩(wěn)，速度快，模板定位精度高，施工過(guò)程中無(wú)需其他輔助起重設(shè)備的特點(diǎn)。,爬模液壓油缸參數(shù)表：,架體平臺(tái)尺寸參數(shù)表：,但一般機(jī)位較多，整體性不夠好，承載力也不大。以QPM-50型液壓自爬模系統(tǒng)為例，其性能參數(shù)如下：,爬模系統(tǒng)的爬升流程(過(guò)小于150mm的變截面)：,爬模系統(tǒng)的爬升流程(過(guò)小于150m

10、m的變截面) ：,爬模能容易適應(yīng)較薄的墻厚變化，但墻體突變時(shí)適應(yīng)困難。,滑模系統(tǒng)特點(diǎn)介紹：,滑模施工工藝在國(guó)內(nèi)始于20世紀(jì)40年代， 已廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土的筒壁結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、墻板結(jié)構(gòu)。對(duì)于高聳筒壁結(jié)構(gòu)和高層建筑的施工，效果尤為顯著?；Ｊ┕ぜ夹g(shù)是混凝土工程中機(jī)械化程度高、施工速度快、場(chǎng)地占用少、安全作業(yè)有保障、綜合效益顯著的一種施工方法。,滑模系統(tǒng)原理圖,滑模系統(tǒng)工程應(yīng)用實(shí)例照片,滑模系統(tǒng)目前常見(jiàn)主要用于煙囪、礦井、倉(cāng)壁等工程施工

11、，也可用于超高層核心筒豎向墻體施工，但由于其施工過(guò)程非常緊湊，在混凝土凝固前必須向上滑動(dòng)模板，混凝土凝固以后則無(wú)法滑動(dòng)，且由于在混凝土凝固前滑動(dòng)模板，使混凝土結(jié)構(gòu)表面的觀感和結(jié)構(gòu)的垂直度控制方面有較大困難，個(gè)人觀點(diǎn)認(rèn)為不太適合用于超高層建筑核心筒的施工。,頂模系統(tǒng)背景介紹：,針對(duì)超高層建筑核心筒施工問(wèn)題，中建四局2007年于廣州西塔工程中研制并實(shí)施了一種新的超高層核心筒施工工藝“頂模系統(tǒng)”。頂模系統(tǒng)采用大噸位、長(zhǎng)行程的雙作用油缸作為頂

12、升動(dòng)力，可以在保證鋼平臺(tái)系統(tǒng)的承載力的同時(shí)，減少支撐點(diǎn)數(shù)量，頂模系統(tǒng)的支撐點(diǎn)數(shù)量為3～4個(gè)，配以液壓電控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)各支撐點(diǎn)的精確同步頂升，頂模工藝為整體提升式，低位支撐，電控液壓自頂升，其整體性、安全性、施工工期方面均具有較大的優(yōu)勢(shì)。,頂模系統(tǒng)組成：,頂模系統(tǒng)主要由：支撐系統(tǒng)、液壓動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、鋼平臺(tái)系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、掛架系統(tǒng)六大部分組成。,頂模系統(tǒng)豎向功能分區(qū)：,大鋼模板安裝,頂模系統(tǒng)工程實(shí)施照片：,鋼平臺(tái)安裝,支撐鋼柱安裝,

13、支撐油缸伸出,頂模整體效果,(1)、頂模系統(tǒng)適合用于超高層建筑核心筒的施工，頂模系統(tǒng)可形成一個(gè)封閉、安全的作業(yè)空間，模板、掛架、鋼平臺(tái)整體頂升，具有施工速度快、安全性高、機(jī)械化程度高節(jié)省勞動(dòng)力等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。(2)、與爬模系統(tǒng)等相比較，頂模系統(tǒng)的支撐點(diǎn)低，位于待施工樓層下2～3層，支撐點(diǎn)部位的混凝土經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度高，承載力大，安全性好，為提高核心筒施工速度提供了保障。(3)、頂模系統(tǒng)采用鋼?？商岣吣０宓闹苻D(zhuǎn)次數(shù)，模板配制時(shí)充分

14、考慮到結(jié)構(gòu)墻體的各次變化，制定模板的配制方案，原則是每次變截面時(shí)，只需要取掉部分模板，不需要在現(xiàn)場(chǎng)做大的拼裝或焊接。(4)、與爬模相對(duì)比，頂模系統(tǒng)無(wú)爬升導(dǎo)軌，模板和腳手架直接吊掛在鋼平臺(tái)上，可方便實(shí)現(xiàn)墻體變截面的處理，適應(yīng)超高層墻體截面多變的施工要求。,頂模系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)介紹：,,(5)、精密的液壓控制系統(tǒng)、電腦控制系統(tǒng)，使頂模系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多油缸的同步頂升，具有較大的安全保障。(6)、施工速度快，每次頂升作業(yè)用時(shí)僅為2～3個(gè)小時(shí)，模板掛架標(biāo)

15、準(zhǔn)化，隨系統(tǒng)整體頂升，機(jī)械化程度高等特點(diǎn)，可創(chuàng)造2-3天/層的施工速度（主要視工程量大小而進(jìn)度有所不同）。(7)、頂模系統(tǒng)鋼平臺(tái)整體鋼度大，承載力大，平臺(tái)承載力達(dá)10kN/㎡，測(cè)量控制點(diǎn)可直接投測(cè)到鋼平臺(tái)上，施工測(cè)量方便。(8)、大型布料機(jī)可直接安放在頂模鋼平臺(tái)上，材料可大噸位（由鋼筋吊裝點(diǎn)及塔吊吊運(yùn)力而確定）直接吊運(yùn)放置到鋼平臺(tái)上，頂模系統(tǒng)可方便施工，提高效率，減少塔吊吊次，是爬模等其他類似系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。,頂模系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)介紹：,

16、頂模系統(tǒng)特點(diǎn)介紹：,“頂模系統(tǒng)”目前無(wú)專業(yè)廠家生產(chǎn)提供，需要根據(jù)工程特點(diǎn)不同進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。,主要涉及到的技術(shù)問(wèn)題有：,1、頂模系統(tǒng)支撐點(diǎn)位置的合理布置，會(huì)涉及到與塔吊位置相碰，如何合理避讓的問(wèn)題。,2、頂模鋼平臺(tái)桁架的布置要既有利于系統(tǒng)受力安全，又能盡可能少影響鋼結(jié)構(gòu)的安裝。,3、頂模的爬升步距需與塔吊協(xié)調(diào)一致，并盡可能方便施工。,4、頂模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮盡可能減少后期結(jié)構(gòu)變動(dòng)，頂模系統(tǒng)的變更改造方便。,“頂模系統(tǒng)”廣州西塔工程的應(yīng)用

17、取得良好的效果，從2007年開始安裝至2008年12月31日順利實(shí)現(xiàn)了該工程主體結(jié)構(gòu)的預(yù)期封頂，最快施工速度達(dá)到了2天一層，創(chuàng)造了超高層建筑核心筒施工的最快記錄。2009年我司把頂模系統(tǒng)應(yīng)用于“深圳京基100”工程，該系統(tǒng)從2009年5月12日起開始安裝，2009年6月14日實(shí)現(xiàn)了第一次頂升，至2011年1月14日頂升結(jié)束，共實(shí)現(xiàn)了103次頂升，頂升過(guò)程中未發(fā)生任何安全和質(zhì)量事故，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況良好。目前，在建工程“廣州東塔”也將采用

18、頂模系統(tǒng)施工，已經(jīng)開始進(jìn)入安裝階段。,頂模系統(tǒng)應(yīng)用成果：,頂模系統(tǒng)應(yīng)用成果：,“頂模系統(tǒng)”2011年度榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。,傳統(tǒng)翻模+自爬架工藝：,前述類型2，采取內(nèi)外框筒一同施工的工藝，為盡可能加快施工進(jìn)度，模板支撐體系可考慮采用新型模板體系，如：可調(diào)立桿盤扣式滿堂腳手架，鋁合金模板系統(tǒng)等快拆體系。外圍護(hù)系統(tǒng)可考慮采用目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為成熟的專業(yè)廠家生產(chǎn)的“爬架”或“建筑保護(hù)屏”。,盤扣式滿堂腳手架,集成式升降操作平臺(tái)“爬架”工程

19、實(shí)例照片,建筑保護(hù)屏工程實(shí)例照片,四、高強(qiáng)、高性能混凝土的施工,超高層建筑的施工常會(huì)用到高強(qiáng)、高性能混凝土，如：廣州西塔和深圳京基100大廈設(shè)計(jì)都用到了C80的高強(qiáng)混凝土，鋼管內(nèi)澆筑高拋?zhàn)悦軐?shí)混凝土，混凝土的超高泵送等是超高層混凝土施工的技術(shù)課題。,主要涉及：,(1)、優(yōu)化配合比，通常說(shuō)來(lái)，混凝土強(qiáng)度越高，其粘性越大，可泵性能越差，需要通過(guò)反復(fù)適配，確定最優(yōu)配合比，在保證混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，有良好的工作性能?？陕?lián)合混凝土生產(chǎn)廠商做該項(xiàng)工作

20、。施工時(shí)應(yīng)重點(diǎn)控制，混凝土生產(chǎn)時(shí)所用材料是否符合要求，現(xiàn)場(chǎng)抽測(cè)混凝土的塌落度，擴(kuò)展度，溫度，倒筒時(shí)間等。,(2)、超高層經(jīng)常會(huì)設(shè)計(jì)用到鋼管混凝土，由于鋼管混凝土的特殊性，我司所建工程西塔和深圳京基100都應(yīng)用了高拋?zhàn)悦軐?shí)混凝土，輔助人工振搗。自密實(shí)混凝土除控制混凝土的塌落度，擴(kuò)展度，溫度，倒筒時(shí)間外，增加U形管的控制指標(biāo)。深圳京基100的鋼管混凝土更具代表性，其設(shè)計(jì)為矩形鋼管柱，內(nèi)有橫、豎向隔板及鋼筋籠。鋼管混凝土的實(shí)體檢測(cè)是一

21、施工難題，目前，施工規(guī)范中仍采用超聲波檢測(cè)的方法，但鋼管柱內(nèi)的隔板和鋼筋籠會(huì)影響超聲波檢測(cè)的結(jié)果。深圳京基100大廈施工中，聯(lián)合湖南大學(xué)嘗試采用“壓電陶瓷”法對(duì)鋼管混凝土進(jìn)行檢測(cè)，是對(duì)檢測(cè)方法一種新的嘗試。鋼管混凝土實(shí)體檢測(cè)有進(jìn)一步研究的需求。,(3)、關(guān)于混凝土的超高泵送，目前，中聯(lián)重科生產(chǎn)的HBT90.40.572RS泵機(jī)及三一重工生產(chǎn)的HBT90CH-2135D泵機(jī)都有多棟超高層建筑的施工實(shí)例，性能穩(wěn)定。,注意要點(diǎn)：,☆合理選擇

22、泵機(jī)，泵機(jī)的出口壓力和泵送方量參數(shù)應(yīng)能滿足泵送高度的需求。,☆應(yīng)選擇滿足泵送需求的耐磨超高壓輸送泵管。,☆注意泵機(jī)出口部位水平泵管的長(zhǎng)度應(yīng)大于樓高(泵送高度)的1/4。,☆泵管豎向適當(dāng)位置設(shè)置彎管，可彌補(bǔ)水平段不足。,☆推薦泵管按樓層高度進(jìn)行配管，離樓板上400～600處有接頭，方便接管施工外框樓板。,HBT90.40.572RS泵機(jī),泵管墻上固定,泵管水平段固定,截止閥,廣州西塔項(xiàng)目進(jìn)行了C100高強(qiáng)度混凝土的研究，并成功泵送至411

23、m。深圳京基100大廈進(jìn)行了C120高強(qiáng)混凝土的研究，并成功泵送至417m的高度。,在解決混凝土強(qiáng)度及可泵性方面都取得顯著成果，中建四局在高強(qiáng)高性能混凝土領(lǐng)域的研究邁入了國(guó)際先進(jìn)水平。,關(guān)于高性能混凝土的研究：,五、垂直運(yùn)輸設(shè)備的選擇,超高層建筑施工，垂直運(yùn)輸設(shè)備是保證工期的關(guān)鍵，主要是塔吊和施工電梯的選型和布置需滿足施工需求。,塔吊選型要點(diǎn)：,(1)、塔吊滿足鋼結(jié)構(gòu)吊重需求，吊次分析滿足鋼構(gòu)和土建施工進(jìn)度需求。,(2)、塔吊的布置位

24、置及材料堆場(chǎng)的關(guān)系。,(3)、塔吊的容繩量滿足建筑高度需求。,(4)、群塔布置滿足的安全距離要求。,(5)、塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、塔吊爬升規(guī)劃、塔吊拆除措施等。,施工電梯選型要點(diǎn)：,(1)、施工電梯運(yùn)力分析需滿足人員上下班高峰期運(yùn)人需求，材料運(yùn)輸能力滿足施工進(jìn)度需求。,(2)、施工電梯布置位置盡量對(duì)后期施工影響最小。,(3)、施工電梯分段管理，劃分?？繕菍?，提高效率。,(4)、選擇高速電梯，電梯的電機(jī)性能直接影響電梯的性能，選擇有實(shí)力的生產(chǎn)廠

25、家。,(5)、施工電梯梯籠尺寸及運(yùn)載重量可以綜合考慮滿足運(yùn)輸幕墻板塊及機(jī)電設(shè)備的需求。,(6)、樓層過(guò)高，電壓降對(duì)施工電梯的影響，電纜線防卷問(wèn)題。,六、各專業(yè)工程的插入施工,外框樓板插入施工,磚砌筑插入施工,幕墻工程插入施工,機(jī)電安裝插入施工,機(jī)電安裝插入施工,防火涂料插入施工,七、總承包方的協(xié)調(diào)管理,超高層建筑施工，涉及到各專業(yè)分包、甲指分包的勞務(wù)隊(duì)伍數(shù)量眾多，協(xié)調(diào)管理難度大，主要以下方面。,(1)、安全管理,(2)、消防管理,(3)

26、、各專業(yè)隊(duì)伍之間塔吊使用的協(xié)調(diào)分配,(4)、各專業(yè)隊(duì)伍之間施工電梯使用的協(xié)調(diào)分配,(5)、對(duì)幕墻單位、永久電梯施工單位、防火涂料單位等專業(yè)分包單位的協(xié)調(diào)管理。,八、總結(jié)超高層建筑施工的重難點(diǎn),超高層建筑的施工常見(jiàn)的重、難點(diǎn)問(wèn)題：(1)、一般超高層建筑工程地址處于城市繁華地段，施工用地緊張，材料堆場(chǎng)狹小，堆場(chǎng)的合理布置、管理是難點(diǎn)。(2)、基坑周邊會(huì)存在建筑物、管線、地鐵等設(shè)施，對(duì)周邊環(huán)境影響的監(jiān)控是重難點(diǎn)。(3)、超高層建筑高度超