黄虎与孙中山:水泥库滑模施工方案
一、 编制依据
1.《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91);
2.国家现行的施工及验收规范、规程;
3.建设部《建筑施工安全检查标准》(JGJ-99);
4.工程设计图纸;
5.我公司多年来建设成功的二十余个水泥厂所积累的施工经验及各类工法;
6.公司内部《质量手册》和《程序文件》;
二、工程概况
本工程为天水中材2500t/d水泥生产线的散装储存库,为承台筏板基础,承台厚1200,筏板基底标高-3m,筒中筒圆形仓体结构。外仓内径10.4m,壁厚200mm,仓体设计高度5.3m滑空发改组,顶端有一加厚环梁;内仓内径10m,壁厚200mm,仓体设计高度30m。一共六仓一体水泥库。
滑模施工方案
1、滑模技术设计
1) 模板系统:根据工程特点,滑升面由-1.8m开始组装,这样在施工过程中可一次完成整体筒体部分施工,可最大限度缩短工期,降低施工成本。
提升架的形式采用“开”字形,立柱Φ4.8钢管,横梁采用双排[12,立柱与横梁采用Φ16螺栓。根据工程特点提升架布局间距1200~1300mm,围圈采用Φ48钢管接头对焊,模板采用标准钢模以2012为主,配少量1512,模板采用U型卡对接,与围圈用铁丝捆绑后调整到适合范围。
2)操作平台系统:该筒仓工程直径大,可采用桁架平台。这种平台适合测量、调整,以防平台产生失圆影响工程质量。
3)液压提升系统:根据滑模施工规范及有关规定,主要采用“GYD-35型”千斤顶,Φ48钢管作支撑杆,间隔配以少量“GYD-60型”千斤顶,Φ48钢管做支撑杆,主Φ16,支Φ8高压油路系统,两台YHJ-36型液压控制柜。
内仓采用24个开字架和24台GYD-35型千斤顶,外仓采用126个提升架,100个GYD-35型千斤顶,32台GYD-60型千斤顶。
4) 施工精度控制系统:用水准仪和水平管测试水平面。在库壁外两个轴线上设四个点挂上线坠,做好地面对应点,即可作为垂直度的原始测量点。库内拉两根铁丝吊一个大线坠对准固定圆心。
2、垂直及水平运输
根据工程实际特点,滑模提升速度为每天2000~2500mm左右,每步提升速度为25mm,提升一步高度为25cm,提升一步时间约为3小时,每提升一步的砼量约40m3,钢筋(包括支撑杆)约12t,鉴于以上情况,垂直安装60型塔式起重机一台,主要用于钢筋、支撑杆及内仓壁砼浇筑,外仓砼采用泵送,在两仓中间西南侧地沟处搭设一上人回笼梯,泵送加固于回笼梯体上,随着滑升逐渐接高上人架和泵管,泵送出灰口设置在外仓壁内桁架平台位置,由于内仓设串通桁架通道,因此砼采用灰斗车或塔吊将砼运至内仓处,外仓砼浇筑采用灰斗车接砼人力倒运入模。上人架如图所示:
3、钢筋工程
钢筋在地面围弧,按设计焊接支撑架,根据不同高度的钢筋间距和支撑架高度制出钢筋加工样单,由施工工长安排钢筋工制作,支撑架支撑点钢筋长度不得大于水平筋直径,拉结筋采用一端135度弯钩,另一端为90度弯钩便于施工。钢筋绑扎随砼浇筑连续施工,钢筋搭接长度严格按规范施工。支撑杆采用费工具式支撑杆,第一批插入千斤顶的支撑杆长度有四种,按长度变化顺序排列。在支撑杆焊接时应按规定焊牢固、磨光。如有油污应及时用火碱溶液清除干净。如在滑升过程中出现失稳、弯曲等情况,要查明原因,及时处理。
4、滑升对砼要求
砼加适量泵送剂,由实验室出配合比,塌落度出盘控制在100~120mm,通过泵送和小车倒运,塌落度损失大约在40~50mm,入模时砼塌落度在50~80mm,能够满足滑模工艺的要求,水泥采用陕西社会水泥有限公司比较稳定。
5、滑模施工
施工步骤
安装提升架——安装内外围圈——绑扎竖向钢筋和横梁下水平钢筋——安装模板——安装操作平台及内吊架——安装中心拉杆——安装液压提升系统——检查、试验插入支撑杆——安装外吊架及安全网(滑升2m后)。
1)滑升平台组装
滑升平台组装前,首先应在滑升起始面上找准中心,划出提升架内腿的半径位置,用经纬仪根据划分角度,找准提升架的正确位置并用墨线弹出(或根据计算的弦长,用钢尺量出各提升架的位置)。在组装前可以将环筋绑扎至高度1.3m。
A 将提升架吊装就位
根据测定好的提升架位置,在仓壁两侧搭设简易脚手架,将提升架逐步吊装就位,并做临时固定(可利用简易脚手架)。注意提升架相互之间应等高。同时应注意提升架腿底部与模板底部是等高的。
B 安装围圈
按外侧控制为0~2mm,内控制值为2~4mm。两提升架之间的围圈不得出现两个以上的拼接接头。
C 安装动力及液压系统
安装千斤顶及控制台,千斤顶按1.2m左右均匀布置,连接好油路。再连接油路时要注意千斤顶的分区。安装动力及照明电路,液压系统加油、试压、排空。内外仓油路分开。
D 插入支撑杆
为方便试滑,首根支撑杆插入千斤顶后不能插到底,应距离支撑面50cm左右。由于支撑杆滑过千斤顶下卡头后需焊接,工作量大,所以,支撑杆第一段可为2m,2.5m,3m,3.5m四种规格,使接头错开,降低了支撑杆的工作密度,不影响滑模速度,支撑杆材质选用Φ48钢管。
E 安装内外模板
模板是通过铁丝来进行安装的,安装时每隔一个模板安装上、下各一道铁丝,在进行模板安装时一定在模板控制范围内。模板安装的好坏直接关系到以后出模的砼质量,这一点务必到达安装要求,以防出现倒锥影响滑升。组装好模板以后,应重新校验模板是否符合要求,否则,需重新检查模板,直到达到要求。在有洞口的模板位置同时应将洞口木板封好,小于1m的洞口应及时将木盒放入,注意所有木封板及木盒厚度均应小于墙体厚度,每边小2~3mm。
滑升至2m高时,将吊脚手架安装好。外吊脚手架安装在外下挑梁上,内吊脚手架安装在内下挑梁上。在吊脚手架的上端和下端都应设置防坠设施,如扣件、销轴。等吊脚手架装好后,将安全网全部满兜,绑牢。
以上工作全部完成以后即可进入滑升前的准备状态。
平台组装质量要求:
序号
内容
允许偏差mm
模板中心线与结构截面中线线位置
3
围圈位置横向偏差(水平、垂直方向)
3
提升架垂直偏差
平面内
3
平面外
2
提升架安装千斤顶横向水平偏差
平面内
3
平面外
2
千斤顶安装位置偏差
提升架平面内
5
提升架平面外
5
圆模直径
5
相邻两块模板的平面平整
1
2)滑模施工技术
在正式施工前,应向实验室提供本工程所用滑模部分砼配合比及材料规格,由实验室作强度发展试验,以提供施工依据。
A 试滑
平台组装好后要进行试滑升,检查整个系统正常与否。利用支撑杆组装时不插到底,进行爬升试验后,再将支撑杆全部插到砼表面,保证支撑杆垂直放置。
B 始滑
始滑时由于须浇满1.2m高模板,砼量较大,宜分层浇捣,每次浇捣400mm高设专人指挥,浇好一圈后再循环砼。当下层达到1~3kg/cm2强度后即提升1~2个行程。循环浇捣砼至模板顶部时进入正常的滑升阶段。
始滑阶段应根据水泥品种、标号及初凝终凝时间确定初次提升时间。初次的时间不宜过快,当滑至30cm高时应对整个平台系统进度全面检查,特别是固定模板的钩头螺丝要逐个拧紧。
C 正常滑升阶段
正常滑升阶段砼浇筑高度每次为25cm,每次滑升间隔时间为2~3h,出模的砼表面应设瓦工清理修饰。当滑升2m时内外挂吊脚手,瓦工站在吊脚上对表面做原浆抹光。若出现蜂窝麻面及较少裂缝时,应立即将松动的砼凿除,用高标号砂浆压实;若出现塌方、较大拉裂时应立即停滑,支模补实砼。
每班水平管校核一次千斤顶标高。
D 停滑
由于特殊原因必须暂停施工时,应作停滑处理。
① 留置水平施工缝,将砼浇捣至同一平面;
② 每隔一小时提升一个行程,连续提升6h,直至最上层砼与模板无粘结;
③ 再次滑升时砼表面应凿毛处理,用石子减半的砼浇捣一层(10cm)后,再继续滑升。
E 平台的测量与控制
一般来说,造成柔性平台失圆的主要原因有如下几点:
a 平台组装质量达不到设计要求,各提升架、千斤顶之间装配误差太大;
b 集中荷载作用太明显,主要原因是由于钢筋、支撑杆及砼等物品没有分散摆放,造成部分千斤顶负载过重,爬升力不够;
c 拉杆松紧不一致,造成平台高低不均;
d 平台调整时采用方法有误,导致平台高差进一步加大;
e 砼浇筑方向固定不变,砼应力对平台作用明显;
针对以上五点原因,平台质量控制应做好以下工作:
认真抓好平台组装质量,保证平台各项偏差在规定的范围内。
正常滑升时,应勤观察千斤顶的工作状态,如发现工作不正常的千斤顶及时加以更换。
所有钢筋、支撑杆在平台上应分散摆放。一次吊放荷载不得过大,应控制在1t一下。
每次大行程限位环都应限位,以确保减小偏差。
平台每提升两个大行程应测量一次平台中心的偏差及扭转。
每台班应测量一次千斤顶水平偏差并全部抄平。
严格控制砼浇捣的方向,相邻两步的浇筑方向应相反,尽量让砼产生的应力抵消,发现平台中心偏移或扭转,应及时纠偏纠扭。
F平台的拆除:
注意拆除方向,最先拆除的应是离上人跑道最远处,然后逐渐向跑道方向拆,以保证拆除人员能有拆除完毕后的退路。
做好拆除前的安全与技术交底。
拆除胶管、控制台及顶板支模时的模板以及支撑钢管等。
用塔吊吊住中心钢圈,逐个松开拉杆,将鼓圈及拉杆整体吊出并移至地面拆除。
拆除外环梁。
拆除外围圈及模板。
拆除内环梁。
拆除内围圈及模板。
用塔吊吊住提升架,割断支撑杆,把提升架及附件整体吊至地面拆除。
3)混凝土工程
由于库壁为钢筋密集型结构,水泥选用32.5普通水泥,碎石最大粒径为
砼每次浇捣
每次浇捣砼均应改变浇捣顺序,振捣时振捣棒应插入下层砼不超过
浇捣砼时采用塔吊放料不应集中在平台上,以免平台发生变形。可用
砼振捣时,振捣器不得直接触及支撑杆、钢筋和模板,振捣器应插入前一层砼内,在模板滑升的过程中,不得振捣砼。
砼出模时应及时修饰,表面不平时用木方拍实刮平,用抹子压光抹平。
4)预留孔洞及预埋件的施工
采用直接埋入法:门、窗、洞口胎膜宽度应小于滑升模板上口宽度
预埋件应提前加工好,边滑升边预埋,预埋时应按规范固定牢固。
5)特殊部位处理
连接薄板、雨篷等在滑升时预留钢筋,出模后剔出钢筋,二次浇注。
6)施工允许偏差及水平/垂直控制与纠偏方法
A.施工允许偏差
序号
项目
允许偏差(mm)
1
直径
不大于1%,且不大于40
2
壁厚
+10,-5
3
扭转
任意
4
垂直度
不大于1‰,且不大于50
5
标高
±30
6
预埋件位置
20
7
预埋件钢筋及门洞预埋位置
15
B.水平、垂直度控制与纠偏方法
(1) 测量方法
序号
项目
方法
备注
1
操作平台水平度
标志法
2
垂直度
垂球法
(2) 水平控制
采用限位卡加筒形套控制法,在提升架上方的支承杆上设置限位卡,距离以一个提升高度或一次控制高度为准 ,一般为
(3) 纠偏
采用以下三种方法纠偏:
a. 操作平台倾斜纠偏法
抬高平台倾斜法:一次抬高小于2个千斤顶行程。
b. 调整操作平台荷载纠偏法
在爬升较快千斤顶部位加荷,压低其行程速度,使平台逐渐恢复原位。支撑杆准导向纠偏法
当用上述两种方法仍不能达到目的时,采用此法继续纠偏,其方法有两种。
第一种:在提升架千斤顶横梁的偏移一侧加垫楔形钢圈,人为造成千斤顶倾斜。
第二种:切断支撑杆重新插入钢靴,把钢靴有意的反向偏位,造成反向倾斜,由于
支撑杆的导向关系,带动提升架上升,达到纠偏的目的。
7) 质量保证措施
a. 组织有关人员认真熟悉图纸,做好图纸预审。
b. 统一组织有关施工人员,认真做好各项各级滑模工艺技术交底工作,项目复核人
员做好技术复核和变更联系工作,严格按照图纸和国家规范施工。
c.明确职责,质量实行项目经理、质量检查员和班长三级复核。
d.做好测量、定位、放线工作,并经甲方复核签证。
e. 做好施工记录并设立专职人员负责施工技术资料整理和签证工作。
f. 预留、预埋由工长提前做好书面交底,包括塔吊附着埋件。
g. 严格操作平台工作面管理,材料堆放均匀、整齐。
h. 特殊工种和重要岗位必须持证上岗。
i. 保证施工人员数量,加强劳动纪律,严格交接班制度,滑升过程中各种人员不能脱岗,以确保工程质量和工期。
j.建立筒体滑升制度。
(1)滑升条件的检查
在滑升之前,必须检查如下滑升条件是否符合要求:
a、 所有工作的千斤顶都处于正常工作状态,如有故障的千斤顶、某些原件都应更换修复。
b、每层(250mm)砼浇捣完毕时,才可以提升。
c、 在滑升模板下口砼应满足出模强度要求。
d、 拆除一切有碍于滑升的障碍物;各种施工材料、工具及其他附属设备是否分散堆放或布置到指定位置,保证施工操作平台荷载尽量均匀分布。
e、 施工操作平台与地面相联系的各种绳索、管线等都已放松或留有足够的余量,否则不予滑升。
(2)初滑升
严格按照初滑要求(详见有关章节)检验与评定砼的凝结状态,观察和检查液压系统和模板系统的整个施工操作平台上的工作情况。
(3)正常滑升
a、掌握好滑升时间。
b、每次滑升前都应检查和排除一切滑升障碍。
c、控制好滑升速度和砼浇筑厚度。
d、滑升时,如发现油压超过正常滑升油压的1~2倍时,还不能使全部千斤顶升起,模板提升不动,就应及时停止滑升,找出原因并采取措施,以免出现重大工程质量与安全事故。
e、滑升时,必须保证施工操作平台的水平度。
f、每滑升一次,应进行必要的检查和滑升记录,每滑升一米高度时,都应进行一次全面检查,发现问题及时处理。
8)安全保证措施
A 施工现场
a、必须做好“三通四平”。
b、筒壁四周10m内应设置警戒标志,严禁人员停留。
B 操作平台
钢平台焊接安全可靠,平台铺板平整、严密、防滑、可靠,内外脚手架应满足挂安全网。
C 垂直运输设备在施工前应作安全检查,操作司机必须持证上岗,施工人员上下应设置可靠的人行跑道,并满挂安全网。
D 动力及照明用电
a、应保证电源,电压380V及220V。
b、设置紧急断电装置及明显标志。
c、零线接地可靠。
E 通讯与信号
上下间用对讲电话联系,用电铃昨信号指示,联络不清、信号不明、控制台垂直运输司机不能启动。
F 施工操作
a、开始滑升前应做好以下两项工作;应与建设单位联系,在滑升期间不能停电、停水。如必须停电停水在两小时以上,必须在六小时之前通知施工单位。
b、严禁超速滑升。
c、经常检查:查钢筋埋件是否影响模板,查砼是否有蜂窝、麻面,是否拉裂及塌落,千斤顶是否同步,中心是否偏移等,其要求如下:每班抄平一次,各千斤顶相对高度不大于40mm,相邻两个千斤顶的相对高度不大于20mm,各操作平台倾斜法纠偏时,其倾斜度应控制在1%以内。
d、因施工需要或其他原因不能连续滑升时,应采取下列停滑措施。
模板应每隔一定时间提升一个千斤顶行程,直至模板与砼不再粘结为止,但模板的最大滑空量不得大于1/2。
G 滑模装置的拆除
a 采用全空滑拆除法。拆除顺序为:电路及电器备,液压系统,最后拆除模板及操作平台。
拆除时塔吊配合作业,拆除人员必须使用安全带。
b 作业一律在白天,设备、材料等均有塔吊下运,严禁向下投扔。
9 风力大于6级不得作业。
10人员安排
滑模施工劳动力强度高,劳动力应具备一专多能,在施工中要求分工明确,但也需相互协作,尽量控制平台上人员用量,每台班需人员如下:
平台上:
全面指挥1人重点把好质量、安全生产关
木工 3人 控制标高支承上划线,看护千斤顶的爬升
预留洞及预埋铁件,接支撑杆等。
钢筋工 24人 钢筋绑扎及运输
砼工 26人 浇捣砼,平台上运输砼,清理平台
瓦工 12人 内外表面的修饰
电焊工 3人 支撑杆帮条焊,焊接埋件、钢筋
油泵工 1人 操纵油泵,更换油管、千斤顶
值班电工 1人 机械看护等
平台下:
指挥 1人 负责供料、吊等
砼工 8人 上料、搅拌、运输、制作试块
机电工 2人 开塔吊
合计 81人 每台班
两班连续作业需162人
(10)机械设备配备及周转材料。
a、机械设备
液压滑模设备 1套
塔式起重机 1座
砼搅拌站 1座
砼输送泵 1台
砼振动器、电焊机、圆锯机、钢筋切割机、钢筋弯曲机、手拉葫芦等按需要配备。
b、周转材料
模板、回行卡、脚手管、木方、扣件、钩头螺丝、花篮螺丝及螺栓、螺帽等按需配备。
11)材料半成品、预埋件等供应计划
由于滑升时间短,在开滑前应做好如下准备:
a、钢筋的各项取样试验、砼试配。
b、砂、石、水泥进入场地要达到筒壁总用量的80%以上。
c、钢筋全部制作好,并分类堆放整齐。
d、钢筋支撑股价制作好,编号摆放。
e、洞口模盒及预埋件制作好,编号分类摆放。
滑模荷载计算
千斤顶布置最小数量计算:
n=N/p
式中:
n——支撑杆(或千斤顶)最小数量
N——总垂直荷载
p——单个千斤顶允许承载力(支撑杆或千斤顶允许承载力,两者取小值)
1.单根支撑杆允许承载力
在正常滑升状态下,按下式计算:
[p]=40αEJ/K×(L0+95)2
式中:
[p]——单根支撑杆允许承载力(KN)
α——工作条件系数,取0.7
E——支撑杆弹性模量(KN/cm2)2.06×104
J——支撑杆截面惯性矩(cm4)≈1.918
K——安全系数,取2.5
L0——支撑杆脱空长度(设计50cm)
经计算[p]=21KN
2.单个千斤顶允许承载力为额定承载力的1/2
[p顶]=35/2=17.5KN
3.本工程最少千斤顶数量计算
总垂直荷载
a.模板系统
①. 提升架及内外平台:126(套)×125(kg/套)=15750(kg)
②. 围圈:675(M)×8(kg/M)=5400kg
③. 加固:340(M)×10(kg/M)+330(M)×8(kg/M)=6040(kg)
④. 拉杆及正反丝:340(M)×10(kg/M)+340(M)×10(kg/M)=2929(kg)
⑤. 吊脚手架:252(副)×7(kg/副)=1764(kg)
⑥. 平台铺板:570(M2)×35(kg/ M2,包括木方)+570(M2)×26(kg/ M2)=13852(kg)
总计:①+②+③+④+⑤+⑥=69148(kg)
b.操作平台施工荷载
①. 人员:58×65(kg/人)=3770(kg)
②. 液压设备、焊机、振动棒等工具:2500+500+800=3800(kg)
③. 平台堆放各种材料:4000(kg)
④. 其他物品:800(kg)
总计:①+②+③+④=12370(kg)
c.模板与砼的摩阻力:
395(M2)×250(kg/ M2) =98750(kg)
总垂直荷载:N=a+b+c=180268(kg)=1767(KN)
千斤顶数量:n=1767/17.5=101台,考虑到壁厚及仓径较大,大库间隔布置GYD-35型千斤顶及GYD-60型(大)千斤顶,本工程选GYD-35型千斤顶94台,GYD-60型千斤顶32台,总计126台。
因P=N/n=14(KN)
故布置126台千斤顶足以满足施工要求。