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超高层模板体系的选型创新

时间:2015-07-03 17:08

——中建一局集团企业昆泰嘉瑞中心工程创优经验

由中国建筑一局(集团)有限企业施工的昆泰嘉瑞中心工程位于北京市朝阳区大望京地区,共包括5个分部工程,分别为618地下室工程、623地下室工程、618-1#公寓楼、618-2#办公楼、623昆泰学问中心。地上14万平方米,地下9万平方米,组成了23万平方米的望京CBD公园综合商务区。整体建筑与周边景观相融合,流线型设计风格简约、大气,建成后将成为望京地区最具视觉冲击力的标志性建筑。

1#公寓楼结构形式为框架--核心筒结构---型钢混凝土柱---钢筋混凝土梁---现浇混凝土楼板,建筑高度220m53层。由于其结构形式为非常规的超高层结构,外框混凝土不能滞后施工,导致不能使用常规的爬模施工工艺。在这种情况下,项目部变压力为动力,对1#公寓楼的模板选型进行了一系列创新。

1#公寓楼标准层效果图

 

不能采用爬模施工工艺,又要保证施工速度和质量满足合同要求,项目部最初提出了3种施工方案:一是全部采用大钢模模板体系,二是全部采用木模板施工体系,三是全部采用铝模板施工体系,并对每种体系的利弊进行了分析讨论。如果全部采用大钢模,费用大约150万元,施工速度大约6天一层,但是由于大钢模需要塔吊配合施工,就与主体钢结构的安装在塔吊使用上形成冲突,而且由于大钢模需要空中调运,如果遇到大风天气,还会存在安全隐患。如果全部采用木模板,模板费用大约90万,施工速度大约9天一层,这是木工常用的模板体系,工人操作娴熟,但是木模板需要现场裁剪,耽误时间,而且木模板的混凝土观感差,无法满足工程创优的要求。如果全部采用铝模板,模板费用大约350万元,施工速度大约3.5天一层,铝模板有单元体积小、质量轻、混凝土观感好的优点,而且有早拆体系,可以缩短工期,但是同时也存在费用高的缺点。通过综合对比分析,项目部决定在保证施工质量和施工安全的原则下,暂定选用模板施工体系。

           

铝模板背楞                                  早拆头效果

 

通过对1#公寓楼铝模板体系进行建模分析,项目部发现,外框的混凝土梁截面形式多达26种,而且混凝土梁与核心筒墙体存在一定的角度,这就需要根据截面形式定制26套外框梁的模板。模板种类繁多,必然造成成本的加大。通过几次会议讨论,集思广益,项目部最后决定,在外框部位采用木模板的施工工艺,并采用满堂彩的支设体系,这样虽然减慢了施工速度,却可大幅度节约成本。

1#公寓楼采用“核心筒铝模+外框木模板”的施工工艺就这样确定下来。

       

核心筒剪力墙铝模板效果图                    外框木模板施工现场

              

在“核心筒铝模板+外框木模板”的模板体系确定后,项目部继续完善其它细部。首先要考虑的是铝模板和木模板的结合处如何处理。通过数个昼夜的技术攻关,发明创造了如下图所示的铝模结合的节点形式,并申请了国家发明专利。

铝模板与木模板结合处的节点详图

 

外防护体系则采用了国内先进的集成式升降脚手架操作平台。这种防护架体与传统的爬架防护相比,可节约钢材用量70%,且自动爬升、节约工期,封闭施工、安全性极好,并为板边施工提供了大约1的操作平台。

集成式升降脚手架操作平台

楼体外框有8根直径900--1100mm的劲性混凝土圆柱。根据常规的施工经验,如果采用木模板裁剪散拼,会造成梁柱节点处存在狗洞、麻面等混凝土缺陷。为避免出现这类问题,项目部采用了定制的圆柱木模板:以1.2m为一个标准板,交叉拼装,柱身采用水平固定卡,板下1.1m处根据梁柱尺寸裁剪模板,这样就保证了施工质量。项目部编制的《圆柱木模板施工工艺》已经荣获了2015年集团企业工法一等奖。

      

柱身的水平固定卡                        梁柱节点的模板

     

现场实际拼装图                              现场图片

1#公寓楼楼板是两种半径8段弧长相切组成的异形对称结构形式,如果采用常规的木模板散拼施工工艺,不仅费时费料,而且容易造成尺寸偏差、狗洞麻面等缺陷。针对弧形楼板的可能出现的质量问题,项目部成立了攻关型的QC小组,小组成员运用“头脑风暴法”,结合楼板结构形式,运用“PDCA”循环,设计出与楼板弧度保证一致的定制弧形钢模板。

弧形钢模板的效果图1-钢模横向弧形背楞、2-钢模弧形板面、3-钢模固定垫板、4-钢模竖向背楞、5-钢模三角形加强背楞、6-钢模组拼连接件、

6.1-销钉、6.2-销片。

                               

QC小组成员经过讨论分析认为,定制的弧形钢板不仅要保证混凝土的观感,而且要保证人工能够搬运,不占用塔吊吊次。经过查阅钢密度,计算弧长及人工搬运极限,最终将弧形钢板划分为201459mm161514mm,每块重量控制在35斤左右,解决了边模竖向倒运问题。

          

               1:50的模型放样图                   现场图片

使用弧形钢侧模板后,1#公寓楼不仅解决了成本及工期问题,混凝土的观感质量也得到了“质”的飞跃。QC小组继获得“2012年中国建筑业ca88优秀质量管理小组一等奖”和“2013年中国质量ca88优秀质量管理小组一等奖”后,2015年,凭借“弧形钢侧模”又荣获了“北京市工程建设优秀质量管理小组一等奖”。

昆泰嘉瑞中心1#公寓楼自20147月初开始施工,至今已经施工至42层,平均5天一层,模板体系创新无论从经济、工期、质量等方面都获得了巨大成功。此期间,1#公寓楼已经通过结构长城杯的第一次质量检查和鲁班奖专家的考察,得到了专家、业主、监理部的一致好评。

                                     (撰稿:刘聪林  侣闯 )

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