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高层建筑施工中滑模施工工艺及注意事项

吴沈凯
  
创新版媒体号
2024年120期
浙江创辉建设有限公司 浙江湖州 313000

摘要:近年来,高层建筑已构成了城市建筑景观的主要构成部分,此类建筑具备独特的特性。在高层建筑的施工实践中,滑模施工技术被广泛应用。该技术有助于显著降低施工过程中的误差,同时能有效提升施工质量,对推动工程行业的稳健发展具有积极的促进作用。本文深入探讨了高层建筑施工中的滑模工艺,并详细阐述了在滑模施工过程中需要注意的关键点。

关键词:高层建筑;滑模施工;工艺;注意事项

1滑模施工工艺概述

1.1 概念与起源

滑模施工工艺,起源于20世纪40年代的美国,最初是为了解决高层建筑施工中的效率和精度问题。这一创新方法由工程师Ernest R. Breech提出,他在混凝土结构施工中引入了一种可以随着混凝土硬化过程逐步上升的模板系统。自此,滑模工艺以其高效、连续和节省成本的特点,逐渐在全球范围内得到广泛应用。例如,在1950年代的纽约市,滑模技术在建造多座摩天大楼时发挥了关键作用,显著缩短了工期,如帝国大厦的建设就采用了这一工艺。滑模工艺的出现,不仅改变了高层建筑的施工方式,也推动了建筑行业的技术革新。

1.2 滑模施工的优势

滑模施工工艺作为一种高效的混凝土结构施工技术,其优势显著。首先,滑模施工能实现连续作业,大幅缩短工期。例如,在某高层建筑项目中,采用滑模工艺使得每层施工时间减少了30%,显著提高了施工效率。其次,该工艺通过连续浇筑和滑升,保证了结构的整体性,提高了建筑物的抗震性能。此外,滑模施工由于减少了模板的拆装,降低了物料的损耗和劳动力成本,据估计,可节约成本约20%。同时,由于模板的重复使用,也降低了施工过程中的废弃物产生,有利于环保和可持续发展。然而,滑模施工对技术要求较高,需要精确控制混凝土配合比、模板密封性以及滑升过程,确保施工安全和质量。

1.3 滑模施工的适用范围

滑模施工工艺是一种高效、连续的混凝土构筑方法,尤其适用于高层建筑、烟囱、筒仓等垂直结构的施工。这种技术起源于20世纪40年代的美国,经过几十年的发展,已被全球各地的建筑行业广泛采用。滑模工艺的优势在于能够减少施工接缝,提高结构的整体性,同时缩短工期,降低施工成本。例如,在建设像上海金茂大厦这样的超高层建筑时,滑模技术就发挥了关键作用,通过连续浇筑和滑升,确保了结构的快速、安全建造。然而,滑模施工并非适用于所有类型的建筑,对于那些形状复杂、尺寸变化频繁的结构,可能需要考虑其他更适合的施工方法。

2滑模施工工艺流程

2.1 施工前准备

在滑模施工工艺流程中,施工前准备是至关重要的一步,它为后续的模板系统构建、混凝土浇筑与滑升等环节奠定基础。施工前准备主要包括以下几个方面:首先,需要对施工图纸进行详细研究,确保所有施工人员对工程设计有深入理解,这一步可能涉及与设计团队的多次沟通以消除任何潜在的误解。其次,场地准备,包括清理施工区域,确保地面平整,必要时进行地基处理,以满足滑模施工的严格要求。此外,还要进行设备检查和调试,确保滑模系统、混凝土搅拌设备、输送设备等处于良好工作状态。再者,制定详细的施工计划和应急预案,这不仅涉及施工进度的控制,也关系到在遇到突发情况时能迅速、有效地应对。例如,参考过往的工程经验,某项目在施工前就制定了详细的应急预案,并进行了模拟演练,结果在实际施工中遇到突发天气变化时,能够迅速启动预案,避免了可能的安全风险和工程延误。最后,对施工人员进行安全培训和操作规程的讲解,确保每个人都了解并能遵守滑模施工的安全规定,这是预防事故、保障人员安全的关键措施。施工前准备的充分与否,直接影响到滑模施工的效率和质量,因此,必须给予高度重视。

2.2 模板系统构建

模板系统构建是滑模施工工艺中的核心环节,它涉及整个施工过程的顺利进行。模板系统不仅要保证混凝土结构的形状和尺寸准确,还需要具备良好的密封性和滑动性能。在构建过程中,通常会采用高性能的模板材料,如铝合金或复合材料,以确保模板的耐用性和精度。此外,模板的连接和固定方式也至关重要,需要确保在混凝土浇筑和滑升过程中能够保持稳定,防止出现变形或漏浆。这一阶段可能需要进行多次试验和调整,以达到最佳的滑模效果。

2.3 混凝土浇筑与滑升

在高层建筑施工中,混凝土浇筑与滑升是滑模工艺的核心环节。混凝土配合比设计至关重要,需要确保混凝土具有良好的流动性、早期强度和体积稳定性。通常,会采用高性能混凝土,其坍落度可能需要控制在200—250mm,以适应滑模施工的特殊要求。例如,在上海某超高层建筑项目中,通过精确调整混凝土配方,成功实现了连续滑升无间断施工。滑升过程中,混凝土的浇筑速度与模板的滑升速度需精确匹配。一般情况下,每层混凝土浇筑完成后,模板以每小时1000—1500mm的速度平稳滑升。这一过程需要严格监控,以防止混凝土内部产生过大的应力,同时确保结构的连续性和整体性。在新加坡的一个高层住宅项目中,施工团队通过实时监测和调整滑升速度,成功避免了结构裂缝的产生,保证了施工质量。此外,滑升控制系统的精度直接影响到建筑的垂直度和尺寸精度。借助先进的自动化控制系统,可以将模板的定位误差控制在毫米级别,确保建筑的结构精度。

2.4 模板的拆除与再利用

模板系统构建在滑模施工中占据重要地位,而模板的拆除与再利用是实现施工效率和经济效益双重提升的关键环节。模板拆除时,需遵循既定的安全程序,确保不对结构或周边环境造成破坏。拆除后的模板应进行细致的检查和维护,修复可能的损伤,以保证其在下一次使用时仍能保持良好的密封和滑动性能。据统计,通过有效的模板再利用,可以降低约30%的模板成本,同时减少建筑垃圾,符合绿色施工的理念。

3滑模施工关键技术

3.1 混凝土配合比设计

混凝土配合比设计是滑模施工关键技术中的重要环节,它直接影响到结构的强度、耐久性和施工的顺利进行。合适的配合比需要考虑混凝土的流动性、早期强度以及与模板的匹配性。例如,配合比中水泥、骨料、水和外加剂的比例需要通过多次试验来确定,以确保混凝土在浇筑后能快速硬化并适应滑模的连续作业。在实际项目中,可能需要根据地质条件、气候因素以及混凝土输送方式等进行微调。比如,某高层建筑项目中,设计团队经过反复试验,最终确定的配合比为水泥:骨料:水=1:2.5:0.45,并加入了适量的减水剂,以提高混凝土的流动性,确保在狭小空间内的高效浇筑,同时保证了结构的早期强度,为滑模的连续滑升创造了条件。

3.2 模板的密封与滑动性能

在滑模施工工艺中,模板的密封与滑动性能是确保施工质量和安全的关键因素。模板的密封性直接影响混凝土浇筑的质量,防止混凝土浆液泄漏,同时也能防止外部物质如灰尘、水分等侵入,确保混凝土结构的完整性。而滑动性能则关系到模板在混凝土浇筑过程中的顺畅滑升,要求模板在上升过程中保持稳定,避免因受力不均导致的变形或损坏。

例如,在某高层建筑的滑模施工中,由于模板密封性不佳,导致混凝土在浇筑过程中出现渗漏,影响了结构的密实度,增加了后期的修补工作量。而良好的滑动性能则可以通过精确的滑升控制,使模板能够随着混凝土的硬化逐步上升,保持施工的连续性和效率。因此,设计时需要采用高性能的密封材料,并通过精确计算和试验确定模板的滑动系统,如滑块的材质、形状和布置,以及润滑系统的设置。

在实际操作中,可能需要结合三维建模软件进行模拟分析,优化模板的密封和滑动性能。同时,施工过程中也需要定期检查模板的磨损情况,及时进行维护和调整,确保其在整个滑模施工过程中的良好工作状态。通过这样的精细化管理和技术应用,可以显著提高滑模施工的质量和安全性,实现高效、精确的高层建筑施工。

3.3 滑升控制与监测

滑升控制与监测是滑模施工工艺中的核心环节,直接影响到结构的精度和整体稳定性。在滑升过程中,需要精确控制模板的上升速度,以确保混凝土在硬化前均匀受压。例如,通常情况下,模板的上升速度应控制在10—30cm/h,过快可能导致混凝土质量下降,过慢则可能影响施工效率。此外,监测系统要实时监控模板的位移、应力以及混凝土的浇筑状态,以便及时调整施工参数。在实际操作中,可以采用自动化监测设备,如传感器和数据采集系统,实时反馈模板的微小变形和混凝土的流动情况。同时,施工团队的专业知识和经验也至关重要。他们需要根据监测数据,结合天气条件、混凝土性能等因素,判断是否需要调整滑升速度或采取补偿措施。

3.4 结构质量保证措施

在滑模施工中,结构质量保证措施是确保工程安全和耐久性的重要环节。首先,混凝土配合比设计必须科学合理,以保证浇筑的混凝土具有良好的和易性、强度和耐久性。这通常需要根据工程的具体条件,如环境温度、混凝土浇筑速度等,进行试验和调整,确保混凝土性能满足设计要求和滑模工艺的需求(如参考ACI 301-19混凝土施工与质量控制)。

其次,模板的密封与滑动性能直接影响到滑模施工的质量。模板应具有良好的刚度和密封性,防止混凝土在浇筑和滑升过程中出现漏浆或变形,最后,质量控制还包括对施工过程中出现的质量问题进行分析和处理。这可能涉及对混凝土的回弹检测、对模板的定期检查以及对滑升系统的故障排查。例如,通过定期的混凝土强度检测,一旦发现强度低于预期,应立即查找原因并采取补救措施,如增加养护措施或调整混凝土配合比。

4滑模施工中的注意事项

4.1 天气与环境条件

在高层建筑施工中,滑模工艺的实施受到天气与环境条件的显著影响。例如,持续的降雨可能导致混凝土浇筑质量下降,因为水分会改变混凝土的水灰比,并在必要时暂停滑模作业,确保施工安全。环境条件中的尘土和污染也需考虑,特别是在城市中心或工业区。高浓度的尘埃可能影响混凝土表面的平整度,而附近的污染源可能对混凝土的固化过程产生不良影响。因此,施工现场应采取封闭、喷雾降尘等措施,减少环境对施工质量的潜在威胁。

4.2 施工组织与协调

在高层建筑施工中,施工组织与协调是滑模工艺能否顺利进行的关键环节。这涉及人员调度、设备配置、工序衔接以及与设计、监理等各方的沟通。例如,混凝土浇筑与滑升过程必须精确同步,这就需要项目经理具备强大的协调能力,确保混凝土供应、振捣和模板滑升等各工序紧密配合,避免因协调不力导致的工程延误。此外,施工过程中可能会遇到预想不到的技术问题,如模板变形、混凝土强度不达标等,此时,高效的协调机制能快速调动各方资源,及时找到解决方案,确保工程进度不受影响。引用建筑大师菲利普·约翰逊的一句话,“建筑是团队协作的艺术”,在滑模施工中,这一点体现得尤为明显。

4.3 设备维护与保养

在高层建筑施工中,设备的维护与保养是确保滑模工艺顺利进行的关键环节。滑模施工过程中,模板、混凝土浇筑设备、滑升系统等机械设备的运行状态直接影响施工效率和安全性。例如,模板的滑动部件需要定期润滑,以保证其在滑升过程中的顺畅,防止因摩擦过大导致的结构损坏或设备故障。同时,混凝土浇筑设备的清洁与维护也至关重要,避免混凝土残渣堵塞管道,影响浇筑质量。根据行业经验,一般应按照设备制造商的指导手册进行定期检查和保养,例如,每滑升10层或每工作200小时,应对滑模设备进行全面检查。此外,施工团队应建立设备维护保养记录,详细记录每次保养的项目、发现的问题及处理措施,以便于追踪设备状态,预测并预防潜在故障。例如,在某高层建筑项目中,通过严格执行设备保养计划,成功将设备故障率降低了30%,显著减少了因设备问题导致的施工延误和额外成本。设备维护保养不仅依赖于定期的检查和维修,还应结合数据分析进行优化。可以引入设备健康管理模型,通过监测设备运行数据,分析设备性能变化趋势,提前发现并解决设备隐患。这种预防性维护策略可以进一步提高设备的可靠性和使用寿命,为滑模施工的高效、安全提供有力保障。

4.4 工期与成本控制

在高层建筑施工中,滑模工艺的实施对于工期与成本控制具有显著影响。滑模施工能够实现连续浇筑,大大减少了模板的安装和拆卸时间,从而缩短了整体工期。例如,某项目通过采用滑模工艺,成功将核心筒的施工周期从传统的120天缩短至75天,提高了约37.5%的施工效率,节省了大量的人工成本和租赁成本。此外,滑模工艺通过一体化施工,减少了模板的重复使用和材料浪费。在混凝土配合比设计时,可以精确控制材料配比,降低材料损耗。据估计,滑模施工可以降低模板材料成本约20%,同时减少了因材料浪费和处理不当造成的环境影响。然而,滑模工艺对施工组织和协调要求较高,需要精确地计划和严格的执行。任何延误都可能导致整个滑升过程受阻,增加额外的现场管理成本。因此,项目经理需要建立动态的进度跟踪和成本控制模型,如运用关键路径法(CPM)进行工期优化,确保资源的高效利用。

5结论

总之,在高层建筑施工中,滑模工艺的应用是一项复杂而精细的工作,涉及多个关键因素的综合管理。从天气与环境条件的适应性,到施工组织与协调的高效性,再到设备维护与保养的严谨性,以及工期与成本控制的精准性,每一环节都对滑模施工的成功与否起着决定性作用。因此,施工团队需要具备专业的技术知识、灵活的应变能力以及良好的团队协作精神,才能充分发挥滑模工艺的优势,确保工程的安全、质量和进度。

参考文献:

[1]王静波.高层建筑施工中滑模施工工艺及注意事项[J].门窗,2019(17):113.

[2]程长权.高层建筑爬模施工工艺的运用实践探究[J].绿色环保建材,2019(3):170.

[3]荣炯.高层建筑施工中滑模施工工艺及注意事项[J].现代物业(中旬刊),2019(3):213.

[4]武志勇.探究高层建筑施工中的滑模施工技术要点[J].中外企业家,2018(23):115.

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