筒體結構逐層向上施工工法

筒體結構逐層向上施工工法作為一名從事土建施工十幾年的一線從業者，我經手的超高層筒體結構項目差不多有七八個，最深的感受就是：筒體結構施工最忌搶工跳層，穩扎穩打的逐層向上施工，才是保證結構安全和質量的最優選擇。筒體結構因為整體受力性能好、抗側移能力強，是當前超高層建筑最常用的結構形式，而逐層向上施工工法，正是針對筒體結構的受力特點發展出來的一套成熟施工方法，從基礎到封頂嚴格遵循“從下到上、逐層完成、驗收合格再向上推進”的原則，能最大程度保證結構整體性，控制不均勻沉降和變形。今天我就結合這些年的實際經驗，把這套工法的各個細節梳理清楚。1工法概況與適用范圍1.1工法核心原理筒體結構不管是框筒、筒中筒還是束筒，核心都是依靠內部核心筒作為主要抗側力構件，和外部框筒或外筒共同承受水平力與豎向荷載。逐層向上施工工法的核心原理，就是嚴格按照結構受力的自然順序組織施工：從基礎底板開始，每完成一個結構層的鋼筋、模板、混凝土全工序施工，驗收合格確認強度達標后，再進行上一個結構層的作業；常規施工中一般保持核心筒領先外框結構2-3層，既保證核心筒作為豎向受力主體先成型，讓結構沉降變形逐步均勻發生，也能讓外框同步跟進不窩工。和跳層施工、分段施工相比，這種方法不會出現結構內力不均的問題，整體受力性能要優越很多。1.2工法適用范圍這套工法的適配場景非常廣泛，第一類就是高度100米以上的超高層框筒、筒中筒結構建筑，比如城市核心區的超高層寫字樓、酒店和公寓，這類建筑對結構變形和抗震要求都很高，用這套工法最合適；第二類是地震烈度8度以上的高抗震設防區域的筒體結構建筑，逐層施工能保證接頭澆筑質量，結構整體性好，抗震性能更優；第三類是軟土地基或者地質條件復雜、對不均勻沉降控制要求高的項目，我前幾年在東部沿海軟土地基上做過一個200多米的寫字樓項目，就是用的這套工法，交付多年沉降觀測數據顯示，總沉降量和不均勻沉降都遠低于規范要求，沒有出現任何開裂變形問題；最后，對施工精度要求高的鋼混混合筒體結構，也非常適合用這套逐層向上的工法組織施工。2施工前期準備工作任何好的工法，想要做好都離不開充分的前期準備，要是準備不到位，干到一半再改，不僅耽誤工期還容易出問題，我剛入行的時候吃過不少這方面的虧，所以對準備工作的重要性感受特別深。2.1技術準備第一步就是圖紙會審和深化設計，筒體結構鋼筋密、預埋件多，還有很多鋼骨與混凝土結合的部位，設計圖紙經常會出現鋼筋碰撞、預留孔洞位置沖突的問題，我們現在都會提前結合BIM技術做碰撞檢測，把問題解決在施工之前。我剛干的時候碰到過一次，設計沒給鋼骨柱留穿筋孔，鋼筋綁到一半穿不過去，只能現場鉆孔，耽誤了三天工期，從那以后我們每次都會把這個檢查放在圖紙會審的第一條。接下來就是編制專項施工方案，超過一定規模的超高層項目，方案必須組織專家論證，把爬升荷載、混凝土澆筑順序、安全防護這些都算清楚，絕對不能拍腦袋干活。最后就是分級技術交底，從項目技術負責人交到施工員，再從施工員交到班組長和一線工人，不是簽個字就完事兒，要把每一步的控制要點說透，比如標高控制，每一層差2毫米，到30層就差6厘米，到頂整個樓就歪了，這個必須給所有人講清楚，每一層都要校核。2.2材料與機具準備材料方面，筒體結構核心筒一般用高強度混凝土，提前半個月就要做配合比試驗，調整好坍落度和和易性，保證超高泵送的時候不堵管，我們一般都會多試配兩組，選最適合現場泵送的配合比。鋼筋、鋼構件、預埋件提前進場復檢，套筒這類連接配件，要逐個檢查絲扣質量，歪絲、缺扣的直接退回，不能將就。機具方面，現在逐層向上施工主流用集成式爬升模板體系，進場的時候要檢查所有構件的焊縫和螺栓質量，提前做荷載試驗，確認承載能力符合要求；測量用的全站儀、水準儀，提前送到專業機構校準，保證測量精度；泵送設備要根據建筑高度選足夠功率的，還要備一臺備用泵，防止中途壞了耽誤事，畢竟澆混凝土中途停泵，很容易出現冷縫。2.3現場準備首先是場地規劃，塔吊和施工電梯的位置提前定好，塔吊一般布置在核心筒內部或者側面，保證能覆蓋所有作業面，滿足鋼構件和材料的吊裝要求；施工電梯要靠近主出入口，方便人員和小型材料運輸。然后就是在基礎施工階段就預埋好沉降觀測點和基準控制樁，控制樁要做專門的保護，防止被車輛碰歪或者被材料堆壓。所有施工用水用電的主干線提前布置好，保證每往上一層都能快速接駁到位，不會耽誤施工節奏。3核心施工工藝要點前期準備都做到位了，接下來就是核心的施工過程，每一步都有需要注意的細節，我按施工順序給大家梳理清楚。3.1每層放線定位與基層處理每一層施工的第一步都是放線，除了彈出核心筒墻體的邊線，還要在距離邊線50厘米的位置彈出雙控制線，方便每一層校核位置，也方便后期檢查鋼筋模板的偏差，放線完了一定要做交接檢，兩個人核對一遍確認沒有錯再往下干?；鶎泳褪巧弦粚踊炷另斆?，也就是本次施工的接茬面，必須把浮漿和松散的混凝土鑿掉，露出新鮮的石子，然后澆水提前濕潤24小時，澆混凝土之前把積水排干凈。我見過太多項目因為接茬鑿毛不到位，后期墻體根部爛根、漏水，處理起來特別麻煩，其實就是剛開始多花兩個小時的事兒，真的不能省。3.2鋼筋綁扎與預埋件安裝核心筒的豎向鋼筋大多是大直徑鋼筋，現在基本都用套筒冷擠壓連接，加工絲扣的時候要控制長度，擰完之后要檢查外露絲扣不超過2個，每一批都要抽樣做力學試驗，不合格的接頭全部返工，不能存僥幸心理。綁扎鋼筋的時候要注意控制保護層厚度，墊塊用強度夠的塑料墊塊或者水泥砂漿墊塊，間距不超過1米，防止鋼筋偏位。然后就是預埋件，最關鍵的就是爬模體系的固定埋件，位置偏差不能超過5毫米，埋件要固定牢固，防止澆混凝土的時候移位，錯了后期剔鑿調整太費勁兒，哪怕多花十分鐘核對位置都值；還有機電的穿墻管、預留洞，都要提前核對位置，固定好，不要后期打洞破壞結構。3.3模板支設與加固現在逐層向上施工核心筒基本都用集成爬模，模板安裝的時候，每一塊模板都要校正垂直度，整體偏差控制在3毫米每米以內，拼縫之間要貼海綿條防漏漿，對拉螺栓要按方案要求的間距布置，不能圖省事隨便拉大間距。我之前有個項目，工人嫌裝對拉螺栓麻煩，私自把間距從40厘米改成60厘米，結果澆混凝土的時候爆模，塌了一面墻，浪費了一方多混凝土，還耽誤了一天工期，最后還罰了款，這個教訓真的要記住。陰陽角位置要用定型模板，保證陰陽角順直，不會錯臺；封模之前一定要把模板里面的雜物，比如掉進去的鋼筋頭、綁絲、木屑都清理出來，不然后期混凝土里面有夾渣，影響強度和密實性。3.4混凝土澆筑與養護核心筒一般是整層一次澆筑到頂，澆筑之前先在底部澆一層5到10厘米厚的和混凝土同配合比的無石子水泥砂漿，防止底部骨料堆積爛根。澆筑的時候分層振搗，每層厚度不超過50厘米，振搗棒要快插慢拔，不要漏振也不要過振，不要碰鋼筋和模板。澆筑完之后及時找平，12小時之內就要覆蓋養護，夏天高溫的時候要定時澆水，保持混凝土表面濕潤，冬天低溫的時候要蓋保溫被保溫，防止受凍。高強度混凝土的養護時間不能少于14天，千萬不能為了趕工期提前結束養護，我之前碰到過一次趕工期，養護了7天就往上干，結果回彈強度不夠，又花錢做鉆芯檢測，雖然最后合格，但是折騰了半個月，反而更耽誤時間，所以養護這個事兒真的不能省。3.5拆模與爬模爬升側模拆模要等到混凝土強度能保證表面和棱角不被破壞才能拆，爬模爬升必須等到混凝土強度達到10MPa以上才能進行，這個是硬指標，不能改。爬升之前要把架體上的多余材料和雜物清理干凈，檢查所有的連接螺栓和埋件是不是牢固，派專人統一指揮，分級緩慢爬升，爬到位之后立刻鎖好錨固螺栓，檢查架體的垂直度和穩定性，確認沒問題之后才能進行下一層的鋼筋綁扎，千萬不能爬完就直接干活，留下安全隱患。3.6外框結構同步跟進施工核心筒施工完成2到3層之后，外框的柱、梁、板就要同步跟進施工，保持核心筒始終領先外框2到3層，這樣既不會讓核心筒太高受力不穩，也不會窩工影響工期。外框和核心筒連接的地方，預留的鋼筋要位置準確，連接的時候要按規范要求做，保證連接質量，外框每層施工完也要及時驗收，合格后再往上跟進，不要想著攢一起干，容易出問題。4質量控制與安全保障措施施工過程中，質量和安全是底線，一套好的工法，必須有完善的控制措施來保駕護航，我們干工程這么多年，一直堅信“質量是根，安全是天”，任何時候都不能松。4.1質量控制要點首先是測量控制，每一層都要復核軸線和標高，每施工完5層就要用全站儀對核心筒的整體垂直度做一次全面校核，及時調整累計偏差，保證總偏差不超過規范要求。然后是混凝土強度控制，每一層都要留同條件養護試塊，必須等同條件試塊強度達到要求，才能進行上一層施工，絕對不能搶工。鋼筋連接質量要按規范頻率抽檢，不合格的接頭全部返工，不能姑息。結構截面尺寸和墻面平整度，每一層都要檢查，小偏差及時調整，大偏差要編制專項處理方案，經審批后再處理，不能私自修修補補糊弄過去。4.2安全保障措施超高層施工，安全永遠是第一位的。首先爬模架體每次爬升完成之后，都要組織專門的驗收，驗收合格才能上人作業，架體四周的防護網必須封閉嚴密，底部的兜網也要掛好，所有的洞口都要封死，防止高空墜物。高空作業人員必須系安全帶、戴安全帽，每天早班會都要強調安全，大風天氣風力超過6級的時候，絕對不能進行爬模爬升和吊裝作業。塔吊吊裝必須由持證信號工指揮，吊物下方不能站人。每三層就要設置一處消防水源，配備足夠的滅火器，因為高空電焊作業多，很容易引發火災。施工用電每一層的電箱都要做接地保護，配備合格的漏電保護器，下班之后必須切斷不必要的電源。我們一直覺得，安全無小事，哪怕多檢查一遍，多提醒一句，都可能避免一次事故，所以這套工法從始至終都把安全要求落實到每一步。5工法應用效益分析說完了做法和管控，很多人會問這套工法實際用下來效益怎么樣，我結合這些年的項目經驗說說實際感受。5.1工期效益和傳統的落地腳手架施工比，逐層向上配合爬模施工，不需要每次拆了模板再重新搭腳手架，工序銜接非常緊湊，核心筒領先外框的施工節奏，也不會出現窩工的情況，一般30層左右的超高層，能比傳統施工方法提前一個月到一個半月封頂，工期節省非常明顯。5.2經濟效益雖然前期爬模設備和方案編制的投入比傳統方法高一點，但是省了大量落地腳手架的租賃費用和搭設人工，也減少了二次搬運的費用，而且因為逐層驗收，質量問題少，后期整改和維修的費用也低，整體算下來，每平方建筑面積能節省100元左右的成本，一個幾萬平米的項目下來，就是幾百萬的效益，非?？捎^。5.3質量安全效益這套工法施工出來的結構，整體性好，變形小，質量合格率高，很少出現開裂、不均勻沉降這些問題，而且安全防護到位，安全事故發生率比傳統施工方法低很多，甲方和監理都非常認可，我們用這套工法做的幾個項目，都拿到了當地的結構優質工程獎，市場口碑也越來越好。結語總的來說，筒體結構逐