160m烟囱滑模施工技术
1.引言
滑模施工改善了施工条件、减少了劳动强度、加快了施工进度、节约了资源、降低了工程成本充分体现了混凝土的连续性施工特点,所以一直在民用建筑,如高层民宅、烟囱、筒仓等领域中有广泛应用。本文对这一施工技术进行了阐述。 2.工程概况
本工程1#、2#烟囱属于宝钢湛江钢铁有限公司炼焦工程的配套设施,炼焦工程设计为4×65孔7m焦炉,两座焦炉为一组,配套一根烟囱,4座焦炉配套2根烟囱。
烟囱筒壁采用钢筋混凝土结构,基础采用圆型钢筋混凝土伐板基础,基础垫层底标高-11.1m,基础杯口顶标高+1.250m,该标高筒壁直径13.48m。
钢筋混凝土烟囱高160m,筒壁采用C30混凝土,最外层钢筋混凝土保护层厚度为30mm。沿筒体外壁±0.00m~+50m设旋转钢梯,+50m~+160m设钢直爬梯。
烟囱内衬采用MU10普通粘土砖,M5混合砂浆砌筑。隔热层采用高炉水渣。烟囱顶部设置避雷针。
筒身钢筋采用HRB400,HPB300级。垂直及水平钢筋采用绑扎,搭接长度50d。垂直钢筋在同一水平面的接头不得超过该平面根数的1/4,上下水平钢筋的接头应错开,错开距离不应小于的1/8圆周长,且相邻3排钢筋接头不能设在一条垂线上。
本地区气象自然条件:抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g,标高:±0.000相当于绝对标高9.500米。
本工程中的1#、2#烟囱采用的即为滑模技术。 3.烟囱滑模的施工方法 3.1滑模施工原理
移置式模板施工原理:施工用外模板,由多张一定规格的冷轧板(冷轧板厚度3㎜),按施工需要组装成一整体模板。内模板则由数个单张定型模板根据支模需要进行组装。
首层砼浇筑后,外模板则利用操作平台提升(平台提升则利用挂设在竖架上的一定数量和均匀布置的手扳葫芦来进行)将模板移置到下一层筒壁施工位置上(平台提升高度1500㎜左右)。内模板(一块压一块)安装一层一周后,利用木方支顶,另一边则支撑在竖架上。随着施工平台的上升,不断地浇筑混凝土、绑扎钢筋、安装模板,经几十次循环施工,直至施工到设计高度。 3.2施工准备
烟囱为重要构筑物,工序多、施工时间相对较长、质量要求高,安全工作必须作到细致周到,所以施工前的准备工作非常重要。筒体混凝土施工前要作好以下工作
施工前应对施工人员进行安全技术交底,并且认真熟悉施工图纸了解相关要求,了解施工工艺流程。
(1)组织配套技术力量,配齐各专业所需技术人员、管理人员和工人。 (2)做好现场三通一平工作。
(3)根据施工现场情况,做好施工总平面的布置,水、电应满足施工要求。
(4)要准备备用的施工机械或零部件,一旦出现故障立即投入备用设备或立刻抢修。 (5)移置式模板应提前加工好。
(6)手扳葫芦要必须逐个检查和工作检验,同时要有足够的备用。
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(7)根据手扳葫芦的布置及间距,计算手扳葫芦的总起重量是否满足施工需要。 (8)按不同的收分度和筒径计算出各种模板的规格和用量,并提前加工好。
(9)烟囱在施工过程中所需铁件及预埋件要提前加工进场,并标明规格和所用部位。 (10)根据气温情况、合理确定每一模混凝土的拆模时间; (11)按照图纸要求,作好沉降观测工作。 (12)管理人员要分工明确、定岗定责; (13)轴线,标高等控制点,要加以保护;
(14)烟囱内施工人员进出口位置,要搭设安全防护棚,以防止高空落物伤人。 (15)施工现场要按照规范要求设安全警戒标识等(烟囱筒壁始16米范围),并挂警示标志牌;
3.3移置式模板、竖架 3.3.1移置式模板
移置式模板含移置式外模板和移置式内模板,移置式外模板组装时,连接螺栓一定要拧紧。模板连接时必需分段进行,不可一次形成一体,以防移动时发生变形,或发生安全事故,连成的每一段5米左右,立靠在施工位置时,一定要固定好。在连成一体施工时,各吊点要进行安全检查,无误后方可进行连接。内模板安装切不可乱扔乱摔,发现开焊或变形的模板不可用到组模上。外模板安装就后,设置5道钢绳围箍捆绑,最下边一道是为了保证筒壁砼接槎好,而采用圆钢围箍。混凝土浇筑后,在混凝土达到拆模强度要求后,松开紧固的围箍,模板自然散开而不破坏筒壁混凝土表面;外模整体模板拆除后,则利用平台幅射梁上挂设的2t倒链,将外模提升到下一个安装位置上进行下模组模准备。 3.3.2竖架
竖架截面尺寸1.2m*1.2m,竖架在±0.00m~60m高度时,立杆采用角钢L90*10,横杆采用角钢L63*6,斜杆采用角钢L63*6。
竖架在60m~170m高度时,立杆采用角钢L75*8,斜拉杆采用角钢L63*6,水平拉杆采用角钢L50*5。
立杆连接件加固件采用L90*10角钢,立柱每单节长2500mm,两端及中间均设置水平拉杆,每节内设斜拉杆,杆件之间连接全部采用螺栓加防松垫。竖架首次安装高度不得超过15m。竖架的立杆、水平杆和斜拉杆,通过吊笼运至安装位置。竖架安装,要严格按照先安装立杆,后安装水平杆和斜拉杆的顺序,分节进行安装。竖架每一节安装完成后要校正垂直度、再拧紧螺栓。竖架每安装一步,附属滑道管、上下滑轮、上料桅杆、施工外爬梯等均随之安装,以满足施工需求。为保证竖架整体稳定性,竖架要与筒壁(钢性连接主要材料为角钢L75以上或槽钢)进行拉结(附着)。为防止竖架遭到雷击,在竖架顶端设置二根(临时)避雷针,避雷针要与筒壁内设置的,或顺筒壁引上来的避雷线连成一体,连接到永久接地极上。
3.3.3操作平台
操作平台采用幅射状,上挂式结构。结构原理主要是由12#槽钢制作成3道环梁,与环梁相连接有18根12#槽钢幅射梁。操作平台安装前应搭设好脚手架,核对好各种部件数量,调整加工好各种杆件尺寸。
操作平台安装顺序为先安内、中、外,承重环梁——然后是安幅射钢梁——铺木板——挂内外吊架——布安全网,然后用链式起重机将操作平台挂设在竖架上,链式起重机与竖架夹角要保证在30~40度范围之间,操作平台主要用料,承重环梁选用槽钢[12,辐射梁选用槽钢[12,木铺板厚度必须保证30mm以上。平台由22个额定起重能力为1.5t手扳葫芦,通过钢丝绳悬挂在井架上。在平台下面沿筒壁内、外设两层吊架用于支模作业。
平台外侧一周设置吊挂(吊挂上的吊杆是由Φ16圆钢弯折而成,吊挂高度为2.5米宽度为0.5米),吊挂挂在平台的辐射梁上,吊挂间铺设木跳板(跳板其规格为:3m长×0.2m宽×0.05m厚)。
竖架及操作平台剖面图见下图:
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天梁 竖架 手板葫芦 外模 内模 内模木支撑 内吊挂 烟囱钢筋混凝土筒壁 罐笼 竖架及操作平台剖面图示
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竖架及操作平台安装详见下图:
竖井架操作平台总装结构图示意图
1-天滑轮;2-竖架;3-提升钢丝绳;4-加固箍;5-拔杆;6、手扳葫芦;7-安全网;8-操作平台;9-吊挂;10-模板;11-砼筒壁;12-拉结杆件;13-安全网;14-平台环梁;15-幅射梁。
3.3.4垂直运输
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材料垂直运输设一个吊笼(3m×0.9m×0.8m),由1台4吨卷扬机提升,钢筋由平台上的桅杆进行吊运(1吨卷扬机)。施工人员通过竖架上钢爬梯到达施工平台。 3.3.5模板的拆除清理
测定混凝土的早期强度,当混凝土达到拆模强度(2.5Mpa,相当于25㎏ƒ∕C㎡)时方可进行模板拆除工作。本工程的模板拆除按照先内模后外模顺序,两节内模板交替使用,拆除时从一个点开始,依次拆除支撑、松开围箍钢筋、拆除回形销,按一定顺序拆除内模板,用φ15棕绳钩住后,移放到施工平台上。外模松开紧固钢绳,用倒链提升至下一支模位置;模板拆除时浇筑后的混凝土要保证保证达到拆模强度,同时不损伤筒壁混凝土。
模板的清理工作,有专人负责。先用灰刀清理模板表面混凝土,然后用拖把擦干净,对翅边变形处加以修整,用棉砂擦上脱模剂(不得使用废机油),分类堆放,以待使用。按要求每节每块模板都须清理涂刷脱模剂,且经质量员检查合格后方可进行安装。 3.4筒体施工
3.4.1混凝土筒壁施工工艺流程
安装内模板→绑扎竖向钢筋→绑扎环向钢筋→安装外模板→浇筑混凝土(1.25m)→拆除内外模板→提升平台至(n+1.25m)→清理刷油→安装(n+1)节内模→固定内模支撑→调整半径→绑扎环筋→安装外模板→校正半径及壁厚→外侧围箍捆绑→浇筑(n+1)节混凝土→前述循环。 3.4.2钢筋工程的施工
钢筋依据施工图进行制作,制作好的钢筋,应按筒壁施工要求,运至施工现场分类存放。钢筋绑扎时应符合下列规定:
钢筋采用绑扎连接,钢筋搭接长度应满足图纸设计要求,并用扎丝在接头的中间和两端绑扎;竖向钢筋绑扎时,钢筋保护层的厚度,应用钢筋支承架来保持,其偏差不得超过+10和-10;钢筋接头应交错布置,在任一搭接面内搭接接头的根数不应多于钢筋总数的25%;纵向钢筋应沿筒壁均匀布置。
变换纵向钢筋直径或根数时,应在筒壁的全圆周内均布的进行。 3.4.3混凝土工程施工 (1)混凝土浇筑
1)混凝土浇筑前,做好准备工作;在烟囱的上料口设置上料溜槽,溜槽倾斜角度要大于450应下端直对上料罐笼,溜槽可用钢板制作。
2)模板安装好后,应检查模板的中心、水平、半径、壁厚等是否正确,节点安装是否牢固;
3)浇筑混凝土时,应沿筒壁圆周均匀地分层进行,每层浇筑厚度为250mm—350mm,各层浇筑的间隔时间不大于混凝土的初凝时间,当间隔时间超过时,对接槎处应按施工缝的要求处理;
4)浇筑混凝土时,应对称地变换浇灌方向,相邻两节筒壁的混凝土起始浇筑点应错开1/4圆周长,防止模板向一个方向倾斜;
5)每节混凝土浇筑完成后,清除混凝土上表面浮浆,安装模板前凿毛混凝土上表面并清除混凝土残渣。 (2)混凝土的振捣
1)振捣混凝土时,振捣器不得接触钢筋和模板;
2)振捣器应插入前一层混凝土内,但深度不宜超过50mm; 不得漏振或过振。
4移模过程中烟囱垂直度的控制
每安装一节模板均要进行测中心和筒壁半径测量,经检查合格后可进行下道工序。 中心测定,基础施工完毕将中心引到基础底部标高预埋的铁件上,并打上十字线在竖架顶部中心安装一个吊中架,悬挂吊中线坠,调整支模半径,线锤用φ4镀锌钢丝绳通过卷线
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架支设于吊中架。在施工平台处,逐节向上,通过固定卡的移动找中。
半径测量,烟囱筒壁半径测量应专人负责,测量时以线坠的挂线为圆心,用钢尺测量模板尺寸(注意测量时拉力要均匀,并保持同一水平面),或用木板条划上尺寸线,根据每节的收缩尺寸锯掉多余部分,用这样的板条逐段地测量找中。模板固定后还要挑几个主要点,复查一下。
壁厚控制,为保证筒壁厚度,第一节模板用短方木支撑安装在内外模板之间,每隔一块内模板安装一根,混凝土浇筑到模板上口时拆除短方木支撑;从第二节模板开始,壁厚控制采用“Π”钢筋限位卡(φ16钢筋制作,长度等于筒壁壁厚),每隔一块内模板安装一个限位卡,浇筑完该位置混凝土后拆除限位卡。
烟道口、废气口的施工,烟道口、废气口加厚部分拟采用二次施工方法施工。具体做法:筒壁施工到相应标高处,使用木盒预留出筒壁厚度范围内的洞口,并预埋铁件或者钢筋;待筒壁模板拆除后,绑扎加厚部分钢筋、安装木模板,模板加固内侧使用预埋钢筋拉、顶,外侧使用φ10钢筋沿筒壁外壁水平方向整圈围箍。模板安装完成后,应检查验收模板位置和尺寸、外表面垂直度、强度等,验收合格后方可浇筑混凝土。 5烟囱沉降观测及垂直度的观测和检查
(1) 沉降观测
在筒壁施工时,按设计要求设置沉降点,各个沉降观测点的首次高程测定确定后,将其记入沉降观测记录中。在筒身施工过程中,每施工30 m,作一次沉降观测,筒身施工完成后,沉降观测仍应继续进行,其观测时间的间隔,可视沉降值的大小而定,开始时,间隔时间短一些(每隔10天或半个月一次),以后随着沉降速度的减慢,可逐渐延长间隔时间。直至沉降基本稳定时为止,每次观测结果, 均应记入沉降观测记录中,并作为竣工移交资料。 (2) 垂直度观测
在烟囱筒身施工中,烟囱的垂直度控制主要依靠设在基底的中心点,通过线坠吊中进行控制,在筒身施工完成后,可利用控制桩检查和观测烟囱的垂直度,检查和观测烟囱的垂直度及其倾斜情况,如果两个方向的观测延长线相交点与筒首处的圆心重合,并和地面的中心桩在同一垂直线上,其中心偏差为零,说明烟囱垂直度符合规范要求。 6.结论
随着建筑市场高层及超高层建筑的增多,越来越多的建筑采用滑模技术施工,该方法机械化程度高、施工速度快、综合效益显著,是可广泛采用和推广的施工技术,但滑模施工技术是建筑施工中比较特殊的一门施工技术,由于在施工过程中有一定的技术难度,对混凝土的连续性施工要求较高。滑模施工具有机械化程度高,多工种协同工作和强制性连续作业的特点,任何一环脱节都会影响全盘,因此,周密地做好施工准备和控制工作是搞好滑模施工的关键。
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