依山而建高落差倾斜结构施工关键技术.pdf

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依山而建高落差倾斜结构施工关键技术

罗宗礼,刘睿,胡畔,吴小鑫

(中建四局第六建筑工程有限公司贵州分公司,贵州贵阳550000)

[摘要]以贵阳花果园办公一号楼依山面建高落差倾斜结构建筑物为例,阐述了此类依山而建复杂工程中超厚大斜率剪力墙施工关键技术、自密实高性能混凝土斜钢柱施工技术、超厚钢筋混凝土剪力增二次转角施工关键技术、大跨度超大截面钢板墙梁施工关键技术、依山顿斜超薄剪力墙施工关键技术、山地大直径微变形减振桩施工关键 技术等.最终保证了复杂环境中依山面建倾斜结构在合理工期内的安全施工.

[关键词]高层建筑:高落差:频斜结构:施工技术

[中图分类号]TU745.1[文献标识码]A

[文章编号〕1002-8498(2013)18-0022-06

KeyTechnologies ofInclinedStructure withHighFall Dependedon theMountain

Luo Zongli Liu Rui Hu Pan Wu Xiaoxin

( Guizhou Branch Chins Conutruction 4rh Enginring Barean 6ch Co. Lad. Guiyang Guizhou550000 Ching)

Abstract; Taking the inclined structure with high fall depended on the mountain of Guiyang Huaguoyuanbuilding No. 1 projeet as an example a series of key technologies are described including the keyconstruction technology of shear walls with super-thick large slope inelined steel columns technology byhigh performance self-pacting concrete two times rotation technology of super-thick shear walls keytechnology of steel plate beams with large-span and super-large section key technology of super-thin shear walls depended on the mountain construction of lrge diameter damping piles with small deformation. Atthe reasonable construction period in the plicated environment the construction safety of the inclinedstructure with high fall depended on the mountain is guaranteed finally.

Key words; tall buildings;high fall;inclined structure ;construction

本工程从基础至6层①~轴与~轴靠山贵阳花果园办公一号楼项目位于贵阳市,该工区域墙体为1m厚倾斜钢筋混凝土剪力墙;从基础的35.37°;从首层至6层③~9轴靠山区域存在 凝土剪力墙从首层至6层的67.43°转变为6~7层150mm厚倾斜钢筋混凝土剪力墙;本工程8,9层存在截面尺寸3500mmx1200mm转换梁,该梁为劲72m;山顶部分基础结构为$2~$2.5m大直径灌注 性钢骨混凝土结构,内有大型H型钢,转换梁总长孔桩.图3为其工程剖面.

1工程概况

布置,立面北面层层后移(见图1).工程东西全长1800mm×3000mm的型钢混凝土斜柱,斜柱倾斜角198m,南北最宽处54m,地下1层,地上11层,建筑度为65.58°.内设劲性钢骨:①~③轴倾斜钢筋混 高度100~132m,工程平面如图2所示.

Fig.1Building effeet 图1工程效果

2施工关键技术

2.1超厚大斜率钢筋混凝土剪力墙施工关键技术2.1.1超厚大斜率钢筋混凝土剪力墙特点 本项目①-5轴1~6层靠山区域墙体为倾斜

2.1.2施工工艺流程

2.1.2.1架体改装及挂设

图2工程平面Fig. 2 Building plan

图3工程制面Fig.3 Building profile

钢筋混凝土剪力墙,且厚度为1m.倾斜钢筋混凝土剪力墙与山坡之间的净距离为6~10m.通过边坡稳定性分析发现边坡稳定性一般,不能承受较大的 外部荷载,若搭设外部支撑架体,搭设高度较高,山坡稳定性难以保证.由于倾斜钢筋混凝土剪力墙为外倾式、形心严重偏心,模板支架在混凝土、钢筋、模板质量及施工荷载作用下产生倾力,因此模的要求.倾斜钢筋混凝土剪力墙内部钢筋分布密 板支架的设计应满足强度、刚度、稳定性及抗位移集,存在5排钢筋,钢筋定位绑扎困难.图4为倾斜剪力墙剖面.

体改装及挂设一钢筋绑扎/钢筋支架预埋一模板吊 施工工艺流程为:埋件预埋并浇筑混凝土一架装并埋设埋件一模板加固及角度控制一混凝土浇筑一爬模爬升,进行下段墙体施工.

爬模首节挂设需搭设靠山架体,从基础底面(标高-6.500m)搭设至首层夹层(7.450m),然后

图4倾斜剪力墙所在区域剂面Fig. 4 Area profile of inelined shear wall

进行爬模埋件预埋工作和首层墙体混凝土浇筑.上部结构采用自顶升爬模架体,其导轨倾斜,角度同倾斜钢筋混凝土剪力墙角度(67.43°),架体水 平,设置可调斜撑对架体角度进行调整.爬模架体共分为3层,最上层为爬模主平台,距离山体边坡距离最小,有碰撞山体的可能,将平台宽度由2300mm缩短至2100mm:另由于原设计下部两层平台端部平台由1600mm扩大至2000mm,下部吊装平台由 与墙距离过大,存在安全隐患,故将中部液压操作1540mm扩大至1700mm,使平台端部距墙≤200mm,以保证施工安全.图5为爬模剖面示意.

图5爬模剖面Fig.5Climbing formwork profile

2.1.2.2钢筋绑扎

在楼层处绑扎倾斜钢筋混凝土剪力墙下部钢筋,在爬模架体操作平台绑扎倾斜钢筋混凝土剪力墙上部钢筋;需绑扎完倾斜钢筋混凝土剪力墙爬模 模板高度范围内的钢筋,并预留上部钢筋.倾斜钢筋混凝土剪力墙倾斜角度较大(67.43°),钢筋绑扎长度在8.0m以上、倾斜角度超过67.43°钢筋立即下挠,无法正常施工,故此处剪力墙必须采用钢筋支架进行施工.多排倾斜钢筋的支撑钢架包括前 后两排支撑(110),且底端预埋,各层连杆([5)焊接与工字钢相连,形成一框架.

2.1.2.3模板加固及角度控制

采用钢管及螺纹管进行组合,形成一套可调反

拉系统(见图6),拉接倾斜钢筋混凝土剪力墙模板,以保证模板角度及施工安全.

图6可调反拉加固系统大样Fig.6 Adjustable oppose-drawing strengthening system

600mm,一头开Φ17mm孔洞)旋人外钢管($75× 1)组装可调系统将两头内螺纹管(48,长2.5.长900mm,中间开Φ17mm洞口).将连接件(60×4钢管,距两头30mm开2个$17mm孔洞)同内螺纹管相连,并插人固定钢筋($16).

2)预埋地面拉环钢筋(Φ20圆钢拉环)根据图纸定位施工放线,地面拉环钢筋横纵向间距1000mm,纵向预埋3处,并浇筑板混凝土,使拉环钢筋固定于板内.

3)倾斜钢筋混凝土剪力墙模板铺设固定拉洞口),根据倾斜钢筋混凝土剪力墙角度铺设模板, 墙杆(d48×3.6钢管,距两头30mm开2个17mm并根据图纸要求铺设木工字梁、横向钢背楞、竖向钢背楞.根据图纸计算拉墙钢管长度,将拉墙钢管插人竖向钢背楞,并插人固定钢筋固定.

系统将拉地筋穿过地面拉环与可调系统下部连 4)安装倾斜钢筋混凝土剪力墙模板反拉加固接件孔洞,焊接封闭;拉墙钢管与可调系统上部连接件相连,插人固定钢筋.当模板角度不符合图纸要求时,将钢筋插人可调系统外钢管中部孔洞,旋转即可调节整体拉墙系统长度,以达到调节倾斜钢 筋混凝土剪力墙角度的目的.

2.2自密实高性能混凝土斜钢柱施工技术

2.2.1施工特点

1)本工程①-②轴靠山区城存在劲性混凝土3.0m,斜柱与山坡之间的净距离为2-6m. 钢柱结构,混凝土斜钢柱正截面尺寸为1.8m×

2)斜柱支模时其模板下口固定难度大,容易引起下口模板跑模和胀模,造成斜柱烂根、漏石等现象.由于柱身截面较大,混凝土浇筑荷载大,斜柱模板支设加固困难.

3)钢筋密度较大,且存在钢骨结构,混凝土浇筑困难.

2.2.2具体实施过程

万方数据

2.2.2.1模板加固与支撑系统

步距为1500mm,架体纵横向大横杆必须贯通:每根 搭设系数如下:立杆纵向、横向间距为800mm,立杆靠山部位均设置扫地杆,扫地杆离山体距离为100~200mm;立杆底部需设置240mm×110mmx90mm混凝土实心砖垫块,严禁立杆悬空,横向水平杆需顶紧山体:靠山满堂架需设置剪刀撑(见图7),剪刀撑需从下至顶设置;水平剪刀撑连续设置,搭 设宽度为4.5m,竖向间距为4~4.5m;竖向剪刀撑搭设宽度为3~4m,沿数字轴方向设置竖向剪刀撑,间距为4~4.5m,剪刀撑需顶住山坡;沿字母轴方向设置1道通长竖向剪刀撑.对拉螺杆需焊接于内部钢柱上,以便外模板加固.

a剂面

图7靠山满堂架示意Fig. 7Full scaffold depended on mountain

加固参数:主龙骨采用40mmx90mm木方,间距200mm;次龙骨采用[14,间距450mm;Φ14水平200mm,以上对拉螺栓间距<450mm,型钢柱模板一 对拉螺栓,间距500mm,竖向对拉螺栓第1道距地次搭设高度为3.75m:采用[10将对拉螺杆与型钢柱焊接,如图8所示. 2.2.2.2混凝土浇筑 密实混凝土进行浇筑,无需振捣,并进行分层浇筑, 钢筋密度较大,且存在钢骨结构,故需采用自 图8对拉螺栓与型钢柱节点Fig.8 Joints of split bolt and steel column 每次不超过3m,保证混凝土浇筑质量. 2.2.2.3自密实混凝土主要技术 1)原材料技术要求 45%以上,最高可到50%;粗骨料:粒径<20mm;外 胶凝材料:总量≥500kg/m;细骨料:砂率在加剂:与水泥的相容性好,减水率大,缓凝、保塑. 2)工作性技术指标 填充性:△G≤5mm;抗离析性:△h≤7%:流动性:L 坍落度:S≥250mm;落扩展度:L≥700mm;≥700mm. 2.3超厚混凝土剪力墙二次转角施工关键技术 2.3.1结构概况 本工程①~5轴6层以上倾斜钢筋混凝土剪力墙角度由原67.43°转变为35.37°,倾斜钢筋混凝土 剪力墙跨度为36m,墙体厚度由原1000mm变为850mm,此处爬模无法施工,需搭设支撑架体进行模板支撑.图9为变角度剪力墙位置. Fig.9Location of shear wall with variable angle 图9变角度剪力墙位置 2.3.2搭设工字钢及架体施工工艺 在5层倾斜钢筋混凝土剪力墙部位搭设满堂支撑架,搭设主工字钢梁支撑,主工字梁间距1600mm,主工字钢梁为150b,145b,且主梁上搭设116次梁,次工字钢梁间距800mm,次工字钢上架设钢管立杆,立杆下部设20短钢筋固定立杆.工字 钢梁两端需搭设在楼板和山坡支撑墙上,倾斜钢筋混凝土剪力墙部位搭设长度为通长,山坡支撑墙搭 设长度为400mm.立杆纵、横向间距800mm,步距 为1500mm,横向加设剪刀撑,剪刀撑由下置顶连续设置,剪刀撑与水平面夹角呈45°-60°.立杆搭设高度最高为10m.在斜墙底板上预埋钢管,钢管一端焊接锚筋,另一端通过扣件与架体相连,而锚筋将结构与架体连为一体,可用于斜墙、斜柱等构件 与附加钢筋焊接在一起.这样就通过钢管和锚筋的斜向支撑,增强架体的安全稳定性,如图10所示.图10a中次梁与主梁交界处两侧需采用单面焊固定,防止次梁移动,剪刀撑纵向间距3m设置1道. a斜墙支撑 图10斜墙示意Fig. 10 Inclined wall 2.4大跨度超大截面钢板墙梁施工关键技术 2.4.1施工特点 8层结构梁(标高58.000m)截面尺寸达3500mm×1200mm,且内有大型H型钢(截面尺寸为3000mm×700mm×40mm×50mm).构件质量大,每个构件重约15t.转换梁板厚最大达到50mm,焊接难度大(见图11).主体部分转换钢梁 跨度达36m,主体与山体间悬空区域转换梁跨度达18m,山顶部分转换钢梁跨度达18m,总体跨度达72m,跨度极大,且主体结构与山顶之间为大跨度悬空开间,下部无有效支撑点,操作难度大. 2.4.2施工实施过程 2.4.2.1施工工艺流程 主体部分胎架安装一主体部分转换梁安装→ 图11转换梁位置Fig.11Transfer beam location 山顶部分设置钢马凳一山顶部分转换梁安装一悬空部分设置钢拉杆一悬空部分转换梁安装一梁板模板支设一梁板钢筋绑扎一浇筑混凝土. 2.4.2.2施工步骤 1)主体部分胎架安装主体部分转换梁采用分段吊装的方式,安装焊接工作之后,开始胎架的卸载和转换梁的探伤工作. 2)山顶部分设置钢马凳安装过程中先将钢接,之后运用全站仪或水准仪进行测量校正:校正合格后将钢梁同山顶轴桩基钢梁及山顶桩基处钢梁采用连接板连接(焊接). 3)悬空部分转换钢梁安装(见图12)安装过程中先将钢梁同轴桩基处钢梁部分斜柱进行临时连接,之后运用全站仪或水准仪进行测量校正,校正合格后用连接板同轴处钢梁连接,并安装钢拉杆进行固定,钢拉杆两端对称拉设,钢拉杆与立杆、转换梁焊接. 图12吊装钢梁Fig.12 Hoisting the stel beam 4)浇筑混凝土转换梁截面面积较大,钢筋密集,混凝土浇筑存在较大难度,需从施工工艺进行控制,并采用自密实混凝土浇筑,免去振搞棒无法 插入及振搞不实带来的质量隐患.故对大型钢梁采取半幅浇筑原则,先在梁的一侧进行浇筑待混凝土自流滴到另一侧后方可进行另一侧的浇筑,然后顺梁跨方向分层浇筑. 2.5依山倾斜超薄剪力墙施工关键技术 2.5.1施工特点及难点 1)倾斜超薄剪力境处于混摄土倾斜钢柱中间,因倾斜钢柱模板加固的需要,倾斜超薄剪力墙预留 后施工.如图13所示. 图13超薄剪力墙位置Fig. 13 Super-thin shear wall location 2)超薄墙体结构依山,考虑到墙体成型质量和绿色施工,采取钢筋桁架模板支撑体系代替原始的满堂架支撑. 2.5.2施工具体实施过程 2.5.2.1施工工艺流程 定位放线一预留倾斜钢筋混凝土一安装支撑钢板一铺设钢筋桁架模板一横向钢筋绑扎一内侧普通模板支设一浇筑混凝土. 2.5.2.2施工步骤 1)安装支撑钢板(见图14)用619mm×400mm膨胀螺栓(水平向按间距500mm设置,竖向按50mm设置)将150mm×50mm×10mm及100mmx50mm×10mm(水平向按间距500mm设置)钢板固定于混凝土结构上:以150mm×10mm钢板(通长设置)焊接(满焊)于上述钢板上,用于固定桁架板. Fig.14Support plate joints 图14支撑钢板节点 2)搭设钢筋桁架模板从一侧开始,紧贴结构铺设第1块桁架板,桁架板之间采用扣槽连接,逐片铺设,另一侧空隙宽度小于单块桁架板的可采用木模进行铺设;桁架板上下侧焊接于上述步骤钢板上;桁架板与结构交接处预留10mm间距,涂抹发泡 剂或防水以防止漏浆. 2.6山地大直径微变形减振桩施工关键技术 2.6.1施工特点及难点 1)本工程孔桩桩径较大,达2.5m,桩身较长,最长达21.5m,故需选择合理的开挖方式,并需做好安

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