超高層施工工藝介紹

1、匯報演示文稿,一、引言,近年來超高層建筑發(fā)展迅速，數(shù)百米的高樓層出不窮，國內(nèi)先后建成了上海環(huán)球、廣州西塔、深圳京基100大廈等，都是城市地標性建筑。根據(jù)1972年8月在美國賓夕法尼亞洲的伯利恒市召開的國際高層建筑會議上，專門討論并提出高層建筑的分類和定義。確定40層以上（高度100米以上）的建筑為超高層建筑。目前所建超高層高度普遍超過該規(guī)定， 在此主要針對高度200m以上建筑的施工工藝進行探討。,根據(jù)以往的工程實例，超高層建筑多設計

2、為框架核心筒結(jié)構(gòu)，根據(jù)高度的不同，又主要有兩種：類型1：內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間鋼梁連接，外筒樓板為組合樓板的形式，如：廣州西塔、上海環(huán)球、深圳京基100大廈、廣州東塔，均為該結(jié)構(gòu)形式，高度均在400米以上。類型2：內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間為鋼筋混凝土梁連接，樓板為普通的鋼筋混凝土樓板，如：重慶環(huán)球、廣州高德、目前正在投標的合肥華潤置地萬象城的東、西塔樓。建筑高度約在200～4

3、00米。,超高層建筑的施工涉及到建筑施工領(lǐng)域較多的施工技術(shù)課題，個人總結(jié)主要有以下幾方面：,☆ 高強、高性能混凝土、鋼管混凝土等的施工質(zhì)量控制。,☆ 選擇確定合適的施工工藝流程和合理選擇模板、圍護架體系。,☆ 總承包方涉及的多工序、多工種交叉作業(yè)時的管理與協(xié)調(diào)。,☆ 垂直運輸設備的選擇。,☆ 各專業(yè)工程的合理插入施工時間。,二、工藝順序確定,類型1：前述類型1，外框結(jié)構(gòu)為鋼梁的結(jié)構(gòu)形式，適合核心筒墻體豎向結(jié)構(gòu)先行施工，樓板等水平結(jié)構(gòu)滯后

4、施工，外框鋼結(jié)構(gòu)及梁板滯后核心筒結(jié)構(gòu)數(shù)層進行施工。鋼梁與核心筒連接采用預埋件焊接耳板的連接形式。核心筒內(nèi)梁筋需預留套筒，樓板鋼筋可采用預留胡子筋的形式，局部錯位、漏埋可采用植筋。外框樓板為組合樓板。,類型1工程實例照片,核心筒領(lǐng)先外框數(shù)層,壓型鋼板組合樓板,核心筒外埋件及耳板,板筋預留,如前述類型1，核心筒先行施工的優(yōu)點是，能很好解決多工序交叉作業(yè)提供工作面問題。核心筒墻體結(jié)構(gòu)為第1個施工作業(yè)面內(nèi)筒水平結(jié)構(gòu)為第2個施工作業(yè)面

5、鋼結(jié)構(gòu)柱和鋼梁為第3個施工作業(yè)面外框筒組合樓板施工為第4個施工作業(yè)面外側(cè)幕墻分段施工形成第5個施工作業(yè)面下部樓層砌筑和精裝工程適時插入施工為第6個施工作業(yè)面由此，一座超高層內(nèi)多道工序可以一同施工，有互相獨立，互不干擾，并且提供多個施工作業(yè)面，有利于加快施工進度。,類型2：前述類型2，由于外框筒結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，理論上不適合核心筒先行施工的施工工藝，理由有：(1)、外筒梁板鋼筋需全部同截面斷開，對結(jié)構(gòu)受力性能影響較大，很難征

6、得設計同意。(2)、普通鋼筋混凝土樓板需支模施工。結(jié)論：前述類型2的超高層結(jié)構(gòu)比較適合采取內(nèi)外筒一起同步施工的形式。,類型2工程實例照片,重慶環(huán)球金融中心、廣州高德均為內(nèi)外框筒一同施工,三、模板、圍護系統(tǒng)選用,(1)、爬模系統(tǒng),(2)、滑模系統(tǒng),(3)、頂模系統(tǒng),上述三種模板體系均可用于類型1的核心筒墻體結(jié)構(gòu)先行施工的工藝。,(4)、傳統(tǒng)翻模+爬架圍護系統(tǒng)的工藝,該工藝適合類型2內(nèi)、外筒同時施工的工藝。,目前，可用于超高層建筑施工

7、的模板及圍護系統(tǒng)有：,爬模系統(tǒng)特點介紹：,爬模系統(tǒng)有專業(yè)廠家生產(chǎn)，構(gòu)件設計為標準件，可廠家租賃，使用完畢后廠家可以回收。,爬模由下架、上架、附墻掛座、導軌、液壓油缸系統(tǒng)、模板、護欄等組成。,爬模的原理是，根據(jù)墻體情況，布置機位，每個機位處設置液壓頂升系統(tǒng)，架體通過附墻掛座與預埋在墻上的爬錐連接固定，爬升時先提升導軌，然后架體連同模板沿導軌爬升；,爬模系統(tǒng)特點介紹：,爬模系統(tǒng)的特點：(1)、液壓爬模可整體爬升，也可單榀爬升，爬升穩(wěn)定性好

8、。(2)、操作方便，安全性高，可節(jié)省大量工時和材料。(3)、爬模架一次組裝后，一直到頂不落地,節(jié)省了施工場地，而且減少了模板、特別是面板的碰傷損毀。(4)、液壓爬升過程平穩(wěn)、同步、安全。,爬模的安裝,爬模外防護架,爬模系統(tǒng)特點介紹：,(5)、提供全方位的操作平臺，施工單位不必為重新搭設操作平臺而浪費材料和勞動力。(6)、 結(jié)構(gòu)施工誤差小，糾偏簡單,施工誤差可逐層消除。(7)、爬升速度快，可以提高工程施工速度。(8)、模板自爬

9、,原地清理，大大降低塔吊的吊次。,整體效果，外圍護也可為安全網(wǎng),爬模，外圍鋼板網(wǎng),爬模系統(tǒng)特點介紹：,總體說：爬模系統(tǒng)具有操作簡便靈活，爬升安全平穩(wěn)，速度快，模板定位精度高，施工過程中無需其他輔助起重設備的特點。,爬模液壓油缸參數(shù)表：,架體平臺尺寸參數(shù)表：,但一般機位較多，整體性不夠好，承載力也不大。以QPM-50型液壓自爬模系統(tǒng)為例，其性能參數(shù)如下：,爬模系統(tǒng)的爬升流程(過小于150mm的變截面)：,爬模系統(tǒng)的爬升流程(過小于150m

10、m的變截面) ：,爬模能容易適應較薄的墻厚變化，但墻體突變時適應困難。,滑模系統(tǒng)特點介紹：,滑模施工工藝在國內(nèi)始于20世紀40年代， 已廣泛應用于鋼筋混凝土的筒壁結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、墻板結(jié)構(gòu)。對于高聳筒壁結(jié)構(gòu)和高層建筑的施工，效果尤為顯著。滑模施工技術(shù)是混凝土工程中機械化程度高、施工速度快、場地占用少、安全作業(yè)有保障、綜合效益顯著的一種施工方法。,滑模系統(tǒng)原理圖,滑模系統(tǒng)工程應用實例照片,滑模系統(tǒng)目前常見主要用于煙囪、礦井、倉壁等工程施工

11、，也可用于超高層核心筒豎向墻體施工，但由于其施工過程非常緊湊，在混凝土凝固前必須向上滑動模板，混凝土凝固以后則無法滑動，且由于在混凝土凝固前滑動模板，使混凝土結(jié)構(gòu)表面的觀感和結(jié)構(gòu)的垂直度控制方面有較大困難，個人觀點認為不太適合用于超高層建筑核心筒的施工。,頂模系統(tǒng)背景介紹：,針對超高層建筑核心筒施工問題，中建四局2007年于廣州西塔工程中研制并實施了一種新的超高層核心筒施工工藝“頂模系統(tǒng)”。頂模系統(tǒng)采用大噸位、長行程的雙作用油缸作為頂

12、升動力，可以在保證鋼平臺系統(tǒng)的承載力的同時，減少支撐點數(shù)量，頂模系統(tǒng)的支撐點數(shù)量為3～4個，配以液壓電控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)各支撐點的精確同步頂升，頂模工藝為整體提升式，低位支撐，電控液壓自頂升，其整體性、安全性、施工工期方面均具有較大的優(yōu)勢。,頂模系統(tǒng)組成：,頂模系統(tǒng)主要由：支撐系統(tǒng)、液壓動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、鋼平臺系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、掛架系統(tǒng)六大部分組成。,頂模系統(tǒng)豎向功能分區(qū)：,大鋼模板安裝,頂模系統(tǒng)工程實施照片：,鋼平臺安裝,支撐鋼柱安裝,

13、支撐油缸伸出,頂模整體效果,(1)、頂模系統(tǒng)適合用于超高層建筑核心筒的施工，頂模系統(tǒng)可形成一個封閉、安全的作業(yè)空間，模板、掛架、鋼平臺整體頂升，具有施工速度快、安全性高、機械化程度高節(jié)省勞動力等多項優(yōu)點。(2)、與爬模系統(tǒng)等相比較，頂模系統(tǒng)的支撐點低，位于待施工樓層下2～3層，支撐點部位的混凝土經(jīng)過較長時間的養(yǎng)護，強度高，承載力大，安全性好，為提高核心筒施工速度提供了保障。(3)、頂模系統(tǒng)采用鋼?？商岣吣０宓闹苻D(zhuǎn)次數(shù)，模板配制時充分

14、考慮到結(jié)構(gòu)墻體的各次變化，制定模板的配制方案，原則是每次變截面時，只需要取掉部分模板，不需要在現(xiàn)場做大的拼裝或焊接。(4)、與爬模相對比，頂模系統(tǒng)無爬升導軌，模板和腳手架直接吊掛在鋼平臺上，可方便實現(xiàn)墻體變截面的處理，適應超高層墻體截面多變的施工要求。,頂模系統(tǒng)優(yōu)點介紹：,,(5)、精密的液壓控制系統(tǒng)、電腦控制系統(tǒng)，使頂模系統(tǒng)實現(xiàn)了多油缸的同步頂升，具有較大的安全保障。(6)、施工速度快，每次頂升作業(yè)用時僅為2～3個小時，模板掛架標

15、準化，隨系統(tǒng)整體頂升，機械化程度高等特點，可創(chuàng)造2-3天/層的施工速度（主要視工程量大小而進度有所不同）。(7)、頂模系統(tǒng)鋼平臺整體鋼度大，承載力大，平臺承載力達10kN/㎡，測量控制點可直接投測到鋼平臺上，施工測量方便。(8)、大型布料機可直接安放在頂模鋼平臺上，材料可大噸位（由鋼筋吊裝點及塔吊吊運力而確定）直接吊運放置到鋼平臺上，頂模系統(tǒng)可方便施工，提高效率，減少塔吊吊次，是爬模等其他類似系統(tǒng)所無法比擬的。,頂模系統(tǒng)優(yōu)點介紹：,

16、頂模系統(tǒng)特點介紹：,“頂模系統(tǒng)”目前無專業(yè)廠家生產(chǎn)提供，需要根據(jù)工程特點不同進行針對性設計。,主要涉及到的技術(shù)問題有：,1、頂模系統(tǒng)支撐點位置的合理布置，會涉及到與塔吊位置相碰，如何合理避讓的問題。,2、頂模鋼平臺桁架的布置要既有利于系統(tǒng)受力安全，又能盡可能少影響鋼結(jié)構(gòu)的安裝。,3、頂模的爬升步距需與塔吊協(xié)調(diào)一致，并盡可能方便施工。,4、頂模系統(tǒng)的設計應考慮盡可能減少后期結(jié)構(gòu)變動，頂模系統(tǒng)的變更改造方便。,“頂模系統(tǒng)”廣州西塔工程的應用

17、取得良好的效果，從2007年開始安裝至2008年12月31日順利實現(xiàn)了該工程主體結(jié)構(gòu)的預期封頂，最快施工速度達到了2天一層，創(chuàng)造了超高層建筑核心筒施工的最快記錄。2009年我司把頂模系統(tǒng)應用于“深圳京基100”工程，該系統(tǒng)從2009年5月12日起開始安裝，2009年6月14日實現(xiàn)了第一次頂升，至2011年1月14日頂升結(jié)束，共實現(xiàn)了103次頂升，頂升過程中未發(fā)生任何安全和質(zhì)量事故，現(xiàn)場實施情況良好。目前，在建工程“廣州東塔”也將采用

18、頂模系統(tǒng)施工，已經(jīng)開始進入安裝階段。,頂模系統(tǒng)應用成果：,頂模系統(tǒng)應用成果：,“頂模系統(tǒng)”2011年度榮獲國家科學技術(shù)二等獎。,傳統(tǒng)翻模+自爬架工藝：,前述類型2，采取內(nèi)外框筒一同施工的工藝，為盡可能加快施工進度，模板支撐體系可考慮采用新型模板體系，如：可調(diào)立桿盤扣式滿堂腳手架，鋁合金模板系統(tǒng)等快拆體系。外圍護系統(tǒng)可考慮采用目前國內(nèi)應用較為成熟的專業(yè)廠家生產(chǎn)的“爬架”或“建筑保護屏”。,盤扣式滿堂腳手架,集成式升降操作平臺“爬架”工程

19、實例照片,建筑保護屏工程實例照片,四、高強、高性能混凝土的施工,超高層建筑的施工常會用到高強、高性能混凝土，如：廣州西塔和深圳京基100大廈設計都用到了C80的高強混凝土，鋼管內(nèi)澆筑高拋自密實混凝土，混凝土的超高泵送等是超高層混凝土施工的技術(shù)課題。,主要涉及：,(1)、優(yōu)化配合比，通常說來，混凝土強度越高，其粘性越大，可泵性能越差，需要通過反復適配，確定最優(yōu)配合比，在保證混凝土強度的同時，有良好的工作性能?？陕?lián)合混凝土生產(chǎn)廠商做該項工作

20、。施工時應重點控制，混凝土生產(chǎn)時所用材料是否符合要求，現(xiàn)場抽測混凝土的塌落度，擴展度，溫度，倒筒時間等。,(2)、超高層經(jīng)常會設計用到鋼管混凝土，由于鋼管混凝土的特殊性，我司所建工程西塔和深圳京基100都應用了高拋自密實混凝土，輔助人工振搗。自密實混凝土除控制混凝土的塌落度，擴展度，溫度，倒筒時間外，增加U形管的控制指標。深圳京基100的鋼管混凝土更具代表性，其設計為矩形鋼管柱，內(nèi)有橫、豎向隔板及鋼筋籠。鋼管混凝土的實體檢測是一

21、施工難題，目前，施工規(guī)范中仍采用超聲波檢測的方法，但鋼管柱內(nèi)的隔板和鋼筋籠會影響超聲波檢測的結(jié)果。深圳京基100大廈施工中，聯(lián)合湖南大學嘗試采用“壓電陶瓷”法對鋼管混凝土進行檢測，是對檢測方法一種新的嘗試。鋼管混凝土實體檢測有進一步研究的需求。,(3)、關(guān)于混凝土的超高泵送，目前，中聯(lián)重科生產(chǎn)的HBT90.40.572RS泵機及三一重工生產(chǎn)的HBT90CH-2135D泵機都有多棟超高層建筑的施工實例，性能穩(wěn)定。,注意要點：,☆合理選擇

22、泵機，泵機的出口壓力和泵送方量參數(shù)應能滿足泵送高度的需求。,☆應選擇滿足泵送需求的耐磨超高壓輸送泵管。,☆注意泵機出口部位水平泵管的長度應大于樓高(泵送高度)的1/4。,☆泵管豎向適當位置設置彎管，可彌補水平段不足。,☆推薦泵管按樓層高度進行配管，離樓板上400～600處有接頭，方便接管施工外框樓板。,HBT90.40.572RS泵機,泵管墻上固定,泵管水平段固定,截止閥,廣州西塔項目進行了C100高強度混凝土的研究，并成功泵送至411

23、m。深圳京基100大廈進行了C120高強混凝土的研究，并成功泵送至417m的高度。,在解決混凝土強度及可泵性方面都取得顯著成果，中建四局在高強高性能混凝土領(lǐng)域的研究邁入了國際先進水平。,關(guān)于高性能混凝土的研究：,五、垂直運輸設備的選擇,超高層建筑施工，垂直運輸設備是保證工期的關(guān)鍵，主要是塔吊和施工電梯的選型和布置需滿足施工需求。,塔吊選型要點：,(1)、塔吊滿足鋼結(jié)構(gòu)吊重需求，吊次分析滿足鋼構(gòu)和土建施工進度需求。,(2)、塔吊的布置位

24、置及材料堆場的關(guān)系。,(3)、塔吊的容繩量滿足建筑高度需求。,(4)、群塔布置滿足的安全距離要求。,(5)、塔吊基礎的設計、塔吊爬升規(guī)劃、塔吊拆除措施等。,施工電梯選型要點：,(1)、施工電梯運力分析需滿足人員上下班高峰期運人需求，材料運輸能力滿足施工進度需求。,(2)、施工電梯布置位置盡量對后期施工影響最小。,(3)、施工電梯分段管理，劃分?？繕菍樱岣咝?。,(4)、選擇高速電梯，電梯的電機性能直接影響電梯的性能，選擇有實力的生產(chǎn)廠

25、家。,(5)、施工電梯梯籠尺寸及運載重量可以綜合考慮滿足運輸幕墻板塊及機電設備的需求。,(6)、樓層過高，電壓降對施工電梯的影響，電纜線防卷問題。,六、各專業(yè)工程的插入施工,外框樓板插入施工,磚砌筑插入施工,幕墻工程插入施工,機電安裝插入施工,機電安裝插入施工,防火涂料插入施工,七、總承包方的協(xié)調(diào)管理,超高層建筑施工，涉及到各專業(yè)分包、甲指分包的勞務隊伍數(shù)量眾多，協(xié)調(diào)管理難度大，主要以下方面。,(1)、安全管理,(2)、消防管理,(3)

26、、各專業(yè)隊伍之間塔吊使用的協(xié)調(diào)分配,(4)、各專業(yè)隊伍之間施工電梯使用的協(xié)調(diào)分配,(5)、對幕墻單位、永久電梯施工單位、防火涂料單位等專業(yè)分包單位的協(xié)調(diào)管理。,八、總結(jié)超高層建筑施工的重難點,超高層建筑的施工常見的重、難點問題：(1)、一般超高層建筑工程地址處于城市繁華地段，施工用地緊張，材料堆場狹小，堆場的合理布置、管理是難點。(2)、基坑周邊會存在建筑物、管線、地鐵等設施，對周邊環(huán)境影響的監(jiān)控是重難點。(3)、超高層建筑高度超