超高层施工工艺介绍

汇报演演示文文稿一、引引言近年来来超高高层建建筑发发展迅迅速，，数百百米的的高楼楼层出出不穷穷，国国内先先后建建成了了上海海环球球、广广州西西塔、、深圳圳京基基100大厦等等，都都是城城市地地标性性建筑筑。根据1972年8月在美美国宾宾夕法法尼亚亚洲的的伯利利恒市市召开开的国国际高高层建建筑会会议上上，专专门讨讨论并并提出出高层层建筑筑的分类和和定义义。确定定40层以上上（高高度100米以上上）的的建筑筑为超超高层层建筑筑。目前所所建超超高层层高度度普遍遍超过过该规规定，，在在此主主要针针对高高度200m以上建建筑的的施工工工艺艺进行行探讨讨。根据以以往的的工程程实例例，超超高层层建筑筑多设设计为为框架架核心心筒结结构，，根据据高度度的不不同，，又主主要有有两种种：类型1：内筒为为钢筋筋混凝凝土核核心筒筒结构构+外筒巨巨柱，，巨柱柱与核核心筒筒之间间钢梁梁连接接，外外筒楼楼板为为组合合楼板板的形形式，，如：：广州州西塔塔、上上海环环球、、深圳圳京基基100大厦、、广州州东塔塔，均均为该该结构构形式式，高高度均均在400米以上上。类型2：内筒为为钢筋筋混凝凝土核核心筒筒+外筒巨巨柱，，巨柱柱与核核心筒筒之间间为钢钢筋混混凝土土梁连连接，，楼板板为普普通的的钢筋筋混凝凝土楼楼板，，如：：重庆庆环球球、广广州高高德、、目前前正在在投标标的合合肥华华润置置地万万象城城的东东、西西塔楼楼。建建筑高高度约约在200～400米。超高层建筑筑的施工涉涉及到建筑筑施工领域域较多的施施工技术课课题，个人人总结主要要有以下几几方面：☆高强、高性性能混凝土土、钢管混混凝土等的的施工质量量控制。☆选择确定合合适的施工工工艺流程程和合理选选择模板、、围护架体体系。☆总承包方涉涉及的多工工序、多工工种交叉作作业时的管管理与协调调。☆垂直运输设设备的选择择。☆各专业工程程的合理插插入施工时时间。二、工艺顺顺序确定类型1：前述类型1，外框结构构为钢梁的的结构形式式，适合核核心筒墙体体竖向结构构先行施工工，楼板等等水平结构构滞后施工工，外框钢钢结构及梁梁板滞后核核心筒结构构数层进行行施工。钢梁与核心心筒连接采采用预埋件件焊接耳板板的连接形形式。核心筒内梁梁筋需预留留套筒，楼楼板钢筋可可采用预留留胡子筋的的形式，局局部错位、、漏埋可采采用植筋。。外框楼板为为组合楼板板。类型1工程实例照照片核心筒领先先外框数层层压型钢板组组合楼板核心筒外埋埋件及耳板板板筋预留如前述类型1，核心筒先先行施工的的优点是，，能很好解解决多工序序交叉作业业提供工作作面问题。。核心筒墙体体结构为第第1个施工作业业面内筒水平结结构为第2个施工作业业面钢结构柱和和钢梁为第第3个施工作业业面外框筒组合合楼板施工工为第4个施工作业业面外侧幕墙分分段施工形形成第5个施工作业业面下部楼层砌砌筑和精装装工程适时时插入施工工为第6个施工作业业面由此，一座座超高层内内多道工序序可以一同同施工，有有互相独立立，互不干干扰，并且且提供多个个施工作业业面，有利利于加快施施工进度。。类型2：前述类型2，由于外框框筒结构为为钢筋混凝凝土结构，，理论上不不适合核心心筒先行施施工的施工工工艺，理理由有：(1)、外筒梁板板钢筋需全全部同截面面断开，对对结构受力力性能影响响较大，很很难征得设设计同意。。(2)、普通钢筋筋混凝土楼楼板需支模模施工。结论：前述类型2的超高层结结构比较适适合采取内内外筒一起起同步施工工的形式。。类型2工程实例照照片重庆环球金金融中心、、广州高德德均为内外外框筒一同同施工三、模板、、围护系统统选用(1)、爬模系统统(2)、滑模系统统(3)、顶模系统统上述三种模模板体系均均可用于类型1的核心筒墙墙体结构先先行施工的的工艺。(4)、传统翻模模+爬架围护系系统的工艺艺该工艺适合合类型2内、外筒同同时施工的的工艺。目前，可用用于超高层层建筑施工工的模板及及围护系统统有：爬模系统特点介绍：：爬模系统有有专业厂家家生产，构构件设计为为标准件，，可厂家租租赁，使用用完毕后厂厂家可以回回收。爬模由下架架、上架、、附墙挂座座、导轨、、液压油缸缸系统、模模板、护栏栏等组成。爬模的原理理是，根据据墙体情况况，布置机机位，每个个机位处设设置液压顶顶升系统，，架体通过过附墙挂座座与预埋在在墙上的爬爬锥连接固固定，爬升升时先提升升导轨，然然后架体连连同模板沿沿导轨爬升升；爬模系统特点介绍：：爬模系统的的特点：(1)、液液压爬模可可整体爬升升，也可单单榀爬升，，爬升稳定定性好。(2)、操操作方便，，安全性高高，可节省省大量工时时和材料。。(3)、爬爬模架一次次组装后，，一直到顶顶不落地,节省了施施工场地，，而且减少少了模板、、特别是面面板的碰伤伤损毁。(4)、液液压爬升过过程平稳、、同步、安安全。爬模的安装装爬模外防护护架爬模系统特点介绍：：(5)、提提供全方位位的操作平平台，施工工单位不必必为重新搭搭设操作平平台而浪费费材料和劳劳动力。(6)、结结构施工工误差小，，纠偏简单单,施工误误差可逐层层消除。(7)、爬爬升速度快快，可以提提高工程施施工速度。。(8)、模模板自爬,原地清理理，大大降降低塔吊的的吊次。整体效果，，外围护也也可为安全全网爬模，外围围钢板网爬模系统特点介绍：：总体说：爬模系统具具有操作简简便灵活，，爬升安全全平稳，速速度快，模模板定位精精度高，施施工过程中中无需其他他辅助起重重设备的特特点。额定荷载额定压力油缸行程伸出速度泵站功率100kN25Mpa300mm400mm/min16-18KW爬模液压油油缸参数表表：平台宽度施工荷载上操作平台1.2m≤4.00KN/㎡（爬升时0.75KN/㎡）模板平台1.2m荷载标准值为1.0kN/㎡主平台2.8m≤1.0KN/㎡液压操作平台2.5m≤0.75KN/㎡吊平台1.2m≤1.0KN/㎡架体高度：14.6米；升降速度：10分钟/米架体平台尺尺寸参数表：但一般机位位较多，整整体性不够够好，承载载力也不大大。以QPM-50型液压自爬爬模系统为例，其性性能参数如如下：爬模系统的爬升流程程(过小于150mm的变截面)：1、绑扎钢筋完成2、退模、安装附墙挂座3、导轨提升爬模系统的爬升流程程(过小于150mm的变截面)：4、调节附墙撑，下架体倾斜5、导轨提升到位，提升架体6、合模浇筑混凝土爬模能容易易适应较薄薄的墙厚变变化，但墙墙体突变时时适应困难难。滑模系统特点介绍：：滑模施工工工艺在国内内始于20世纪40年代，已广泛应用用于钢筋混混凝土的筒筒壁结构、、框架结构构、墙板结结构。对于于高耸筒壁壁结构和高高层建筑的的施工，效果尤为显显著。滑模施工技技术是混凝凝土工程中中机械化程程度高、施施工速度快快、场地占占用少、安安全作业有有保障、综综合效益显显著的一种种施工方法法。滑模系统原原理图滑模系统工程应用实实例照片滑模系统目前常见主主要用于烟烟囱、矿井、仓壁等工工程施工，，也可用于于超高层核核心筒竖向向墙体施工工，但由于于其施工过程程非常紧凑凑，在混凝凝土凝固前前必须向上上滑动模板板，混凝土土凝固以后后则无法滑滑动，且由由于在混凝凝土凝固前前滑动模板板，使混凝凝土结构表表面的观感感和结构的的垂直度控控制方面有有较大困难难，个人观点认认为不太适合用用于超高层层建筑核心心筒的施工工。顶模系统背景介绍：：针对超高层层建筑核心心筒施工问问题，中建四局2007年于广州西西塔工程中中研制并实实施了一种种新的超高高层核心筒筒施工工艺艺“顶模系统”。顶模系统采采用大吨位位、长行程程的双作用用油缸作为为顶升动力力，可以在在保证钢平平台系统的的承载力的的同时，减减少支撑点点数量，顶顶模系统的的支撑点数数量为3～4个，配以液液压电控系系统，可以以实现各支支撑点的精精确同步顶顶升，顶模模工艺为整整体提升式式，低位支支撑，电控控液压自顶顶升，其整整体性、安安全性、施施工工期方方面均具有有较大的优优势。顶模系统组成：顶模系统组成图(1)、支撑系统包括上支撑箱梁、下支撑箱梁、支撑钢柱，支撑箱梁上设置有可以伸缩的小牛腿。(2)、液压动力系统包括：主油缸、牛腿伸缩小油缸，每个支撑点有1个主油缸和8个小油缸。(3)、控制系统由：油泵、控制台、控制电路、油路、各种控制阀门组成。(4)、钢平台系统：为型钢组合焊接而成的桁架式钢平台，通常由一、二、三级桁架组成。(5)、模板系统，由定型大钢模板组成，模板配制时应充分考虑到结构墙体的各次变化，制定模板的配制方案，原则是每次变截面时，只需要取掉部分模板，不需要在现场做大的拼装或焊接；(6)、挂架系统，由多组可水平调节的移动式挂架组成，挂架采用钢制横、竖方通及钢板网组成。顶模系统主主要由：支支撑系统、、液压动力力系统、控控制系统、、钢平台系系统、模板板系统、挂挂架系统六六大部分组组成。顶模系统竖向功能分区图顶模系统竖向功能分分区：大钢模板安安装顶模系统工程实施照照片：钢平台安装装支撑钢柱安安装支撑油缸伸伸出顶模整体效效果(1)、顶模系统适适合用于超超高层建筑筑核心筒的的施工，顶顶模系统可可形成一个个封闭、安全全的作业空空间，模板、挂挂架、钢平平台整体顶顶升，具有有施工速度快快、安全性高、机械化程度度高节省劳动力力等多项优优点。(2)、与爬模系统统等相比较较，顶模系系统的支撑点低，位于待施施工楼层下下2～3层，支撑点点部位的混混凝土经过过较长时间间的养护，，强度高，，承载力大大，安全性性好，为提提高核心筒筒施工速度度提供了保保障。(3)、顶模系统统采用钢模可可提高模板板的周转次次数，模板配制制时充分考考虑到结构构墙体的各各次变化，，制定模板板的配制方方案，原则则是每次变变截面时，，只需要取取掉部分模模板，不需需要在现场场做大的拼拼装或焊接接。(4)、与爬模相对对比，顶模模系统无爬爬升导轨，，模板和脚脚手架直接接吊挂在钢钢平台上，，可方便实实现墙体变变截面的处处理，适应超高层层墙体截面面多变的施工要求求。顶模系统优点介绍：：(5)、精密的液压压控制系统统、电脑控控制系统，，使顶模系系统实现了了多油缸的同同步顶升，具有较大大的安全保保障。(6)、施工速度快快，每次顶升升作业用时时仅为2～3个小时，模模板挂架标标准化，随随系统整体体顶升，机机械化程度度高等特点点，可创造造2-3天/层的施工速速度（主要要视工程量量大小而进进度有所不不同）。(7)、顶模系统钢平台整体体钢度大，承载力大大，平台承载载力达10kN/㎡，测量控控制点可直直接投测到到钢平台上上，施工测测量方便。。(8)、大型布料机机可直接安安放在顶模模钢平台上上，材料可可大吨位（（由钢筋吊吊装点及塔塔吊吊运力力而确定））直接吊运运放置到钢钢平台上，，顶模系统统可方便施施工，提高高效率，减减少塔吊吊吊次，是爬爬模等其他他类似系统统所无法比比拟的。顶模系统优点介绍：：顶模系统特点介绍：：“顶模系统统”目前无专业业厂家生产产提供，需需要根据工工程特点不不同进行针针对性设计计。主要涉及到到的技术问问题有：1、顶模系统统支撑点位位置的合理理布置，会会涉及到与与塔吊位置置相碰，如如何合理避避让的问题题。2、顶模钢平平台桁架的的布置要既既有利于系系统受力安安全，又能能尽可能少少影响钢结结构的安装装。3、顶模的爬爬升步距需需与塔吊协协调一致，，并尽可能能方便施工工。4、顶模系统统的设计应应考虑尽可可能减少后后期结构变变动，顶模模系统的变变更改造方方便。“顶模系统统”广州西西塔工程的的应用取得得良好的效效果，从2007年开始安装装至2008年12月31日顺利实现现了该工程程主体结构构的预期封封顶，最快快施工速度度达到了2天一层，创创造了超高高层建筑核核心筒施工工的最快记记录。2009年我司把顶顶模系统应应用于“深圳京基100”工程，该系系统从2009年5月12日起开始安安装，2009年6月14日实现了第第一次顶升升，至2011年1月14日顶升结束束，共实现现了103次顶升，顶顶升过程中中未发生任任何安全和和质量事故故，现场实实施情况良良好。目前，在建建工程“广广州东塔””也将采用用顶模系统统施工，已已经开始进进入安装阶阶段。顶模系统应用成果：：顶模系统应用成果：：“顶模系统统”2011年度荣获国国家科学技技术二等奖奖。传统翻模模+自爬架工工艺：前述类型2，采取内内外框筒筒一同施施工的工工艺，为为尽可能能加快施施工进度度，模板板支撑体体系可考考虑采用用新型模模板体系系，如：：可调立立杆盘扣扣式满堂堂脚手架架，铝合合金模板板系统等等快拆体体系。外围护系系统可考考虑采用用目前国国内应用用较为成成熟的专专业厂家家生产的的“爬架架”或““建筑保保护屏””。盘扣式满满堂脚手手架集成式升升降操作作平台““爬架””工程实实例照片片建筑保护护屏工程程实例照照片四、高强强、高性性能混凝凝土的施施工超高层建建筑的施施工常会会用到高高强、高高性能混混凝土，，如：广广州西塔塔和深圳圳京基100大厦设计计都用到到了C80的高强混混凝土，，钢管内内浇筑高高抛自密密实混凝凝土，混混凝土的的超高泵泵送等是是超高层层混凝土土施工的的技术课课题。主要涉及及：(1)、优化配配合比，，通常说说来，混混凝土强强度越高高，其粘粘性越大大，可泵泵性能越越差，需需要通过过反复适适配，确确定最优优配合比比，在保保证混凝凝土强度度的同时时，有良良好的工工作性能能。可联联合混凝凝土生产产厂商做做该项工工作。施工时应应重点控控制，混混凝土生生产时所所用材料料是否符符合要求求，现场场抽测混混凝土的的塌落度度，扩展展度，温温度，倒倒筒时间间等。(2)、超高层层经常会会设计用用到钢管混凝凝土，由于钢钢管混凝凝土的特特殊性，，我司所所建工程程西塔和和深圳京京基100都应用了了高抛自自密实混混凝土，，辅助人人工振捣捣。自密实混混凝土除除控制混混凝土的的塌落度，扩展展度，温温度，倒倒筒时间外，，增加U形管的控控制指标标。深圳京基基100的钢管混混凝土更更具代表表性，其其设计为为矩形钢钢管柱，，内有横横、竖向向隔板及及钢筋笼笼。钢管混凝凝土的实实体检测测是一施施工难题题，目前前，施工工规范中中仍采用用超声波波检测的的方法，，但钢管管柱内的的隔板和和钢筋笼笼会影响响超声波波检测的的结果。。深圳京基基100大厦施工工中，联联合湖南南大学尝尝试采用用“压电电陶瓷””法对钢钢管混凝凝土进行行检测，，是对检检测方法法一种新新的尝试试。钢管管混凝土土实体检检测有进进一步研研究的需需求。(3)、关于混混凝土的的超高泵泵送，目目前，中联重科生产的的HBT90.40.572RS泵机及三三一重工工生产的的HBT90CH-2135D泵机都有有多栋超超高层建建筑的施施工实例例，性能能稳定。。注意要点点：☆合理选择择泵机，，泵机的的出口压压力和泵泵送方量量参数应应能满足足泵送高高度的需需求。☆应选择满满足泵送送需求的的耐磨超超高压输输送泵管管。☆注意泵机机出口部部位水平平泵管的的长度应应大于楼楼高(泵送高度度)的1/4。☆泵管竖向向适当位位置设置置弯管，，可弥补补水平段段不足。。☆推荐泵管管按楼层层高度进进行配管管，离楼楼板上400～600处有接头头，方便便接管施施工外框框楼板。。HBT90.40.572RS泵机泵管墙上上固定泵管水平平段固定定截止阀广州西塔塔项目进进行了C100高强度混混凝土的的研究，，并成功功泵送至至411m。深圳京基基100大厦进行行了C120高强混凝凝土的研研究，并并成功泵泵送至417m的高度。。在解决混混凝土强强度及可可泵性方方面都取取得显著著成果，，中建四四局在高高强高性性能混凝凝土领域域的研究究迈入了了国际先先进水平平。关于高性能混混凝土的研究：：五、垂直直运输设设备的选选择超高层建建筑施工工，垂直直运输设设备是保保证工期期的关键键，主要要是塔吊吊和施工工电梯的的选型和和布置需需满足施施工需求求。塔吊选型型要点：：(1)、塔吊满满足钢结结构吊重重需求，，吊次分分析满足足钢构和和土建施施工进度度需求。。(2)、塔吊的的布置位位置及材材料堆场场的关系系。(3)、塔吊的的容绳量量满足建建筑高度度需求。。(4)、群塔布布置满足足的安全全距离要要求。(5)、塔吊基基础的设设计、塔塔吊爬升升规划、、塔吊拆拆除措施施等。施工电梯梯选型要要点：(1)、施工电电梯运力力分析需需满足人人员上下下班高峰峰期运人人需求，，材料运运输能力力满足施施工进度度需求。。(2)、施工电电梯布置置位置尽尽量对后后期施工工影响最最小。(3)、施工电电梯分段段管理，，划分停停靠楼层层，提高高效率。。(4)