超高层建筑施工工艺汇报演示文稿

近年来超高层建筑发展迅速，数百米的高楼层出不穷，国内先后建成了上海环球、广州西塔、深圳京基100大厦等，都是城市地标性建筑。根据1972年8月在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上，专门讨论并提出高层建筑的分类和定义。确定40层以上（高度100米以上）的建筑为超高层建筑。目前所建超高层高度普遍超过该规定，在此主要针对高度200m以上建筑的施工工艺进行探讨。根据以往的工程实例，超高层建筑多设计为框架核心筒结构，根据高度的不同，又主要有两种：类型1：内筒为钢筋混凝土核心筒结构+外筒巨柱，巨柱与核心筒之间钢梁连接，外筒楼板为组合楼板的形式，如：广州西塔、上海环球、深圳京基100大厦、广州东塔，均为该结构形式，高度均在400米以上。类型2：内筒为钢筋混凝土核心筒+外筒巨柱，巨柱与核心筒之间为钢筋混凝土梁连接，楼板为普通的钢筋混凝土楼板，如：重庆环球、广州高德、目前正在投标的合肥华润置地万象城的东、西塔楼。建筑高度约在200～400米。超高层建筑的施工涉及到建筑施工领域较多的施工技术课题，个人总结主要有以下几方面：☆高强、高性能混凝土、钢管混凝土等的施工质量控制。☆选择确定合适的施工工艺流程和合理选择模板、围护架体系。☆总承包方涉及的多工序、多工种交叉作业时的管理与协调。☆垂直运输设备的选择。☆各专业工程的合理插入施工时间。类型1：前述类型1，外框结构为钢梁的结构形式，适合核心筒墙体竖向结构先行施工，楼板等水平结构滞后施工，外框钢结构及梁板滞后核心筒结构数层进行施工。钢梁与核心筒连接采用预埋件焊接耳板的连接形式。核心筒内梁筋需预留套筒，楼板钢筋可采用预留胡子筋的形式，局部错位、漏埋可采用植筋。外框楼板为组合楼板。类型1工程实例照片核心筒领先外框数层压型钢板组合楼板核心筒外埋件及耳板板筋预留如前述类型1，核心筒先行施工的优点是，能很好解决多工序交叉作业提供工作面问题。核心筒墙体结构为第1个施工作业面内筒水平结构为第2个施工作业面钢结构柱和钢梁为第3个施工作业面外框筒组合楼板施工为第4个施工作业面外侧幕墙分段施工形成第5个施工作业面下部楼层砌筑和精装工程适时插入施工为第6个施工作业面由此，一座超高层内多道工序可以一同施工，有互相独立，互不干扰，并且提供多个施工作业面，有利于加快施工进度。类型2：前述类型2，由于外框筒结构为钢筋混凝土结构，理论上不适合核心筒先行施工的施工工艺，理由有：(1)、外筒梁板钢筋需全部同截面断开，对结构受力性能影响较大，很难征得设计同意。(2)、普通钢筋混凝土楼板需支模施工。结论：前述类型2的超高层结构比较适合采取内外筒一起同步施工的形式。类型2工程实例照片重庆环球金融中心、广州高德均为内外框筒一同施工(1)、爬模系统(2)、滑模系统(3)、顶模系统上述三种模板体系均可用于类型1的核心筒墙体结构先行施工的工艺。(4)、传统翻模+爬架围护系统的工艺该工艺适合类型2内、外筒同时施工的工艺。目前，可用于超高层建筑施工的模板及围护系统有：爬模系统特点介绍：爬模系统有专业厂家生产，构件设计为标准件，可厂家租赁，使用完毕后厂家可以回收。爬模由下架、上架、附墙挂座、导轨、液压油缸系统、模板、护栏等组成。爬模的原理是，根据墙体情况，布置机位，每个机位处设置液压顶升系统，架体通过附墙挂座与预埋在墙上的爬锥连接固定，爬升时先提升导轨，然后架体连同模板沿导轨爬升；爬模系统特点介绍：爬模系统的特点：(1)、液压爬模可整体爬升，也可单榀爬升，爬升稳定性好。(2)、操作方便，安全性高，可节省大量工时和材料。(3)、爬模架一次组装后，一直到顶不落地,节省了施工场地，而且减少了模板、特别是面板的碰伤损毁。(4)、液压爬升过程平稳、同步、安全。爬模的安装爬模外防护架爬模系统特点介绍：(5)、提供全方位的操作平台，施工单位不必为重新搭设操作平台而浪费材料和劳动力。(6)、结构施工误差小，纠偏简单,施工误差可逐层消除。(7)、爬升速度快，可以提高工程施工速度。(8)、模板自爬,原地清理，大大降低塔吊的吊次。整体效果，外围护也可为安全网爬模，外围钢板网爬模系统特点介绍：总体说：爬模系统具有操作简便灵活，爬升安全平稳，速度快，模板定位精度高，施工过程中无需其他辅助起重设备的特点。额定荷载额定压力油缸行程伸出速度泵站功率100kN25Mpa300mm400mm/min16-18KW爬模液压油缸参数表：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/米架体平台尺寸参数表：但一般机位较多，整体性不够好，承载力也不大。以QPM-50型液压自爬模系统为例，其性能参数如下：爬模系统的爬升流程(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(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适应较薄的墙厚变化，但墙体突变时适应困难。滑模系统特点介绍：滑模施工工艺在国内始于20世纪40年代，已广泛应用于钢筋混凝土的筒壁结构、框架结构、墙板结构。对于高耸筒壁结构和高层建筑的施工，效果尤为显著。滑模施工技术是混凝土工程中机械化程度高、施工速度快、场地占用少、安全作业有保障、综合效益显著的一种施工方法。滑模系统原理图滑模系统工程应用实例照片滑模系统目前常见主要用于烟囱、矿井、仓壁等工程施工，也可用于超高层核心筒竖向墙体施工，但由于其施工过程非常紧凑，在混凝土凝固前必须向上滑动模板，混凝土凝固以后则无法滑动，且由于在混凝土凝固前滑动模板，使混凝土结构表面的观感和结构的垂直度控制方面有较大困难，个人观点认为不太适合用于超高层建筑核心筒的施工。顶模系统背景介绍：针对超高层建筑核心筒施工问题，中建四局2007年于广州西塔工程中研制并实施了一种新的超高层核心筒施工工艺“顶模系统”。顶模系统采用大吨位、长行程的双作用油缸作为顶升动力，可以在保证钢平台系统的承载力的同时，减少支撑点数量，顶模系统的支撑点数量为3～4个，配以液压电控系统，可以实现各支撑点的精确同步顶升，顶模工艺为整体提升式，低位支撑，电控液压自顶升，其整体性、安全性、施工工期方面均具有较大的优势。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。顶模系统主要由：支撑系统、液压动力系统、控制系统、钢平台系统、模板系统、挂架系统六大部分组成。顶模系统竖向功能分区图顶模三系统竖向三功能三分区三：大钢三模板三安装顶模三系统工程三实施三照片三：钢平三台安三装支撑三钢柱三安装支撑三油缸三伸出顶模三整体三效果(1三)、顶模三系统三适合三用于三超高三层建三筑核三心筒三的施三工，三顶模三系统三可形三成一三个封闭三、安三全的三作业三空间，模三板、三挂架三、钢三平台三整体三顶升三，具三有施工三速度三快、安全三性高、机械三化程三度高节省三劳动三力等三多项三优点三。(2三)、与爬三模系三统等三相比三较，三顶模三系统三的支撑三点低，位三于待三施工三楼层三下2～3层，三支撑三点部三位的三混凝三土经三过较三长时三间的三养护三，强三度高三，承三载力三大，三安全三性好三，为三提高三核心三筒施三工速三度提三供了三保障三。(3三)、顶三模系三统采用三钢模三可提三高模三板的三周转三次数，模三板配三制时三充分三考虑三到结三构墙三体的三各次三变化三，制三定模三板的三配制三方案三，原三则是三每次三变截三面时三，只三需要三取掉三部分三模板三，不三需要三在现三场做三大的三拼装三或焊三接。(4三)、与爬三模相三对比三，顶三模系三统无三爬升三导轨三，模三板和三脚手三架直三接吊三挂在三钢平三台上三，可三方便三实现三墙体三变截三面的三处理三，适应三超高三层墙三体截三面多三变的施三工要三求。顶模三系统优点三介绍三：(5三)、精密三的液三压控三制系三统、三电脑三控制三系统三，使三顶模三系统三实现三了多油三缸的三同步三顶升，具三有较三大的三安全三保障三。(6三)、施工三速度三快，每三次顶三升作三业用三时仅三为2～3个小三时，三模板三挂架三标准三化，三随系三统整三体顶三升，三机械三化程三度高三等特三点，三可创三造2-三3天/层的三施工三速度三（主三要视三工程三量大三小而三进度三有所三不同三）。(7三)、顶模三系统钢平三台整三体钢三度大，承三载力三大，平三台承三载力三达10三kN三/㎡，三测量三控制三点可三直接三投测三到钢三平台三上，三施工三测量三方便三。(8三)、大型三布料三机可三直接三安放三在顶三模钢三平台三上，三材料三可大三吨位三（由三钢筋三吊装三点及三塔吊三吊运三力而三确定三）直三接吊三运放三置到三钢平三台上三，顶三模系三统可三方便三施工三，提三高效三率，三减少三塔吊三吊次三，是三爬模三等其三他类三似系三统所三无法三比拟三的。顶模三系统优点三介绍三：顶模三系统特点三介绍三：“顶三模系三统”目前三无专三业厂三家生三产提三供，三需要三根据三工程三特点三不同三进行三针对三性设三计。主要三涉及三到的三技术三问题三有：1、顶三模系三统支三撑点三位置三的合三理布三置，三会涉三及到三与塔三吊位三置相三碰，三如何三合理三避让三的问三题。2、顶三模钢三平台三桁架三的布三置要三既有三利于三系统三受力三安全三，又三能尽三可能三少影三响钢三结构三的安三装。3、顶三模的三爬升三步距三需与三塔吊三协调三一致三，并三尽可三能方三便施三工。4、顶三模系三统的三设计三应考三虑尽三可能三减少三后期三结构三变动三，顶三模系三统的三变更三改造三方便三。“顶三模系三统”三广州三西塔三工程三的应三用取三得良三好的三效果三，从20三07年开三始安三装至20三08年12月31日顺三利实三现了三该工三程主三体结三构的三预期三封顶三，最三快施三工速三度达三到了2天一三层，三创造三了超三高层三建筑三核心三筒施三工的三最快三记录三。20三09年我三司把三顶模三系统三应用三于“深圳三京基10三0”工程三，该三系统三从20三09年5月12日起三开始三安装三，20三09年6月14日实三现了三第一三次顶三升，三至20三11年1月14日顶三升结三束，三共实三现了10三3次顶三升，三顶升三过程三中未三发生三任何三安全三和质三量事三故，三现场三实施三情况三良好三。目前三，在三建工三程“三广州三东塔三”也三将采三用顶三模系三统施三工，三已经三开始三进入三安装三阶段三。顶模三系统应用三成果三：顶模三系统应用三成果三：“顶三模系三统”20三11年度三荣获三国家三科学三技术三二等三奖。传统三翻模+自爬三架工三艺：前述类型2，采三取内三外框三筒一三同施三工的三工艺三，为三尽可三能加三快施三工进三度，三模板三支撑三体系三可考三虑采三用新三型模三板体三系，三如：三可调三立杆三盘扣三式满三堂脚三手架三，铝三合金三模板三系统三等快三拆体三系。外围三护系三统可三考虑三采用三目前三国内三应用三较为三成熟三的专三业厂三家生三产的三“爬三架”三或“三建筑三保护三屏”三。盘扣三式满三堂脚三手架集成三式升三降操三作平三台“三爬架三”工三程实三例照三片建筑三保护三屏工三程实三例照三片超高三层建三筑的三施工三常会三用到三高强三、高三性能三混凝三土，三如：三广州三西塔三和深三圳京三基10三0大厦三设计三都用三到了C8三0的高三强混三凝土三，钢三管内三浇筑三高抛三自密三实混三凝土三，混三凝土三的超三高泵三送等三是超三高层三混凝三土施三工的三技术三课题三。主要三涉及三：(1三)、优三化配三合比三，通三常说三来，三混凝三土强三度越三高，三其粘三性越三大，三可泵三性能三越差三，需三要通三过反三复适三配，三确定三最优三配合三比，三在保三证混三凝土三强度三的同三时，三有良三好的三工作三性能三。可三联合三混凝三土生三产厂三商做三该项三工作三。施工三时应三重点三控制三，混三凝土三生产三时所三用材三料是三否符三合要三求，三现场三抽测三混凝三土的三塌落三度，三扩展三度，三温度三，倒三筒时三间等三。(2三)、超三高层三经常三会设三计用三到钢管三混凝三土，由三于钢三管混三凝土三的特三殊性三，我三司所三建工三程西三塔和三深圳三京基10三0都应三用了三高抛三自密三实混三凝土三，辅三助人三工振三捣。自密三实混三凝土三除控三制混三凝土三的塌三落度三，扩三展度三，温三度，三倒筒三时间三外，三增加U形管三的控三制指三标。深圳三京基10三0的钢三管混三凝土三更具三代表三性，三其设三计为三矩形三钢管三柱，三内有三横、三竖向三隔板三及钢三筋笼三。钢管三混凝三土的三实体三检测三是一三施工三难题三，目三前，三施工三规范三中仍三采用三超声三波检三测的三方法三，但三钢管三柱内三的隔三板和三钢筋三笼会三影响三超声三波检三测的三结果三。深圳三京基10三0大厦三施工三中，三联合三湖南三大学三尝试三采用三“压三电陶三瓷”三法对三钢管三混凝三土进三行检三测，三是对三检测三方法三一种三新的三尝试三。钢三管混三凝土三实体三检测三有进三一步三研究三的需三求。(3三)、关三于混三凝土三的超三高泵三送，三目前三，中三联重三科生三产的三泵机三及三三一重三工生三产的HB三T9三0C三H-三21三35三D泵机三都有三多栋三超高三层建三筑的三施工三实例三，性三能稳三定。注意三要点三：☆合理三选择三泵机三，泵三机的三出口三压力三和泵三送方三量参三数应三能满三足泵三送高三度的三需求三。☆应选三择满三足泵三送需三求的三耐磨三超高三压输三送泵三管。☆注意三泵机三出口三部位三水平三泵管三的长三度应三大于三楼高(泵送三高度)的1/三4。☆泵管三竖向三适当三位置三设置三弯管三，可三弥补三水平三段不三足。☆推荐三泵管三按楼三层高三度进三行配三管，三离楼三板上40三0～60三0处有三接头三，方三便接三管施三工外三框楼三板。泵机泵管三墙上三固定泵管三水平三段固三定截止三阀广州三西塔三项目三进行三了C1三00高强三度混三凝土三的研三究，三并成三功泵三送至41三1m。深圳三京基10三0大厦三进行三了C1三20高强三混凝三土的三研究三，并三成功三泵送三至41三7m的高三度。在解三决混三凝土三强度三及可三泵性三方面三都取三得显三著成三果，三中建三四局三在高三强高三性能三混凝三土领三域的三研究三迈入三了国三际先三进水三平。关于高性三能混三凝土的研三究：超高三层建三筑施三工，三垂直三运输三设备三是保三证工三期的三关键三，主三要是三塔吊三和施三工电三梯的三选型三和布三置需三满足三施工三需求三。塔吊三选型三要点三：(1三)、塔三吊满三足钢三结构三吊重三需求三，吊三次分三析满三足钢三构和三土建三施工三进度三需求三。(2三)、塔三吊的三布置三位置三及材三料堆三场的三关系三。(3三)、塔三吊的三容绳三量满三足建三筑高三度需三求。(4三)、群三塔布三置满三足的三安全三距离三要求三。(5三)、塔三吊基三础的三设计三、塔三吊爬三升规三划、三塔吊三拆除三措施三等。施工三电梯三选型三要点三：(1三)、施三工电三梯运三力分三析需三满足三人员三上下三班高三峰期三运人三需求三，材三料运三输能三力满三足施三工进三度需三求。(2三)、施三工电三梯布三置位三置尽三量对三后期三施工三影响三最小三。(3三)、施三工电三梯分三段管三理，三划分三停靠三楼层三，提三高效三率。(4三)、选三择高三速电三梯，三电梯三的电三机性三能直三接影三响电三梯的三性能三，选三择有三实力三的生三产厂三家。(5三)、施三工电三梯梯三笼尺三寸及三运载三重量三可以三综合三考虑三满足三运输三幕墙三板块三及机三电设三备的三需求三。(6三)、楼三层过三高，三电压三降对三