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1 模板体系分析与选型

1.1 类似超高层建筑核芯筒模板系统

迪拜塔/核芯筒采用液压爬模

俄罗斯联邦大厦/核芯筒采用液压爬模

上海环球金融中心/核芯筒采用格构柱支撑式整体自升钢平台脚手模板系统

广州电视塔/核芯筒采用格构柱支撑式整体提升钢平台模板体系

1.2 不同模板体系特点对比

图示1

图示2

1.3 本工程核芯筒墙设计概况及特点分析

本工程核芯筒墙结构有以下特点：

1、核芯筒墙最大高度达268.5米；

2、 核芯筒外墙截面沿竖向逐步收小，外墙外侧向内收，共回收600mm，从1000mm收至400mm。最大变化幅度为150mm；

3、核芯筒内墙截面沿竖向逐步收小，变化时为一边变化，共回收100mm，最大变化幅度为100mm；

核芯筒及楼层墙厚变化情况见下表：

4、核芯筒平面图

核芯筒结构平面图

1.4 本工程核芯筒墙体模板体系

根据上述各种超高层建筑模板体系对比分析和应用实例并结合本工程设计特点，考虑采用爬模体系进行核芯筒墙混凝土结构施工。

爬模系统由模板系统、埋件系统、支架系统、液压系统四部分组成，参见下图。

2 爬模体系设计及施工流程

2.1 爬模体系介绍

2.1.1 液压爬模主要技术性能

图示3

2.1.2 模板系统设计

2.1.3 爬模架布置示意

图示4

2.1.4 平台所用型材及型号

爬模平台型材表

图示5

2.2 爬模施工组织

2.2.1 标准层施工工序

钢结构柱安装及验收 → 墙体钢筋绑扎（胡子筋预埋，爬锥、穿墙螺杆位置预留）→ 钢结构埋件安装 → 墙体开洞、机电埋管 → 洞口加筋 → 各专业验收 → 外架爬升 → 外墙模板爬锥安装 → 外墙合模并穿入对拉螺栓 → 内架提升 → 爬锥安装 → 穿墙螺杆固定 → 模板验收 →混凝土浇筑 → 施工缝处理 → 退模 → 测量放线 → 安装埋件系统 → 导轨提升 → 拆除下层埋件支座、挂座和爬锥 → 模板清理、检修 → 进入下一循环

2.2.2 标准层爬模提升顺序

本工程爬模由外爬模架及内爬模架两种系统组成，共由28个平台组成，平台爬升利用泵站控制各架体液压油缸提升速度，外架体每侧布置一个泵站，内架体每个筒各布置一个泵站，爬模平台共11个泵站。每侧架体采用同步马达进行同步提升，泵站布置及同步马达详见下图，不同架体的提升顺序如下：

第一步：提升所有外爬架，外架体可同步提升；第二步：提升西侧3个内筒爬架；第三步：提升中部1个内筒爬架；第四步：提升北侧3个内筒爬架。

同步马达（溢流阀）

2.2.3 非标准层施工方法

本工程非标层层高主要为：3.9、3.88、3.3、3.2、4.4.6、4.65、4.45等，层高大于标准层时，钢筋绑扎按照实际层高进行，爬模提升按照标准层高爬升，其累计结果在进入标准层施工前多爬升一次，局部与过梁冲突范围，可在允许范围内加高模板进行施工；层高小于标准层时，则钢筋绑扎和爬模提升按照实际层高进行。

2.2.4 核芯筒结构施工步骤

核芯筒6～7天施工一层，核芯筒内土建结构施工分三步走：

第一步，仅施工核芯筒墙体及作为施工通道的各层施工电梯出口处的楼板，需要在先施工墙体内预留楼板插筋“胡子筋”以及连接梁主筋的套筒。核芯筒爬模作为独立的施工单元，在标准层以平均6～7天/层的速度向上爬升。

第二步，施工核芯筒剩余梁板结构，进度上约滞后核芯筒爬模2～3层。

2.2.5 核芯筒爬模施工起始楼层确定

核芯筒墙爬模从L2层后开始安装。

2.3 爬模施工工艺流程

图示5

图示6

图示7

2.4 爬模施工标高及垂直度控制

2.4.1 标高控制及墙体垂直度引测

从高程控制点将高程引测到首层便于垂直向上竖直量尺处，并弹出墨线，用红油漆标明高程数据。标高的竖向传递使用钢尺从首层起始标高线竖直量取。本工程标高传递分多次个转化层进行。钢尺需加拉力、尺长、温度三差修正，具体详见测量章节。

2.4.2 模板定位及垂直度控制

各层剪力墙墙体在门洞口位置投射控制线，控制各个墙肢模板的起始位置。待模板支设完毕后，用激光铅直仪投点检查模板上口的轴线偏差，用吊线法检查层高内的模板垂直度，对模板进行轴线偏差和垂直度校正。如下图所示。

3 核芯筒墙模板施工难点及解决措施

3.1 模板体系如何适应核芯筒墙体平面不断变化的要求

由主楼地上结构概况可知，随着楼层高度的增加，主楼核芯筒墙平面布置发生变化，模板体系设计必须适应本工程核芯筒墙平面变化的要求。

本工程爬模架体设计时充分考虑到核芯筒墙体变化的需求，外架体根据墙体平面变化进行分布，附着点错开门洞及其他洞口位置，外墙四角部架体单独设置。内架体在墙体平面变化的四个角部将内爬模平台架体设计为单面附着，当架体爬升至平面变化位置时可直接拆除单面附着架体，另一侧单面附着架体可以继续爬升。平面位置无变化区域的墙内内爬模平台均采用双面附着形式。

下面给出不同平面层爬模架体的分布图。

3.2 墙体厚度变化位置爬升问题的解决

由主楼地上结构概况可知，随着楼层高度的增加，主楼核芯筒墙厚度逐步减小，外墙厚度由1000mm向内收至400mm，变化幅度高达600mm，层间最大变化150mm；内墙厚度由400mm减少至300mm，变化时为一边变化，层间最大变化100mm。模板体系选用和设计必须考虑变墙厚位置连续爬升的要求。

由上分析可知，本工程核芯筒墙厚度随着楼层增高而不断减小，但是在整个变化过程中没有突变，自爬模单次爬升最大适应150mm的梯度，超过150mm时，需增加过渡垫块，本工程墙厚变化最大为150mm，不需要加设垫块即能爬升。

3.3 塔吊布置对于爬模设计的影响

本工程主塔楼2台塔吊布置在核芯筒墙外侧，塔吊需要与墙体附着固定，塔吊位置将会影响到爬模架体的分布。模板架体设计必须考虑的塔吊位置的影响。

塔吊平面布置示意图

塔吊立面布置示意图

本工程爬模设计时，爬模架体受力预埋件设置在塔吊两侧，在塔吊标准节位置将主平台宽度由2800mm缩小至1200mm，其他平台对应宽度相应缩小，若塔吊支架位置外伸牛腿采用预留方式处理，同样可以在平台位置预留相应洞口，爬模架体在塔吊位置的分布详见下图示意：

3.4 爬模遇洞口时的节点处理方法

由设计图纸可知，核芯筒各墙体上存在各种门洞、消火栓箱洞及机电预留洞口，所有这些洞口将会对模板体系的固定及爬升产生影响，本工程模板体系设计时已经考虑到洞口位置的影响，受力梁及爬锥位置布置已错开门洞口及消火栓箱安装洞口，若后期图纸有调整导致洞口位置变动或增加，则按照以下方式进行处理。

3.4.1 架体预埋爬锥遇洞口时节点处理

单榀爬模架通过预埋爬锥与墙体连接，爬锥是重要受力构件，因此爬锥应避开洞口布置。当预埋爬锥无法避开机电专业等预留洞时，在预留的洞口设计型钢柱，通过型钢桁架安装受力螺栓，达到传力目的。详见下图。在爬模的下架体部分，附墙撑可能出现在洞口的情况，采用[20槽钢的内侧抵住附墙支撑，槽钢外侧用涨栓固定于洞口两侧的墙体上，详见下图。

爬锥遇洞口处理措施

附墙撑遇洞口处理措施

3.4.2 洞口位置模板处理

爬模面板整体布置，在门洞口位置，模板面板留设孔洞（见下图洞口位置模板处理示意图），模板采用钢管支架现场支设，门洞模板采用18厚多层板+50*100木方+钢管背楞；机电预留洞口及消火栓预留洞口位置，模板面板不留孔洞。对于机电预留洞口及消火栓洞口，采用在爬模内洞口位置预留木盒子的方式，两边大模板封闭，对于消火栓箱洞口及大于1000mm*1000mm的机电洞口模板，盒子内部采用木方加固。

门洞位置过梁模板需增加梁底的顶撑，梁底顶撑间距不大于500*500，梁底小楞木方采用50*100，间距不大于200，梁底托梁采用双根50*100木方。

墙体水平顶撑采用钢管对顶，间距不大于500*500，墙体木方采用50*100木方，竖向放置，间距不大于200。

门洞口模板示意

门洞支撑示意

洞口位置模板处理示意图

3.5 爬模作业面施工人员及材料垂直运输问题的解决

由工程整体施工部署可知，主塔楼结构采用核芯筒墙先行，筒内梁板随后，外筒巨柱及组合楼板最后的施工顺序。因此，墙体模板施工作业面将作为土建第一工作面，模板平台系统将会同时作为上部墙内钢结构施工人员及芯筒墙钢筋、模板、混凝土浇筑施工人员操作平台，高峰期人员将达到100人以上，同时剪力墙钢筋及相关配套施工器具、消防器具等均需要放置在模板平台作业面。因此，如何解决模板施工作业面人员及物料的垂直运输问题是整个模板施工的难点，以下给出爬模作业面垂直运输方案。

3.5.1 爬模体系内各平台之间垂直交通设置

3.5.2 核芯筒内上人方案

本工程核芯筒内梁板和楼梯为后施工，梁板和楼梯施工楼层低于液压爬模架体底部3~4层，从爬模最下层操作平台用槽钢悬吊出一个上人通道，由工地自行制作（主要构件为槽钢、花纹钢板），爬模时此通道随爬模体系一起爬升，方便施工。如图所示：

现场实景照片事宜

核芯筒内上人方案设计图

3.6 核芯筒剪力墙与砼梁板节点处理

根据本工程整体施工部署可知，由于核芯筒墙体先行施工，核芯筒内梁板及外筒钢梁组合楼板后施工，核芯筒墙与后施工梁板之间的连接节点必须进行处理，如何确保先施工核芯筒墙与后施工梁板的连接，也是墙体模板体系施工时需要考虑的难点。

3.6.1核芯筒墙与后施工混凝土板连接节点处理

由于核芯筒墙体先行施工，需要在相应楼板位置埋设“胡子筋”，将楼板钢筋等强度代换为一级钢（便于折弯），按板筋间距埋设在墙体保护层内。当施工楼板时，剔出胡子筋，调直后与楼板钢筋焊接单面焊10d。

3.6.2核芯筒墙与后施工混凝土梁连接节点处理

同上，锚入核芯筒墙内的梁钢筋需要预埋设连接接头。预埋接头采用端头带直螺纹接头的钢筋套筒的形式，详见下图。

3.7 核芯筒墙爬模体系安全措施

由于本工程核芯筒墙体最高施工高度达268m，属于超高层施工，核芯筒模板体系即要起到混凝土浇筑的模板作用，同时又要兼顾模板作业面各工序施工人员操作平台及物料设备等的堆放平台，必须进行承载力验算及采取相应的安全保障措施。考虑到杭州地区基本风压较大且伴随台风天气，超高层位置风压将更大。因此，模板体系的承载力验算及使用过程中采用的安全保障措施同样是本工程模板体系的难点。

3.7.1 核芯筒墙爬模体系安全保证措施

（1）严格实行拆模、爬模申请制度，不具备条件的不得爬升。

（2）混凝土强度必须到达15MPa以上，方可爬升。

（3）爬模施工现场必须有明显的安全标志，爬模安装、爬升、拆除时，除爬模操作人员外，其他人员一律离开爬模架，下端四周3米用警戒线维护，并派专人看守，非操作人员不得进入警戒区，以防高空有物体坠落。

（4）塔吊吊运钢筋时应按需要供应，认真配料，对号入座，避免钢筋物料平台上大量堆积或集中堆积。外平台不允许堆放钢筋，内平台允许堆放不超过设计荷载的物料。

（5）爬模施工应重点设置防火措施，在操作平台布置消防水箱及足够数量的干粉灭火器，且分布均匀合理，必要时设置吸烟室。

（6）爬模安装埋件、挂座时必须系好安全带和佩戴必要防护用品。高强螺杆和爬锥连接必须要拧紧，爬锥面顶到模板面板且不能转动即可。爬锥上均匀涂脱模剂，防止爬锥拆卸困难。

（7）为防止材料从平台架与墙身之间的缝隙坠落，特别采用合页护板,封闭墙体周围的所有缝隙，参见下图平台缝隙翻板示意图, 爬升完成后，将各层平台的防坠翻板全部翻转到位，并采取固定措施。

（8）夜间不得进行爬模升降作业，遇六级(含六级)以上强风、浓雾、雷电等恶劣天气，不得进行提升或进行模板前后移动作业，并应采取可靠的加固措施。

（9）要注意大风后检查爬模架子的稳定性，防护措施是否有损伤，以及扣件紧固是否松动等内容，防止大风对架子安全造成的不利影响。

（10）遇到雨、雪天气，及时清理爬模架子，做到脚下安全、防滑。

（11）爬架自外墙主平台护栏以下设全封闭式防护栏，护栏杆件连接应使用合格的扣件，不得使用铅丝和其他材料绑扎。防护栏外围满设密目网。外墙模板主平台上方外围满设彩钢板。为防止高层核芯筒浇筑混凝土时，水泥浆飞溅到街道上，上平台护栏采用2.0米高护栏，外罩彩钢板，脚手板满铺，侧面设木挡脚板，用铅丝绑扎牢固。

（12）剪刀撑、斜杆等整体拉结杆件设置布局合理。

（13）设专人定期和不定期对爬模装置进行维修保养，保证万无一失。

（14）爬模装置拆除时，参见拆除的人员必须系好安全带并扣好安全钩；每吊起一段模板或架体前，操作人员必须离开。

3.7.2 核芯筒墙爬模体系安全管理措施

（1）严格按照设计图纸进行操作。

（2）工人必须戴安全帽，穿防钉防滑鞋，发现有违规者，应制止，并对其责任人及领导人做出相应处理。

（3）模板上的脚手架必须附合安全要求，平台跳板必须与脚手架捆绑牢固，跳板尽量不要求出现悬挑的现象，若需要时，必须按设计要求或规定的标准搭设跳板，发现有不符合要求时，应立即整改直至满足要求为止，否则不准进入下一道工序。

（4）设置防坠落安全网。

（5）做好班前安全技术交底。

3.7.3 核芯筒墙爬模体系在满布荷载及台风天气下承载力验算

本工程爬模安装后我司考虑在爬模作业面设置风速测定仪，实时检测爬模作业面风速，严格按照《液压爬升模板工程技术规程》规定风速限制进行施工及停工安排。本工程爬模体系在满布荷载及台风天气下承载力验算。

风速测定仪

3.7.4 核芯筒墙爬模体系在雷雨台风情况下措施

爬模系统是高耸的金属构架，又紧挨钢筋混凝土结构之旁，二者都是极易遭受雷击的对象，因此防雷措施十分重要。

（1）爬模架体可用一根φ10圆钢与墙体中的防雷引下线搭接，以便于架体避雷。见下图示意（具体做法详见临水临电方案）。

避雷做法示意图

（2）每次架体爬升前，必须将爬模架体和剪力墙的连接钢筋断开，再进行爬升，爬升到位后，再用钢筋把架体和剪力墙内防雷引下线连接起来。

（3）雷雨天气和六级以上大风应停止架上作业。同时要安装限位座、水平支顶拉接钢管等安全装置，大风过后要对架上的脚手板、安全网等认真检查一次。

本地区雨季长，降雨量大而且又是雷雨和台风袭扰的地区，施工期间，工地应有专人负责发布气象资料，每天通报全体施工人员，以便安排工作和及时采取措施。

3.8核芯筒墙爬模体系发生火灾情况应急预案

3.8.1安全网必须用符合安全部门规定的防火安全网。

3.8.2爬模架体上必须配备足够的灭火安全器材，成立义务消防队。施工消防供水系统随爬模施工同步设置。

3.8.3在爬模架高处进行电、气焊接作业时，应用非燃材料做接火盘，并派专人看守，大风天气焊接时，应设风档，防止火花飞溅。

3.8.4设置火灾发生时施工人员紧急疏散通道

3.8.5火灾发生后，现场管理人员在通过消火栓及消防水箱进行灭火扑救的同时，要组织施工人员及时撤离火灾现场，火灾发生时，爬模作业面施工人员通过爬模上平台和下平台之间的楼梯通道进入核芯筒楼板与爬模主平台之间垂直楼梯，从楼板作业面疏散楼梯进行紧急撤离。