超高层公共建筑多变截面核心筒快速建造技术研究与应用

超高层公共建筑多变截面核心筒快速建造技术研究与应用

杜绍毅,刘畅,林泽举,蒋杰,赵延鹏

中建五局土木工程有限公司 湖南  长沙 410004

摘要：本文以光谷线网中心大厦二期工程为应用实例，简单介绍了变截面铝模施工、铝木结合应用、爬架施工等技术，通过技术的应用，实现了快速建造，明显缩短工期。

0 引言

随着建筑技术的迅速发展，超高层建筑如雨后春笋般在各大中城市出现，单纯的框架结构或者框筒结构已经不能适应超高层结构的要求。钢管混凝土框架-核心筒结构体系充分利用钢结构和钢筋混凝土结构的各自优势，将超高层建筑结构体系提升到一个新的高度，此种结构体系越来越多的运用到超高层建筑当中。钢管混凝土框架-核心筒结构体系施工组织为核心筒结构先行，领先钢管混凝土框架结构3-6层，核心筒结构施工的快慢直接影响总体工期，所以深入研究其快速建造技术势在必行。

1 工程概况

中建五局线网中心大厦二期项目施工范围为B塔智慧交通大厦4-35层，采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构，建筑高度170m，建筑面积50481m2。核心筒结构施工过程中预埋钢梁埋件，外围圆管柱与核心筒混凝土通过钢梁与预埋钢梁埋件连接，钢梁上铺设楼承板浇筑混凝土。核心筒外剪力墙从600（4-6层）逐渐变化为550（7-12层）、500（13-18层）、450（19-24层）、400（25-30层）、350（31-机房层），且每层剪力墙设计预留洞口数量、尺寸及预留位置均有不同，因此剪力墙为多变截面。本工程层高除11层（5m）、22层（5.4m）、机房层（5.3m）外，均为4.5m。

2 多变截面核心筒铝模及爬架应用技术

2.1 铝模+爬架快速建造优势

铝模和爬架的利用在超高层公共建筑中起着重要的作用，影响着建筑的质量和工期。现有的结构体系中，利用传统木模和悬挑架，不仅成型周期慢而且效果差。相比之下，铝模为快拆模系统且组装简单、方便，完全由人工拼装，不需要任何机械设备的协助，系统拼装完成后，形成一个整体框架，稳定性十分好，拆模后，混凝土表面质量平整光洁，全部配件可重复使用，在非标准层采用铝木结合技术，相较于木模施工，铝模在安装及拆除时间平均每层节约2-3天。爬架水平支承桁架连为一体，能够确保整个架体具有较强的整体性，在使用的过程中不会出现变形情况，且爬架采用全智能提升系统，提高施工效率，通过全螺栓（主体结构预留孔洞）加固附着系统，最大程度减少环境污染，相较于落地式外脚手架、悬挑式外脚手架等，爬架提升较搭设平均每层节约1-2天。

2.2 多变截面核心筒铝模应用技术

（1）铝模设计：根据B塔的结构图纸，对B塔的结构类型、结构变截面情况、异形结构分布情况进行分析，获取B塔的框架柱、剪力墙、框架梁部位的数据；确定和优化梁底固顶、板底早拆头的位置和数量，并确定相应主龙骨的位置；确定传料口、泵管洞和放线洞的数量及位置。

（2）铝模配模：依据步分析设计结果，对B塔的顶板、横梁、墙板、内角、内水平转角、角模和早拆头部件进行配模设计；对标准层和变化层的铝模变化部位进行对比设计；同时对框架柱、剪力墙和框架梁的收截面部位，进行相应条板的拼装与撤板施工设计。

（3）铝模支撑架体施工：水平楼盖支撑立杆根据实际净高加设扫地杆及水平横杆，扫地杆距地面为300mm，横杆数量根据层高确定，相邻横杆之间步距不大于1200mm，通过螺口位置进行高度调节以匹配不同净高的立杆支撑。

（4）铝模施工：根据设计和配模方案，进行现场施工放线，再进行竖向结构钢筋施工；完成后搭设墙柱铝模和梁板铝模，最后进行梁板钢筋施工；铝模施工中对变截面结构的具体施工方法为：

a、框架柱收截面施工，在框架柱的变截面位置的X轴方向和Y轴方向各设置一道100mm宽度的条板，在施工至变截面位置时，拆下两条板，并将X向和Y向铝模分别向内移动100mm，完成框架柱收截面施工。

b、剪力墙收截面施工，在剪力墙变截面位置处设置相应数量的50mm宽度的封头条板，在施工至变截面位置时，拆下封头条板，节点宽度向内减少50mm。

c、框架梁收截面施工，在框架梁变截面位置处底部设置一道100mm宽度的条板，同时在框架梁两侧分别增加一道50mm的条板，在施工至变截面位置时，拆下框架梁底部的条板，并将梁底模替换为宽度减小100mm的新梁底模，再拆下框架梁两侧的50mm的条板，并将与早拆头连接的主龙骨替换为长度大50mm的新主龙骨。

2.3 全钢附着式升降脚手架应用技术

（1）找平架的安装

脚手架平台的搭设所用材料应符合JGJ130-2011规范要求，内排离墙距离300mm，外排离墙距离1.2米，搭设层数底板上返500mm，外侧搭设单排防护，单排防护高度1.5米。立杆纵距1.5米，步距1.8米，横距1.2米，找平面无钢管出头，转角处保持同一水平面。在防护架宽度不足的情况下，外侧搭设挑架。在每个小横杆下面有两根立杆，每根立杆一个防滑扣。

（2）走道板的组装

将两片走道板外侧用8mm连接钢板连接，内侧用M16*50螺栓对接连接在一起，然后按平面布置图的布置尺寸把走道板与建筑结构物平行摆放，并用加固扣件把走道板水平固定。

（3）竖向立杆组装

按照平面布置图的布置尺寸放置竖向立杆，在竖向立杆最下端第一个孔用M16×100六角头螺栓加大垫圈、螺母与走道板连接。立杆与第二层走道板同时进行，保证第一步立杆的稳定。

（4）第二步走道板组装

组装好所有竖向立杆后，开始组装第二步走道板，其高度见方案，一般为一个标准层高，每层架体在搭设期间至少要4个机位保留一个固定连接杆不拆除，以保持架体稳定。

（5）水平桁架安装

爬架底部设置水平桁架，水平桁架设置在架体第一步走道板上1000mm高，如下图所示。水平桁架标准规格有3m、2m、1m、0.5m五种规格，根据不同楼型选择不同规格，水平桁架与水平桁架之间采用连接板和螺栓连接，水平桁架与立杆均采用螺栓连接。

（6）安全防护网的组装

第一步安全网底部应放置在底部走道板连接螺栓头部上侧，安全防护网与竖向立杆之间采用专用连接件固定。竖向立杆每间隔1米安装一个网框固定件，网框固定件和网框组件连接，用M16*80螺栓固定。

（7）导轨的组装

按照平面布置图的布置尺寸放置导轨，导轨与竖向主框架间使用M16*100螺栓连接，导轨与导轨之间采用连接芯及连接片并使用M20*60螺栓连接。

（8）连墙件组装

先检测预埋孔位置正确后，将附墙支座采用1根M30高强度穿墙螺栓安装在结构物的预埋孔中，螺栓两端各加100x100x10垫片1个，螺母2个，螺栓外露螺帽不得小于3扣；然后将左、右导向轮套入导轨，导向轮架通过M24六角螺栓与六角螺母安装到附墙支座的导轮架连接板上。

2.4 铝木结合应用技术

项目非标准层共3层，且每层高度不一致，如全部配制铝模将大幅度增加成本，项目创新采用在墙柱根部设置木模的铝木结合模板体系，根部木模采用标准板加木方和铝模背楞，防止铝木结合部位偏位错台，增加木模次楞与上下铝模结合的加固效果，采用步步紧加固时，木模四周采用木方加自攻螺钉固定，并在模板四周内侧设限位钢板。

（1）墙柱下部木模板安装

组装好已加工好的模板标准板，内外对应，安装就位后，根据下部已浇筑完成的混凝土外墙的螺杆洞或内墙的平面定位线，根据已有墙螺杆孔，对模板表面准确定位及开孔，并在内侧设塑料胶杯套管，套管长度同墙厚，保证墙厚和拉杆顺利穿入。

（2）墙柱下部木模板调平、临时加固

内外侧模板安装、螺杆套管安装完成，并初步连接后，在内外侧模板下口垫设木塞，根据测量标高控制，统一调整内、外侧模板上口的水平标高，满足设计要求，然后在模板外侧采用木方+铝模背楞的方式进行临时固定，木方竖向设置，保证强度的同时保证木模竖向刚度满足要求，形成整体。

（3）上部墙柱、梁板的铝模拼装

当底部模板加固调平完成后，在模板上口安装墙柱铝合金模板。固定在木模板上方防错台限位钢板的外侧，放置铝模下口，其他安装施工工艺与常规的操作工艺一致。安装时应注意底部木模板的水平度不受破坏。

对于铝模的梁、板支撑体系，由于本项目标准层与非标准层层高高差为600-900mm，小于1 m，故采取在铝模支撑的底部增加可调节顶撑、外架钢管的方式来支撑，可以有效节约施工成本。

（4）上部铝模与下部木模的加固

上部铝模安装就位后，在内外墙铝木结合部位的模板外侧安装可调式双方通主楞，主楞的安装应与上部、下部的螺杆对应；下部木模板部分，应通过铝模背楞紧固可调节螺栓固定。

（5）阴阳角、墙端、转角等模板加固

转角部位与常规的模板加固方式一致，主要采用木方、模板及铝模背楞之间的有效固定。木方背楞与铝模背楞间距按实际墙厚等因素确定，保证混凝土浇筑过程中下部木模板不变形。墙端端部的加固与常规的模板加固方式一致，利用墙长方向的模板加固柱墙端部模板，外侧用木方垫牢，再在侧面用铝模背楞进行加固。

（6）斜撑体系安装及上下模板垂直度调节

铝模、木模及梁板支撑体系加固完成后，在内侧模板表面安装垂直度调节斜撑。沿用原铝模配套的斜撑进行垂直度、平整度调节。

3 结束语

光谷线网二期工程采用铝模+爬架体系，大大提升核心筒主体施工速度，从铝模的设计、配模、施工等流程规范要求，在剪力墙变截面处采用拆除条板的方式，避免重新配置铝模，提高铝模周转率；在非标准层采用铝木结合的形式，一次性浇筑，整体性能好，有效解决了铝模工程中非标准层施工墙体不顺直、错台等质量问题。

参考文献：

[1]王永好，李奇志.全铝合金模板在某超高层建筑施工中的应用[J].施工技术，2011，40(22):35-37.

[2] 程少淳，樊怀亮，王伟杰. 超高层双渐变剪力墙钢铝模板深化设计技术应用[J].住宅与房地产;2019年21期:100-101.

[3] 王力勇，周杰，刘宴. 基于铝模的非标准层根部铝木结合施工技术[J].建筑施工， 2020年第8期:1457-1459.