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1、 第 6 章 现浇混凝土结构高层建筑施工 教学提示：由于钢筋混凝土结构可以就地取材，耗钢量少，造价低，防火和耐火性能 好，是我国高层建筑的主要结构形式。随着大量高层建筑的兴建，在模板工程、钢筋连接 技术、围护结构施工等方面，大量适用于高层结构施工的技术都得到了长足的发展并已经 大规模地应用。 教学要求：本章让学生学习现浇混凝土高层结构施工中大模板、滑模、爬模、台模、 永久模板等主要模板工程的施工工艺，掌握粗钢筋的常用连接方法，了解围护结构保温墙 体的施工工艺，熟悉填充墙砌体施工工艺。 6.1 高层建筑模板工程 模板是在施工中使混凝土构件按设计的几何尺寸浇铸成型的模型，是钢筋混凝土工程 的重要组
2、成部分，现浇钢筋混凝土结构用模板的造价约占钢筋混凝土总造价的 30%，总用 工量的 50%。因此，采用先进的模板技术，对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动 生产率、降低工程成本和实现文明施工都具有十分重要的意义。 模板系统由模板和支撑两部分组成。对模板系统的基本要求是： (1) 保证结构和构件各部分的尺寸和相互位置的正确； (2) 具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇混凝土的重量和侧压力以及 在施工过程中所产生的荷载； (3) 构造简单，装拆方便，并便于钢筋的绑扎与安装，符合混凝土的浇筑及养护等工 艺要求； (4) 模板接缝严密，不得漏浆。 目前，在我国高层建筑的现浇钢筋混凝土工
3、程施工中，为简化模板安装、拆除，节省 模板材料，加快施工进度，使用的模板除了定型组合钢模板以外，也使用了一些大型工具 式模板，如大模板、滑模、爬模、台模等，更有一些工程使用了永久式模板。随着建设事 业的飞速发展，模板技术已经迅速向工具化、定型化、多样化、体系化方向发展，并除木 模外，已形成组合式、工具化、永久化三大系列工业化模板系统体系。 6.1.1 大模板施工 1. 大模板施工概述 在高层建筑结构施工中，混凝土量大，模板的工程量亦大，为了提高混凝土的成型质 量，加快施工速度，减轻工人的劳动强度，大模板施工方案应运而生。大模板是一种大尺 寸的工具式模板，通常将承重剪力墙或全部内外墙体混凝土的模
4、板制成片状的大模板，根 据需要，每道墙面可制成一块或数块，由起重机进行装、拆和吊运。在剪力墙和筒体体系第 6 章 现浇混凝土结构高层建筑施工 213213的高层建筑施工中，由于模板工程量大，采用大模板就能提高机械化程度，加快模板的装、 拆、运的速度，减少用工量和缩短工期，所以得到广泛应用。 表 6-1 钢模板及配件的容许挠度 部件名称 容许挠度(mm) 钢模板的面积 1.5 单块钢模板 1.5 钢楞 L/500 柱箍 B/500 衍架 L/1000 支承系统累计 4.0 注：L 为计算跨度，B 为柱宽。 为更好地发挥大模板的作用，它最好能应用在两三幢建筑进行流水施工的高层建筑群 中。如在单幢的
5、高层建筑中使用，则该建筑宜划分流水段，进行流水施工，否则，每块大 模板拆除后都要吊至地面，待该层楼板施工完毕后，再吊至上一楼层进行组装，这样将大 大影响施工速度。大模板宜用在 20 层以下的剪力墙高层建筑中。否则在高空作业中，由于 大模板迎风面大，模板在吊运和就位时较困难。 大模板的工艺特点是：以建筑物的开间、进深、层高的标准化为基础，以大型工业化 模板为主要施工手段，以现浇钢筋混凝土墙体为主导工序，组织有节奏的均衡施工。采用 这种施工技术，有下述优点： (1) 工艺简单、施工速度快。墙体模板的整体装拆和吊运使操作工序减少，技术简单， 适应性强。 (2) 机械化施工程度高。大模板工艺和组合钢模
6、板施工相比，由于模板总是在固定地 位其工效可提高 40%左右。而且由起重机械整体吊运，现场机械化程度提高，能有效地降 低工人的劳动强度。 (3) 工程质量好。混凝土表面平整，结构整体性好、抗震性能强、装修湿作业少。 但是大模板工艺亦有其不足之处，如制作钢模的钢材一次性消耗量大；大模板的面积 受到起重机械起重量的限制；大模板的迎风面较大，易受风的影响，在超高层建筑中使用 受到限制；板的通用性较差等，须要在施工中设法克服。 目前我国采用大模板施工的结构体系有内外墙全现浇、外墙预制内墙现浇(内浇外挂) 以及外墙砌砖内墙现浇(内浇外砌)三种。 1) 内外墙全现浇体系 该体系适用于 16 层以上的高层建
7、筑，它的全部墙体(除内隔墙外)均采用大模板现浇， 内外墙全现浇工程由于外墙板不采用预制板，减少了外墙板的生产、运输和安装环节，因 而降低了工程成本；同时现浇外墙还可以省去外墙板接缝处的防水施工。另外，内外墙采 用大模板安装施工，可与装饰工程有机结合，做成装饰混凝土墙面或清水混凝土墙面，从 而减少现场装饰的湿作业，加快了装修施工进度。这类建筑的楼板结构取决于建筑物的高 度，当建筑物高于 18 层时，根据建筑物防火的要求，楼板用现浇钢筋混凝土楼板；而当建高层建筑施工 214 214 筑物为 18 层以下时，楼板可以采用预制板。 2) 内浇外挂体系 该体系适用于 16 层以下并有建筑抗震要求的高层建
8、筑。 内浇外挂工程是以单一材料或 复合材料的预制混凝土墙板作为高层建筑的外墙，内墙采用大模板支模，在现场浇筑混凝 土。这种做法由于将预制装配化和现场机械化施工结合起来，发挥各自的特点，从而减少 了模板的规格、数量并有利于解决外墙的综合功能，如保温、隔热和装修等问题，是国内 外采用较多的一种高层大模板施工方法。 3) 内浇外砌体系 该体系同样适用于 16 层以下并有建筑抗震要求的高层建筑。同内浇外挂体系相比，将 外墙挂板改为砌筑的砖墙，它的隔热性能优于外墙板。内、外墙交接处采用钢筋拉结或设 置钢筋混凝土构造柱咬合。 目前，大模板施工工艺已成为高层和超高层建筑(剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒 体结
9、构和框架筒体结构)主要的工业化施工方法之一，尤其是在高层住宅剪力墙结构中应 用广泛。如北京昆仑饭店(剪力墙结构，地上 26 层，高度 100m)、上海扬子江大酒店(框剪 结构，地上 36 层，高 124m)、天津和平商业城(筒体结构，地上 45 层，高 159m)、深圳特 区报业大厦(框筒结构，地上 48 层，高 189m)等都采用了大模板施工工艺。 2. 大模板的构造与类型 1) 大模板的构造 大模板由面板系统、支撑系统、操作平台和附件组成，如图 6.1 所示。 图 6.1 大模板构造示意图 1面板 2横肋 3竖肋 4支撑桁架 5螺旋千斤顶(调整水平用) 6螺旋千斤顶(调整垂直用) 7脚手板
10、 8防护栏杆 9穿墙螺栓 10固定卡具 面板系统包括面板、横肋、竖肋等。面板要求平整、刚度好，使混凝土具有平整的外第 6 章 现浇混凝土结构高层建筑施工 215215观，它可以采用钢板、玻璃钢板、胶合板、木材等制作，国内目前常用的面板材料为钢板 和胶合板，均能多次重复使用。横肋和竖肋的作用是固定面板，并把混凝土侧压力传递给 支撑系统，可采用型钢或冷弯薄壁型钢制作，一般采用6.5 槽钢或8 角钢。肋的间距根据 面板的大小、厚度、构造方式和墙体厚度的不同而定，一般为 300500mm。 支撑系统包括支撑架和地脚螺栓。每块大模板采用 24 榀桁架作为支撑机构，并用螺 栓或焊接将其与竖肋连接在一起，主
11、要承受风荷载等水平力，以加强模板的刚度，防止模 板倾覆，也可作为操作平台的支座，以承受施工荷载。支撑架横杆下部设有水平与垂直调 节螺旋千斤顶组成，在施工时，它能把作用力传递给地面或楼板，以调节模板的垂直度。 操作平台包括平台架、脚手板和防护栏杆。操作平台是施工人员操作的场所和运输的 通道，平台架插放在焊于竖肋上的平台套管内，脚手板铺在平台架上。每块大模板还设有 铁爬梯，供操作人员上下使用。 附件主要包括穿墙螺栓和上口铁卡子。穿墙螺栓主要作用是加强模板刚度，承受新浇 混凝土的侧压力，控制墙板的厚度。穿墙螺栓一般采用30mm 的 45 号圆钢制作，一端制 成螺纹，长 100mm，用以调节墙体厚度，
12、另一端采用钢销和键槽固定。为了能使穿墙螺栓 重复使用，螺栓应套以与墙厚相同的塑料套管。拆模后，将塑料套管剔出周转使用。上口 铁卡子主要用于固定模板上部，控制墙体厚度和承受部分混凝侧压力。 2) 大模板的类型 大模板按形状划分有平模、小角模、大角模、筒形模等。 (1) 平模 平模(如图 6.1 所示)是以一个整面墙面制作成一块模板，能较好地保证墙面的平整度。 当房间四面墙体都采用平模布置时，横墙与纵墙混凝土一般分两次浇筑，即在一个流水段 范围内，先支横墙模板，待拆模后再支纵墙模板。由于所有模板接缝均在纵横墙交接的阴 角处，因此便于接缝处理，减少修理用工，模板加工量较少，周转次数多，适用性强，模
13、板组装和拆卸方便。但由于纵横墙须分开浇筑，故竖向施工缝多，从而影响房屋的整体性。 采用 4mm 钢板作面板时如作竖向拼缝， 须在板缝处加焊角钢加强， 胶合板面板其纵横缝处 都须用不等边的角钢或 T 字形钢予以加固，施工较为麻烦。 上述平模是以整面墙制作一块模板，虽结构简单、装拆灵活，但模板通用性差，并需 用小角模解决纵、横墙角部位模板的拼接处理，仅适用于大面积标准住宅的施工。 为了解决横、纵墙两次浇筑的问题，可以采用组合式平模。组合式平模是以建筑物常 用的轴线尺寸作基数拼制模板，并通过固定于大模板板面的角模把纵横墙的模板组装在一 起，可以同时浇筑纵横墙的混凝土。为适应不同开间、进深尺寸的需要，
14、组合式平模可利 用模数加以调整。 为了解决通用性差的缺点，可以采用拆装式平模。拆装式平模是将板面、骨架等部件 之间的连接全都采用螺栓组装，比组合式大模板更便于拆改，也可减少因焊接而产生的模 板变形。 (2) 小角模 小角模是为适应纵横墙一起浇筑而在纵横墙相交处附加的一种模板， 通常用10010 的角钢制成。小角模设置在平模转角处，可使内模形成封闭的支撑体系，模板整体性好， 组拆方便，墙面平整。小角模可以将扁钢焊在角钢内，拆模后会在墙面形成突出的棱，如高层建筑施工 216 216 图 6.2(a)所示； 另一种是将扁钢焊在角钢外面， 拆模后会在墙面留下扁钢的凹印， 如图 6.2(b) 所示。 (
15、a) 扁钢焊在角钢内侧 (b) 扁钢焊在角钢外侧 图 6.2 小角模 1小角模 2平模 3扁钢 4转动拉杆 5压板 6横墙平模 7纵墙平模 (3) 大角模 大角模(如图 6.3 所示)是由上下四个大合页连接起来的两块平模， 并由三道活动支承和 地脚螺栓等组成。采用大角模布置时，房间的纵横墙体混凝土可以同时浇筑，房屋的整体 性好，且还具有稳定、拆装方便、墙体阴角方整、施工质量好等特点；但是，大角模也存 在加工要求精细、运转麻烦、墙面平整度差、接缝在墙的中部等缺点。 图 6.3 大角模 1合页 2花篮螺栓 3固定销子 4活动销子 5调整螺栓 第 6 章 现浇混凝土结构高层建筑施工 217217(a
16、) 集中式紧伸器筒形模 (b) 分散式紧伸器筒形模 图 6.4 筒形模构造示意图 1固定角模 2平面模板 3活动角模 4肋板 5紧伸器 6调节螺杆 7连接板 (4) 筒模 筒形模有平模、角模和紧伸器(脱模器)等组成，是将一个房间的 3 面或 4 面现浇墙体 的大模板通过挂轴悬挂在同一钢架上，墙角用小角模封闭而形成一个筒形单元体。主要用 于电梯井和管道井内模的支设。采用筒模布置时，纵横墙体混凝土能同时浇筑，故结构整 体性好，施工简单快速，减少了模板的吊装次数，操作安全，劳动效率高；缺点是模板每 次都要落地，且模板自重大，需要大吨位的起重设备，模板加工精度要求高，灵活性差， 安装时必须按房间弹出十字中线就位。 筒形模的平模采用大型钢模板或钢框胶合板模板拼装而成。角模有固定角模和活动
