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建筑技术丨创新提效进行时——核心筒施工5方面参考对策汇总

 wangwei508 2019-04-06

导言

超高层核心筒施工是超高层建筑工程的重要部分。为确保核心筒施工技术创优,必须从以下方面考虑突破与创新,一起来看吧。

核心筒优化

1.优化内部构件

(1)核心筒内部小墙肢的数量。核心筒内部小墙肢对结构整体刚度和受力贡献不大,在保证结构成立的前提下,可充分利用梁的承载能力,最大程度减少内部小墙肢的数量。 

(2)加强区以下可设置构造边缘构件。底部加强区以下的约束边缘构件可调整。根据相关规范,底部加强区以下均可做构造边缘构件,为保证嵌固端边缘构件纵筋延续,地下1层边缘构件的纵筋同第1层,但箍筋可以按构造边缘构件控制。地下2层及以下层可全部设置构造边缘构件,而且抗震等级可按规范要求降低。

(3)核心筒角部约束边缘构件的优化。根据高规9.2.2条,底部加强区以上的核心筒角部也应设置约束边缘构件,但应注意根据轴压比调整箍筋配置,以及非阴影区长度。

2.控制构件尺寸

(1)墙厚。控制核心筒墙体厚度。在满足结构整体刚度以及墙体稳定性要求前提下尽量减薄墙体厚度。例如:7度区,150~200m的超高层建筑,筒体外墙厚度350~600mm为宜,应根据轴压比由下而上收进。内筒墙体基本可取200mm。 

(2)架柱截面。在满足结构整体刚度要求的前提下,控制柱截面,混凝土强度等级可适当取高。框筒结构中的绝大部分框架柱都是构造配筋,减小柱截面也就减小了柱配筋。

(3)框架柱的体积配箍率。框筒结构中,下部框架柱由于截面较大,剪跨比往往都小于2,属于短柱,其体积配箍率不小于1.2%,随着楼层往上柱截面的减小,在某一层以上,框架柱的剪跨比将大于2,此时应根据轴压比计算结果来确定柱的体积配箍率,精细化柱箍筋配置。   

3.优化结构形式

(1)尽量不要设置内柱。如必须设置,则内柱与核心筒距离不宜太小,否则内柱与内筒间的框架梁剪力会非常大,受力不合理。 

(2)次梁的布置形式。次梁的布置应沿内筒向四周发射布置单向梁,如下图所示。这种方式传力途径清晰效率高,有利于控制主梁高度,确保结构净高。 

(3)平面外的梁按次梁设计。 一端与核心筒平面外连接,另一端与外围主梁连接的梁,应按次梁设计。目前PKPM还无法自动修改,须手动调整抗震等级。最新版本的YJK已可以在参数设置中自动实现此功能。 

(4)控制角部楼板加强范围。根据相关规范,角部加强区域满足规范要求即可,不需要人为放大,也不需要以板块为单位,即可以在一块板内标注加强区域范围。

核心筒制作

目前在高层建筑中,特别是超高层建筑中,水平荷载越来越大,常采用核芯筒抵抗水平荷载。核心筒包括墙体及墙体两侧上的楼板,核芯筒的墙体采用滑模施工,墙体和楼板不能同步施工。通常的做法为楼板钢筋通过弯筋预埋在核芯筒的墙体内,待施工楼板时再将核芯筒的墙体内预埋的弯筋凿出与楼板的钢筋连接。这种施工方式,楼板钢筋和弯筋的连接工作量大、费时、费工,将弯筋凿出时产生噪声污染和粉尘污染,影响其他工序的施工。当楼层高、核芯筒大时,需施工的量大,缺点更突出。

为克服现有技术的不足,提供工作量小、省时省力,无噪声污染和粉尘污染的核心筒的施工方法及核心筒,可改变核心筒的施工方法,核心筒包括墙体及位于墙体两侧的楼板。首先制作连接件,待墙体成型后,连接件预埋在墙体内部,连接件一端端部位于墙体外壁上;卸下墙体成型模板,将楼板的楼板上部钢筋和楼板下部钢筋分别和位于墙体外壁的连接件一端端部焊接;在楼板上部钢筋和楼板下部钢筋上分别铺设分部钢筋,铺设好楼板成型模板;然后在铺设好的楼板成型模板及钢筋上铺设混泥土,完成楼板的加工后,卸下楼板成型模板即可。

核心筒的施工方法及核心筒,施工核芯筒的墙体时将连接件预埋在墙体内,墙体成型滑模滑升后将楼板钢筋与连接件焊接;和传统的楼板钢筋通过弯筋预埋在墙体内,待施工楼板时再将墙体内预埋的弯筋凿出与楼板钢筋连接的方式相比,本发明在保证核心筒强度的同时,省时省力,节约了施工时间,提高了生产效率,且无噪声和粉尘污染。

核心筒平移

由于超高层结构高度的不断增加,现有的结构核心筒施工基本采用顶模施工、爬模施工、滑膜施工等施工工艺,这几种施工工艺都是采用液压油缸提供动力顶升架体,工艺特点是水平结构与竖向结构分开施工,这种施工方式一方面会导致结构施工的费用增加、工期拉长,另一方面由于施工工作面比较多,从而导致安全风险高。

为解决这类缺陷,利用核心筒竖向与水平结构的平层施工方法,该平层施工方法不仅能实现快速施工、缩短施工时间,还能提高施工质量。

施工时,需设计一种核心筒竖向与水平结构的平层施工方法,包括绑扎核心筒的竖向墙柱钢筋,将竖向构件预埋在核心筒的墙体内;提升核心筒的内筒爬模架体;安装核心筒的内筒铝模,内筒铝模安装好后穿设对拉螺杆;安装板水平模板;提升核心筒的外筒爬模架体,安装核心筒的外筒铝模,通过对拉螺杆将内筒铝模和外筒铝模拉紧固定;绑扎核心筒的梁钢筋和板钢筋;拼装梁竖向模板,调平梁竖向模板的水平高度并加固;浇筑混凝土。

与现有技术相比,该做法对核心筒的水平结构与竖向结构进行一次施工,不仅能够节省一定量的预埋、植筋、剔凿、防护成本,还能减少植筋、施工缝处理等因素引起的质量隐患,大大提供施工效率。

核心筒检验与验算

(1)工程项目在进行回弹法检测时,应严格按照JGJT 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中的规定数值为依据,所使用的换算值与规程中能够查到的最大强度换算值须相同。

(2)回弹法的检测形式与方法应灵活根据工况进行调整。有时为查清问题,消除隐患,在对筒体混凝土进行全面回弹时,需要进行抽芯操作,以查出混凝土的实际强度。应确保项目并进行抽芯操作,准确测得回弹法测得的数值,否则难以作为准确依据。

(3)检测时应考虑天气等环境因素。若被测块体所处环境连日阴雨,墙体潮湿,则可能因数据离散性交到而使筒体(混凝土C50)回弹检测意义不大。此时应考虑决定采用钻芯法对核心筒混凝土进行检测,以进行区域强度评价。

(4)核心筒施工前需要进行必要的验算。混凝土裂缝的产生主要还在于混凝土凝结硬化收缩后产生的较大的变形所致。 若墙板钢筋均采用双层Φ8@180钢筋网片,当板内混凝土产生较大的拉力时,在钢筋配置不足的情况下,钢筋内会有较大的拉应力,进而有较大的应变,所以会出现裂缝。根据其他工程的设计经验,一般为避免水平裂缝,水平钢筋应有一定配置量,若施工所用钢筋不当,则明显不足,这可能是产生可见裂缝的要因。 混凝土本身的原因及施工质量。

(5)混凝土的收缩计算同样值得考虑。当气温较高时,混凝土失水过多,混凝土的坍落度在浇筑时已很小,此时为了改善混凝土的流动性而加水,一旦收缩值计算不正确,则可能因混凝土强度等级等原因而形成较大的收缩现象。

核心筒脚手架

1.附着升降脚手架

附着升降脚手架从第一层开始安装搭设,搭设为十步十一排高19.8m(1.8m×十步+1.8m扶手),步距1.8m,两立杆间横距不大于1.5m,宽度0.8m,架体距外墙0.4m,上下附着支承点支承在已浇捣混凝土的结构梁或剪力墙上,用M27穿墙螺栓与附着支承连接件连接固定,具体施工过程包括施工准备、安装调试、升降操作、使用规程、拆除和检查保养等具体要求进行操作。  附着升降脚手架从第一层开始安装搭设, 附着升降脚手架搭设完毕后必须经检测后方可进行提升, 附着升降脚手架从第一层逐层提升至顶层待结构施工完毕后附着升降脚手架在20层进行高空拆除。

2.油缸顶升模板技术

大吨位长行程油缸整体顶升模板施工技术是在引进国外技术基础上、结合实际研发创新的一种适用于高层与超高层建筑的顶模技术,整体钢平台采用大吨位长行程油缸的顶升模板装置,能适应复杂多变的高层建筑核心筒结构施工,可满足平均3天一层的工期要求,且能保证全过程施工安全和施工质量。

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