项目4 高层建筑混凝土结构施工

项目4高层建筑混凝土结构施工讲课人：XXX2015年8月12日高层建筑施工2XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工项目导入金茂大厦位于上海浦东新区陆家嘴金融贸易区黄金地段，与著名的风景区隔江相望。金茂大厦由中国上海对外贸易中心股份有限公司投资建造、管理，美国芝加哥SOM建筑事务所设计。其总高度为420.5m，占地面积2.3万m2，地上88层，地下3层，裙房6层，总建筑面积29万m2。大厦里有办公楼、金茂凯悦大酒店、观光厅等。思考：（1）高层建筑现浇混凝土工程施工的模板工程、钢筋工程和混凝土工程的技术应用和发展趋势是什么？（2）脚手架的应用范围和发展趋势是什么？（3）施工机械的应用和发展趋势是什么？3XXXXXXXXXXXXXXXXXX目录4.1高层建筑现浇混凝土工程施工4.2高层建筑装配整体式框架施工高层建筑施工4.3高层建筑预应力混凝土工程施工4XXXXXXXXXXXXXXXXXX目录高层建筑施工4.5高层建筑脚手架施工4.4高层建筑砌块工程施工高层建筑现浇混凝土工程施工4.16XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1高层建筑现浇混凝土工程施工钢筋混凝土结构工程按施工方法分为现浇钢筋混凝土结构工程和装配式钢筋混凝土结构工程，现浇钢筋混凝土结构工程包括钢筋工程、模板工程和混凝土工程，其施工工艺流程如图4.1所示。7XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程模板工程是混凝土结构构件成型的一个十分重要的组成部分。现浇混凝土结构用模板工程的造价约占钢筋混凝土工程总造价的30%，用工量占总用工量的约50%。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。8XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程1.模板工程的组成和基本要求模板及其支撑系统必须符合下列基本要求：①要保证结构和构件各部分的形状、尺寸及相互位置的正确性。②具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇筑混凝土重和侧压力，以及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，满足混凝土的浇筑及养护等工艺要求。④接缝严密，不得漏浆。⑤选用要因地制宜，就地取材，周转次数多，损耗小，成本低，技术先进。9XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程2.模板的种类（1）组合钢模板组合钢模板是一种工具式的定型模板，由具有一定模数的若干类型的板块、角模、支撑和连接件组成，拼装灵活，可根据设计要求，在平面和立面上拼出多种尺寸和几何形状，通用性强，适应各类建筑物的梁、柱、板、墙、基础等构件的施工需要，也可拼成大模板、隧道模和台模等。10XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程钢定型模板由边框、面板、横肋组成，面板厚度一般为2.3~2.5mm，封头横肋板、中间加肋板的厚度一般为2.8mm。钢模板采用模数制设计，宽度以100mm为基础，以50mm为模数进级；长度以450mm为基础，以150mm为模数进级；肋高55mm。也有其他系列的模板。模板类型主要有平面模板、阴角模板、阳角模板和连接角模板，如图4.2所示。11XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程连接件主要有U形卡、钩头螺栓、对拉螺栓和扣件等，如图4.3所示。12XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程（2）覆塑竹胶合模板覆塑竹胶合模板是目前广泛使用的一种模板。有单面覆塑和双面覆塑，规格为2440～1220mm，厚度10～12mm。竹胶合模板组织严密、坚硬强韧，板面平整光滑，可钻可锯，耐低温、高温，可用于施工现浇清水混凝土专用模板。13XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程（4）工具式支撑工具式支撑是采用各种工具式的定型桁架、支撑、托具、卡具等组成模板的支架系统，节约材料、扩大施工空间、加快施工进度。模板的支撑系统广义地来说包括垂直支撑、水平支撑、斜撑以及连接件等，其中垂直支撑用来支承梁和板等水平构件，直至构件混凝土达到足够的自承重强度；水平支撑用来支承模板跨越较大的施工空间或减少垂直支撑的数量。14XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程（3）模壳模壳是用于钢筋混凝土密肋楼板的一种工具式模板。密肋楼板由薄板与间距较小的密肋组成，模板的拼装难度大，且不经济。采用塑料或玻璃钢按密肋楼板的规格尺寸加工成需要的模壳，则具有一次成型、多次周转的便利。15XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程①桁架：可搁置在墙上、梁侧模板横档上，用以支撑梁或板的模板。组合式桁架使用时两榀一组,跨度可调范围为2.5～3.5m。荷重较大时可多榀成组排放；结构跨度超过桁架最大跨度时，可在中间加支柱后连续安装桁架，如图4.4所示。16XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程②支柱：常用支柱顶撑和井架。顶撑有木制琵琶撑和活动式钢管支撑，活动钢管支撑的可调高度为1.5～3.6m，每档调节高度为100mm。荷重较大或高度较大时，一般搭设扣件式钢管井架或排架，如图4.5所示。17XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程③夹具及卡具：常用的有工具式柱箍和组合式梁卡具。柱箍也称为定位夹箍，用角钢、槽钢、扁钢或方木制成，是直接支撑或夹紧各类柱模的支承件。18XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程3.现浇结构中常用模板的构造与安装（1）基础模板基础的特点是高度较小而体积较大，基础模板一般利用地基或基槽（基坑）进行支撑。安装阶梯形基础模板时，要保证上、下模板不发生相对位移。如土质良好，基础也可进行原槽浇筑混凝土。基础支模方法如下所述。①柱下单独基础模板（图4.6）。模板安装前，应核对基础垫层标高，弹出基础的中心线和边线，将模板中心线对准基础中心线，然后校正模板上口标高，符合要求后要用轿杠木搁置在下台阶模板上，斜撑及平撑的一端撑在上台阶模板的背方上，另一端撑在下台阶模板背方顶上。19XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程20XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程②杯形基础模板。杯芯模两侧要钉上轿杠木,以便搁置在上台阶模板上，杯芯模不设底模板，以便杯口底部混凝土振捣。③条形基础模板（图4.7）。先核对垫层标高，在垫层上弹出基础边线，将模板对准基础边线垂直竖立，模板上口拉通线，校正调平无误后用斜撑及平撑将模板钉牢；有地梁的条形基础，上部可用工具式梁卡固定，也可用钢管吊架或轿杠木固定。台阶形基础要保证上、下模板不发生相对位移。土质良好时，台阶形基础的最下一阶可采用原槽浇筑。21XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程22XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程（2）柱、墙模板柱和墙均为垂直构件，模板应能保持自身稳定，并能承受浇筑混凝土时产生的横向压力。柱模板要由侧模（包括加劲肋）、柱箍、底部固定框、清理孔4部分组成，柱箍除使板模板保持柱的形状外，还要承受由模板传来的新浇混凝土的侧压力，因此柱箍的间距取决于侧压力的大小及模板的刚度。典型的矩形柱模板构造如图4.8所示。柱的断面尺寸通常较小且比较高，而且一般混凝土浇筑速度较快，因此，柱模板的构造和安装主要考虑保证垂直度及抵抗新浇混凝土的侧压力，与此同时，也要便于浇筑混凝土、清理垃圾与钢筋绑扎等。23XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程24XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程柱模板具体要点如下。①弹线及定位：先在基础面(楼面)弹出柱轴线及边线，同一柱列则先弹两端柱，再拉通线弹中间柱的轴线及边线。按照边线先把底盘固定好，然后再对准边线安装柱模板。②柱箍的设置：为防止混凝土浇筑时模板发生鼓胀变形，柱箍应根据柱模板断面大小经计算确定，下部的间距应小些，往上可逐渐增大间距，但一般不超过1.0m。柱截面尺寸较大时，应考虑在柱模板内设置对拉螺栓。③柱模板须在底部留设清理孔，沿高度每2m开有混凝土浇筑孔和振捣孔。④柱高≥4m时，柱模板应四面支撑，柱高≥6m时，不宜单根柱支撑，宜几根柱同时支撑组成构架。⑤对于通排柱模板，应先装两端柱模板，校正固定后，再在柱模板上口拉通线校正中间各柱模板。25XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程墙模板的侧模可采用胶合板模板、组合钢模板、钢框胶合板模板等。采用胶合板模板以及组合钢模板的典型墙模板构造如图4.9所示。26XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程具体剪力墙模板安装做法如下。①根据边线先立一侧模板并临时支撑固定，待墙体钢筋绑扎完后，再立另一侧模板。②墙体模板的对拉螺栓要设置内撑式套管(防水混凝土除外)，一是确保对拉螺栓重复使用，二是可控制墙体厚度。③预留门窗洞口的模板应有锥度，安装牢固，既不变形，又易于拆除。④墙体模板高度较大时，应留出一侧模板分段支设；不能分段支设时，应在浇筑的一侧留设门子板，留设方法同柱模板，门子板的水平间距一般为2.5m。⑤为预留墙体洞口而设在模板内的内套模板要设置排气孔。27XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程（3）梁、板模板梁与板均为水平构件，其模板主要承受竖向荷载，如模板及支撑自重，钢筋、新浇筑混凝土自重以及浇筑混凝土时的施工荷载等，侧模则受到混凝土的侧压力。因此，要求模板支撑数量足够，搭设稳固牢靠。梁的跨度较大而宽度不大。梁底一般是架空的，混凝土对梁侧模板有水平侧压力，对梁底模板有垂直压力，因此梁模板及支架必须能承受这些荷载而不致发生超过规范允许的过大变形。梁模板主要由底模、侧模、夹木及其支架系统组成，梁与楼板支模，一般先支梁模板后支楼板的横楞，再依次支设下面的横杠和支柱。在楼板与梁的连接处靠托木支撑，经立挡传至梁下支柱。楼板底模板铺在横楞上，如图4.10(a)所示。28XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程29XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程①梁模板应在复核梁底标高、校正轴线位置无误后进行。②梁底板下用顶撑(琵琶撑)支设，顶撑间距视梁的断面大小而定，一般0.8～1.2m，顶撑之间应设水平拉杆和剪刀撑，使之互相拉撑成为一整体，当梁底距地面高度6m时，应搭设排架或满堂红脚手架支撑；为确保顶撑支设坚实，应在夯实的地面上设置垫板和楔子。③梁侧模下方应设置夹木，将梁侧模与底模板夹紧，并钉牢在顶撑上。梁侧模上口设置托木，托木可固定在梁的侧模上或用方木撑在顶撑上，梁高度≥700mm时，应在梁中部另加斜撑或对拉螺栓固定。④当梁的跨度≥4m时，梁模板的跨中要起拱，如设计无要求时，钢模的起拱高度为全跨长度的1～2/1000，木模的起拱高度为2～3/1000。⑤单梁的侧模板一般拆除较早，因此侧模板包在底模板的外面。柱的模板与梁的侧模板一样，可较早拆除，梁的模板也不应伸到柱模板的开口内，如图4.10(b)所示。30XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程梁与楼板模板的垂直支撑可选用可调式钢支柱、扣件式钢管支架、碗扣式钢管支架、门式钢管支架以及方塔钢管支架等（图4.11）。单管钢支柱的支承高度为3~4m；支架在承载力允许范围内可搭设任意高度。常规的支架可根据所用的形式参照相应的技术规程要求进行设计并安装搭设，非常规的支架可参考支撑加载试验所得的极限承载力除以2~3的安全系数进行设计并搭设。对于定型产品，也可参考生产厂家提供的技术参数进行设计并搭设。31XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程32XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工4.1.1模板工程楼板的特点是面积大而厚度一般不大，因此横向侧压力很小，楼板模板及支撑系统主要是