框剪结构滑模施工偏扭原因及防治措施

关键词：框剪结构滑模；纠偏；预防 

　　框剪结构在滑模过程中，常常会发生操作平台偏移或因偏移引发平台的环向扭转。不仅影响建筑物的外观质量，更主要是改变了结构的受力状态，给工程质量造成隐患。 

　　综合分析滑模施工，发生偏扭一般是由以下原因引起的： 

　　1、荷载分布不均匀 

　　滑模施工中，操作平台上的荷载分布不均匀，施工操作人员、设备等活荷载过度集中，而且操作平台的整体刚度差，易变形，导致千斤顶不能同步提升，从而产生偏扭力矩，致使整体结构发生偏扭位移。 

　　2、支撑杆能力不足 

　　支承杆数量不足，承载能力弱、刚度小、自由长度大等原因易出现偏移现象，主要表现在：支撑杆本身材质、加工质量差，不直，接头不同心，这些都是支撑杆能力下降的原因。 

　　3、千斤顶滑升不同步 

　　滑模平台组装前，未对千斤顶做检修和同步试验，未根据试验行程数据对千斤顶合理编组而达到对称布置，液压系统失控或油管爆漏等现象都会影响滑模平台各组千斤顶的同步爬行，导致操作平台偏扭。 

　　4、千斤顶调平限位卡失控 

　　千斤顶调平限位器失控，使操作平台不能保持应有的水平状态，当部分限位器螺栓未拧紧时，该处的千斤顶就会失控，到位后仍能继续单独爬行，使该支撑杆严重超载弯曲失稳，严重时会导致平台变形、偏移。 

　　5、混凝土浇筑不合理 

　　混凝土浇筑方法和顺序不合理，未严格按同步对称、分层交圈下料浇筑，或者下料起始位置、方向、次序不当，使混凝土出模强度相差较大，从而导致模板提升时阻力不均匀，致使不能同步滑升。 

　　6、外界因素影响 

　　如日照形成的阴面和阳面的温度差，阳面混凝土强度上升快，出模时的阻力随之增大，与此相反，阴面混凝土强度上升慢，出模时的阻力相对要小些此外，机具加工粗糙、组装质量差、安装误差大、外界的风力、风向变化等原因都会引起模板侧压力和摩阻力的变化而造成偏扭的发生。 

　　该副井井塔工程为框架剪力墙结构，结构外形尺28mx28m。中间为四个边长1500mm的方柱，四周为剪力墙及附壁柱，东北角为楼梯间、电梯间。剪力墙厚度外墙为500mm、400mm、内墙为300mm，井塔内有9个钢筋混凝土平台，采用“滑一打一”法施工，即墙柱采用滑模施工，梁板采用现浇支模。滑模平台设计时在四个中柱间分别设置了4个“假柱”，“假柱子”采用架子管搭设，外围以及对角立杆均采用格构式加固，斜向采用直径18以上的钢筋焊接在立杆上，截面1000X1000mm，四角为千斤顶支撑杆，它与框架柱及剪力墙模板内围圈组成了操作平台的支撑系统，操作平台采用钢桁架，中间四个1500×1500M框架柱每个柱子布置两个提升架，由4个千斤顶爬升。 

　　在滑升到一层5.845m后第一次滑升结束，测墙、柱垂直度，测得墙柱东西向垂直度最大偏差2mm，而南北向偏差较大，整体向南偏，最小偏移量8mm，最大移量13mm。结合施工现场的实际情况，操作平台发生整体偏移的原因：（1）混凝土接料斗设在北面，提升过程中料斗内还存有大量混凝土，小推车全部停在北面，操作人员多数也停留在北面，北面平台荷载过大。（2）南面因有电梯井和楼梯间，因此在设计方案时充分考虑砼的摩擦阻力，千斤顶布置交密，设置的千斤顶多，提升速度加快。考虑到目前偏移量较小，且为整体向南偏移，没有扭转现象，因此我们采用了以下纠正方法： 

　　1、偏载纠偏法，即按量测的结果向偏移反方向，施加一定的荷载，人为地造成滑升模板的偏载，使之向偏移的反方向用力。 

　　具体操作：提升时混凝土料斗内的混凝土全部卸出，北面不再堆放任何材料，南面适当增加堆放材料的数量，而东西向的荷载保持平衡。 

　　2、改变混凝土浇筑的起始位置和方向，即在偏移方向的对侧中心位置开始分两侧顺、逆时针两个方向对称交圈浇筑，利用先浇筑处混凝土出模强度高、模阻力大的特点，使平台自动倾斜纠偏。 

　　具体操作：混凝土浇筑每批都从南面中心开始，分两个方向对称向北浇筑。 

　　3 千斤顶底面加垫铁，即在平台偏移方向的千斤顶底面径向外侧加铁垫，迫使支撑杆在偏心力的作用下复位。铁垫厚度和数量根据偏移量的大小而定，如果偏移量较大，可再在对侧千斤顶横梁底面内侧加垫，在共同作用下快速使平台复位。 

　　具体操作：南侧所有千斤顶底面径向外侧加垫铁，垫铁厚度为5mm。 

　　4增加千斤顶法，即在平台荷载较大和模阻力较大部位增加增加千斤顶，使该部位的提升速度与其它部位均衡。 

　　具体操作：平台南侧混凝土料斗旁边增加了一个千斤顶。 

　　以上方法结合使用，滑升到二层+9.3m时，平台偏移已得到纠正。 

　　由于本工程采用“滑一打一法”，每层的墙柱滑升到板底后空滑，空滑高度一般为1.4m（板厚0.2m+钢模高1.2m），五层墙柱空滑在夜里进行，现场监管不到位，支撑杆没有按要求加固，部分支撑杆弯曲，而此时南面堆放的材料和机具较多，荷载过大，导致操作平台又向南偏移，偏移量达到35mm。面对这样的偏移，平台施工完后，继续滑升时采取了以下纠偏措施： 

　　1、平台倾斜 法，通过调整限位器的标高成斜面，使千斤顶可以升到不同的高程，致使平台爬升时成倾斜面，利用平台倾斜产生的水平推力，迫使移动的平台复位。平台倾斜程度根据平台中心偏移大小而确定，一般倾斜面控制在1/100以内，调整平台倾斜时，其倾斜面一定要保持平面状态。 

　　具体操作：南面剪力墙的限位统一调低100mm，北面剪力墙的限位高度不变，南北之间墙柱的限位按坡度分别予以调整。 　　2、外力法，即沿偏移的反方向施加外力，使平台在滑升过程中，逐渐向回偏移，直至达到要求为止。采用外力法纠扭时，动作不可过猛，一次纠扭的幅度不可过大 

　　具体操作方法： 

　　第一种方法：在滑模之前，在建筑物四周外围自然地坪上埋设地锚，一般来说最好是保证斜拉钢丝顺与地面的夹角不超过45°，滑升高度太高不易采用此方法。 

　　第二种方法：在结构内部施工时提前埋设地锚，在浇筑平台梁板时预留地锚钢筋，地锚必须埋设在框架梁上，不得埋设在平板上，本工程在施工时在每层现浇平台上的四个角均匀对称埋设了4个地锚，以备纠偏时使用。纠偏时应根据每个墙面面积的大小以及布置提升架的多少来固定拉结点，同时还要综合考虑偏移的各方面因素，本工程在南侧剪力墙上的提升架，每三榀为一组，用 [10通长槽将内立柱连起来，连接点只能在千斤顶底座下横梁以及以上，不得连接在千斤顶底座以下立柱上，此过程必须每顶升一个行程观测一次，特别是观察提升架的刚度是否足够，是否变形，否则马上采取加固措施，不得求快，至到偏移纠正为止。 

　　在8层28m至34m滑模期间，因冬季保温需要，整个外吊架以及上围栏上下15米全部采用棉毡包裹，形成了一个挡风屏障，本工程处于沙漠地带，经常受到六级以上大风的袭击，至使操作平台向南偏移30mm，向西偏移偏移20mm，纠偏过程中，由于是第一次在沙漠施工，操作过快、过猛，导致操作平台发生了扭转。后经项目部技术组研究决定采取如下措施： 

　　1、外力法，沿扭转的反方向施加外力，使平台在滑升过程中，逐渐向回扭转，直至达到要求为止，这是纠扭最有效的方法。 

　　具体作法：采用3 t倒链作为施加外力的工具，一端固定在已有强度的下一层结构上，另一端与提升架外立柱相连。当拉动倒链时，相对结构形心，可以得到一个较大的反向扭矩。提升过程中，缓慢松倒链，保护反向扭矩的持续存在，至到扭转 纠正为止。 

　　2、对拉提升架立柱 

　　用1t倒链对拉外侧相邻两榀提升架立柱的上下端，根据扭转的方向来选择对拉提升架立柱的方式，根据扭转的程度来调节门架的倾斜度，使倾斜方向逐渐减小，此方法可有效地产生与扭转方向相反的扭转力矩，致使扭转停止，对拉榀数一般为每侧3～4对，其位置选在扭转较明显处。或者是一端固定在提升架上横梁上，一端固定在扶壁柱主筋上，下端固定点不动，让提升架受外力作用向反方向做一定的位移。 

　　但是在框剪结构滑模施工中，我们要以“防偏为主，纠偏为辅”为原则，把预防放在第一位。经过多次滑模施工，总结了以下预防措施： 

　　1、操作平台要有足够的刚度和强度 

　　为了防止滑升过程中因操作平台的整体刚度差的原因致使发生偏扭，设计滑模操作平台时，要考虑到操作平台一定要有足够的刚度和强度，尽量采用整体刚度大、不易变形的桁架式结构作为操作平台。 

　　2、保护操作平台上荷载的均匀 

　　液压控制柜、电焊机、配电箱、混凝土接料斗等设备应在平台上对称均匀布置，各种施工材料要少放勤吊，对称均匀堆放。 

　　3、支撑杆数量要适当 

　　滑模平台支撑杆数量要科学合理，避免因支撑杆数量过少而造成失稳和支撑杆过多而造成不同步滑升的发生。选择支撑杆的材质要好，刚度和强度满足施工要求，本工程采用直径48的架子管，壁厚大于3mm，必须采用国标材质。同时对接钢管采用直径40的钢管，上下两端伸入爬杆内不小于100mm，有许多滑模工程直接在钢管对接缝上焊接4个焊点，不采用内插对接钢管的做法不保险，容易弯曲断裂，虽然节约一点材料费，但是风险太大，没有技术措施保障。 

　　4、先做千斤顶同步试验 

　　为防止千斤顶不同步滑升而导致不能使整个操作平台整体均匀受力，在组装前，所有千斤顶应做同步试验，根据试验所测得的千斤顶的性能，合理组合搭配安装。千斤顶油路的设计和布置要合理，尤其从液压控制台通到千斤顶的油路长度要尽量一致，最大地缩短千斤顶的提升时差。许多偏扭情况都可以通过千斤顶是否同步顶升观察出来，如果不同步爬升可以分析以下原因： 

　　1）首先应检查油管供油的压力是否足够，同时是否存在有漏油的现象以及千斤顶是否正常工作。 

　　2）施工过程中检查爬升较慢的地方是否模板与砼之间摩擦力太大，模板是否存在倒锥现象，此处操作平台堆载重量是否合理。 

　　5、操作台保持水平 

　　滑升过程中，操作平台应保持水平，各相邻千斤顶的相对高差不得大于5mm，相邻两个提升架的升差不得大于20mm。同时在施工中采取调平限位卡装置，来控制好千斤顶的同步爬升。安装调平限位卡时一定要拧紧，并且控制好高程，连续监控，应在每滑升300mm用水准仪或红外线激光水平仪抄平一次，确保平台整体水平滑升。 

　　6、混凝土的浇筑措施 

　　混凝土浇筑按“先内后外，先难后易，先厚后薄、均匀布料、分层对称”的原则进行，并分两组顺、逆时针两个方向对称交圈浇筑，根据具体实际适当调节混凝土坍落度和浇筑方法，缩小混凝土出模强度的差异，减少由于摩阻力的变化而造成的偏扭。 

　　7、千斤顶爬杆的加固 

　　正常滑升模板期间，砼内爬杆不需加固，空滑时以及爬杆遇到洞口时必须对爬杆进行加固；具体措施如下： 

　　1）当门窗洞口只有一个提升架且布置一个千斤顶时，必须增加两根架子管，与爬杆形成三角形结构，水平间距一般根据砼壁厚为300mm，三角形水平面以及每个面斜向用直径16以上的短钢筋格钩式连续焊接。当布置2个时，只需增加一根附加钢管。同时根据洞口高度还应与洞口两边的砼结构加固牢固。 

　　2）当洞口内有两个及以上时，除了按照以上方法固定外，还得用架管把所有洞口竖向爬杆连接成整体。 

　　3）空滑时，对于柱内爬杆，直接利用主筋加短钢筋与爬杆焊接，对于墙壁内爬杆，如果墙体受力钢筋小于14，必须重新插辅助性的竖向受力结构，可用钢管或者20以上的钢筋，此时可以将加固好的格构柱与墙体钢筋做一定的焊接。 

　　4）一般滑模爬杆加固，对于圆筒仓比较熟悉，对于增加“假柱子”的滑模体系，大多数人比较陌生，因此在初次接触此工艺时，对于“假柱子”加固不太重视。因为“假柱子”本身与砼结构无关，完全依靠爬杆和四周的辅助性钢材边爬升边焊接加固，同时“假柱子”的独立高度必须严格控制，如果结构有满堂架随时搭设上去，应该及时与满堂架连接成整体，没有满堂架的情况下，必须增大“假柱子”的竖向刚度，也就是根据假柱子的独立高度在柱子外围四周再布置一部分架子与“假柱子”连接牢固且同步上升，因此，“假柱子”的施工在整个方案策划以及施工过程控制特别重要。一般“假柱子”由两个提升架和四个千斤顶组成，截面尺寸根据整个平面刚度的需要，一般不小于800mm见方。