滑模施工(slipform)

利用一种能沿着已浇灌好的混凝土表面滑动的模板装置连续成型结构物的混凝土现浇工艺。即在地面上按结构物的平面和竖向尺寸要求，组装高0.9～1.4m的侧向模板和操作平台，借助在支承杆上爬行的提升机具提升，进行钢筋绑扎、混凝土浇灌、模板提升的循环作业以实现高大结构的施工。

1903年，美国首先采用滑模工艺施工圆形筒壁结构，20年代滑模工艺盛行于欧洲。1933年中国在华南某水泥库工程上采用这种技术，但仅限于在单一的和不复杂的等截面结构工程应用。50年代后，随着提升机具由手动操作发展到集中液压控制，变截面结构施工、横向结构联结和施工精度控制等一系列技术问题的解决，这种工艺得到迅速推广和发展，已在烟囱、贮仓、水塔、电视塔、沉井、挡土墙、井塔、油罐、桥墩、竖井井壁、大型工业厂房柱子、多层和高层建筑以及水工建筑中的溢流面、坝体、涵洞、排水管等工程中广泛应用。

施工特点   滑模装置主要由四部分组成，即模板系统(包括模板、围圈、提升架)，操作平台系统(包括支承杆、千斤顶、控制台、油路等)，精度控制系统(包括提升设备同步、结构轴线和垂直度等观测与控制设施)和附着在平台上的水平及垂直运输设备以及供电、供水、通讯联络设备等(图1)。 

滑模施工的特点主要有：(1)支承杆承受着全部施工荷载，其下端由早龄期混凝土握裹；且结构混凝土早期脱模，受气温条件及操作情况的影响较大，因此，要求滑升速度必须与混凝土强度增长相协调，以保证操作平台稳定可靠。(2)为防止提升模板时混凝土被拉裂，必须严格控制施工中各工序的作业时间。(3)滑模施工是一种循环连续的快速作业，施工中必须随时控制各项施工偏差，并保证原材料和预埋件的供应和机具设备运转的可靠性。(4)滑模时任何物件不能横穿模板运动的轨迹，必须事先充分考虑横向结构的施工处理措施。

工程设计   滑模施工的工程设计，应体现滑模工艺特点，一般结构物的高度应不小于15m，圆形结构物的高度宜不小于10m。如以用滑模施工的建筑物总表面积为S。滑模组装的模板面积为S₁，则模板利用系数K=S₀／S₁。适合滑模施工的工程，对于筒壁结构K值不宜小于10，墙板结构不宜小于15，框架结构不宜小于18。施工模板费用随结构物的高度增长而下降。

为减少滑模施工中的困难，获得最佳的综合经济效益，滑模工程设计应注意以下几点：(1)避免施工中使模板系统在高空作大的变更，建筑立面应力求简洁，减少凸出于混凝土墙面的腰线、边框等。(2)大型工程需分段施工时，对分界处的结构配置和构造应作详细的设计处理。(3)当某些横向结构(如高层建筑的楼板、框架结构的横梁等)需要后期施工时，为防止因墙体、柱子等竖向结构的尺寸增大而导致滑模施工期间结构物局部或整体失稳，设计和施工人员要共同商定横向结构的施工顺序和保证结构稳定的技术措施。(4)设计的钢筋形状、长度应能从提升架横梁以下的净空内放入模板，汇交于节点处的钢筋应能顺利穿插就位。(5)尽量采用胀锚螺栓或锚钉枪代替预埋件。必须设置的预埋件，应在施工中便于安装固定。(6)采用滑模施工的钢筋混凝土墙板厚度不应小于140mm，圆形变截面筒壁厚度不应小于160mm，素混凝土或轻骨料混凝土墙壁厚度不小于180mm，钢筋混凝土梁的宽度不小于200mm，钢筋混凝土柱的边长不小于300mm，独立柱不小于400mm×400mm。

施工组织设计   模板工程的施工组织设计中，必须反映滑模施工技术设计的内容，包括滑模装置的设计；确定各种材料垂直与水平运输的方式及能力以及运输设备选配；确定混凝土的配合比及凝结时间的调整措施；确定初滑程序、滑升制度、混凝土浇灌顺序以及滑升速度；制定施工中结构物和滑模操作平台稳定及纠偏、纠扭等精度控制方法；制定操作平台组装及拆除方案；制定某些特殊部位的施工处理方法、安全措施以及特殊气候(低温、雷雨、大风、高温等)条件下的施工技术措施等。

提升机具   中国滑模施工的提升机具，通常采用穿心式液压千斤顶，按其与支承杆的卡固方式分为滚珠式和卡块式，按其回油方式分为弹簧自动回油和液压回油。它们的工作原理基本相同。常用的液压千斤顶构造见图2。 

千斤顶的布置应使其自身受力均衡，且位于竖向为连续混凝土截面的部位上，筒壁结构宜沿筒壁均匀布置，框架结构宜集中布置在柱子上，墙板结构宜沿墙体布置并避开门、窗等洞口。

提升系统所需千斤顶(或支承杆)的最少数量n按下式确定：n=N／P

式中N为施工中可能产生的最大垂直荷载，kN，N为下列荷载之和：(1)滑模装置的自重；(2)操作平台上的施工荷载(机械设备、人员及堆料等)；(3)操作平台提升时模板与混凝上之间的摩阻力，或操作平台静止时平台上垂直运输设备运转产生的额定附加荷载(包括起重量、柔性滑道张紧力、刹车时的制动力等)，取两者中的较大者。P为单个千斤顶的计算承载能力，kN，P取千斤顶额定承载能力的1／2或支承杆的允许承载能力的较小者。

滑模施工要点   滑模装置的组装顺序为：安装提升架→安装内外围圈→绑扎竖向钢筋和提升架以下水平钢筋→安装模板→安装操作平台桁架、支撑和平台铺板→安装外操作平台的支架、铺板和栏杆→安装液压提升系统及平台上垂直运输系统→安装水、电、通讯信号及精度观测和控制装置→插入支承杆→安装内外吊脚手架及安全网。组装后的滑模装置应经检查合格后方能投入使用。

安装模板时，模板应上口大、下口小，单面倾斜度控制在模板高度的0.2％～0.5％；为防止在结构的同一水平高度上支承杆的接头过多，第一批插入千斤顶的支承杆长度不得少于4种，并按长度大小顺序排列；当千斤顶通过采用平头对接、榫接或丝扣连接的支承杆接头部位后，应及时对接头进行焊接加固。

混凝土应分层均匀浇灌，每个浇灌层的厚度一般控制在200～300mm，各层浇灌的时间间隔应不超过水泥的初凝时间；模板提升过程中，操作平台应保持水平，各千斤顶的相对高差应不大于40mm，相邻两个提升架上的千斤顶高差应不大于20mm。对于连续变截面结构，每滑升一个浇灌层高度应进行一次模板收分操作，一次收分量不宜大于10mm。混凝土的出模强度宜控制在0.2～0.4MPa，并按支承杆的稳定条件确定模板的滑升速度V。模板滑升速度取决于支承杆的荷载及工作状态，混凝土的早期硬化性能及当时气温等条件，对φ25，3号钢支承杆可按下列经验公式确定： 

式中V为模板的平均滑升速度，m／h；p为单根支承杆的荷载，kN；T为在作业班的平均气温条件下，混凝土强度达到0.7～1.0MPa所需的时间，h，由试验确定；K为安全系数，一般取2.0。

楼板施工   滑模施工楼板，常采用以下几种方法：

(1)采用逐层滑空现浇混凝土楼板或安装预制混凝土楼板。当墙体滑模施工至楼板底面标高时，将墙体模板适时滑空，使内侧模板下口高出楼板顶面若干厘米，暂时移开操作平台铺板，设置楼板底模及支撑，绑扎钢筋，浇灌楼板混凝土。这种方法施工时，一般要准备3～4套模板和支撑以便周转使用。但应注意，墙体模板滑空后，外侧模板与墙体接触部分的高度不应小于200mm。支设楼板模板时，不应损坏下层楼板的混凝土。拆除楼板模板支柱的时间应能保证楼板的结构强度满足承受上部施工荷载的要求。逐层滑空安装预制混凝土楼板，多用于不配筋或少配筋的墙体。安装时，先滑空承重墙的墙体，暂时移开操作平台铺板，然后再安装预制混凝土楼板。支承楼板的墙体混凝土强度不得低于2.5MPa，且不得用撬棍在墙体上挪动楼板，楼板的支承长度不宜小于70mm。

(2)采用墙体上预留孔洞或现浇牛腿以支承预制混凝土楼板。这种做法要求现浇区的钢筋与预制楼板中的钢筋连成整体，安装预制板的支撑应待牛腿混凝土强度达到设计强度的70％以上方可拆除。

(3)采用降模法施工现浇混凝土楼板。可利用滑模操作平台作为楼板的模板或支承。要周密设计吊具升降系统、操作平台与提升架之间的脱离措施，满足模板在自重和施工荷载作用下的强度和刚度要求。楼板与墙的连接，可采用在墙体预留孔洞、设置暗牛腿暗梁或在墙体上预留接搓钢筋(胡子筋)等方法处理，待楼板混凝土强度大于15MPa后，即可下降模板，进行下一层楼板的施工。

质量控制   滑模操作平台和模板结构空间自由度很大，施工中要防止操作平台的偏移和扭转，保证建筑物的垂直度偏差在高度的0.1％以内，且不大于50mm。施工中必须做到勤观测、勤调整，常用的观测设备有线锤、经纬仪、光学测锤、激光准直仪、激光平面仪、联通管高差指示器、自整角机同步指示器、限位卡调平装置等。操作平台偏移和扭转的原因有：滑模装置组装质量不合要求(如提升架倾斜，局部模板有反倾斜度)、各千斤顶的负荷差异过大或部分千斤顶运转不良、平台上随升起重设备运转的影响、支承杆不直或有部分杆件向一个方向倾斜、混凝土浇灌顺序不合理、模板收分不均匀、受风荷或日照温差影响而引起的建筑物变形等。施工中保持操作平台的水平提升可减少操作台的偏移，是保证垂直度的重要措施之一，一般可采用手动开闭千斤顶针阀、液压限卡阀、联通管自动调平系统、激光平面自动调平系统等来控制。当平台发生了偏移或扭转后，应先分析原因，消除产生的因素，然后再进行纠偏或纠扭。纠偏的方法有：改变模板的倾斜角度，调整千斤顶的倾斜方向，改变混凝土浇灌顺序，调整平台上荷载位置或局部增加重物，用钢绳牵引平台等。圆形简壁结构的滑模施工中极易产生平台扭转，通常的纠扭方法有：在筒壁切向设置若干对称的双千斤顶，偏心提升，使提升架倾斜；提升架之间设置可调长度的拉杆纠扭；模板内侧设置倾斜的钢棱纠扭；对有坡度的筒壁结构控制其模板仅能向反扭转方向收分等。纠偏、纠扭要缓慢进行，施加的纠正力过大，易使滑模装置产生过大变形，影响支承杆的承载能力，造成结构出现“死弯”等不良后果。纠偏、纠扭结束后，应及时解除所采取的措施，防止出现过纠现象。