液压滑模施工
出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《建筑工程施工实用技术手册》第568页（10258字）
滑动模板又称滑升模板，简称为“滑模”，这种模板是一种工具式模板，从20世纪初期创始以来，主要用于现场浇筑高耸的构筑物和建筑物等，如烟囱、筒仓、竖井、沉井等；随着施工技术的不断进步，这项工艺的应用范围不断扩大。滑升结构物的类型，已由构筑物发展到高层和超高层建筑物；滑升结构的断面形式，也由竖直等截面发展到变截面，又由竖直变截面发展到变坡变径，其应用范围越来越大。
(一)滑动模板的施工原理
滑动模板的施工原理是：在构筑物或建筑物的底部，沿着墙、柱、梁等构件的周边组装高1．2m左右的滑动模板，随着向模板内不断地分层浇筑混凝土，用液压提升设备使模板不断地向上滑动，直到浇筑到设计的高度为止。
滑动模板的施工实际上是将进入模板内的混凝土挤出成型的过程，即在入口处模板内不断地加入混凝土，模板作连续向上滑动，出口处混凝土挤压成构件的形状。用滑动模板施工，可以节约大量的模板和支撑材料，节省模板安装和拆除的时间，降低工程造价，加快施工速度和保证结构的整体性。但是，滑动模板的一次性投资比较大，耗用钢材量比其他形式的模板多，对建筑的立面造型和构件断面变化有一定的限制。
(二)滑动模板的主要组成
滑动模板系统主要由模板系统、操作平台系统、液压提升系统和施工精度控制系统四大部分组成，如图9－31所示。
图9－31 滑动模板组成示意图
1－支承杆；2－提升架；3－液压千斤顶；4－围圈；5－围圈支托；6－模板；7－操作平台；8－平台桁架；9－栏杆；10－外挑三角架；11－外吊脚手；12－内吊脚手；13－混凝土墙体；14－油管
1．模板系统
模板系统包括模板、围圈、提升架和附属配件等，最主要的是前三者。
(1)模板
模板又称为圈板，其主要作用是确保混凝土按照设计要求的结构形体尺寸准确成型，保证混凝土表面质量符合要求，并承受新浇筑混凝土的侧压力、冲击力和在滑升过程中混凝土对模板产生的摩擦阻力；另外，还要保证结构内的配筋、门窗洞口模板、预埋管线等，能顺利地从模板上口安装施工。
模板可采用钢材、木材或钢木混合材料制作而成，目前以钢材制作为主，这样可提高模板的周转率，减小工程中的摊销费用。在制作时，模板间的拼缝必须是垂直缝，这样有利于模板的滑动。
模板的高度主要取决于其滑升速度和混凝土达到自承重出模强度(0．2～0．4N／mm2)所需的时间，一般为900～1200mm。为了减少滑升时模板与混凝土的摩擦阻力，便于模板顺利脱出，模板安装后其内外模板应形成上口小下口大的锥度(倾斜度)，并使模板高在下口以上1／4～1／2高度处的净间距为结构的设计厚度，单模板的锥度为0．3%～0．5%。
模板支承在围圈上，与围圈的连接一般有两种方法：一种是将模板挂在围圈上；另一种是模板搁置在围圈上。前者装拆比较费事，后者装拆比较方便，但需要有相应措施进行固定。
(2)围圈
围圈在模板的外侧横向布置，在一般情况下上下各布置一道，分别支承在提升架的立柱上，把模板和提升架联系在一起，构成模板系统，当提升架提升时，通过围圈带动模板，使模板随之向上滑升。
围圈的作用是固定模板的位置，保证模板所构成的几何形状不变，同时承受由模板传来的水平力(新浇筑混凝土的侧压力、冲击力和风荷载)和垂直力(主要为模板滑升时的摩阻力)，有时还可能要承受操作平台及挑平台传递的荷载。
围圈可以用角钢、槽钢或工字钢制作而成，上、下围圈的间距，应根据模板的高度而定，以使模板受力时变形最小为原则。
(3)提升架
提升架又称门架或千斤顶架，其作用是约束固定围圈的位置，防止模板的侧变形；承受作用整个模板上的竖向荷载；将模板系统和操作平台系统连成一体，并将模板系统和操作平台的全部荷载传递给千斤顶和支承杆。提升架主要承受围圈传来的垂直和水平荷载，操作平台、内外挑挂脚手的荷载，其他设计荷载等。
提升架常用12号槽钢制作横梁，用12～16号槽钢做成单肢式、格构式或桁架式。在建筑工程中常用的提升架开型架(两横梁式)和Ⅱ型架(单横梁式)两种，如图9－32所示。立柱与横梁的连接方式有两种，一种是全部采用螺栓连接，另一种是一端采用焊接另一端采用螺栓连接。
图9－32 提升架示意图
(a)两横梁式；(b)单横梁式
1－上横梁；2－下横梁；3－立柱；4－上围圈支托；5－下围圈支托；6－套管
2．操作平台系统
操作平台又称工作平台，主要包括主操作平台、外挑操作平台、内外吊脚手等，根据施工中的需要，还可以设置辅助平台，如图9－33所示。
图9－33 操作平台系统示意图
1－上辅助平台；2－主操作平台；3－吊脚手架；4－三角挑架；5－承重桁架；6－防护栏杆
操作平台是绑扎钢筋、浇筑混凝土、提升模板的场所，也是材料、工具、设备等堆放的场所，更是施工人员进行操作的场所。内外吊脚手主要供修饰混凝土表面、检查混凝土质量、调整和拆除模板等操作之用。
3．液压提升系统
提升系统是承担全部滑动模板装置、设备及施工荷载的动力装置，主要由支承杆、液压千斤顶、液压控制系统和油路等组成。
(1)液压千斤顶
液压滑动模板施工所用的千斤顶为专用穿心式千斤顶，即支承杆从千斤顶的中心穿过。按其卡头形式不同，可分为钢珠式千斤顶(图9－34)和楔块式千斤顶(图9－35)。其中起重
图9－34 钢珠式千斤顶
1－底座；2－缸筒；3－缸盖；4－活塞；5－上卡头；6－排油弹簧；7－行程调整帽；8－油嘴；9－行程指示杆；10－钢珠；11－卡头小弹簧；12－下卡头
图9－35 楔块式千斤顶
1－行程调整帽；2－活塞；3－缸盖；4－上卡头块；5－缸筒；6－上卡块座；7－排油弹簧；8－下卡头块；9－弹簧；10－下卡块座；11－底座能力为30～50kN的千斤顶属小型千斤顶，60～120kN的属中型千斤顶，大于120kN的属大型千斤顶，在液压滑动模板应用最多的是小型液压千斤顶。
在进行滑升施工时液压千斤顶是安装在提升架的横梁上，支承杆插入千斤顶的中心孔内。提升时，利用油泵，通过控制阀门和输油管，把油液从千斤顶的进油口压入活塞和缸盖之间进行加压(图9－36a)。在加压时，由上卡头(与活塞联成一体)内的小钢珠与支承杆产生自锁作用，使上卡头与支承杆锁紧，使活塞不能下行。在一定油压力的作用下，缸筒连带底座和下卡头便被向上顶起，相应地带动提升架等整个滑动模板上升。当上升到下卡头紧靠上卡头时，即完成一个工作行程(图9－36b)。这时排油弹簧处于压缩状态，上下卡头承受着滑动模板的荷载。当油泵停止供油，进行回油时，油压力被解除，在排油弹簧和弹力作用下，把活塞推举向上，油便从进油口排出。在排油开始的瞬间，下卡头由于小钢珠和支承杆的自锁作用，与支承杆锁紧，使缸筒和底座不能下降，接替支承着上卡头所承受的荷载(图9－36c)。当活塞上升到缸体顶部后，排油工作亦即完毕，这时千斤顶便完成一次上升的工作循环。
图9－36 液压千斤顶工作原理
(a)进油；(b)上升；(c)排油
1－活塞；2－上卡头；3－排油弹簧；4－下卡头；5－缸筒；6－支承杆
一个工作循环千斤顶只能上升一次，工作行程约3cm左右。在进行排油时，千斤顶既不上升，也不下降。通过不断地进油、排油，重复工作循环，上下卡头先后交替地锁紧支承杆，千斤顶不断地向上爬升，模板也就被带着不断向上滑升。
(2)支承杆
支承杆也称为爬杆，是液压千斤顶向上爬升的轨道，也是滑动模板装置的承重支柱，承受着施工过程中的全部荷载。
支承杆一般采用直径为25mm的HPB235级圆钢筋，钢筋要经过冷拉调直，其冷拉率不宜大于4%。当采用楔块式千斤顶时，也可以采用螺纹钢筋。螺纹钢筋进行冷拉调直时，其冷拉率不宜大于1%。
支承杆分段进行制作，如果长度不满足设计要求，可根据实际采取丝扣连接、榫接连接和焊接连接进行接长，如图9－37所示。
图9－37 支承杆的连接方式
(a)丝扣连接；(b)榫接连接；(c)焊接连接
①丝扣连接。丝扣连接即在上下支承杆接头的两端，分别加工成螺丝头和螺丝孔，在进行连接时，将上支承杆的螺丝头旋入下支承杆的螺丝孔内即可。丝扣连接操作简单、安全可靠、效果较好，但在保管和运输中要对螺丝头和螺丝孔格外注意保护，在施工中要用管钳拧紧。
②榫接连接。榫接连接即将接头的两端加工成榫套，连接时将短钢销插入下面支承杆的榫套上，再将上面的支承杆套在短钢销上。榫接连接的另一种方式是将上下两支承杆分别加工成子母榫。榫接连接施工方便、连接迅速，但受力性能较差，加工精度要求较高，在滑升过程中容易被千斤顶的卡头带起，一般不宜采用。
③焊接连接。焊接连接即将上下支承杆的轴线对准，接头采用单面或双面坡口焊焊牢，然后再将焊口处锉平即可。其优点是接口比较简单，但现场焊接工作量较大。
(3)液压控制系统
液压控制台是液压传动系统的控制中心，主要由电动机、齿轮油泵、换向阀、溢流阀、液压分配器和油箱组成。油路系统是连接液压控制台到各个千斤顶的液压通路，主要由油管、管接头、液压分配器和截止阀等元、器件组成。
4．施工精度控制系统
施工精度控制系统包括千斤顶同步、建筑物轴线和垂直度等的控制与观测设施等。
千斤顶同步控制装置可采用限位卡档、激光控制仪、水杯自动控制装置等。在滑动过程中，要求各千斤顶的相对标高之差不得大于40mm，相邻两个提升架上千斤顶的升差不得大于20mm。
垂直度观测可用激光铅直仪、经纬仪和线锤等。滑模施工工程结构的垂直度允许偏差为：每层层高在小于等于5m时，不得超过5mm；每层层高大于5m时，不得超过层高的0．1%；每层层高在小于10m时，不得超过10mm；每层层高大于10m时，不得超过层高的0．1%，并不得大于50mm。
(三)滑动模板的滑升工艺
滑动模板的滑升过程，可分为初步滑升阶段、正常滑升阶段和末滑滑升阶段。
1．初步滑升阶段
初步滑升阶段是指工程开始时进行的初次提升阶段，主要是对滑动模板装置和混凝土凝结状态进行检查，也是确定滑升速度的重要环节。
初步滑升阶段的基本做法是：混凝土分层浇筑到模板高度的2／3，每层浇筑高度200～300mm，分层间隔时间要小于混凝土的初凝时间。当第一层混凝土的强度达到出模强度时，可进行试探性提升，即将模板提升1～2个千斤顶行程(约30～60mm)，观察并检查各个系统的工作情况。
试探性提升一切正常后，每浇筑200～300mm高度的混凝土，再提升3～5个千斤顶工作行程，直至浇筑到距模板上口约50～100mm时，可转入正常滑升阶段。
2．正常滑升阶段
正常滑升阶段是指经过初步滑升阶段后，绑扎钢筋、浇筑混凝土和提升模板这三个主要工序处于有节奏地循环操作中，混凝土的浇筑高度保持与滑模的提升高度相等，并始终在模板上口约300mm内操作。
在正常滑升阶段，模板滑升速度直接影响混凝土施工质量和工程进度，原则上滑升速度与混凝土凝固相适应，并应根据滑动模板结构的支承情况来确定。当支承杆不发生失稳时，滑升速度可按混凝土出模强度来确定；当支承杆受压可能会发生失稳时，滑升速度一般控制在150～300mm／h范围内。
3．末滑滑升阶段
末滑滑升阶段是配合混凝土的最后浇筑阶段，模板滑升速度比正常滑升速度稍慢些。当混凝土浇筑至设计标高后，浇筑工作虽然完成，但为防止混凝土与模板发生粘结，滑升必须根据施工气候，按照一定规律进行滑升。
(四)滑动模板的施工工艺
滑动模板的施工工艺，主要包括钢筋绑扎、留设预埋件、安装支承杆、混凝土浇筑和液压滑升等施工过程。
1．钢筋绑扎
在滑动模板的施工过程中，钢筋绑扎应符合下列规定：
(1)每层混凝土浇筑完毕后，在混凝土表面上至少应有一道绑扎好的横向钢筋，以便于上部钢筋绑扎位置、间距正确。
(2)在进行竖向钢筋绑扎时，应在提升架上部设置钢筋定位架，以保证钢筋的位置准确。直径较大的竖向钢筋的接头，一般宜采用气压焊、电渣压力焊、套筒式冷挤压接头、锥螺纹套筒接头等新型钢筋接头。
(3)双层配筋的竖向钢筋，其中肋筋应成对并立排列，钢筋网片间应有A字形拉结筋或用焊接钢筋骨架进行定位。
(4)在绑扎钢筋时应有保证钢筋保护层的措施，一般可在模板上口设置带钩的圆钢筋对保护层进行控制，其直径按保护层的厚度确定。
(5)凡是带弯钩的钢筋，绑扎时弯钩不得朝向模板，以防止钢筋弯钩卡住模板，或在滑升中将木模板挂伤。
(6)当将支承杆作为结构中的受力钢筋时，其接头处的焊接质量，必须满足有关钢筋焊接施工规范的要求。
(7)梁的横向钢筋，可采取边滑升边绑扎的方法。为便于横向钢筋的绑扎，可将箍筋做成上部开口的形式，待水平钢筋穿入就位后，再将箍筋上口绑扎封闭。亦可采用开口式活动横梁提升架，或将提升架集中布置于梁端部，将梁钢筋预制成自承重骨架，直接吊入模板内就位。自承重骨架的起拱值：当梁跨度小于或等于6m时，应为跨度的2‰～3‰；当梁跨度大于6m时，应由计算确定。
2．留设预埋件
预埋件的固定，一般可采用短钢筋与结构主筋焊接或绑扎等方法连接牢固，但不得突出模板的表面。模板滑升过预埋件后，应立即清除表面的混凝土，使预埋件外露，其位置偏差不得大于20mm。
对于安放位置和垂直度要求较高的预埋件，不应以操作平台上的某点作为控制点，以免因操作平台出现扭转而使预埋件位置偏移。应采用线锤吊线或经纬仪定垂线等方法确定预埋件的位置。
3．安装支承杆
对采用平头对接、榫接或螺纹接头的非工具式支承杆，当千斤顶通过接头部位后，应及时对接头进行焊接加固。
用于筒壁结构施工的非工具式支承杆，当通过千斤顶后，应立即与横向钢筋点焊连接，焊点的间距一般不宜大于500mm。
当发生支承杆失稳、被千斤顶带起或出现弯曲等情况时，应立即进行加固处理。对于兼作受力钢筋使用的支承杆，加固时应满足支承杆受力的要求，同时还应当满足受力钢筋的要求。当支承杆穿过较高洞口或模板滑空时，应对支承杆进行加固。
工具式支承杆，可在滑动模板施工结束后一次拔出，也可在中途停歇时分批拔出。当采用分批拔出时，应按实际荷载确定每批拔出的数量，并且不得超过支承杆总数的1／4。对于墙板结构，内外墙交接处的支承杆，不宜中途抽拔。
4．混凝土浇筑
(1)对混凝土配制的要求
用于滑动模板施工的混凝土，应事先做好混凝土配合比的试配工作，其性能除应满足设计所规定的强度、抗渗性、耐久性等方面的要求外，还应满足下列规定：
①混凝土早期强度的增长速度，必须根据施工时的气温和工程实际情况，满足滑动模板滑升速度和出模强度的要求。
②采用适宜水泥品种，尤其是薄壁结构所用的混凝土，宜选用早期强度较高的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。
③滑动模板所用混凝土入模时的坍落度，应符合表9－1中的规定。
表9－1 滑动模板施工时混凝土的坍落度
注：当采用人工捣实时，非泵送混凝土的坍落度可适当增加。
④如果在混凝土中掺入外加剂或掺合料时，其品种和掺量必须通过试验确定；当因某种原因改变混凝土的配合比时，也应通过现场滑升试验确定。
⑤当采用高强度混凝土时，还应满足流动性、可泵性和可滑性等方面的要求，并应使入模后的混凝土凝结速度与模板滑升速度相适应。混凝土配合比设计初步确定后，应先进行模拟试验，再根据情况进行调整。
⑥混凝土的初凝时间一般宜控制在2h左右，其终凝时间可根据工程对象而定，一般宜控制在4～6h。
(2)对混凝土的浇筑要求
用于滑动模板施工的混凝土，在浇筑过程中应符合下列规定：
①必须分层均匀环绕模板浇筑，每一浇筑层的混凝土表面应在一个水平面上，并应有计划匀称地交换浇筑方面，以使混凝土保持均匀一致。
②混凝土分层浇筑的厚度不宜大于200mm，各层浇筑的间隔时间，不应大于混凝土的初凝时间，即相当于混凝土达0．35kN／cm贯入阻力值。当间隔时间超过时，对接槎处应按施工缝的要求进行处理。
③在高温施工季节，宜先浇筑内墙的混凝土，后再浇筑阳光直射的外墙；先浇筑直线段的墙体，后浇筑墙角和墙垛；先浇筑尺寸较大的墙体，后浇筑薄墙。
④预留孔洞、门窗口、烟道口、变形缝及通风管道等两侧的混凝土，应当对称均匀进行浇筑。
(3)对混凝土的振捣要求
用于滑动模板施工的混凝土，在振捣的过程中应符合下列规定：
①在进行振捣混凝土时，振捣器不得直接触及支承杆、钢筋和模板，应离开它们一定的距离。
②振捣器应当插入已振实的混凝土中，以便于上下层混凝土成为一个整体，但插入的深度不得超过50mm。
③在滑动模板滑升的过程中，不得进行振捣混凝土作业。
5．液压滑升
(1)初滑时模板内浇筑的混凝土至500～700mm高度后，第一层混凝土的强度达到0．2MPa，应进行1～2个千斤顶行程的提升，并对滑模装置和混凝土的凝结状态进行检查，确定正常后，方可转为正常滑升。
(2)在正常滑升的过程中，两次提升的时间间隔不宜超过0．5h。
(3)在提升的过程中，应使所有的千斤顶充分的进油、排油。提升过程中，如出现油压增至正常滑升工作压力值的1．2倍，尚不能使全部千斤顶升起时，应停止提升操作，立即检查原因，及时进行处理。
(4)在正常滑升过程中，操作平台应保持基本水平。每滑升200～400mm，应对各千斤顶进行一次调平，特殊结构或特殊部位应按施工组织设计的相应要求实施。各千斤顶的相对高差不得大于40mm。相邻两个提升架上千斤顶升差不得超过20mm。
(5)在滑升过程中，应检查和记录结构垂直度、水平度、扭转及结构截面尺寸等偏差数据，及时进行纠偏、纠扭工作。在纠正结构垂直度偏差时，应缓慢进行，避免出现硬弯。
(6)在滑升过程中，应随时检查操作平台结构，支承杆的工作状态及混凝土的凝结状态，如果发现异常现象，应及时分析原因，并采取有效的处理措施。
(7)因施工需要或其他原因，模板不能正常连续滑升时，应采取下列停滑措施：
①混凝土应当浇筑至同一标高，使混凝土表面基本上水平一致。
②模板要每隔一定时间提升1～2个千斤顶行程，直至模板与混凝土不再粘结为止。对滑空部位的支承杆，应采取适当的加固措施。
③当再继续正常滑升施工中，应对模板系统和液压系统进行检查。
(五)滑动模板组装质量要求
滑动模板在组装完毕后，必须按照表9－2中所列各项质量标准进行认真检查，发现问题应立即纠正，并做好记录。
表9－2 滑动模板组装的允许偏差
