高层综合体核心筒设计（超高层核心筒结构模板施工）

高层综合体核心筒设计（超高层核心筒结构模板施工）2.2 整体顶升钢平台系统爬模是依附在建(构)筑物的下层结构上，以达到一定强度的下部剪力墙作为承载体，利用自身的液压顶升系统顶升导轨和架体，再利用后移装置实现模板的水平进退，逐步浇筑混凝土和顶升模板来完成整个核心筒的成型[1-2]，其主要特点如下。1)爬模逐层分块安装，可避免施工误差的积累，易于保证模板的垂直度和平整度，使构件的质量更易于保证。适用于高层、超高层建筑的剪力墙和核心筒结构施工[1]。2)除初始安装以外，不需要起重运输机械吊运，可减少施工中起重吊运的工作量，能避免大模板受风的影响。模板上可悬挂脚手架，既能节省直接搭设脚手架的周转量又能在施工空间紧凑的工程中节省操作空间，施工过程中有可靠的安全防护系统。3)自爬模进行分段顶升，各段全部爬升到位后方可进行整个核心筒的施工，不能实现分段流水施工。1)自爬模系统是通过竖向围檩、水平钢梁与工作平台连接，形成封闭式的操作环境，利用预埋在核心

单位：上海建科工程咨询有限公司

目前超高层结构多以核心筒加外框形式，竖向结构比较统一。在施工过程中，模板体系的合理选择会影响到整个核心筒混凝土施工。通常情况下，超高层建筑的施工空间相对狭窄，所以采用合适的模板施工方案至关重要[1]。本文将从现阶段的模板技术中挑出两种具有代表性的施工工艺———自爬模系统和整体顶升钢平台系统，结合实例分析和比较各自的优缺点，以便对于不同的超高层选择不同的方法。

1、两种工艺体系简介

1)自爬模系统是通过竖向围檩、水平钢梁与工作平台连接，形成封闭式的操作环境，利用预埋在核心筒侧面的承重螺栓承重，通过千斤顶爬升[2]。自爬模系统主要由模板系统、支架系统和动力系统组成，如图1所示。2)整体顶升钢平台系统通过钢梁组成的钢平台与悬挂脚手架连接，形成全封闭的操作环境，利用预埋在核心筒墙体内的劲性格构柱或井筒内钢梁承重、电动升板机顶升。整体顶升钢平台系统由钢平台、内外挂脚手架、承重构件、升板机及电气控制系统组成，如图2所示。

　2、工作原理和特点

2.1 自爬模系统

爬模是依附在建(构)筑物的下层结构上，以达到一定强度的下部剪力墙作为承载体，利用自身的液压顶升系统顶升导轨和架体，再利用后移装置实现模板的水平进退，逐步浇筑混凝土和顶升模板来完成整个核心筒的成型[1-2]，其主要特点如下。1)爬模逐层分块安装，可避免施工误差的积累，易于保证模板的垂直度和平整度，使构件的质量更易于保证。适用于高层、超高层建筑的剪力墙和核心筒结构施工[1]。2)除初始安装以外，不需要起重运输机械吊运，可减少施工中起重吊运的工作量，能避免大模板受风的影响。模板上可悬挂脚手架，既能节省直接搭设脚手架的周转量又能在施工空间紧凑的工程中节省操作空间，施工过程中有可靠的安全防护系统。3)自爬模进行分段顶升，各段全部爬升到位后方可进行整个核心筒的施工，不能实现分段流水施工。

2.2 整体顶升钢平台系统

整体顶升钢平台系统可依靠多个大功率的液压油缸同时顶升，也使得体系更加完善，在超高层核心筒部分能一次性完成模板顶升，可以大大提高效率。整体顶升钢平台系统具有以下特点。1)使用动力系统和调控装置，使得顶升模板系统的功能更加全面，可形成一个安全、封闭的作业空间。2)钢平台和模板一起顶升，承重构件为格构柱预埋在核心筒墙内。3)大模板形式为悬挂于钢平台下，钢平台作为大模板的附着和受力机构。4)架体跨越3个标准层，可不同工序穿插作业，提高施工效率。

　3、工程应用实例

3.1 自爬模系统

1)工程概况及系统设计自爬模系统应用实例较多，如深圳平安金融中心、天津宝龙国际中心等。天津宝龙国际中心结构为框架-核心筒结构，地上59层，结构高度255.75m，核心筒尺寸为20.8m×24.1m，较规则。爬模模板形式为外钢模内木模散拼，本爬模体系共设置28个爬升机位。根据核心筒剪力墙面积及连梁处洞口共划分A～J10个爬升段。其中:平台A，B一起爬升;平台C单独爬升;平台D，E一起爬升;平台F，G一起爬升;平台H单独爬升;平台I单独爬升;平台J单独爬升。2)施工主要步骤在第3层开始预埋爬模使用的承重预埋件。爬模总高度为17.8m，标准浇筑高度4.1m。第4层层高5.9m，大于标准层高，分2段施工，第5层进入标准层高。第7层和第30层核心筒截面缩进100mm。通过调节架体后部支撑模板的可调支撑顶杆将模板调高50mm。然后合模直接至内缩100mm的位置。在变截面层埋置的埋锥上依次连接特制5cm悬挂延伸靴、标准悬挂靴，调整模板在变截面处的垂直度。核心筒12，28层及44层为伸臂桁架结构，爬模架体采取避让施工。

3.2 整体顶升钢平台系统

3.2.1 工程概况及系统设计

上海中心、南京紫峰大厦、上海环球金融中心等超高层项目均采用整体顶升钢平台系统。南京紫峰大厦结构为框架-核心筒结构，地上70层，混凝土结构总高381m。核心筒截面呈三角形，在施工3层时进行钢平台顶升预埋件预埋，如图4所示。在核心筒施工至3层时准备安装钢平台，钢平台系统由钢梁、平台铺板、内外脚手架、劲性格构柱、电气控制系统等组成。钢梁均为I40a;劲性格构柱截面大小为350mm×350mm，由75mm×8mm的等边角钢和缀板组成[3]。在浇捣2～3层筒体混凝土前应预埋劲性格构柱埋件和钢平台安装支架埋件。焊接劲性格构柱基础节时应控制格构柱的垂直度在1.2‰以内及所有格构柱的承重销孔在同一水平位置[3]。钢平台按照加工图和安装方案安装完成，经验收合格后方可使用。

3.2.2 施工主要步骤

钢平台从11.950～381.000m标高为标准施工流程，其中钢平台在115.400，280.200m标高处由于核心筒外侧墙体收缩，需更换外脚手架底部闸板，补缺脚手架踏步板。钢平台顶升过桁架层时，重新预埋格构柱，在桁架处的格构柱长度较长、截面较大，在此位置与桁架斜腹杆相连的劲性柱用槽钢将其抱住，槽钢同劲性柱焊接。桁架层核心筒混凝土分层浇筑，在整体钢平台系统顶升过桁架层时，顶升系统向两侧移动。原有的钢平台承重销不能满足使用要求，需另行加工。实现了钢平台整体顶升穿越第1道桁架层，避免了高空搭设脚手架以及使用木模或者小钢模散拼施工核心筒剪力墙的情况，更避免了钢平台在高空多次拆分的情况[3]。

　4、两种模板体系优缺点对比

4.1 系统共性

系统共性:①均可提供施工操作平台;②均可实现自动顶升或爬升，对塔式起重机依赖程度低;③模板与爬升架体固定，降低模板工人劳动强度;④均可实现内外墙体共同施工;⑤均适用于内筒外框的结构形式。

4.2 自爬模系统

1)优点①系统控制方便，爬升同步性要求不如钢平台要求高，可单组爬升，可整体爬升;②每完成一个爬升过程可调平一次，可消除误差积累，有利于控制施工精度;③模板固定在架体上，有模板前进后退装置，方便模板内缩合拆模与纠偏;④预埋件简单，结构相对简单，造价较低;⑤安装及改装方便，对非标准层、墙体截面变化、钢牛腿等情况可进行调整;⑥工期较紧时，可增加爬升动力系统，多段同时顶升，方便调节施工节奏。2)缺点①架体刚性较差，不能形成整体，安全性较差;②只能施工墙体混凝土结构，楼板等水平结构仍需搭设部分架体;③系统顶部平台不能连成整体，对材料和机具的布置有影响;④爬升前后需对分段转角处翻板平台和围挡进行拆除和恢复;⑤各类承重和限位销较多，爬升前需要仔细检查和验收;⑥整体刚度较差，特别是在爬升的过程中。

4.3 整体顶升钢平台

1)优点①整个体系形成封闭安全的作业平台;②动力系统和监控系统健全，在顶升时整体平台一起顶升，无需分段进行，可提高效率，节省材料，降低劳动力;③模架体系庞大，功能全面，便于材料、机具的布置[4];④核心筒部分还要配合大模板施工核心筒内部的水平结构;⑤系统高度跨越至少3个楼层，可在下部穿插施工，并且外部挂架将整个系统形成封闭的施工空间，效率更高，作业环境更安全;⑥系统可根据墙体截面变化、结构平面内收进行相应调整，适应性强。2)缺点①造价比自爬模高至少1倍[1];②模板吊挂在平台上，因有架体限制，退模空间小;③模板每次均进行重新定位，垂直度不好校正;④整体顶升各顶升点的同步性要求非常高，控制比较难;⑤自重大，对墙体混凝土等级要求高;⑥平台和模板由下至上一直顶升，会有积累误差，需要不断调节。

4.4 系统对比

1)两种模板体系均存在优缺点，均能满足大部分超高层核心筒施工的需要[5]。2)自爬模系统适用于造价控制严、节约成本而结构高度不是特别高、墙体变化较多、施工场地较为充裕、工期相对宽松的超高层项目。3)整体顶升钢平台系统适用于场地狭小、工期较紧、安全文明施工要求高、结构高度非常高的超高层项目。上述根据工程实例对两种体系的特点进行了分析，具体到项目时，可根据技术能力、投资能力、结构、工期要求等方面进行进一步分析，以选择最合适的超高层核心筒模板体系。

5、结 语

核心筒模板体系在超高层建设中处于重要的地位，目前国内使用的体系不外乎本文所探讨的体系，只不过在实际使用中进行适当改进。不论选择何种体系，保证工程质量是前提，施工安全最重要，在合理考虑环境、结构形式、造价、技术力量等因素后，选择合理的体系。本文以两个超高层项目为载体，对自爬模和整体顶升钢平台进行简要分析和实例对比，总结了一定的经验和措施，为以后类似工程提供借鉴