某港口码头水塔滑模施工质量事故分析

　　摘要：液压滑模施工，可加快施工进度，并能大量节约模板与周转材料，但技术上要求更高，如施工方法不当便会造成质量事故。文章通过某港口码头水塔滑模施工质量事故实例分析，介绍了滑模施工的技术要求、易产生的质量事故，并提出了防治措施与建议。

　　关键词：液压滑升模板；滑模施工；质量事故；港口码头

　　一、液压滑升模板工程质量事故分析

　　滑升模板是一种工具式模板，用于现场浇筑高耸的构筑物和高层建筑等，如烟囱、筒仓、电视塔、竖井、沉井、双曲冷却塔和剪力墙体系及筒体体系的高层建筑等。目前，我国有相当数量的高层建筑是用滑升模板施工的。

　　滑升模板的施工，是在建筑物或构筑物的底部，沿其墙、柱、梁等构件的周边组装高1.2m左右的滑升模板，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沿埋在混凝土中的支承杆向上滑升，直到需要的浇筑高度为止。用滑升模板施工，可以节约模板和支撑材料，加快施工速度和保证结构的整体性。但模板一次性投资多、耗钢量大，对建筑的立面造型和构件断面变化有一定的限制。滑升模板施工是一项技术性十分强的施工，施工不当就会造成建筑外形、位置、结构破坏等，甚至造成滑升系统倾覆、坍塌、建筑物或构筑物倒塌等重大质事故。

　　下面分别就滑升模板在建筑和构筑物的施工中常见质量缺陷做一分析。

　　（一）构筑物滑模施工

　　滑模施工的常见物主要有：烟囱、筒仓、电视塔、水塔等。在这些构筑物的滑模施工中，常见的质量缺陷主要有：滑升扭转、滑升中心水平位移、水平裂纹等。

　　1．滑升扭转。滑升施工时，在滑升模板与所滑结构竖向轴线间出现螺旋式扭曲。这不仅给筒体表面留下难看的螺旋形刻痕，而且使结构壁竖向支撑杆和受力钢筋随着结构混凝土的施转位移，产生相应的单向倾斜及螺旋形扭曲，改变了竖向钢筋的受力状态，使结构承载能力降低。

　　造成滑升扭转的主要原因有：（1）千斤顶爬升不同步，造成部分支承杆过载而弯折倾斜，致使结构向荷载大的一方倾斜；（2）滑升操作平台荷载不均，使荷载大的支承杆发生纵向挠曲，出现导向转角；（3）液压提升系统布置不合理，各千斤顶提升之间存在提升时间差，先提升者过载，支承杆出现过载弯曲；（4）滑升模板设计不合理，组装质量差。

　　2．滑升中心水平位移。滑升中心水平位移是指在滑升过程中，结构坐标中心随首操作平台产生水平位移，其主要表现为整体单向水平位移，如图1所示：

 

　　主要原因有：（1）千斤顶提升不同步，使操作平台倾斜，在操作平台自重力水平分力作用下，操作平台向低侧方向移动；（2）操作平台上荷载不匀，如平台一侧人员过分集中，混凝土临时堆放点选择不当，以及混凝土卸料冲击力等，都会造成操作平台倾斜，促使中心位移；（3）风力等外力影响。

　　3．水平裂纹。在滑升施工中，水平裂纹是很容易出现的质量问题。重则引起结构断裂性破坏，轻则在结构表面上造成微细裂纹，破坏混凝土保护层，影响结构使用寿命。

　　造成水平裂纹的主要原因有：（1）模板与结构表面的摩阻力过大。构筑物滑升模板时，摩阻力包括模板与混凝土之间的黏结力、吸附力、新浇混凝土的侧压力、千斤顶不同步模板出现倒锥现象或倾斜等而增加的摩阻力。在正常情况下，模板滑升摩阻力与外界气温高低、施工组织等都和停留时间有关。只要以上某一环节安排不当，使模板内混凝土停留时间过长，加大了摩阻力，都可能造成滑升水平裂纹。（2）模板设计不合理，刚度较差，在施工动载、静载、附加荷载（如纠偏荷载的作用下）模板结构变形，也可能会造成滑升水平裂纹。

　　（二）高层和多层建筑滑模施工

　　高层或多层建筑滑模施工有多种施工方法，如分层滑升逐层现浇楼板法、分层滑升预制插板法以及一次滑升降模法等。但在施工过程中，常见的质量缺陷主要有滑升中心水平位移、水平裂纹、表面黏结、框架结构中的柱子掉角等。滑升中的水平位移、水平裂纹产生的原因在前面已作了分析，下面主要分析柱掉角、表面黏结的原因。

　　1．柱掉角。在框架结构的滑模施工中，其施工的质量缺陷主要反映在柱子上。柱掉角并不是一开始就发生，而是随着滑升的不断进行而逐步趋向严重。一般滑升刚开始，柱角部开始出现水平裂纹，随着时间的推移，水平裂纹间距变小，最后出现柱角混凝土成段拉杆，演变为掉角，使柱角主筋暴露。

　　产生这种现象的主要原因有：（1）柱角混凝土实际上是柱面主筋的保护层，其内聚力较小，受到柱面两侧摩阻力的作用，在模板提升时黏结力及摩阻力远较平面滑升部位大，加上初期混凝土强度很低，致使柱角部位混凝土拉裂脱落；（2）在柱角部位，模板极易黏结灰浆、混凝土等黏结物，加大摩阻力，极易造成柱角拉裂或掉角；（3）被拉裂的混凝土碎渣，被柱子钢筋阻止在模板内，形成灰渣，成为模板与低强混凝土之间的扰动因素，进一步损害了柱面质量。

　　2．表面黏结。模板与混凝土黏结，使得结构的表面观感质量差。在滑模施工中，往往容易造成表面混凝土与模板的黏结，以至于带脱保护层，这些剥落体在模板内随模板上升，在新浇混凝土表面进行滚动，造成柱混凝土保护层疏松或剥落。

　　造成这种现象的主要原因有：（1）停滑措施不及时或不适当，引起模板黏结；（2）各部位浇筑速度不一致，造成不同部位混凝土凝固时差，使脱模措施不能全面收效。

　　二、工程实例

　　（一）背景资料

　　XXX港码头区某水塔工程是一座新建钢筋混凝土倒锥壳供水设施。在水塔滑模施工过程中发生倾覆塌落。

　　该水塔为100m³，倒锥壳钢筋混凝土水塔，塔身直径2.4m，系筒壁结构，壁厚为180mm，混凝土设计强度为C20，施工时按C40施工，水塔总高度为29.42cm，筒壁竖向配筋为22排Φ14@200，塔身施工采用滑模施工工艺，同时在筒壁施工中按要求配16φ25钢筋兼作滑模支承杆，水塔待塔身施工完毕后，在地面预制，然后提升到位。滑模装置及失稳示意如图2所示,水塔的立面及剖面如图3和图4所示：

 

 

　　该水塔工程于4月正式开工，5月施工进度达到塔身高度17.5m时，当滑模玉组施工交接，下一班组在没有任何异常的情况下正常施工，滑模架突然倾覆，造成多人伤亡。

　　（二）原因分析

　　水塔事故发生后，该市有关部门迅速成立了联合调查组，对事故进行调查处理。调查分别对设计文件、基础、机具结构、施工流程、混凝土质量、钢筋抗拉强度、施工操作规程等进行了全面审查、分析、研究、试验，对参与施工的46人进行了询问。调查结果如下：

　　1．机具运转故障。现场调查发现，水塔在17.5m高度折断，走边丝跳槽被点点滴滴在天梁1号滑轮上，中心立管在焊口处折断，斜拉梁两断两折。上述情况的发生，是在某种外力作用下才导致滑模机具有倾覆，而这种外力的产生是由于走边丝跳槽被卡在滑轮上，造成卷扬机钢绳受力状态改变，当时模具正在滑升过程中，滑模架上承受走边丝的压力，下受8组16个千斤顶（每个35kn共560kn）的向上顶力，致使机具杆承受不了，造成滑模架中心立管焊缝处折断（φ140钢管），两侧4根拉杆（φ90钢管）两断两弯，使滑模机具突然倾覆，失去平衡，从而导致这场事故。

　　2．施工现场管理松懈。现场质量管理制度不健全、落实不力等是事故发生的一个主要原因。如：当班卷扬机操作工无证上岗，卷扬机房内无照明措施，天梁滑轮及钢丝绳检查制度不分健全，施工现场无安全检查员。

　　三、结语

　　采用液压滑升模板工艺，一定要充分考虑施工进度，材料的投放，特别是要综事考虑投术上的难点，在编写施工方案时，只有从设计计算，施工方法等方面严格要求，并在施工过程中认真执行经审定的施工方等，才能避免或减少工程质量事故的发生。