引言

随着我国城镇化进程向高密度、高空化发展，超高层建筑（高度≥100m）已成为城市地标性建筑的主要形式。截至2024年，我国超高层建筑数量超3000栋，其中高度200m以上建筑占比达38%。核心筒作为超高层建筑的“骨架”，承担竖向荷载与抗侧力作用，其施工具有“高空作业多、垂直度要求高、工期压力大”等特点。传统爬模技术（如电动爬模、手动爬模）存在爬升同步性差、模板拆装繁琐、安全防护薄弱等问题，难以适应超高层核心筒施工需求。

液压爬模技术基于液压驱动原理，通过液压千斤顶实现模板与爬架同步爬升，具有“自动化程度高、爬升速度快、安全系数高”等优势，已逐步取代传统爬模成为超高层核心筒施工的主流技术。目前，国内液压爬模技术在应用中仍面临“模块化程度低、动态监测缺失、应急响应滞后”等问题。本文结合实际工程案例，深入分析液压爬模技术的应用要点，提出针对性优化策略，旨在推动该技术在超高层建筑领域的规范化、智能化发展。

一、液压爬模技术原理与系统组成

1.1技术原理

液压爬模技术以核心筒已浇筑混凝土墙体为支撑，通过预埋在墙体中的爬锥与承重销传递荷载，利用液压千斤顶驱动爬架与模板沿导轨同步爬升。其核心原理为“分段爬升、循环作业”：先完成一段墙体混凝土浇筑，待强度达到设计要求（≥15MPa）后，启动液压系统使爬架与模板爬升至下一施工段，调整定位后进行钢筋绑扎与混凝土浇筑，形成“浇筑-爬升-再浇筑”的循环作业流程。

1.2系统组成

液压爬模系统主要包括四大模块（表1）：

•液压驱动模块：由液压泵站、千斤顶、油管组成，提供爬升动力，单台千斤顶额定承载力≥200kN，爬升速度可调节（0.5-2m/h）；

•模板模块：采用大钢模板分块设计，单块模板面积15-20㎡，面板厚度6-8mm，具备“拆改便捷、刚度充足”特点；

•爬架与防护模块：包含爬架主体、脚手板、安全网，形成封闭作业平台，防护高度≥2.5m，满足高空作业安全要求；

•监测与控制系统：由位移传感器、垂直度监测仪、PLC控制系统组成，实时采集爬升速度、同步偏差、荷载数据，实现自动化控制与异常预警。

二、液压爬模技术工程应用实例

2.1工程概况

某超高层写字楼项目，总高度320m，地下4层，地上68层，核心筒为矩形截面（长28m×宽16m），墙体厚度600-1200mm，采用C60-C80高强混凝土。核心筒施工工期要求18个月，传统爬模技术预计工期24个月，故选用液压爬模技术以缩短工期。

2.2施工关键流程

2.2.1爬模系统安装

1.预埋爬锥：在核心筒首层墙体浇筑时，按间距1.5-2m预埋爬锥（材质45号钢），确保爬锥中心线偏差≤5mm；

2.安装导轨与千斤顶：待首层混凝土强度达15MPa后，安装导轨与液压千斤顶，调试液压系统，确保千斤顶同步误差≤2mm；

3.模板与爬架组装：分块吊装大钢模板，通过调节螺栓校正模板垂直度（偏差≤1/3000），组装爬架与安全防护设施。

2.2.2爬升作业控制

1.前期检查：爬升前检查爬锥锚固强度、液压系统密封性、安全防护完整性，确认无误后方可启动；

2.同步爬升：采用PLC控制系统控制千斤顶同步爬升，爬升速度设定为1.2m/h，实时监测同步偏差，当偏差超5mm时自动停机调整；

3.定位固定：爬升到位后，通过承重销固定爬架，调节模板位置，确保墙体垂直度偏差≤3mm/层。

2.2.3混凝土浇筑与养护

采用布料机分层浇筑混凝土（分层厚度300-500mm），振捣密实后覆盖养护膜，采用喷淋养护方式，确保混凝土强度按时达标，为下一阶段爬升奠定基础。

2.3应用效果

该项目核心筒施工采用液压爬模技术后，取得显著成效：

•效率提升：单段墙体施工周期从传统爬模的7天缩短至5天，整体工期缩短6个月，效率提升25%；

•质量控制：核心筒垂直度总偏差102mm（≤1/3000），混凝土表面平整度达±2mm，满足规范要求；

•安全保障：全程无安全事故发生，爬架封闭防护有效降低高空坠落风险，安全达标率100%。

三、液压爬模技术现存问题与优化策略

3.1现存问题

1.模块化程度低：模板多为定制化设计，拆改难度大，难以适应核心筒截面变化（如墙体收进），通用性差；

2.动态监测不足：现有监测系统仅能采集爬升同步数据，缺乏对混凝土强度、爬锥受力的实时监测，易引发安全隐患；

3.应急响应滞后：当液压系统故障或爬架偏移时，需人工停机处理，应急处置时间长（平均4-6小时），影响工期。

3.2优化策略

3.2.1模块化模板优化

采用“分块可拆卸”模板设计，通过螺栓连接实现模板单元组合，适应核心筒截面变化需求。例如，针对墙体收进部位，设计可调节模板单元（调节范围0-300mm），无需整体更换模板，节省拆改时间30%。同时，采用轻量化材料（如铝合金模板），单块模板重量降低20%，提升吊装效率。

3.2.2智能监测系统升级

构建“多参数一体化监测平台”，新增以下监测功能：

•混凝土强度监测：在模板内植入无线应力传感器，实时采集混凝土强度数据，强度达标后自动触发爬升指令；

•爬锥受力监测：在爬锥上安装应变传感器，当受力超额定值80%时发出预警，防止爬锥断裂；

•环境监测：增设风速、雨量传感器，当风速≥6级或暴雨天气时，自动停止爬升作业，保障施工安全。

3.2.3应急响应机制完善

1.备用驱动系统：在液压泵站旁增设备用电动驱动装置，当液压系统故障时，可切换至电动模式，应急爬升速度0.8m/h，缩短应急处置时间至1小时内；

2.偏移校正装置：在爬架两侧安装液压顶推器，当垂直度偏差超5mm时，自动启动顶推器校正，无需人工干预；

3.应急预案演练：每月开展1次应急演练，提升施工人员应急处置能力，确保故障发生时快速响应。

四、结论与展望

4.1结论

1.液压爬模技术通过液压驱动与自动化控制，可显著提升超高层建筑核心筒施工效率与质量，相比传统爬模技术，工期缩短20%-30%，垂直度偏差控制精度提升50%；

2.工程应用表明，液压爬模技术的关键在于“同步爬升控制、模板定位精度、安全防护措施”，需通过严格的施工流程管控与参数监测，确保施工安全与质量；

3.针对现存的模块化、监测、应急问题，提出的“模块化模板设计”“智能监测平台”“应急响应机制”可有效提升技术适用性与安全性，为同类工程提供借鉴。

4.2展望

未来液压爬模技术可向以下方向发展：

1.智能化升级：结合BIM+GIS技术，实现爬模施工全过程可视化模拟与数字化管理；

2.绿色化发展：研发节能液压系统与可循环模板材料，降低施工能耗与环境污染；

3.标准化建设：制定液压爬模技术行业标准，规范设计、安装、验收流程，推动技术规模化应用。

参考文献

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