劉 武 呂繼敏 張興建

隨著工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化發(fā)展的需要,大跨度、大空間及特殊功能需要的建設(shè)結(jié)構(gòu)體逐漸增多,大截面、大跨度、超高混凝土結(jié)構(gòu)體支模架體系的設(shè)計與施工已成為工程界熱門的研究課題。近年全國發(fā)生多起支模架倒塌事故,超高、超重、大跨度支模架體系的設(shè)計與施工技術(shù)的研究已迫在眉睫。本文項目為超高、超重、大跨度混凝土工業(yè)射線探傷室,因門架、扣件式鋼管支架是目前建筑施工最常用的腳手架形式,安拆便捷,可周轉(zhuǎn)使用,成本低廉,本項目選用重型門架、扣件式鋼管支架為支撐體系。本文介紹超高、超重、大跨度混凝土工業(yè)射線探傷室支模架系統(tǒng)的設(shè)計與施工,供同行參考。

1 工程概況

杭州杭氧遷擴建項目群中有一項目單體為450 kV X射線探傷室兩個,內(nèi)置15臺 X射線機,占地面積1 507 m2,總建筑面積2 095 m2,設(shè)計使用年限 50年,建筑高度 15.1 m,為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。兩探傷室平面建筑尺寸為14.5 m×25.5 m,17.5 m×34 m,檐口高14.95 m,屋面梁截面尺寸500 mm×1 500 mm,梁底標高13.5 m,屋面板厚350 mm,探傷室四周為封閉式混凝土墻體,墻體混凝土的干容重不小于2.35 t/m3,墻厚為650 mm,混凝土設(shè)計等級為C30?；炷量偭? 700 m3。設(shè)計要求混凝土的干容重不小于2.35 t/m3,四周及頂混凝土不得有裂縫。

2 支模架設(shè)計

2.1 方案選擇

本項目梁的最大跨度為17.5 m,最大梁截面尺寸500 mm×1 500 mm,結(jié)構(gòu)板厚350 mm,梁、板底模支架自基礎(chǔ)起最大搭設(shè)高度為15.6 m,考慮到施工安全、可操作性及經(jīng)濟性等因素,該項目模板支撐架采用HR重型門式架和扣件式鋼管模板支撐相結(jié)合的模板支撐系統(tǒng)。其中500 mm×1 500 mm梁采用HR重型門式架,350 mm厚板采用扣件式鋼管模板支撐架。

2.2 設(shè)計及計算簡述

1)設(shè)計方案選取。本項目支模架系統(tǒng)采用PKPM軟件計算,支模架高度為16 m。HR重型門式架(立桿φ 57)垂直于 500 mm×1 500 mm梁,門架之間間距900mm(門架與外墻距離小于500 mm),每榀門架高度不大于1.9 m(取1.9 m,門架寬 1 m),門架采用交叉拉桿連接,門架整體采用鋼管扣件加固,每層門架需設(shè)置縱橫水平加固桿進行加固拉結(jié),形成整體,掃地桿離地高200 mm連續(xù)設(shè)置,水平加固桿采用φ 48×3.2鋼管,梁底托梁采用2φ 48×3.2鋼管。屋面板支模架立桿間距 700 mm×700 mm,步距1 500 mm,板底承重水平桿與立桿采用雙扣件連接,板底小楞采用60 mm×80 mm木方平放布置,間距200 mm,支架四周及縱橫向每4排豎向設(shè)置剪刀撐一道,高度方向每4排設(shè)3道水平剪刀撐,掃地桿離地200 mm連續(xù)設(shè)置,立桿基礎(chǔ)素土夯實后或碎石夯實后通長鋪設(shè)槽鋼后立豎桿,鋼管全部選用φ 48×3.2鋼管。模板選用18 mm厚多層板,扣件材質(zhì)為可鍛鑄鐵,支撐架配U形可調(diào)托座,模板支架在高度方向每步水平桿與墻頂緊。

2)荷載取值。依據(jù)荷載規(guī)范及類似工程經(jīng)驗,荷載取值:板模板自重0.3 kN/m2,梁模板及木方自重0.5 kN/m2,支架自重0.15 kN/m,新澆筑混凝土自重 24 kN/m3,梁板鋼筋自重1.5 kN/m3,1.1 kN/m3,施工人員及施工設(shè)備重2.0 kN/m2,振搗荷載2.0 kN/m2。分項系數(shù)取值:梁板模板及支架自重、新澆筑混凝土自重、鋼筋自重分扣件式鋼管支架及門式支架分別取1.35及1.2;人員及設(shè)備施工荷載、振搗荷載疊加取1.4計算。

3)強度驗算。強度計算及驗算結(jié)果顯示:各項均滿足要求。

3 施工管理及控制

3.1 施工方案的確定

3.1.1 混凝土澆筑方案確定

考慮到超高大建筑物的施工難度及混凝土的防輻射要求,經(jīng)多方專家認證決定采取二次澆筑施工方案,水平施工縫呈凹形折線,設(shè)置在墻體牛腿面標高處,確保滿足防輻射要求。二次澆筑的剩余墻體及屋面梁板一次澆筑成型,墻體部分混凝土繞墻周循環(huán)連續(xù)澆筑,豎向分層高度不大于500 mm;屋面梁板部分混凝土先澆筑梁后澆筑面板,梁澆筑及振搗遵循由梁中心向兩端對稱擴展原則;面板澆筑及振搗遵循由中心向四周原則,確保支模架整體受力均勻。

3.1.2 支模架搭設(shè)要求

1)扣件式支模架搭設(shè)要求。a.水平桿:立桿之間按步距1.5 m滿設(shè)雙向水平桿,并與立桿相交處扣接牢固,外圍水平桿設(shè)于立桿內(nèi)側(cè),其余縱橫向水平桿均分別設(shè)于立桿同側(cè),便于剪刀撐和斜桿與立桿相交處扣接;b.剪刀撐:沿四周及中間每隔4排縱橫向設(shè)一道豎向剪刀撐,由底至頂連續(xù)設(shè)置,與立桿相交處用旋轉(zhuǎn)扣件扣接;沿四周及中間每隔4排立桿沿高度方向共設(shè)置4道水平剪刀撐,頂部2道加強;c.立桿:立桿接長必須采用對接扣件連接,對接接頭應(yīng)交錯布置,且相鄰立桿接頭不應(yīng)設(shè)置在同步內(nèi);同步內(nèi)接頭間高度方向錯開的距離不宜小于500 mm,且各接頭中心距主節(jié)點距離不宜大于步距的1/3;立桿垂直度偏差不大于0.75%且不大于60 mm;立桿與板底水平桿采用雙扣件連接。2)門式支模架搭設(shè)要求。a.門架安裝搭設(shè)應(yīng)縱橫向排列整齊,自一端延伸向另一端,自下而上按步架設(shè),上下保持垂直,并逐層改變搭設(shè)方向,整架垂直度偏差不大于 H/400即40 mm(H為整架高度)。b.交叉支撐:門架兩側(cè)設(shè)置交叉支撐,并與門架鎖銷鎖牢,如因施工需要,個別部位需要拆除的,應(yīng)先用鋼管扣件加固可靠后方可臨時拆除。c.可調(diào)支座設(shè)置:可調(diào)底座頂實,不浮動不松動,并與整架保持垂直;可調(diào)托座調(diào)節(jié)至整架要求高度,頂托上使用雙鋼管進行承載,但可調(diào)底座和可調(diào)托座的調(diào)節(jié)長度均不得超過200 mm。d.縱橫水平加固桿:門架每兩步設(shè)置一道縱橫水平加固桿,加固桿應(yīng)設(shè)置在立桿節(jié)點位置或靠近立桿節(jié)點的位置。縱橫水平桿應(yīng)設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè),其長度不小于3跨,縱橫水平加固桿接長采用對接并交錯布置,并按規(guī)范要求設(shè)置剪刀撐。3)模板鋪設(shè)要求。模板鋪設(shè)跨度大于4 m時,按2%的高度起拱。

3.1.3 施工使用要求

材料施工中,嚴格控制鋼管、扣件、板材、木方等材料的進場驗收,不合格產(chǎn)品不得使用。澆筑過程中,嚴格遵循混凝土澆筑方案,采用由中部向周邊擴展原則,確保支模架施工過程中均衡受載;嚴格控制實際施工荷載不超過設(shè)計荷載,鋼筋等材料不得集中堆放在支架上;派人檢查支模架支承情況,發(fā)現(xiàn)支架沉陷、松動、變形等情況,及時采取解決措施。

3.2 施工過程控制

把好材料進場質(zhì)量驗收關(guān),做到不合格產(chǎn)品不得進場;把好技術(shù)交底關(guān),組織技術(shù)人員、班組吃透施工圖及施工方案,做到人人對施工過程、施工技術(shù)了如指掌,并隨時接受監(jiān)理、業(yè)主、質(zhì)檢站的監(jiān)督和檢查。把好工序檢查驗收關(guān),嚴格按照施工方案檢查門架及鋼管支架間距設(shè)置;嚴格按規(guī)范要求逐層抽樣檢查支模架扣件扭力矩、鎖銷鎖固情況,并對梁板底水平桿與立桿連接扣件扭力矩全數(shù)檢查;逐層驗收合格后方可進行上層支模架安裝,并嚴格控制立桿垂直度偏差。各工序嚴格按照規(guī)范及施工方案要求驗收,并要求相關(guān)責任人簽字驗收形成文字記錄。

3.3 應(yīng)急預(yù)案

1)支模架局部變形、下陷。混凝土澆筑過程中,監(jiān)控專員一旦發(fā)現(xiàn)支架局部變形或下陷應(yīng)立即通知項目經(jīng)理及施工負責人,必要時停止作業(yè),及時疏散施工人員,馬上卸掉板上的混凝土,對整體支模架進行加固,再次驗收通過后方可再施工,確保超高超重支模架安全。2)火災(zāi)。現(xiàn)場施工危險源部位準備干粉滅火器,并對所有現(xiàn)場作業(yè)人員進行滅火器使用教育,一旦起火,迅速滅火,并及時通知項目經(jīng)理;火勢現(xiàn)場不能控制的立即組織非應(yīng)急人員疏散;在火勢擴大蔓延時,立即撥打119,尋求第三方援助,并組織搶救生命及財產(chǎn),保護現(xiàn)場。3)觸電。發(fā)現(xiàn)有人觸電時,應(yīng)立即切斷電源或用干木棍、竹竿等絕緣物體把電線從觸電人身上移開,使傷員盡早脫離電源,及時通知項目經(jīng)理,對神智清醒者,應(yīng)讓其在通風處休息,觀察病情變化;對已失去知覺者,仰臥地上,解開衣服等,使其呼吸不受阻礙;對心跳呼吸停止的觸電者,應(yīng)立即進行人工呼吸和胸外心臟按壓等搶救措施。4)高空墜落。發(fā)現(xiàn)墜落傷員,應(yīng)及時通知項目經(jīng)理,并觀察傷員,盡快掌握受傷部位,必要時撥打120,松解傷員衣扣,實施止血、人工呼吸等應(yīng)急搶救,不得隨意移動傷者。

4 結(jié)語

本項目通過多方專家論證、研究通過了此項超高、超重支模架專項方案?，F(xiàn)場實施嚴格遵循此方案,施工過程中未出現(xiàn)異常,混凝土成功澆筑,密實度符合防輻射要求,實踐證明該方案切實可行,安全實用,有較好的經(jīng)濟效益,可供借鑒推廣。

[1] 范曉川.空冷柱外模施工工藝[J].山西建筑,2009,35(22):159-160.