邱永政

(四川省第三建筑工程公司，四川成都 610000)

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上海松江環(huán)球企業(yè)中心17.5m高支模施工探索

邱永政

(四川省第三建筑工程公司，四川成都 610000)

上海松江佘山環(huán)球中心展示中心項(xiàng)目展示大廳設(shè)計(jì)采用大跨度、異型、大空間多次元建筑元素組合的設(shè)計(jì)理念，模板支撐體系高度達(dá)17.5m，基礎(chǔ)房心回填高達(dá)1.5m，工期特別緊(三層要求50d結(jié)構(gòu)封頂、包括屋面為多坡屋面)，施工難度大。文章結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)17.5m高支模體系的施工進(jìn)行了探索。

高支模； 整體穩(wěn)定； 安全措施

1 工程概況

佘山環(huán)球企業(yè)中心-展示中心新建工程的展示大廳，建筑面積3 150m2，在建設(shè)設(shè)計(jì)方面體現(xiàn)了大跨度、異型、大空間的建筑元素，多坡度斜屋面結(jié)構(gòu)板，大截面梁(多數(shù)為截面400×1 100mm大梁，梁間間距僅有2.5m，跨度多為17m以上)，空間內(nèi)部無支撐結(jié)構(gòu)柱，周邊支撐柱中部設(shè)兩道連梁增加整體穩(wěn)定性，并與三層功能及辦公用房連成整體，形成集辦公、娛樂、展示為一體的綜合性展示樓，該部分高支模支撐體系高度高、自重大，對(duì)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)、材料、構(gòu)造要求及施工工藝要求極高,其平面位置示意見圖1。

圖1 高支模區(qū)域平面

2 高大模板支撐體系設(shè)計(jì)

2.1 高大模板支撐施工整體思路

考慮到層高較高，為保證高大模板支撐施工安全，模板支撐根據(jù)結(jié)構(gòu)按照三段搭設(shè)。

(1)針對(duì)高大模板支撐的特點(diǎn)，經(jīng)分析，高大模板支撐的主要承重部分是支撐，而模板支撐的設(shè)計(jì)計(jì)算出自于腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算，但它與腳手架又有一定的差別，一是承受垂直荷載大；二是在施工過程中輸送、傾倒、振搗混凝土作業(yè)都會(huì)增加垂直、水平荷載，使它產(chǎn)生較大的振擺；三是它無剛性連墻桿牽拉約束擺動(dòng)，這對(duì)模板支撐穩(wěn)定，尤其是對(duì)高大模板的穩(wěn)定很不利。

(2)高大模板支撐坍塌事故都是失穩(wěn)破壞造成的，而且都是先從局部失穩(wěn)，使鋼筋混凝土牽動(dòng)模板支撐往失穩(wěn)處傾倒，從而造成大面積傾斜坍塌，特別是在混凝土澆筑收尾時(shí)，支撐架系統(tǒng)達(dá)到最大荷載時(shí)，更要引起重視。因此，針對(duì)高大模板支撐承受荷載和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，增大荷載分項(xiàng)系數(shù)，設(shè)置水平拉桿，設(shè)置剪刀撐、設(shè)置斜撐加固，先澆筑一層、二層柱及連梁混凝土，支模體系與周邊構(gòu)件拉結(jié)，以提高高大模板支撐的整體穩(wěn)定強(qiáng)度。

根據(jù)本工程高大模板支撐特點(diǎn)，我們?nèi)∽畈焕麪顟B(tài)下的板進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)及驗(yàn)算。

(3)房心回填土厚達(dá)1.5m，如果在回填土上搭設(shè)高大模板支撐體系，不能滿足安全要求。結(jié)合施工工期要求，同時(shí)保證項(xiàng)目高大模板支撐體系的安全性能，決定采用后回填房心土方，即在基坑原狀土上鋪設(shè)200mm碎石，再澆筑100mm厚C20混凝土找平層，找平層上放置16號(hào)槽鋼作為立桿基礎(chǔ)，因此該高大模板支撐體系最高高達(dá)17.5m。

2.2 高大模板支撐體系材料選擇

模板采用18mm厚覆膜多層膠合木模板，龍骨采用100mm×50mm木枋，鋼管采用φ48.3×3.6鋼管，現(xiàn)澆梁下部增設(shè)承重立桿，頂部使用可調(diào)托撐； 現(xiàn)澆樓板使用Ф48.3×3.6鋼管搭設(shè)支撐架，立桿頂部設(shè)置可調(diào)托撐，托撐上部設(shè)置φ48.3×3.6鋼管找平桿，其上鋪設(shè)50 mm×100 mm木枋和18 mm厚覆膜多層膠合木模板；立桿基礎(chǔ)為原狀土上200 mm碎石+100 mmC20混凝土+16號(hào)槽鋼。

2.3 模板支撐搭設(shè)

模板支撐搭設(shè)平面見圖2。

圖2 模板支撐搭設(shè)平面

2.3.1 柱模板支撐搭設(shè)技術(shù)參數(shù)

柱截面為500 mm×800 mm，其中，木方次楞間距為250 mm(短邊3根、長邊4根)，柱箍為對(duì)拉螺栓+雙鋼管，豎向間距500 mm；穿柱對(duì)拉螺栓設(shè)置道數(shù)根據(jù)柱箍數(shù)量而定，豎向間距為500 mm。對(duì)拉螺栓直徑為14 mm。

2.3.2 板模板支撐搭設(shè)技術(shù)參數(shù)

φ48.3×3.6鋼管搭設(shè)支撐架體?，F(xiàn)澆板下部立桿縱、橫間距0.8 m。距地200 mm高處設(shè)置縱、橫向掃地桿，以上按1.80 m為步距設(shè)置縱、橫向水平桿，立桿頂部設(shè)置可調(diào)托撐，托撐上部設(shè)置找平桿,找平桿上沿短跨間距200 mm設(shè)置木枋(木枋豎向擱置)，覆膜板由一頭向另一頭進(jìn)行鋪設(shè)，不能鋪設(shè)整塊模板的地方根據(jù)需要進(jìn)行裁板。板模板搭設(shè)示意見圖3。

圖3 板模板支撐搭設(shè)示意

2.3.3 梁模板支撐搭設(shè)技術(shù)參數(shù)

(1)梁支撐計(jì)算時(shí)斷面取400 mm×1 100 mm，支撐驗(yàn)算高度取17.5 m。

(2)φ48.3×3.6鋼管，現(xiàn)澆梁兩側(cè)立桿間距為梁寬+600 mm,沿梁長度方向間距400 mm，梁底下部增設(shè)承重立桿加可調(diào)托撐。距地200 mm高處設(shè)置縱、橫向掃地桿，以上按1.80 m為步距設(shè)置縱、橫向水平桿。梁底模和側(cè)模為18厚覆膜板。梁底設(shè)100×50木枋，水平間距150～250 mm。梁側(cè)設(shè)100×50木枋，豎向間距200 mm。梁對(duì)拉螺栓設(shè)置兩排，同排間距400 mm，豎向間距(距梁底)200 mm、600 mm。梁模板支撐搭設(shè)示意見圖4。

圖4 梁模板支撐搭設(shè)示意

2.4 高大模板支撐體系其他構(gòu)造要求

(1)立桿接長必須使用對(duì)接扣件連接，嚴(yán)禁使用搭接方式進(jìn)行連接。相鄰立桿的對(duì)接扣件不得在同一高度內(nèi)。

(2)縱、橫向掃地桿：縱向掃地桿使用直角扣件固定在距地不大于200 mm處的立桿上，橫向掃地桿亦應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

(3)縱、橫向水平桿：縱、橫向水平桿宜設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè)，其長度不宜小于4跨。水平桿接長宜采用對(duì)接扣件連接，水平桿的對(duì)接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置，兩根相鄰水平桿的接頭不宜設(shè)在同步或同跨內(nèi)，不同步或不同跨兩個(gè)相鄰接頭在水平方向錯(cuò)開的距離不應(yīng)小于500 mm，各接頭中心點(diǎn)至最近主接點(diǎn)的距離不宜大于縱距的1/3。

(4)加強(qiáng)型縱向剪刀撐：架體外側(cè)周邊及內(nèi)部縱、橫向每4 跨(且不小于3.0 m)，由底至頂設(shè)置連續(xù)豎向剪刀撐，剪刀撐寬度為4跨。斜桿與地面的傾角宜在45°～60°之間，剪刀撐的接長采用搭接，搭接長度不得小于1.0 m,且不得少于3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件。剪刀撐斜桿使用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端或立桿上，旋轉(zhuǎn)扣件中心線至主節(jié)點(diǎn)的距離不得大于150 mm。

(5)加強(qiáng)型水平剪刀撐：在豎向剪刀撐頂部交點(diǎn)平面應(yīng)設(shè)置水平剪刀撐，掃地桿的設(shè)置層水平剪刀撐的設(shè)置應(yīng)符合6.9.3條第1款第2項(xiàng)的規(guī)定，水平剪刀撐距架體底平面距離與水平剪刀撐間距不宜超過6.0 m，剪刀撐寬度應(yīng)為3.0～5.0 m。本工程除在豎向剪刀撐頂部交點(diǎn)平面及掃地桿層設(shè)置水平剪刀撐外，還分別在第三步和第七步設(shè)置，水平剪刀撐的間距分別為3.6 m和4.8 m。

(6)扣件：對(duì)接扣件抗滑承載力應(yīng)達(dá)到3.2 kN，直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件達(dá)到12.0 kN。螺栓擰緊力矩不應(yīng)小于40 N·m，且不應(yīng)大于65 N·m。主節(jié)點(diǎn)處固定橫向水平桿、縱向水平桿、剪刀撐等用的直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件的中心點(diǎn)相互距離不應(yīng)大于150 mm。各桿件端頭伸出扣件蓋板邊緣的長度不應(yīng)小于100 mm。對(duì)接扣件開口應(yīng)朝上或朝內(nèi)。

(7)水平安全網(wǎng)：除在滿堂架體第三步水平桿高度處和現(xiàn)澆梁下部通長水平桿處各滿掛一道水平安全網(wǎng)外，中間每隔4步距高度滿掛一道水平安全網(wǎng)，即本工程各區(qū)域一共設(shè)置3道水平安全網(wǎng)。

(8)鋪設(shè)操作平臺(tái)：模板工、鋼筋工在架體頂部操作時(shí)，為了保障安全，在架體頂部通長水平桿層使用50 mm厚木架板鋪設(shè)操作平臺(tái)。

3 高支模施工

3.1 施工要點(diǎn)

應(yīng)嚴(yán)格按照J(rèn)GJ162-2008《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》和JGJ130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》等要求進(jìn)行施工。

(1)柱模板搭設(shè)完畢經(jīng)驗(yàn)收合格后，先澆搗柱混凝土，然后再綁扎梁板鋼筋，梁板支模架與澆好并有足夠強(qiáng)度的柱和原已做好的主體結(jié)構(gòu)拉結(jié)牢固。經(jīng)有關(guān)部門對(duì)鋼筋和模板支架驗(yàn)收合格后方可澆搗梁板混凝土。

(2)澆筑時(shí)按梁中間向兩端對(duì)稱推進(jìn)澆搗，由標(biāo)高低的地方向標(biāo)高高的地方推進(jìn)。事先根據(jù)澆搗混凝土的時(shí)間間隔和混凝土供應(yīng)情況設(shè)計(jì)施工縫的留設(shè)位置。搭設(shè)本方案提及的架子開始至混凝土施工完畢具備要求的強(qiáng)度前，該施工層下一層支頂不允許拆除。

(3)保證結(jié)構(gòu)和構(gòu)件各部分形狀尺寸，相互位置的正確。

(4)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受施工中所產(chǎn)生的荷載。

(5)不同支架立柱不得混用。

(6)構(gòu)造簡單，裝板方便，并便于鋼筋的綁扎、安裝和澆筑混凝土等要求。

(7)多層支撐時(shí)，上下二層的支點(diǎn)應(yīng)在同一垂直線上，并應(yīng)設(shè)底座和墊板。

(8)現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁、板，當(dāng)跨度大于4 m時(shí)，模板應(yīng)起拱；當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)，起拱高度宜為全跨長度的1/1000～3/1000。

(9)拼裝高度為2 m以上的豎向模板，不得站在下層模板上拼裝上層模板。安裝過程中應(yīng)設(shè)置臨時(shí)固定措施。

(10) 當(dāng)支架立柱成一定角度傾斜，或其支架立柱的頂表面傾斜時(shí)，應(yīng)采取可靠措施確保支點(diǎn)穩(wěn)定，支撐底腳必須有防滑移的可靠措施。

(11)梁和板的立柱，其縱橫向間距應(yīng)相等或成倍數(shù)。

(12) 在立柱底距地面200 mm高處，沿縱橫向水平方向應(yīng)按縱下橫上的程序設(shè)掃地桿。立柱頂端應(yīng)沿縱橫向設(shè)置一道水平拉桿。掃地桿與頂部水平拉桿之間的距離，在滿足模板設(shè)計(jì)所確定的水平拉桿步距要求條件下，進(jìn)行平均分配確定步距后，在每一步距處縱橫向各設(shè)一道水平拉桿。

(13)所有水平拉桿的端部均應(yīng)與四周建筑物頂緊頂牢。無處可頂時(shí)，應(yīng)在水平拉桿端部和中部沿豎向設(shè)置連續(xù)式剪刀撐。

(14)鋼管立柱的掃地桿、水平拉桿、剪刀撐應(yīng)采用φ48.3×3.6 mm鋼管，用扣件與鋼管立柱扣牢。鋼管掃地桿、水平拉桿應(yīng)采用對(duì)接，剪刀撐應(yīng)采用搭接，搭接長度不得小于1 000 mm，并應(yīng)采用不少于2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件分別在離桿端不小于150 mm處進(jìn)行固定。

(15) 支架搭設(shè)按本模板設(shè)計(jì)，不得隨意更改。要更改必須得到相關(guān)負(fù)責(zé)人的認(rèn)可。

3.2 與周邊拉結(jié)

(1)豎向結(jié)構(gòu)(柱)與水平結(jié)構(gòu)分開澆筑，以便利用其與支撐架體連接，形成可靠整體。

(2)當(dāng)支架立柱高度超過5 m時(shí)，應(yīng)在立柱周全外側(cè)和中間有結(jié)構(gòu)柱的部位，按水平間距6～9 m、豎向間距2～3 m(按每兩步一道設(shè)置)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置一個(gè)固結(jié)點(diǎn)。

(3) 用抱柱等方式(圖5)與既有結(jié)構(gòu)連接，以提高整體穩(wěn)定性和提高抵抗側(cè)向變形的能力。

圖5 抱柱連接方式

4 模板拆除

4.1 高支模梁板底模拆除時(shí)的要求

轉(zhuǎn)換層梁板模板及支持拆除時(shí)應(yīng)滿足雙控要求。

(1)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100 %；

(2)混凝土澆筑完成28 d后，且上一層結(jié)構(gòu)符合拆模條件時(shí)。

4.2 模板的拆除順序和方法

(1)模板的拆除順序一般是先拆非承重模板，后拆承重模板；先側(cè)板，后底板。

(2)拆模時(shí)嚴(yán)禁用大錘和撬棍硬砸硬撬。

(3)拆模時(shí)工作人員應(yīng)站在安全處，以免發(fā)生事故。待該段模板全部拆除后，方準(zhǔn)將模板、配件、支架等運(yùn)出碼堆。

(4)拆下的模板、配件等嚴(yán)禁拋扔，要有人接應(yīng)傳遞，按指定地點(diǎn)堆放，并做到及時(shí)清理、修理和涂刷好隔離劑，以備使用。

(5)拆除豎直面模板應(yīng)自上而下進(jìn)行。拆除跨度較大的梁下支柱時(shí)，應(yīng)先從跨中開始，分別拆向兩端。

(6)拆除梁、樓板底模時(shí)，應(yīng)先松動(dòng)木楔或降低支架，然后逐塊或分片拆除。拆除的模板用繩吊至地面，不得從高空扔下。

(7)在拆除模板過程中，如發(fā)現(xiàn)混凝土有影響結(jié)構(gòu)安全的質(zhì)量問題，應(yīng)暫停拆除。經(jīng)過處理后，方可繼續(xù)拆除。

5 監(jiān)測措施

本項(xiàng)目采用扣件鋼管腳手架支撐體系，在搭設(shè)和鋼筋安裝、混凝土澆搗前、施工過程中及混凝土終凝前后必須隨時(shí)監(jiān)測。要澆搗混凝土前，由項(xiàng)目部對(duì)腳手架全面系統(tǒng)檢查，合格后才開始澆混凝土。在澆混凝土過程中，由專職安全員、施工員對(duì)高支模體系進(jìn)行檢查，隨時(shí)觀測支撐體系的變形情況。發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)停止施工，采取措施。

監(jiān)測方案包括：

(1)監(jiān)測項(xiàng)目為支架沉降、位移和變形。

(2)監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)2-D、3-3、4-C、5-D軸4個(gè)監(jiān)測剖面，每個(gè)監(jiān)測剖面應(yīng)布置2個(gè)支架水平位移觀測點(diǎn)及3個(gè)支架變形觀測點(diǎn)。使用經(jīng)緯儀、水平儀等監(jiān)測儀器進(jìn)行監(jiān)測，不得目測，監(jiān)測儀器精度應(yīng)滿足現(xiàn)場監(jiān)測要求，并設(shè)變形監(jiān)測報(bào)警值。

(3)在澆筑混凝土過程中應(yīng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測，一般監(jiān)測頻率不宜超過20～30 min一次。

6 結(jié)束語

目前該展示中心結(jié)構(gòu)已于2014年5月中旬封頂結(jié)束，混凝土澆筑過程中無任何檢測異常現(xiàn)象，圓滿澆筑完成，這對(duì)以后我公司在高支模體系施工進(jìn)一步發(fā)展和完善提供了寶貴的意見，但過程中周轉(zhuǎn)材料使用特別大，提高了施工成本，這為我們下一步研究如何在系統(tǒng)安全的條件下，如何節(jié)約材料從而節(jié)約成本提夠了良好的素材。

[1] JGJ 130-2011 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50301-2001 建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] JGJ 59-2011 建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] JGJ 162-2008 建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范[S].

[5] 梁仁忠. 高大模板支架的可靠性分析及安全性評(píng)價(jià)[D]. 北京：北京交通大學(xué)，2010.

[6] 付修華，劉化冰，黃世紅. 建設(shè)工程高(大)模板施工安全性分析[J]. 安全與環(huán)境工程，2007，14(1)：111-114.

[7] 金偉良，魯征，劉鑫， 等. 支模架施工安全性的評(píng)價(jià)研究[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào): 工學(xué)版，2006，40(5)：800-803.

邱永政(1966～)，男，本科，高級(jí)工程師，從事項(xiàng)目管理工作。

TU755.2

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[定稿日期]2017-03-31