朱 凱 張 浩 劉 琰 陶 聰

1.中建八局第三建設(shè)有限公司 江蘇 南京 210046；2.南京浦口科學(xué)城建設(shè)發(fā)展有限公司 江蘇 南京 210000

傳統(tǒng)盤扣模架體系[1]雖然有著搭設(shè)速度快、規(guī)格多、功能性齊全、安全性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在材料投入量大、周轉(zhuǎn)周期長、成本投入大等缺點(diǎn)。近年來，隨著國家科技發(fā)展戰(zhàn)略步伐的不斷加快，新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，建筑施工新技術(shù)的發(fā)展也走上了更高的臺(tái)階，特別是對(duì)新型模架體系的發(fā)展和使用提出了更高的要求。

早拆盤扣模架體系[2]是在盤扣體系的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，利用混凝土在早期強(qiáng)度增長較快的特點(diǎn)，當(dāng)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，在實(shí)際跨度減小的情況下可以提前拆除部分模架，加快周轉(zhuǎn)速度，是模架體系新的發(fā)展方向之一。特別是對(duì)于目前體量規(guī)模大、工期要求高、周轉(zhuǎn)速度要求快的公共建筑施工，使用該早拆體系顯得尤為重要。因此，加快研究早拆模架體系在公共建筑施工中的應(yīng)用是十分必要的。

1 工程概況

科學(xué)城總部基地一期項(xiàng)目位于江蘇省南京市浦口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，項(xiàng)目占地面積75 000 m2，總建筑面積370 300 m2。項(xiàng)目包含辦公、大型會(huì)展、商業(yè)及附屬配套等功能，建成后將成為南京浦口科學(xué)城的地標(biāo)建筑以及創(chuàng)新載體平臺(tái)。

本工程地下室2層，層高有4.80、3.40、6.45 m，平均跨度為8.50 m，施工體量大，該早拆應(yīng)用于地下1、2層，地下2層頂板厚為120、250 mm，局部150、300 mm，地下1層頂板厚350 mm。各分區(qū)施工劃分區(qū)塊如圖1所示。

圖1 地下室各分區(qū)施工劃分平面

2 工程方案設(shè)計(jì)

2.1 承插盤扣腳手架設(shè)計(jì)

承插型盤扣式早拆體系，立桿采用φ48 mm×3.2 mm鍍鋅鋼管，立桿間距1 200 mm×1 200 mm，立桿上端放置早拆頭；主龍骨采用100 mm×50 mm×2.5 mm矩形鋼管；次龍骨采用40 mm×40 mm×2 mm方鋼管。

通過BIM建模，利用Midas有限元軟件對(duì)架體的組合彎矩、應(yīng)力、變形等進(jìn)行分析，在混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%時(shí)，即可拆除2/3的模板支架[3]。該承插型早拆體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，不僅加快了材料周轉(zhuǎn)的速度，而且節(jié)約了成本，大大減少了前期材料的投入，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，如圖2、圖3所示。

圖2 模架布置平面

圖3 模架布置立面

拆模后模架布置如圖4、圖5所示。

圖4 拆模后支撐及模板平面

圖5 拆模后支撐及模板立面

2.2 模板設(shè)計(jì)

盤扣早拆體系模板同樣分2次拆除，圖6為當(dāng)前早拆體系的模板設(shè)計(jì)，其中黑色部分模板為早拆后留下的部分，在最后進(jìn)行拆除。

圖6 盤扣早拆模板設(shè)計(jì)

2.3 早拆頭設(shè)計(jì)

早拆頭主要由底板、U托、絲桿及2個(gè)螺母組成，上面一個(gè)螺母用于調(diào)節(jié)主龍骨的高度，并通過降低此螺母的高度來實(shí)現(xiàn)模板早拆，下面一個(gè)螺母用于調(diào)節(jié)支撐架的總體高度，如圖7所示。

圖7 早拆頭設(shè)計(jì)三維示意

2.4 安全性設(shè)計(jì)驗(yàn)算

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況建立模型，運(yùn)用品茗和Midas軟件進(jìn)行支撐體系及立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算，確保結(jié)構(gòu)安全和施工簡便性，如圖8、圖9所示。

圖8 模架體系受力荷載布置

圖9 模架體系受力計(jì)算、分析

從計(jì)算結(jié)果可以看出，板中、跨中位置彎矩大，柱側(cè)剪力大，將這些部位的模架留在最后拆除符合實(shí)際情況。其余部位處受力較小，當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，其自身可以承載該部分荷載，無需再保留模架。

3 施工方法

3.1 施工流程

施工準(zhǔn)備→定位彈線→盤扣架體安裝→主龍骨安裝→次龍骨安裝→膠合板安裝→模板預(yù)檢→彈線分格→下鐵鋼筋安裝→水電埋件安裝→上鐵鋼筋安裝→鋼筋隱檢/水電隱檢→開盤鑒定→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)、清理[4-8]

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 模架安裝

施工前，組織管理人員進(jìn)行早拆模架體系平面布置圖、模架施工大樣及節(jié)點(diǎn)詳圖的交底，并對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行講解。

根據(jù)模架搭設(shè)平面布置圖及梁結(jié)構(gòu)施工圖進(jìn)行支架規(guī)格、數(shù)量統(tǒng)計(jì)，備齊各種構(gòu)配（桿）件。按模板支模布置圖，即支承格構(gòu)圖放線。

由操作人員進(jìn)行立桿搭設(shè)、水平拉桿布設(shè)（過程中注意用榔頭將插頭與插座輕輕敲緊牢靠）。按放線位置搭設(shè)一個(gè)垂直相交的四邊形支承格構(gòu)立桿，沿此支承格構(gòu)立桿按互相垂直的原則施工剩下的部位。

用立桿接桿的方式將豎向立桿搭設(shè)到模板布置圖設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，按橫桿步距（一般為1 500 mm）要求安裝水平拉桿，過程中注意跟進(jìn)搭設(shè)斜拉桿剪刀撐。

支架完成后，放置早拆頭，并使插銷、托架就位，然后安放主次龍骨，并將龍骨上標(biāo)高調(diào)到所需位置。

按照布置圖要求安裝并調(diào)整主次龍骨標(biāo)高。按模板布置圖從一側(cè)開始鋪設(shè)模板，跨度≥4 m時(shí)按照0.2%起拱。模板拼縫采用“硬拼”，個(gè)別模板拼縫較大的須粘貼密封膠條。模板及支撐體系驗(yàn)收合格后，進(jìn)入下一道施工工序。

考慮到木模板可周轉(zhuǎn)性、經(jīng)濟(jì)性及后期拆模的可操作性等因素，統(tǒng)一在早拆頭位置布置黑色模板條帶，其他位置為紅色覆合膠模板，并且所有的木膠板均需按房間編號(hào)，上、下層同一房間進(jìn)行倒用。

3.2.2 模架拆除

在早拆體系中，現(xiàn)場留置的混凝土試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后，可將托架、龍骨、整板拆除，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%（試塊試壓）且上部無施工荷載時(shí)，可將模架部分拆除。

根據(jù)設(shè)計(jì)的平面布置圖，應(yīng)先把紅色膠合模板區(qū)域的立桿及頂托拆除，剩下的黑色模板區(qū)域?yàn)樵绮痤^位置，等到規(guī)范要求的拆模時(shí)間再進(jìn)行拆除。一般常溫時(shí)滿支1層，保留2層；冬季施工時(shí)滿支1層，保留3層，拆除過程中注意輕拆輕放，嚴(yán)禁蠻力施工。

拆除順序：先支后拆，后支先拆，先上后下。拆模后當(dāng)混凝土內(nèi)外溫度差大于20 K時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范要求在混凝土表面繼續(xù)采取保溫措施。拆下來的模板要及時(shí)按要求進(jìn)行分類，且堆放到開敞的地方，項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室每周公布一次混凝土達(dá)到強(qiáng)度所需的時(shí)間。

4 現(xiàn)場實(shí)施情況

根據(jù)科學(xué)城現(xiàn)場施工情況的效益分析，在大面積結(jié)構(gòu)施工中，按照多個(gè)施工段組織流水施工，單個(gè)施工段可提前組織施工3～4 d，較傳統(tǒng)的支撐體系，早拆體系的應(yīng)用可減少加固材料的投入量達(dá)到60%～75%，節(jié)約架體租賃成本50萬元以上。若大面積推廣應(yīng)用，可減少相關(guān)材料的社會(huì)需求總量，減少鋼材等物資的損耗。

圖10、圖11為早拆架體搭設(shè)及監(jiān)測系統(tǒng)安裝情況，該過程實(shí)施難度小，易修改，效果較好。在實(shí)際應(yīng)用中，模板鋪設(shè)實(shí)施效果并不好，模板板塊實(shí)際位置往往不能很好地與模板設(shè)計(jì)位置匹配。盤扣早拆體系模板分2次拆除，早拆后留下的部分模板布置分散、板塊小，對(duì)操作人員要求較高。

圖10 現(xiàn)場早拆架體搭設(shè)情況

圖11 早拆架體實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)

5 目前存在的問題

通過現(xiàn)場實(shí)施，發(fā)現(xiàn)早拆模架體系目前仍存在以下幾點(diǎn)問題：

1）盤扣立桿的固定模數(shù)不能根據(jù)圖紙的平面位置及標(biāo)高進(jìn)行靈活調(diào)整，比較死板，對(duì)操作人員及測量放線工藝水平要求較高。

2）早拆頭的U形槽段設(shè)計(jì)尺寸偏小，對(duì)大尺寸的主龍骨安拆不便。

3）模板板帶加工模數(shù)及平面定位難度大，定位不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致早拆頭偏心受力，使模板發(fā)生彎曲變形。

6 結(jié)語

承插盤扣早拆模架在科學(xué)城項(xiàng)目上的投入使用，縮短了項(xiàng)目施工工期，提高了工程實(shí)體質(zhì)量，節(jié)約了周轉(zhuǎn)性材料成本的投入。在設(shè)計(jì)上同時(shí)結(jié)合鍍鋅鋼管的材質(zhì)，使得架體整體干凈、整潔、美觀，很好地宣傳了企業(yè)形象，帶來了一定的社會(huì)影響力。

相較于傳統(tǒng)盤扣支撐模架體系，早拆架體有著周轉(zhuǎn)速度快的優(yōu)點(diǎn)，但也有操作難度較大的缺陷，同時(shí)還有著模數(shù)的限制，對(duì)操作人員的識(shí)圖能力、工藝水平及綜合素質(zhì)要求較高，還需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化改良。總體來說，承插型盤扣早拆體系仍有不足，但其未來發(fā)展大有可為。