王碩勛
(中鐵二十三局集團第四工程有限公司,四川 成都 610000)
混凝土模板支撐體系施工技術(shù)在我國房屋建筑施工中已經(jīng)應(yīng)用了很多年,技術(shù)和理論體系都比較成熟,高質(zhì)量的模板支撐體系,可大幅度提升房屋建筑工程的穩(wěn)定性和整體性,延長房屋建筑工程的施工壽命。但由于在混凝土施工中對模板支撐體系的要求比較高,任何一個細節(jié)把控不當,都會影響混凝土澆筑的安全性和質(zhì)量。近年來,各地不斷爆出混凝土模板支撐體系傾塌問題,造成了嚴重的影響和后果。基于此,開展房屋建筑混凝土模板支撐體系施工技術(shù)的探討分析就顯得尤為必要。
以往的混凝土結(jié)構(gòu)工程大都采用單模板支撐。這類支架的構(gòu)造更容易,技術(shù)也更先進,更安全,但是不適合大跨度的高層建筑。這就導致了多層模板支撐系統(tǒng)的產(chǎn)生,使得其承載能力變得更加復雜,因此在工程的設(shè)計和建造中變得更加困難,許多建筑施工單位在使用多層模架施工技術(shù)時,往往會因為對模板的剛度和構(gòu)造的計算不夠重視,甚至是根據(jù)自己的經(jīng)驗進行拼裝,這樣會帶來一些安全問題。技術(shù)工人缺乏對施工工人的技術(shù)培訓,許多工人的技術(shù)水平不夠,再加上混凝土模板支撐體系比較復雜,就極易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題和安全問題。例如,由于施工工人沒有按照設(shè)計布局、間距來施工,造成了整個模板支撐的穩(wěn)定性受到影響。但也有可能是因為設(shè)計中的原因,造成了整個結(jié)構(gòu)的不均衡。也有可能是由于施工人員擅自拆卸了一些支撐,造成了整個框架的不穩(wěn)定。隨著建筑業(yè)的發(fā)展,越來越多的施工隊開始涌現(xiàn),施工隊迅速擴張,有些施工隊沒有資質(zhì),直接掛靠了其他公司,導致了很多項目被層層分包。由于管理部門的不規(guī)范,造成了建筑行業(yè)的混亂。許多掛靠的建筑公司為降低人工成本,獲得更大的經(jīng)濟效益,經(jīng)常會招聘一些綜合素質(zhì)低,對混凝土模板支撐體系不甚了解的施工人員。在施工中也過于注重施工效率、速度,而忽略了施工質(zhì)量和施工安全的提升,致使混凝土模板支撐體系的相關(guān)特點和價值沒有充分發(fā)揮出來。
某房屋建筑工程,地下2 層,地上26 層,總建筑高度為81.5m,總建筑面積為6.25 萬m2,主體結(jié)構(gòu)采用了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),外圍框架柱選擇了勁性混凝土柱,為保證混凝土澆筑質(zhì)量,避免發(fā)生模板位移、傾覆等問題,在整個施工中采用了混凝土模板支撐體系施工技術(shù),取得了良好效果,值得類似工程參考借鑒。
由于本工程為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),且建筑高度比較大,屬于高層建筑。如果將混凝土模板支撐體系直接布設(shè)在地下室頂板上,會造成大量模板支撐架的浪費,而且不利于保證混凝土模板支撐體系的穩(wěn)定性和安全性,此外,還需要對地下室頂板的強度、穩(wěn)定性進行核算,按照核算的結(jié)果進行加固,會增大經(jīng)濟效益,延長工期。此外,由于本工程高度達到81.5m,即便在混凝土模板支撐體系施工中采用高強度連墻件、剪刀撐,其頂部荷載也非常大,在正式施工中也非常容易發(fā)生整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)問題,難以有效保障混凝土模板支撐體系受力的穩(wěn)定性?;谏鲜鰡栴}的存在,本工程在混凝土模板支撐體系施工中采用了更加先進的高空吊拉鋼桁架支撐平臺,以降低混凝土模板支撐體系的搭設(shè)高度。并按照本房屋建筑結(jié)構(gòu)的立面調(diào)整,編制科學有效的高空吊拉平臺施工方案,在高度為40m 的位置,搭設(shè)型鋼支撐平臺。為有效解決懸挑長度過大給混凝土模板支撐體系施工帶來的問題,本工程采用了三角形鋼桁架,利用三角形具有穩(wěn)定性的特點來保證整個模板支撐體系的穩(wěn)定性和實用的安全性[1]。并且下弦根部支撐在標高35m 的位置,并與標高48m 的位置布設(shè)吊拉鋼筋,并對三角形鋼桁架進行二次吊拉,在高空吊拉型鋼平臺之上,搭設(shè)扣件式鋼管支撐體系,為上部結(jié)構(gòu)施工和幕墻安裝等提供穩(wěn)定的作業(yè)腳手架平臺。
2.3.1 預(yù)埋件制安
本工程在模板支撐體系施工中,鋼桁架和斜拉桿都是由預(yù)埋件與主梁相聯(lián)接的,其預(yù)埋件的施工品質(zhì)將對隨后的結(jié)構(gòu)的安裝、建造過程產(chǎn)生一定的影響。在預(yù)制件的制造過程中,要注意到各構(gòu)件的鋼筋在現(xiàn)場的放樣,并適當?shù)卣{(diào)節(jié)預(yù)埋件的錨桿位置,以防止錨桿和主筋發(fā)生碰撞。在實際工程中,要充分地考慮到預(yù)制件的位移,并適當?shù)卣{(diào)節(jié)錯板的大小。在安裝鋼梁時,要防止不能與預(yù)制板進行對接。在主體結(jié)構(gòu)的鋼筋綁扎期內(nèi),預(yù)埋件的固定方式應(yīng)該保證錨筋規(guī)格、錨固長度、錯板標高和厚度以及部件材料等與設(shè)計圖相符。預(yù)埋材料必須與混凝土結(jié)構(gòu)面平行,以避免由于附加預(yù)埋材料而造成的模板開裂等。為了防止預(yù)制件在澆筑過程中出現(xiàn)變形,必須用鋼筋進行焊接和加固。在澆筑過程中,要特別重視預(yù)制塊部位的混凝土的振動搗密,在拆除混凝土結(jié)構(gòu)后,必須及時清除預(yù)制塊,檢查其標高、水平位置等。
2.3.2 鋼桁架制安
主承力鋼桁架的制作和安裝,是本工程混凝土模板支撐體系施工的關(guān)鍵。在實際施工中,對鋼桁架的制造和裝配進行控制,是保證整體施工安全的關(guān)鍵。本工程在進行鋼桁架進行放樣和編號時,嚴格按工程詳細圖紙放入大樣圖,并留出收縮量、切割加工余量。寬邊型鋼板的下料,必須用鋁合金切割,以避免產(chǎn)生變形;鋼梁在出廠前,必須按照圖紙的規(guī)定,在明顯的地方標明構(gòu)件編號,明確構(gòu)件的特點以及吊點位置,以免在后期搬運和運輸中發(fā)生鋼桁架變形問題。
在搬運過程中,必須注意避免鋼梁的彎曲。在進行鋼梁結(jié)構(gòu)的安裝時,必須制定專用的安裝施施工方案,明確注意事項,以保證鋼桁架吊裝設(shè)備的吊裝能力符合要求。并對整個吊裝過程進行嚴格的張拉開展。在進行鋼桁架正式安裝之前,必須檢查預(yù)制構(gòu)件的位置和高度,保證正確后方可進行安裝。如果發(fā)生了鋼桁架錯誤固定在框架梁之上,必須在鋼桁架安裝之前對其進行卸荷加固處理,以保證在安裝和運行過程中不會對原有的結(jié)構(gòu)造成任何的損害。鋼梁的裝配要有專門的工人來進行安裝,在進行安裝時,應(yīng)有專門的測量人員全程追蹤測量安裝的精度和軸向誤差,誤差超標立即停止安裝,找到原因并進行全部處理后,再繼續(xù)安裝[2]。鋼桁架焊接固定好之后,需用超聲波探傷儀對焊縫質(zhì)量進行嚴格檢查。鋼桁架和預(yù)埋件連接時,既可以采用焊接連接,也可以采用高強度螺栓連接。本工程采用了焊接連接方式,需要注意的是在進行鋼桁架桿件和預(yù)埋件對位焊接操作試,要加強保護,控制好焊接工藝。以免焊接高溫灼傷混凝土,影響房屋建筑工程的總體質(zhì)量,盡量采用小電流、間斷式的焊接工藝。
2.3.3 斜拉桿制安
斜桿的制造長度按設(shè)計圖來確定,但在調(diào)整桿身的長度時要適當?shù)仡櫦笆┕ぶ写嬖诘目陀^偏差,當斜桿末端調(diào)整裕度不夠時,可以在橫桿中間增加調(diào)整節(jié)段。斜拉桿的端面必須用機械式的方法進行,對于帶螺紋的鋼筋、鋼拉桿等的斜拉桿,在末端使用螺帽進行固定。鋼絞線和錨錯固端全部采用擠壓錨,張拉端為夾片錨。斜拉桿需要在鋼平臺搭設(shè)完成,但模板支撐架為搭設(shè)前完成安裝工作。為了保證斜拉桿與鋼桁梁處于同一個平面內(nèi)。斜拉桿上錯固點的連接節(jié)點板,需要在鋼桁架安裝完成后進行焊接操作。當斜拉桿安裝完成后,及時進行除緊操作,保證每根斜拉桿都處在張拉緊的狀態(tài)[3]。保證混凝土澆筑后斜拉桿和鋼桁架能夠同時承受混凝土應(yīng)力及荷載。若設(shè)計圖紙中明確固定斜拉桿要采用預(yù)應(yīng)力斜拉桿,則需要按照設(shè)計圖紙的具體要求,在斜拉桿安裝中采用預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù),在張拉時需高度重視設(shè)計文件標明的鋼桁架平臺荷載條件,以免張拉應(yīng)力過大,影響鋼桁架操作平臺的穩(wěn)定性和安全性。
2.3.4 支撐架以及外作業(yè)架搭設(shè)
在支撐架和外作業(yè)架搭設(shè)前,需制定特殊的施工方案,并在斜拉型鋼支撐平臺施工完成,且形成一個封閉的施工區(qū)域后,再進行支撐架和外作業(yè)架搭設(shè)。安裝之前,由專業(yè)的測量人員對支撐架和外作業(yè)架進行放線和定位,工作臺安裝在鋼平臺的工字鋼上,采用焊接短鋼頭的方法來保證架體搭設(shè)的順直性和牢固性。在進行正式施工之前,必須先安排好周圍的安全保護架體。支架的橫桿問距、橫桿步距、剪刀撐的布置等都要按專用方案的規(guī)定提前布置好,不能任意增加和減少。在施工過程中,如果橫梁和斜拉桿發(fā)生碰撞,必須在距橫梁500mm 以內(nèi)的上下各增加一個水平桿進行更換,以防止在澆筑過程中因斜拉桿的擠壓而造成架體不穩(wěn)定[4]。支架與成型混凝土構(gòu)件形成剛性連接,與主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部支撐架形成有效的搭接,從而防止因為高寬比過大,影響支撐架自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
2.3.5 嚴控混凝土澆筑過程
為了保證整體支撐系統(tǒng)的安全性,在混凝土澆注過程中,對其關(guān)鍵構(gòu)件的檢測和控制顯得尤為重要。建立斜拉型鋼支模平臺整體模型的基礎(chǔ)上,對混凝土澆筑全過程涉及的數(shù)值進行模擬分析。以確定混凝土在澆筑中發(fā)生應(yīng)力較大,或者是應(yīng)力變化幅度過大的關(guān)鍵桿件,進行加固和現(xiàn)場監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)桿件變形量超過設(shè)計允許的范圍,要立即停止繼續(xù)澆筑,對模板支撐體系加固后,再繼續(xù)澆筑。按照數(shù)值模擬分析的最終結(jié)果,本工程模板支撐體系關(guān)鍵桿件上安裝了高靈敏度應(yīng)變傳感器,并用智能化水準儀實時對關(guān)鍵節(jié)點的豎向變形情況進行測量控制。同時及時對比數(shù)值分析的結(jié)果和現(xiàn)場實測結(jié)果,以便及時掌握發(fā)生誤差的原因,進行有針對性的處理,保證房屋建筑工程施工的安全性。
2.3.6 鋼桁架高空拆除
當特高懸挑式混凝上部結(jié)構(gòu)施工完畢,相關(guān)支模架、斜拉桿、型鋼桁架等都要一一拆除。在傳統(tǒng)的拆除方案中,主承力鋼桁架都是在最后進行的,這時由于其上部的吊桿混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)澆筑完成,所以無法采取塔式吊車的直接垂直拆卸的方法。針對自重比較大的構(gòu)件,拆除難度比較大,吊運風險大的高空臨時構(gòu)件在拆除時,可采用懸挑混凝土結(jié)構(gòu)樓板上預(yù)留洞口,并在洞口附近布設(shè)卷揚機的方式進行拆除[5]。拆除時,首先用吊車吊起鋼桁架,再拆除鋼桁架末端連接節(jié)點,再用卷揚機將鋼桁架豎直吊到下面的支承地面上。如果使用塔式起重機在懸挑結(jié)構(gòu)外部進行吊裝時,應(yīng)采取合理、安全、可行的方案,避免因構(gòu)件發(fā)生高處墜落等安全事故,特別是在拆除和運輸鋼桁架時,應(yīng)采取纜風繩輔助、逐步地將鋼桁架轉(zhuǎn)移到塔式起重機的吊鉤上,防止因突然的沖擊而造成塔式起重機的垮塌。
由于混凝土模板支撐體系施工過程比較復雜,且影響施工質(zhì)量的因素比較多,任何一個細節(jié)把控不當,都會影響最終的施工質(zhì)量。因此,在具體施工中必須嚴格把控好施工中的一些注意事項,主要包括以下4 點。
(1)混凝土模板支撐體系要具有足夠的強度和均勻的剛度,以及良好的整體穩(wěn)定性,能夠最大限度上滿足混凝土澆筑的要求。就案例工程而言,混凝土模板支撐體系采用了鋼管扣件,在施工中需要嚴格按照鋼管扣件施工的要求和規(guī)范進行定位、搭設(shè)、連接。
(2)為充分發(fā)揮出混凝土模板支撐體系的作用,避免因不均勻沉降,影響整個支撐體系的穩(wěn)定性和安全性,需要混凝土模板支撐體系基礎(chǔ)回填土的密實度不低于93%。且地坪上需要有良好的排水措施,以免在雨季出現(xiàn)雨水浸泡問題。并控制地坪含水率,以免雨天支架基礎(chǔ)因為不均勻沉降,引起整體混凝土模板支撐體系傾覆。立桿基腳要采用寬30cm,厚50cm 的墊木。
(3)混凝土模板支撐體系中扣件需要有足夠的承載力,扣件是整個混凝土模板支撐體系的主要傳力構(gòu)件,也是容易引起模板支撐體系變形的構(gòu)件。因此,在具體施工中,不單單需要保證所選擇的扣件質(zhì)量符合要求,對扣件的松緊度也要用扭力扳手進行全部檢驗,以保證每個扣件都具有良好的穩(wěn)定性。
(4)提升混凝土模板支撐體系的整體穩(wěn)定性,在進行混凝土澆筑中形成的水平荷載,會通過腳手架傳遞到基礎(chǔ)上,但不能影響整個模板支撐體系的穩(wěn)定性[6]。這就需要在混凝土模板支撐體系上布設(shè)剪刀撐,來提升模板支撐體系的整體穩(wěn)定性和安全。本工程在混凝土模板支撐體系搭設(shè)中,在縱橫向每隔450mm 就布設(shè)一個剪刀撐,剪刀撐需要布設(shè)在混凝土模板支撐體系全高范圍內(nèi),剪刀撐的基腳需要穩(wěn)定支撐在混凝土基礎(chǔ)上。
綜上所述,結(jié)合理論實踐,分析了房屋建筑混凝土模板支撐體系施工技術(shù),結(jié)果表明,模板支撐體系施工技術(shù)是房屋建筑混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù),其施工質(zhì)量、施工效果,直接關(guān)系到房屋建筑混凝土施工的質(zhì)量和安全性。因此,在整個施工中必須充分結(jié)合房屋建筑工程的特點,對模板支撐體系施工的每個環(huán)節(jié)都進行嚴格把控,并考慮常見的問題,制定有效的解決措施,才能做到防患于未然,為房屋建筑混凝土施工營造一個安全、穩(wěn)定的施工平臺,保證各道工序能夠高效、安全、有序地開展。