探讨高支模安装与施工技术

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a18102023
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  摘要:近年来, 随着我国城市现代化的发展, 大层高的结构越来越普遍, 高度钢管扣件式模板支撑架的应用也越来越广泛, 但由于目前国内在高支模的设计计算方面缺乏相应的技术标准和规范, 存在大量的人为因素和不确定因素, 稍有失误就可能发生模板坍塌事故, 造成群死群伤,因此, 必须加强高支模施工的安全控制和管理, 减少模板坍塌事故的发生。本文主要对高支模设计以及施工技术进行了分析阐述。
  关键词:高支模;施工方法;设计计算;安装;质量控制
   随着建筑业的蓬勃发展,高层建筑日益增多,建筑物的平面布局、结构类型也更加复杂多样。高支模在搭设及使用过程中,必须从支撑设计、支撑搭设、砼浇捣各个环节加以保证,任何一步失误都有可能带来严重的后果,除了按国家规范执行之外,要抓好重点部位。随着建筑施工技术的不断提高,大跨度、梁截面大、层高较大的建筑物,其模板支撑体系的设计与施工技术难度更是不断增大。因此,必须加强日常安全管理,遵循先设计后施工的基本原则,支架的设计要达到结构稳定、构造合理的要求;重视支架的整体稳定性,并应尽量与已浇筑的建筑构件立体连接,提高支架的整体抗倾覆能力;做好信息化监测措施,严格控制钢管支架的过量应力与变形;加强施工中的通病治理,确保支架的使用安全稳定。
  1 高支模施工方法
  1.1 施工顺序
   模板支顶结构施工均按常规方法施工,梁板模板及支撑系统的安装顺序为:弹线→脚手架的架设→脚手架的固定、拉接→木枋的架设及调平→梁底板的安装→梁侧板的安装→楼面板的安装→梁、板钢筋的绑扎→混凝土浇捣→淋水养护→拆除高支模板。
  1.2 高支模体系安装
  (1)柱模板安装
   柱模采用18胶合板,80×100木枋作竖楞,间距为300mm;柱箍采用2×<51钢管和M16对拉螺栓紧固,楼板面上350mm设第一道柱箍后,再以间距@500mm布置多道柱箍。柱中穿心螺杆,柱侧壁四面用<51钢管作斜撑,支撑在柱箍上,形成一稳定受力体系,保证柱模的强度和刚度。
  (2)楼面砼模板安装
   楼板模板采用18mm厚建筑木模板,采用两层木枋排列。底层木枋支承在门架支托座上,上层木枋支承在下层木枋上,支承木枋采用门式钢管脚手架。梁模板采用18mm厚建筑木模板,采用三层或二层木枋排列。若梁高度在700mm~1000mm时,两侧沿梁长度方向用2Φ48钢管加强,隔450mm采用Φ10的对拉螺杆固定(梁底上350设置),支承木枋采用门式钢管脚手架。
  (3)梁模板安装
   梁模板安装时,若地面承载力不足,应在梁支顶架下方地面上铺垫板,在柱模缺口处钉衬口档,然后把底板两头搁置在柱模衬口档上,再立靠柱模或墙边的顶撑,并按梁模长度等分顶撑间距,立中间部分的顶撑。顶撑底应打入木楔。安放侧板时,两头要钉牢在衬口档上,并在侧板底外侧铺上夹木,用夹木将侧板夹紧并钉牢在梁底搁枋,随即把斜撑钉牢。次梁模板的安装,要待主梁模板安装并校正后才能进行。其底板及侧板两头是钉在主梁模板缺口处的衬口档上。次梁模板的两侧板外侧要按格栅底标高钉上托木。梁模板安装后,要拉中线进行检查,复核各梁模中心位置是否对正。待平板模板安装后,检查并调整标高,将木楔钉牢在垫板上。各顶撑之间要设水平撑或剪刀撑,以保持顶撑的稳固。当梁的跨度在4m或4m以上时,在梁模的跨中要起拱,起拱高度为梁跨度的0.2%~0.3%。满堂红钢管底部纵横设一道扫地杆,再上1.8m设一道纵横拉结杆,然后沿高度每1.5m设置一道拉结杆。满堂红支顶设置的纵横水平拉结杆采用钢管搭设。
  1.3 高支模体系拆除
   高支模支撑体系经工程技术负责人验证并经确认不再需要时,方可拆除。承重模板(梁、板底模)拆除时间须待混泥土试压报告合格后,经监理单位书面批准后,方可拆除。拆除顺序为后支先拆,先支后拆,先拆非承重模板,后拆除承重模板。拆除跨度较大的梁底模时,先应从跨中开始,分别拆向两端。拆模时不要用力过猛,拆下来的木料要及时运走、整理,分类堆放整齐。阁楼的施工由于存在连续高支模和支顶的整体稳定构造措施,必须采取由高到低的最终一次性拆除方式。且任何拆除模板支撑体系的施工,必须由主办施工或以上管理人员下达指令后才能拆除。拆除前应清理脚手架上的材料、工具和杂物;拆除时应设置警戒区和警戒标志,安排专人负责警戒;模板支架的拆除应从一端向另一端、自上而下逐层进行;扫地杆、水平加固杆和交叉支撑等,必须在脚手架拆卸到相关的门架时方可拆除。工人须站在临时的脚手板上进行拆卸作业,并按规定使用安全防护、劳动保护用品;拆除过程中,严禁使用榔头等硬物击打,撬挖,拆下的配件应放入袋内。
  2 工程概况
   某工程,建筑面积27000m2,主楼人口处的大雨蓬南北长99.6m,东西宽21.6m,主梁最大跨度为42m,最大悬挑长度为11m,主梁截面600mm×4000mm,次梁截面尺寸350mm×1600mm,联系梁截面250mm×800mm,现浇板厚120mm,板格布置尺寸为4200mm×4200mm,结构采用C35砼,混凝土总方量约为1400m3,约重3500t。雨蓬顶板面标高为+19.00m,从自然地坪标高(-1.4m)到雨蓬板面高差为20.4m.在高支模施工中,强化安全管理和过程控制,把握好设计计算、支模架搭设、混凝土浇捣3个环节,确保施工安全和工程质量。
  3 支模架计算
   根据安全管理的规定,模板工程必须进行设计计算,在程序上必须经过编制和审核,并经企业技术负责人批准后才能进行施工。在设计时,必须对支撑系统的强度、杆件和架体的稳定性、扣件强度和架体基础进行计算。
  3.1支撑系统强度计算
   主梁梁长取4.2m,L600×4000,立杆间距为500mm,其余各梁板截面均小于该梁,参照计算。梁混凝土自重270kN,模板自重15kN,施工荷载6.3kN,合计350.82kN。该区段梁由根立杆支撑,每根立杆受上部荷载350.82÷24=14.61kN.每根立杆承受的杆件荷载(立杆自重)140kN,立杆底承受载荷16.29kN。查有关资料所得,各立杆受力均小于Φ48x3.5钢管的允许荷载。
  支模架布置如下:L600×4000下采用3根立杆,其中外边2根立杆横向间距为1100mm,在中间梁底设置一根加强立杆,立杆纵向间距为500mm;1350×1600下采用立杆横向间距为850mm,纵向间距875mm;悬挑梁L350×1500/1200下立杆横向间距为850mm,纵向间距686mm,连系梁L250×800下立杆横向间距750mm,纵向间距为840mm,为保证支模架的连贯性,现浇板下支模架网格尺寸为850mm×850mm,悬挑部分现浇板支模架网格尺寸为840mm×686mm,支模架步高均按1200標准设置。为增加架体的整体性和稳定性,支模架还设置了纵向的剪刀撑和横向的斜撑,并且在底排设置了纵横相连的扫地杆。由于结构原因,无法设置连墙件,所以还增设了抛撑。
  3.2 整体稳定性验算
  把支模架整体稳定性计算转换成脚手架的整体稳定性计算,由于该结构在建筑物内部,因此不考虑风荷载的影响。;式中N为立杆验算截面处的轴心力设计值,取16.29 kN; A为立杆的计算截面面积,取489 mm2 ; Ψ为轴心受压杆件的稳定系数,根据取;为钢材的抗压强度设计值,取;为材料强度附加分项系数,取1.560 7;,故,满足要求。
  3.3 扣件验算
   小横楞上所受的力通过大横楞传至立杆,大横楞与立杆通过扣件连接,每个扣件受力按6 kN计算,则上部荷载传递下来的力所要的扣件个数为4.6个(54.9 kN/m为小横楞所承受的荷载),所以在立杆与大横杆处需进行加固。
  3.4 钢管对接
   由于支模架较高,其高度大于钢管本身的长度,故立杆连接必须采用对接,对接后在对接处受到的力并不均匀,故钢管自身强度在此处有一定的削弱,现以下两种办法来保证对接处的立杆强度和刚度:(1)减小步距,在对接处设置一定的水平横杆,或接头按一定比例错开,不在同一水平面上;(2)对接头处用短钢管进行加强。
  3.5自然地坪基础计算
   考虑最不利处的立杆对地基的压力为16.29 kN,自然地坪的塘渣垫层经打夯机压实,其承载力按100KPa取值,立杆下做C20砼垫层,计算垫层几何尺寸,按抗冲切公式: ,,,冲切锥体上直径为48 mm,设高度为h,则其侧面积投影,得h=68mm,取h=70 mm厚,则垫层宽b=188mm,取b = 200mm,垫层底应力σ=140KPa > 100Kpa。因此,在支模架支撑范围内浇250厚C20垫层,以增强地基承载力。
  4 高支模的安装施工
  4.1架体材料质量控制
   建立了材料查验制度,并由材料员和安全员共同进行实施.除了查验产品的合格证外,还对产品的外观进行了检查,采用的外径48 mm,壁厚3.5 mm的A3钢管必须表面平整光洁,无锈蚀、裂纹、分层、划道和硬弯;扣件采用可锻铸铁,不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷,贴和面应平整,活动部位灵活,夹紧钢管时开口处最小距离不小于5 mm。
  4.2 施工技术
   (1)按规范要求, 钢管脚手架和门式钢管脚手架的顶托座只允许伸出长度分别为300mm 和200mm,而实际工程中某些伸出长度达500~600mm, 甚至底托座也一样, 又不加设水平拉杆连接固定, 造成托座不垂直, 影响承载力及稳定性。建议门架支顶可采用较矮门架940mm 或440mm 来调节。纵横水平拉杆、扫地杆、剪刀撑未全部按照专项施工方案设置足够数量; 水平拉杆由于梁、板支顶间距不一而未连通;水平拉杆未与已浇好混凝土柱相连结, 影响整体的刚度及稳定性。建议梁板支顶间距尽量一致, 或者每隔一个支顶间距尽量一致, 如此钢管水平拉杆则可连通。
  (2)搭设前的放线未将梁位和支顶位置在地面上准确放样, 导致支架偏离和支顶间距不准确, 影响承载力, 其主要原因是施工员未做好搭设前的准备工作。安装过程中未完全按照施工方案进行施工, 或自行修改, 未办理变更方案的呈批手续, 容易造成安全事故。技术交底不认真完成或不详细, 造成实际搭设结果与方案差别很大, 如不进行加固则会留下安全隐患。
  (3)模板搭设过程中未进行检查, 也未按要求进行验收; 对检查发现的缺陷未及时进行加固处理; 浇筑混凝土前未办理验收手续。最好的方法是边搭设边检查, 对存在问题及时整改, 否则安装后再进行加固则难度很大。
  (4)浇筑过程中未派专人进行检查, 难以发现问题和进行整改, 如出现坍塌预兆时安全员应立即监督并通知工人撤离支架范围, 这主要是不重视施工过程的监督检查工作而造成的。支顶基础如位于回填土上而未进行分层压实处理, 就会存在下沉失稳的安全隐患, 这主要是不重视支顶基础处理所造成的。后浇带的模板支顶往往在未浇筑混凝土前被过早拆除, 形成悬臂梁板而相当危险, 这是现场管理
  不到位的问题, 对工人交底不清楚, 检查不到位, 建议在后浇带模板支顶加以相应标识。根据规定, 梁板下200mm 处的纵横水平拉杆往往漏掉, 或大于200mm, 对整体稳定性有所削弱。这主要是施工过程检查不严所造成的。
  4.3 施工时的安全控制
   支模架搭设时,首先必须严格按照《建筑施工安全检查标准》,《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》和施工方案进行搭设,其次在施工时还必须注意以下几个方面:一是现场设警戒区域,张挂醒目的警戒标志;二是配备地面监护人员,制止操作人员的违章行为,防止非操作人员进人警戒区域,并对搭设过程中遇到的问题及时处理或报告;三是必须建立安全可靠的人员进出、材料运输通道和作业环境,禁止野蛮施工;四是搭设过程中及时对支模架的各项力学指标进行检测,例如采用扭力扳手来检测扣件是否达到要求等。
  5建议
  (1)尽量统一计算书的计算模式和软件程序, 建议政府有关部门参与协调统一工作; 认真编制和审批高支模施工方案, 并按上级文件要求办理专家评审论证。施工现场必须严格执行方案, 如有修改变更时需先重新办理审批手续。
  (2) 高支模方案必须由专业人员编制, 勘探施工现场和会同项目部确定使用材料, 计算书统一使用软件程序。其主要内容包括: ①工程概况; ②编制依据;③基础情况; ④材料选用; ⑤方案计算程序; ⑥搭设、拆除安全技术管理措施; ⑦混凝土澆筑方法及注意事项; ⑧监测方案; ⑨应急预案。
  (3) 认真编制和审批高支模施工方案, 并按上级文件要求办理专家评审论证, 整改后施工现场必须严格执行方案。
  (4) 施工企业应该加强现场的施工过程管理工作,做好安全技术交底, 应边安装边检查, 发现问题及时纠正, 办理好施工过程的检查验收工作。
  (5) 混凝土浇筑前后, 项目部做好高支模体系监测, 发现险情应及时疏散人员和进行整改。
  (6) 项目部对支顶、模板构件和材料质量验收应严格把关, 主要构件和材料必须送检合格后才能使用,严禁使用不合格产品。
  (7)严格执行规范、标准和规程, 并贯彻上级主管部门的有关文件精神进行管理。
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