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摘要:诺大的建筑结构工程埋藏于地下,经多系统整合和工艺设备需要,形成了高而庞大的地下空间,在推动地下空间利用技术的同时,也为工程的建设带来了新的挑战。在认真研究、大胆创新、精心组织、精细管理下,安全、如期实现了该项目模板支架施工任务,同时也为位于地下重载建筑结构高大模板工程施工提供了一个成功案例。
关键词:超高、超大体量、高大模板、荷载大、高宽比、地下结构、设计、管理、架体构造
Pick to: the large buried in underground building structure engineering, the system integration and process equipment, formed a high and huge underground space, in using the technology of underground space at the same time, also brings new challenges for the construction of engineering. In serious research, bold innovation, under the elaborate organization, fine management, security, implements the project template scaffold construction as scheduled tasks, as well as overloaded underground building structure big template construction provides a successful case.
Key words: high, large volume, high template, big load, aspect ratio and underground structure, design, management, frame structure
中图分类号: TU74 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1 工程概况
昆明市第十污水处理厂位于昆明石虎关立交桥东北侧,设计规模15万立方米/天,主要处理昆明市东片区范围的城市污水,为云南省首个地下式污水处理厂。总用地面积39236m2,总建筑面积49074 m2(其中:地上4541 m2,地下44533 m2),地下两层,局部地上三层,为钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。本工程具有模板支架高、高支模体量巨大、高宽比大、荷载大、位于地下、工期紧、质量要求高(清水混凝土)等诸多特点。给高大模板工程的设计与施工管理带来了巨大的困难。为此,在本工程施工过程中对高大模板工程的施工进行了积极、有益的探索。
2、模板设计与选型
因本工程层高大支撑必须保证具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受新浇筑砼的重量和侧压力以及在施工过程中所产生的荷载。结合工程实际和精心计算的前提下,采取如下模板体系及支架方案。
3制定科学合理施工方法及控制措施
3.1定位放线
基础底板施工完成后,根据平面定位放线图,使用T2经纬仪,辅以钢卷确定十字轴线作为控制线,并用红漆作好标记,现场放出柱、墙的边线,并在墙外放出控制线。
3.2柱墙模板
本工程结构形式复杂、层高高、质量要求高,模板的稳定性和模板刚度极为重要。因此,墙柱模板采用63系列钢模板,加固体系采用Ф16止水对拉螺杆對拉。
经计算柱模加固:竖直沿柱高间距为450mm布置,水平方向双向交叉布置一道。
墙模板加固: 600mm﹤墙厚﹤1000mm:主肋、背楞采用成对Φ48钢管,止水对拉螺杆水平间距为300mm,竖直间距为450mm。
墙厚<600mm:主肋、主背楞采用成对Φ48钢管,止水对拉螺杆水平间距为450mm,竖直间距为600mm。
3.3支架立杆基础
搭设脚手架均在基础底板上搭设,强度满足规范要求,不需处理,在搭设支架时在钢管下垫100mm×100mm×50mm的木头垫块。
3.4支架立杆平面布置
1)一区支架立杆平面布置:根据一区负一层梁板布置图,在结构基础底板上进行支撑系统立杆定位。(根据模板支架及托梁验算板下:立杆纵向间距为0.9米,立杆横向间距为0.9米)。
2)二区支架立杆平面布置:根据二区梁板模板支架平面布置图,在结构基础底板上进行支撑系统立杆定位。(根据模板支架及托梁验算:立杆纵向间距为0.9米,立杆横向间距为0.9米)。
3.5横杆布置
按层高计算组合,分步搭设梁板支撑钢管支撑架,要求钢管架体间距准确,纵横向水平杆连接到位,架体整体牢固,支架各步必须满拉。水平杆底紧在两侧剪力墙上。根据支架验算确定:
1)一区模板支设高度8.05m,梁下7.45米。横杆步距1.4+1.4+1.4+1.4+1.15m,6步(含扫地杆);立杆上端伸出至模板支撑点长度:0.42米。梁底增加2道承重立杆。钢管直接,直接接头错开大于500mm,各接头中心至主节点的距离不大于步距1/3。
2)二区:模板支设高度12.05m,梁下11.5米。横杆步距1.2+1.4+1.4+1.4+1.4+1.4+1.4+1.2m,9步(含扫地杆);立杆上端伸出至模板支撑点长度:0.42米。梁底增加2道承重立杆。钢管直接,直接接头错开大于500mm,各接头中心至主节点的距离不大于步距1/3。
3.6剪刀撑设置
根据规范要求,满堂脚手架应在架体四周及内部纵横向每6-8米由底至顶设置连续竖向剪刀撑,当架体搭设高度在8米以下时,应在架体顶部设置联系水平剪刀撑,当架体搭设高度在8米以上时,应在架体底部及竖向间隔不超过8米分别设置水平联系剪刀撑。
1)一区剪刀撑布置,纵向:沿剪力墙两侧全高搭设连续式剪刀撑。横向:每隔7米搭设一组全高连续式剪刀撑。角度:50度。在顶部、底部设置水平剪刀撑。
2)二区剪刀撑布置:纵向:每隔5米搭设一组全高连续式剪刀撑,。横向:每隔7米搭设一组全高连续式剪刀撑,。角度:50度。并在顶部、中部、底部共设置3道水平剪刀撑。
3.7连墙件(拉结点)设置
根据脚手架立杆和水平杆间距,在脚手架搭设过程中,在水平杆内安放顶托,顶托的安放布置为:水平方向每两个步距安放一排,竖直方向每隔三个跨度安放一排。在混凝土墙浇筑完毕拆模后,在顶托内设置短木方,将顶托调出顶紧混凝土墙。
3.8梁板模板安装与加固
(1)模板安装工艺流程
安装主次梁梁底模板→安装柱头底板模板→安装主次梁梁侧模板→安装顶板模板→刷模板剂→模板预检。
①安装龙骨:安装龙骨前先在柱子中间拉通线,放出模板的位置线,应保证龙骨位置准确。龙骨安装应按设计要求起拱,设计无要求时,起拱高度按全跨长度的1‰进行起拱。龙骨安装时应拉好水平通线,先用可调节支撑头粗调标高,然后再进一步调整龙骨水平,使龙骨安装做到间距、标高准确。
②梁模板安装:按照结构模板图依次安装梁模板。
③顶板模板安装:梁模板安装完毕后,根据顶板模板图安装顶板层板。要求顶板模板拼缝与梁模板拼缝对缝平齐。
④刷脱模剂:在清理完梁模板和顶板内垃圾后,刷水质脱模剂。
⑤后浇带模板的支设:后浇带的位置和宽度,应严格按照设计图纸进行留置。准确定位后,将模板进行部分支设,使用快易收口网作为后浇带侧模。后期浇筑后浇带混凝土前,先给后浇带混凝土边弹线,进行整体顺直切割,再支设模板进行整体回顶和加固,保证拼接严密、平整。
3.9检查与验收
模板支设完成,必须经过施工班组自检,自检合格后由分项工长检查,专职质量检查员核查的“三检制”检查合格,再提请监理及业主检查认可,才能进行下道工序施工。
(1)模板检查注意事项
1)支撑体系搭设时,应严格按照方案和技术交底进行搭设。搭设前应先检查钢管架的长度、壁厚是否合格,搭设过程中应严格按照钢管架体搭设的操作要求进行搭设。
2)模板清理干净,均匀涂刷脱模剂,擦拭光亮,不得污染钢筋和混凝土接槎处。
3)模板清理干净,顶板模板清扫口的留设方法和位置应符合要求。
4)对跨度不小于4m的现浇钢筋混凝土顶板,其模板应起拱,起拱的高度为跨度的1/1000~3/1000,起拱线要顺直,不得有折线。
5)墙体模板下口的接缝处、模板与模板的接缝处的海绵条粘贴严密。
7)墙、柱、梁、顶板模板应全数检查验收。
3.10混凝土浇筑方向或顺序
各施工段混凝土组织施工均先施工墙柱,墙柱施工完毕在进行梁板施工,施工梁板时为尽量减小混凝土浇灌时产生不对称水平推力,混凝土由个施工段的两端向中间浇筑。
4 模板变形监控
高大模板支架施工中除支架设计和规范搭设之外,合理的架体构造对支架的整体稳定、提高支架承载能力等方面也是不可或缺的。对于高大模板工程施工,宜优先选择现浇墙、柱,后浇梁板的施工方法,为建立架体拉结提供条件。
4.1对于8~20m的支架,《建筑施工模板安全技术规范》对水平剪刀撑、竖向剪刀撑做了详细的要求,同时,《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》对模板支架的斜杆、水平剪刀撑也做了详细要求,应严格遵守。
4.2架体拉结应充分利用结构框架柱、墙的抗水平推力和控制集体水平位移的作用,提高整体稳定性。
4.3对于无可靠拉结的高大模板支架,应采取有效控制高宽比(≤2),当不能满足高宽比限制要求时,须在架体外侧设置连续竖向剪刀撑和架体内部竖向及水平剪刀撑,提高架体的抗扭转变形能力。
5结束语
在昆明昆明第十污水处理厂工程近15万m3大型现浇混凝土高大模板支架的设计与施工中在我司各级技术人员的认真研究、大胆创新、精心组织、精细管理下,安全、如期实现了该项目模板支架施工任务,同时也为位于地下重载建筑结构高大模板工程施工提供了一个成功案例。
參考文献:1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
3、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号关于印发
4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50666-2011
5、中国建筑工业出版社《建筑施工计算手册》江正荣著
关键词:超高、超大体量、高大模板、荷载大、高宽比、地下结构、设计、管理、架体构造
Pick to: the large buried in underground building structure engineering, the system integration and process equipment, formed a high and huge underground space, in using the technology of underground space at the same time, also brings new challenges for the construction of engineering. In serious research, bold innovation, under the elaborate organization, fine management, security, implements the project template scaffold construction as scheduled tasks, as well as overloaded underground building structure big template construction provides a successful case.
Key words: high, large volume, high template, big load, aspect ratio and underground structure, design, management, frame structure
中图分类号: TU74 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1 工程概况
昆明市第十污水处理厂位于昆明石虎关立交桥东北侧,设计规模15万立方米/天,主要处理昆明市东片区范围的城市污水,为云南省首个地下式污水处理厂。总用地面积39236m2,总建筑面积49074 m2(其中:地上4541 m2,地下44533 m2),地下两层,局部地上三层,为钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。本工程具有模板支架高、高支模体量巨大、高宽比大、荷载大、位于地下、工期紧、质量要求高(清水混凝土)等诸多特点。给高大模板工程的设计与施工管理带来了巨大的困难。为此,在本工程施工过程中对高大模板工程的施工进行了积极、有益的探索。
2、模板设计与选型
因本工程层高大支撑必须保证具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受新浇筑砼的重量和侧压力以及在施工过程中所产生的荷载。结合工程实际和精心计算的前提下,采取如下模板体系及支架方案。
3制定科学合理施工方法及控制措施
3.1定位放线
基础底板施工完成后,根据平面定位放线图,使用T2经纬仪,辅以钢卷确定十字轴线作为控制线,并用红漆作好标记,现场放出柱、墙的边线,并在墙外放出控制线。
3.2柱墙模板
本工程结构形式复杂、层高高、质量要求高,模板的稳定性和模板刚度极为重要。因此,墙柱模板采用63系列钢模板,加固体系采用Ф16止水对拉螺杆對拉。
经计算柱模加固:竖直沿柱高间距为450mm布置,水平方向双向交叉布置一道。
墙模板加固: 600mm﹤墙厚﹤1000mm:主肋、背楞采用成对Φ48钢管,止水对拉螺杆水平间距为300mm,竖直间距为450mm。
墙厚<600mm:主肋、主背楞采用成对Φ48钢管,止水对拉螺杆水平间距为450mm,竖直间距为600mm。
3.3支架立杆基础
搭设脚手架均在基础底板上搭设,强度满足规范要求,不需处理,在搭设支架时在钢管下垫100mm×100mm×50mm的木头垫块。
3.4支架立杆平面布置
1)一区支架立杆平面布置:根据一区负一层梁板布置图,在结构基础底板上进行支撑系统立杆定位。(根据模板支架及托梁验算板下:立杆纵向间距为0.9米,立杆横向间距为0.9米)。
2)二区支架立杆平面布置:根据二区梁板模板支架平面布置图,在结构基础底板上进行支撑系统立杆定位。(根据模板支架及托梁验算:立杆纵向间距为0.9米,立杆横向间距为0.9米)。
3.5横杆布置
按层高计算组合,分步搭设梁板支撑钢管支撑架,要求钢管架体间距准确,纵横向水平杆连接到位,架体整体牢固,支架各步必须满拉。水平杆底紧在两侧剪力墙上。根据支架验算确定:
1)一区模板支设高度8.05m,梁下7.45米。横杆步距1.4+1.4+1.4+1.4+1.15m,6步(含扫地杆);立杆上端伸出至模板支撑点长度:0.42米。梁底增加2道承重立杆。钢管直接,直接接头错开大于500mm,各接头中心至主节点的距离不大于步距1/3。
2)二区:模板支设高度12.05m,梁下11.5米。横杆步距1.2+1.4+1.4+1.4+1.4+1.4+1.4+1.2m,9步(含扫地杆);立杆上端伸出至模板支撑点长度:0.42米。梁底增加2道承重立杆。钢管直接,直接接头错开大于500mm,各接头中心至主节点的距离不大于步距1/3。
3.6剪刀撑设置
根据规范要求,满堂脚手架应在架体四周及内部纵横向每6-8米由底至顶设置连续竖向剪刀撑,当架体搭设高度在8米以下时,应在架体顶部设置联系水平剪刀撑,当架体搭设高度在8米以上时,应在架体底部及竖向间隔不超过8米分别设置水平联系剪刀撑。
1)一区剪刀撑布置,纵向:沿剪力墙两侧全高搭设连续式剪刀撑。横向:每隔7米搭设一组全高连续式剪刀撑。角度:50度。在顶部、底部设置水平剪刀撑。
2)二区剪刀撑布置:纵向:每隔5米搭设一组全高连续式剪刀撑,。横向:每隔7米搭设一组全高连续式剪刀撑,。角度:50度。并在顶部、中部、底部共设置3道水平剪刀撑。
3.7连墙件(拉结点)设置
根据脚手架立杆和水平杆间距,在脚手架搭设过程中,在水平杆内安放顶托,顶托的安放布置为:水平方向每两个步距安放一排,竖直方向每隔三个跨度安放一排。在混凝土墙浇筑完毕拆模后,在顶托内设置短木方,将顶托调出顶紧混凝土墙。
3.8梁板模板安装与加固
(1)模板安装工艺流程
安装主次梁梁底模板→安装柱头底板模板→安装主次梁梁侧模板→安装顶板模板→刷模板剂→模板预检。
①安装龙骨:安装龙骨前先在柱子中间拉通线,放出模板的位置线,应保证龙骨位置准确。龙骨安装应按设计要求起拱,设计无要求时,起拱高度按全跨长度的1‰进行起拱。龙骨安装时应拉好水平通线,先用可调节支撑头粗调标高,然后再进一步调整龙骨水平,使龙骨安装做到间距、标高准确。
②梁模板安装:按照结构模板图依次安装梁模板。
③顶板模板安装:梁模板安装完毕后,根据顶板模板图安装顶板层板。要求顶板模板拼缝与梁模板拼缝对缝平齐。
④刷脱模剂:在清理完梁模板和顶板内垃圾后,刷水质脱模剂。
⑤后浇带模板的支设:后浇带的位置和宽度,应严格按照设计图纸进行留置。准确定位后,将模板进行部分支设,使用快易收口网作为后浇带侧模。后期浇筑后浇带混凝土前,先给后浇带混凝土边弹线,进行整体顺直切割,再支设模板进行整体回顶和加固,保证拼接严密、平整。
3.9检查与验收
模板支设完成,必须经过施工班组自检,自检合格后由分项工长检查,专职质量检查员核查的“三检制”检查合格,再提请监理及业主检查认可,才能进行下道工序施工。
(1)模板检查注意事项
1)支撑体系搭设时,应严格按照方案和技术交底进行搭设。搭设前应先检查钢管架的长度、壁厚是否合格,搭设过程中应严格按照钢管架体搭设的操作要求进行搭设。
2)模板清理干净,均匀涂刷脱模剂,擦拭光亮,不得污染钢筋和混凝土接槎处。
3)模板清理干净,顶板模板清扫口的留设方法和位置应符合要求。
4)对跨度不小于4m的现浇钢筋混凝土顶板,其模板应起拱,起拱的高度为跨度的1/1000~3/1000,起拱线要顺直,不得有折线。
5)墙体模板下口的接缝处、模板与模板的接缝处的海绵条粘贴严密。
7)墙、柱、梁、顶板模板应全数检查验收。
3.10混凝土浇筑方向或顺序
各施工段混凝土组织施工均先施工墙柱,墙柱施工完毕在进行梁板施工,施工梁板时为尽量减小混凝土浇灌时产生不对称水平推力,混凝土由个施工段的两端向中间浇筑。
4 模板变形监控
高大模板支架施工中除支架设计和规范搭设之外,合理的架体构造对支架的整体稳定、提高支架承载能力等方面也是不可或缺的。对于高大模板工程施工,宜优先选择现浇墙、柱,后浇梁板的施工方法,为建立架体拉结提供条件。
4.1对于8~20m的支架,《建筑施工模板安全技术规范》对水平剪刀撑、竖向剪刀撑做了详细的要求,同时,《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》对模板支架的斜杆、水平剪刀撑也做了详细要求,应严格遵守。
4.2架体拉结应充分利用结构框架柱、墙的抗水平推力和控制集体水平位移的作用,提高整体稳定性。
4.3对于无可靠拉结的高大模板支架,应采取有效控制高宽比(≤2),当不能满足高宽比限制要求时,须在架体外侧设置连续竖向剪刀撑和架体内部竖向及水平剪刀撑,提高架体的抗扭转变形能力。
5结束语
在昆明昆明第十污水处理厂工程近15万m3大型现浇混凝土高大模板支架的设计与施工中在我司各级技术人员的认真研究、大胆创新、精心组织、精细管理下,安全、如期实现了该项目模板支架施工任务,同时也为位于地下重载建筑结构高大模板工程施工提供了一个成功案例。
參考文献:1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
3、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号关于印发
4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50666-2011
5、中国建筑工业出版社《建筑施工计算手册》江正荣著