房屋建筑工程高大模板施工的探讨

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  摘要:本文主要针对房屋建筑工程高大模板的施工展开了探讨,通过结合具体的工程实例,对施工难点和施工的方案作了详细的阐述和系统的分析,并给出了相应的施工措施,以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
  关键词:房屋建筑工程;高大模板;施工探讨
  0 引言
  高大模板,是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m,或搭设跨度超过18m,或施工总荷载大于15kN/㎡,或集中线荷载大于20kN/m的模板支撑系统。在如今的建筑施工中,高大模板的施工被广泛的应用。基于此,为了保障高大模板的施工质量,本文就房屋建筑工程高大模板的施工进行了探讨,相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
  1 工程实例概况
  1.1 总体概况
  某工程总建筑面积186401.36m2,包含5幢单体,下设两层联体地下室,1#、2#楼地上47层,建筑总高149.9m,3#、5#、6#楼地上33层,建筑总高99.9m,除6#楼裙楼为框架结构外,其余均为纯剪力墙结构。
  1.2 高大模板概况
  为凸显楼盘的尊贵大气,我司建议设计人员在1#、2#楼6层梁板标高(板面标高16.870m)处设置了超高入户门廊(如图1),高大模板区域包含了2根大梁(断面400mm×1500mm、跨度9.0m),2根次梁(断面300mm×800mm)及120mm厚楼板,搭设高度16.37~17.75m。支架全部坐落于地下室顶板上(顶板面标高-1.100m)。
  图1  高大模板平面位置示意图
  2 施工难点分析
  (1)结合本工程实际情况和超高梁板的结构特点,经过比较分析,采取落地式支撑架是最为合适的一种支撑方案。但落地式支撑架搭设高度较高,必须采取有效措施才能确保架体的整体稳定性;同时立杆垂直度的细微偏差因高度因素放大后极易导致立杆顶端位置偏离,导致立杆偏心受力。
  (2)因超高梁板设置在6层梁板标高处,在该区域模板支架施工之前,1~5层外脚手架已随主体结构跟进搭设。若没有进行合理的策划,在平面位置上与模板支架重叠的部分外脚手架,搭设后再拆除重新搭设,不仅造成浪费,也将导致临边防护短期缺失产生安全隐患。
  (3)因高大模板支撑架需要外脚手架班组搭设,所以高大模板涉及外架和木工两个班组,故施工单位需分别对两个班组进行安全和技术交底,还需协调两者之间的配合施工。
  3 高大模板方案设计
  3.1 方案选定
  结合本工程的资源配置情况和高大梁板构件的结构特点,在确保施工安全的前提下,选择经济适用的模板型式及支架搭设方案。
  (1)模板材料及型式。结合高支模区域梁、板的断面尺寸,根据以往的施工经验,方案采用传统的木模板材料,即面板采用18mm厚胶合板,梁底、梁侧及板底内外龙骨均采用方木。其中梁侧内龙骨垂直于梁长度方向、梁侧外龙骨平行于梁长度方向布置;梁底内龙骨平行于梁长度方向、梁底外龙骨垂直于梁长度方向布置。
  (2)模板支撑架。综合考虑高大模板支架的搭设高度(达16.37~17.75m)及所处平面位置,为确保架体的安全稳定,选择扣件式落地满堂钢管支撑架,钢管规格48.3×3.6mm。梁、板模板采用独立支撑。
  3.2 方案设计与受力验算
  3.2.1 设计原则
  (1)高大模板及支撑架的设计及计算应符合相关规范规定和受力安全要求,并确保一定的安全富余量,同时应兼顾方案的经济性和施工便利性,既安全合理,又经济适用。故方案的设计应与受力验算同步进行,通过PKPM计算软件,对龙骨规格、龙骨间距、立杆间距等各参数的设计取值进行合理的修正和优化。
  (2)梁、板应按照一定的断面尺寸区间归类后,按各区间的最大断面尺寸进行设计计算,实际施工也相应地按该最大断面进行配模施工。本案按照大梁(断面400mm×1500mm)、次梁(断面300mm×800mm)、楼板(板厚120mm)模板分别进行设计计算,且三者支架立杆的纵横向间距的取值应尽可能使所有的立杆通过纵横向水平拉杆能连成整体,以增强支架的整体稳定性。
  3.2.2 设计计算内容
  因篇幅限制,本文省略了具体计算过程,设计计算应包含以下内容:
  (1)梁侧模板。应包括梁侧模板荷载计算,面板的材料规格设计及强度和挠度验算,内龙骨的规格、间距设计及强度和挠度验算,外龙骨的规格、间距设计及强度和挠度验算,穿梁对拉螺栓的规格、间距设计及强度验算。
  (2)梁底模板及支撑系统。应包括梁底模板荷载计算,面板的材料规格设计及强度和挠度验算,内龙骨的规格、间距设计及强度和挠度验算,外龙骨的规格、间距设计及强度和挠度验算,支架立杆的稳定性验算(应考虑风荷载组合效应),模板支架整体稳定性计算。
  (3)板底模板及支撑系统。应包括梁底模板荷载计算,面板的材料规格设计及强度和挠度验算,内龙骨的规格、间距设计及强度和挠度验算,外龙骨的规格、间距设计及强度和挠度验算,支架立杆的稳定性验算(应考虑风荷载组合效应),模板支架整体稳定性计算,地基(地下室顶板)承载力计算。
  3.2.3 绘制模板大样图
  设计计算完成后,应绘制相关的大样图以方便指导施工,包括立杆和水平拉杆布置图、水平剪刀撑布置投影图、竖向剪刀撑水平投影图和支撑架剖面示意图,以及局部节点大样图等。
  3.3 支架搭设的构造要求
  (1)立杆:立杆底部应设置垫板,本工程垫板采用50mm厚方木。立杆接长应采用对接扣件连接,严禁搭接,相邻两立杆的对接接头不得在同步内,且对接接头沿竖向错开的距离不宜小于500mm,各接头中心距主节点不宜大于步距的1/3。   (2)水平拉杆:支撑架应按步距每步满设纵横双向水平拉杆,确保双向具有足够的刚度,其中扫地杆距底座上皮应不大于200mm。水平拉杆连接应采用对接。
  (3)剪刀撑:剪刀撑应根据支撑架的整体稳定性需要设置,但必须符合相关规范规定。本案中水平剪刀撑在支撑架顶部和底部各设一道,中间每隔2步设置一道水平剪刀撑;其中在架体中部(即第7、8步高度处)连续设置两道水平剪刀撑以增强架体“腰部”的稳定性。沿架体外侧周圈设置连续的竖向剪刀撑,竖向剪刀撑斜杆的底端应与地面顶紧,夹角为45~60°。剪刀撑杆件应采用搭接,搭接长度≥500mm,并采用3个旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处及中间进行固定。
  3.4 支架与混凝土结构的拉结措施
  (1)因超高梁板设置在主体6层梁板标高处,故在主体1~5层结构施工过程中,在与超高梁板交界的各层梁侧预埋短钢管(每3m预埋一根),在高大模板支架搭设时将最外侧立杆与预埋短钢管拉结。
  (2)在高大模板支架架体四角及每边中间位置设置钢管抱箍,抱紧临近的框架柱进行拉结。
  3.5 外脚手架的设置
  (1)与外脚手架平面位置重叠部分的技术处理方案。高大模板支架与部分外脚手架的平面位置存在重叠,计划该重叠部分的外架的立杆按照模板支撑架的纵横向间距搭设,在1~5层主体施工阶段作为外脚手架跟进搭设。当6层高大模板支架搭设时,将该部分立杆作为支撑架的一部分纳入,搭设完成后只需将原来的外架大、小横杆拆除即可。而且还可以利用原外架的连墙件作为支撑架与结构的拉结点(该部分外架搭设时连墙件应按高大模板方案的要求设置)。
  (2)临空面防护架及操作面的设置。因外侧大梁的一侧为临空面,方案设计时应考虑设置施工的操作面和防护栏杆。计划在大梁支撑立杆的外侧增设两排立杆,排距800mm,且内排立杆紧邻大梁支撑立杆,外排立杆搭设高度应高出大梁顶至少1.5m,并按要求设上中下三道水平横杆作为防护栏杆。
  4 方案实施
  《高大模板专项施工方案》编制后,经施工单位技术部门审核,并按有关要求组织专家论证审查,然后按专家提出意见修改完成后报监理单位审批。高大模板施工过程应严格按照论证和审批后的专项施工方案进行施工。施工前施工单位项目技术负责人应结合专项施工方案对模板班组和外脚手架班组进行详尽的安全和技术交底。
  4.1 模板支撑架搭设
  (1)材料准备:因立杆和水平拉杆的接长均采用对接,尤其是大梁、次梁和楼板下方的立杆的长度均不相同,故应先按方案的设计尺寸进行备料,并作不同标识,便于查找取用。
  (2)放线测量:根据结施图纸和专项施工方案将大梁、次梁位置及各立杆坐落位置,在地下室顶板上放线标记。
  (3)放置垫木:地下室顶板上放线标记的立杆坐落位置,将垫木沿梁长度方向放置。
  (4)搭设架体:采用并排搭设方法,第一步搭设完成后应及时进行立杆位置的复核,确定无误后方可进行下一步搭设,并随搭随设置纵横双向水平拉杆和剪刀撑。支架搭设过程每步都应复核立杆位置、垂直度和步距,及时调整纠偏。
  (5)立杆顶端设置U型可调顶托,顶托可调螺杆伸出长度应≤200mm。主龙骨应放置在U型顶托中间,避免偏心受力。
  (6)结合高大模板支撑架的工程量和主体每层进度情况,应在5层梁板浇筑完成后即开始搭设高大模板支撑架。
  4.2 模板安装
  (1)先安装高大模板区域以外的六层梁板模板,后安装高大模板。
  (2)高大模板区域各工序顺序安排如下:先安装大梁底模板及次梁模板和楼板模板(含内外龙骨),后绑扎大梁、次梁和楼板钢筋,再安装大梁侧模板(含内外龙骨),最后穿入大梁螺栓加固到位。
  4.3 混凝土浇筑
  (1)浇筑混凝土前,施工单位应协同监理单位对高大模板及支撑架进行全面检查,验收合格后方可浇筑。
  (2)先浇筑两侧非高大模板区域的六层梁板混凝土,再浇筑超高超重梁板混凝土。
  (3)为尽量减小浇筑混凝土对高大模板的振动影响,应优先采用臂架泵上料方式,若臂架泵无法满足高度要求,可以采用塔吊吊料,但应注意出料速度;或采用布料机辅助浇筑,但应将布料机放置在两侧的非高大模板区域。
  (4)浇筑顺序为先内侧大梁后外侧大梁,然后浇筑次梁,最后浇筑楼板混凝土。梁浇筑时应由梁中部向两边扩展、对称分层浇筑,分层厚度≤300mm,以避免局部荷载过大。楼板混凝土应均匀对称浇筑,出料速度与摊铺速度应协调,以防止局部堆载过大。
  4.4 施工监测
  (1)浇筑前在模板支撑架下部挂通线,并在相应位置作标识。浇筑过程中,派专人观察支架情况,若发现架体有下沉、松动、位移和变形等情况,应立即停止施工,采取有效措施保证安全后方可再施工。
  (2)沉降观测点的布设:应尽量选择在受力最大位置,每个监测剖面布设不少于3个支架观测点。浇筑混凝土过程中应实时观测,观测频率为每20min一次,浇筑完后每2h一次。
  4.5 拆模
  (1)梁侧板拆除时梁混凝土强度应达到1.2N/mm2,高大模板支撑架拆除时其梁板混凝土同条件养护试块抗压强度应达到设计强度,并经监理工程师审批后方可拆除。
  (2)高大模板及支架拆除时,施工单位应在拆模区域下方地面设置警戒线和警戒标志,并设专人看护,禁止非操作人员入内,避免发生安全事故。
  (3)模板拆除遵循“先支后拆、后支先拆,先非承重部位、后承重部位,及自上而下”的原则。拆下的模板和钢管严禁抛扔,应有人接应传递,并堆放至指定地点。
  5 施工效果
  经合理组织施工、落实过程监控,1#、2#楼六层高大模板严格按照专项施工方案实施,施工顺利,施工中未发生任何安全事故,经观察和监测,架体未发生下沉、松动、位移和变形等异常情况。拆模后,1#、2#楼六层超高梁板混凝土结构外观良好,表面平整度、垂直度、断面尺寸、轴线位置及标高偏差均小于规范允许值(拆模后的效果详见图2)。
  图2  六层超高门廊梁板拆模后的效果
  6 结语
  综上所述,高大模板施工作为危险性极大的一项工程,在如今的建筑中得到了施工方的普遍重视。因此,为了保障工程的施工质量,避免安全事故的发生,就需要我们制定好安全适用、经济合理的施工方案,并以此为基础进行严格的施工,从而为高大模板安全施工提供有力保障。
  参考文献:
  [1]李永鹏、李永武、李丽均.浅谈高大模板的全过程管理[J].四川建筑.2013(05).
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