结合实例浅析高支模施工体系设计及施工技术
2011-12-20张春福
张春福
摘要：采用科学、先进的模板施工技术，对于提高工程质量，加快施工进度，提高劳动生产率，降低工程成本，都具有十分重要意义。本文结合工程施工实例，分析了该工程的施工特点、高支模施工体系设计及施工技术。
关键词：高支模 ；施工体系设计；施工技术
某工程建筑面积65304.22m2，本工程在2～7层设有中庭，尺寸达34.8m×34.22m，中庭上部在8层平面设有楼板，2层楼板标高为4.80m，8层楼板标高为26.35m，板厚0.15m，最大梁为5条预应力梁，尺寸为600×1500， 中庭上部的8层梁板支模架高度达20.1m。
1、高支模体系设计
1.1本工程的支摸体系采用扣件式钢管脚手架；模板采用18㎜厚胶合板；木枋采用50mm×100㎜；大截面梁的对拉螺杆为Φ12圆钢。
1.2梁支模架设计
梁高支模架设计表
梁截面尺寸（mm） 梁下横向立杆数量（根） 梁下横向立杆间距（m） 梁下纵向立杆间距（m） 验算采用的梁及截面尺寸（mm）
600×1500 4 0.433 0.5 600×1500
400×1200、400×1000、400×800 3 0.5 0.5 400×1200
400×700、300×800、300×700、300×600 2 1 1 400×700
支撑架步距取1.5m。施工中各道步距可根据实际高度作相应调整，但不能大于1.5m。
梁底支承木枋间距300，侧模外边用木条卡牢。当梁高h≥800mm时，应沿纵向＠500、竖向起步250mm、竖向＠400～600设对拉螺杆控制截面。框架梁的支模体系只承受框架梁本身的荷载，不承受板的荷载，这样对大截面框架梁的的支撑体系不仅具有很强的针对性而且也便于施工。
1.3楼板高支模架设计
楼板支模架立杆纵横间距1m，步距1.5m。板立杆位置应考虑与梁立杆纵横拉通，以增加架体稳定性。
1.4为保证高支模体系的安排，有效的将支模架的荷载传递、分散，中庭高支模对应位置的二层梁板支模架不拆除，并对一层结构梁搭设钢管支撑架支顶加固。
2 高支撑体系验算
2.1 梁高支模体系验算
以最大的600×1500梁为例，对梁支撑体系进行验算。模板支架搭设高度为20.1米，基本尺寸为：梁截面 B×D=600mm×1500mm，梁支撑立杆的横距(跨度方向) l=0.50米，步距 h=1.50米，梁增加2道承重立杆。采用的钢管类型为48×3.0。
梁模板支撑架立面简图支撑钢管计算简图
计算简图
2.1.1 扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:R ≤ Rc
其中 Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；计算中R取最大支座反力，R=9.41kN；单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
R≤8.0 kN时，可采用单扣件； 8.0kN
2.1.2、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值，它包括：横杆的最大支座反力 N1=9.41kN(已经包括组合系数1.4)；脚手架钢管的自重 N2=1.2×0.111×20.100=2.669kN；N =N1+N2=12.074kN。
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到；φ=0.197
A——立杆净截面面积(cm2)； A = 4.24
—— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
计算结果:=137.375N/mm2,72.804N/mm2, 106.190N/mm2<[f]=205.00N/mm,满足要求。
模板承重架应尽量与剪力墙或柱作刚性连接否则存在,安全隐患。
2.2楼板高支模架验算
模板支架搭设高度为20.1m，板厚150mm。搭设立杆的纵距b=1.00米，立杆的横距l=1.00米，步距 h=1.50米。作用于模板支架的荷载包括静荷载 活荷载和风荷载静荷载包括脚手架自重模板自重钢筋混凝土楼板自重活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
图1楼板支撑架立面简图 图2楼板支撑架荷载计算单元
2.2.1模板支架荷載标准值(立杆轴力)计算
(1)脚手架的自重：NG1 =0.111×20.050=2.219kN
(2)模板的自重：NG2= 0.350×1.000×1.000=0.350kN
(3)钢筋混凝土楼板自重：NG3=25.000×0.150×1.000×1.000=3.750kN
静荷载标准值NG= NG1+NG2+NG3 =6.319kN。
2.2.2活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×1.000×1.000=3.000kN
2.2.3 立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式:
=131.385N/mm2，71.047N/mm2，101.443N/mm2< [f],满足要求!
3高支模体系施工
3.1高支模架的搭设
3.1.1高支架实施前我们依据设计并结合现场情况制定了搭设拆除方案制定了合理的施工作业计划和流程并选择具备资质的搭设队伍搭设人员持证上岗并针对性开展专项安全技术交底。
3.1.2支撑梁、板的支架立柱构造与安装应符合下列规定：
1）梁和板的立柱，其纵横向间距应相等或成倍数。
2)钢管立柱底部应设垫木和底座，垫板厚度不得小于50mm。顶部应设可调支托，U型支托与楞梁两侧间如有间隙，必须楔紧，其螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm。
3)在立柱底距地面200mm高处，沿纵横水平方向应按纵下横上的程序设扫地杆。可调支托底部的立柱顶端应沿纵横向设置一道水平拉杆。当层高在8～20m时，在最顶步距两水平拉杆中间应加设一道水平拉杆；当层高大于20m时，在最顶两步距水平拉杆中间应分别增加一道水平拉杆。所有拉杆的端部均应与四周建筑物顶紧顶牢。无处可顶时，应在水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑。
4)钢管扫地杆、水平拉杆应采用对接，剪刀撑应采用搭接，搭接长度不得小于500mm，并应采用2个旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处进行固定。
3.1.3当立柱询问不在同一高度时，高处的纵向扫地杆应向低处的延长不少于2跨，高低差不得大于1m，立柱距边坡上边缘不得小于0.5m。
3.1.4立柱接长严禁搭接，必须采用对接扣件连接，相邻两立柱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。
3.1.5满堂模板和共享空间模板支架立柱，在外侧周圈应设置由下至上的竖向连续式剪刀撑；中间在纵横向应每隔10m左右设由下至上的竖向连续式剪刀撑，其宽度宜为4～6m,并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧，夹角宜为450～600。当建筑层高在8～20m时，除应满足上述规定外，还应在纵横向相邻的两竖向连续式剪刀撑之间增加之字斜撑，在有水平剪刀撑的部位，应在每个剪刀撑中间处增加一道水平剪刀撑。当建筑层高超过20m时，在满足以上规定的基础上，应将之字斜撑全部改为连续式剪刀撑。
3.1.6当支架立柱高度超过5m时，应在立柱周圈外侧和中间有结构柱的部位，按水平间距6～9m、竖向间距2～3m与建筑结构设置一个固结点。
3.2 高支模架验收
3.2.1 高大模板支撑系统搭设前，应由项目技术负责人组织对需要处理或加固的地基、基础进行验收，并留存记录。
3.2.2 高大模板支撑系统的结构材料应按以下要求进行验收、抽检和检测，并留存记录、资料。
1)施工单位应对进场的承重杆件、连接件等材料的产品合格证、生产许可证、检测报告进行复核，并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。
2)对承重杆件的外观抽检数量不得低于搭设用量的30%，发现质量不符合标准、情况严重的，要进行100%的检验，并随机抽取外观检验不合格的材料（由监理见证取样）送法定专业检测机构进行检测。
3)采用钢管扣件搭设高大模板支撑系统时，还应对扣件螺栓的紧固力矩进行抽查,抽查数量应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130）的规定,对梁底扣件应进行100%检查。
3.2.3高大模板支撑系统应在搭设完成后，由项目负责人组织验收，验收人员应包括施工单位和项目两级技术人员、项目安全、质量、施工人员，监理单位的总监和专业监理工程师。验收合格，经施工单位项目技术负责人及项目总监理工程师签字后，方可进入后续工序的施工。
3.3混凝土浇筑
3.3.1 混凝土浇筑前，施工单位项目技术负责人、项目总监确认具备混凝土浇筑的安全生产条件后，签署混凝土浇筑令，方可浇筑混凝土。
3.3.2 框架结构中，柱和梁板的混凝土浇筑顺序，应按先浇筑柱混凝土，后浇筑梁板混凝土的顺序进行。浇筑过程应符合专项施工方案要求，并确保支撑系统受力均匀，避免引起高大模板支撑系统的失稳倾斜。
3.3.3 浇筑过程应有专人对高大模板支撑系统进行观测，发现有松动、变形等情况，必须立即停止浇筑，撤离作业人员，并采取相应的加固措施。
4 结束语
该工程8层中庭支模施工前编制了切实可行的方案，经过了专家论证，实施过程中严格按规范和方案施工，保证了施工的安全，取得了良好的效果。
参考文献：
[1]武朝晖，超高超重模板支撑系统设计与施工.上海建筑施工,2006,1.P46.
[2林伟军,胡德军,高大模板工程支撑组合架体的设计与施工 .上海,建筑施工.200511.P43.
注：文章內所有公式及图表请以PDF形式查看。
