在基坑斜坡上进行超高支模的设计与施工

袁   震      施炜炜      吴   磊      王立虎      范嘉寅

1. 同济大学 上海 200092；2. 浙江省建工集团有限责任公司 杭州 310012

1 工程概况

某大型综合体工程围护体系为放坡结合钢筋混凝土喷锚体系，基坑挖深近10 m。本工程L1层东面悬挑板超高支模架部分支撑在基坑内自然地坪上（标高-20.30 m）；部分超高支模架支撑在基坑边坡上（坡顶标高-11.50 m，坡率1∶0.7）。

2 施工重难点

1）东侧L1层顶部（首层）有悬挑结构，支模架搭设高逾20 m，为超高支模体系，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。

2）该悬挑部分投影设置于硬化平整的水平混凝土地坪上（混凝土强度C20），部分投影设置于基坑边坡上（坡率1∶0.7，喷锚混凝土强度C20），支模架基础受力复杂，对于整个架体传力及稳定性有较大影响。

3）该超限结构部位面积不大，但当地工具式脚手架租赁较少，且费用较高，经成本测算不经济。

3 支模体系设计

根据超高部位结构形式与现场实际情况，经分析、计算，该部位采用扣件式钢管支模体系。承重架搭设的布置参数、各构件模板及支架搭设参数如表1所示，支撑架设计如图1～图4所示[1-4]。

表1 支模体系设计参数

图1 600 mm×1 000 mm梁模板支撑架立面示意

图2 250 mm×500 mm梁模板 支撑架立面示意

图3 厚130 mm板支撑架立面示意

图4 楼板支撑架立杆稳定性荷载 计算单元

该支模架基础以上部位架体设置按常规超限支模架计算，符合要求；其计算重点为斜坡部位的基础计算。斜坡部位每根立杆下部设置同斜坡坡度的纵横向水平钢管，架体所有面对斜坡向的扫地杆、水平连系杆一端顶住斜坡顶标高以下部位的地下室已完成结构，一端与斜坡上的纵横向水平钢管连接，将立杆传下来的力分解至已完成结构和垂直于斜坡方向，形成对斜坡部位立杆的有效支撑（图5）。

图5 斜坡部分立杆受力分析示意

250 mm×500 mm梁支模架全长架设于基坑坡壁，故以250 mm×500 mm梁作为边坡安全性计算依据。

1）以边坡处单根立杆为例，根据250 mm×500 mm支模架计算书，得其立杆基础底面平均压力P=0.030 16 MPa；

2）根据基坑坡壁的坡率1∶0.7，求得边坡水平方向的Py=0.024 71 MPa，Px=0.017 30 MPa；

3）对边坡可能造成滑移的作用主要为Py，Px对基坑边坡有垂直方向的嵌固作用，故对Py进行安全性复核。由于平行于坡壁的水平杆全部与锚杆端部连接，并落于坡底硬化地面，同时利用水平钢管硬顶于地下室外墙，故对其受力分解为Pyx、Pyy，Pyy垂直于水平地面符合安全性要求，Pyx的力与硬顶于地下室外墙的钢管互为作用力与反作用力，因此：Pyx=Pyx'=0.014 17 MPa。

由此可得：立杆对边坡造成的滑移作用力在基坑围护设计允许范围内，本工程支模架设置方式符合安全性要求，架体剖面如图6所示。

图6 架体剖面示意

4 施工工艺

4.1 施工顺序

完成基础处理→支模架定位放样→梁底承重架与梁底模支设→楼板承重架与板模支设→大梁钢筋绑扎→梁侧模安装→承重架及模板验收→其余梁及板钢筋绑扎→专业工程施工→钢筋及专业工程隐蔽验收→混凝土浇筑→模板拆除

4.2 施工技术要点

1）基础处理：本工程支模架处于强风化与中风化岩石土质，地基承载力满足要求，施工前需夯实面层浮土，对水平地基进行厚100 mm的C20混凝土找平，斜坡部位应对预应力钢筋混凝土喷锚护坡体系（C20混凝土）进行检查，确保斜坡土质的密实与护坡的牢固。

2）按方案要求进行支模架立杆间距、水平杆的步距定位放样，对施工人员实施过程进行有效管理，确保立杆与水平杆位置的准确；梁和楼板采用不同的立杆间距，在一个方向变距而另一个方向不变，便于水平杆拉通，保证架体的刚度和整体性。

3）竖向与水平剪刀撑严格按规范与方案要求设置。

4）立杆、水平杆、剪刀撑的扣件设置位置需满足规范要求，扣件的拧紧力矩需按比例抽查，对于梁板下扣件需进行全数检查。

5）超高梁、楼板支模架搭设参数与相邻一般梁、楼板钢管支模架相匹配，水平杆纵横向拉通连结；在超高支撑梁板施工期间，支撑架每2步与已完混凝土柱拉结。采用4根钢管夹紧混凝土柱体，再与支撑架纵横水平杆扣件紧固连结，使支撑架与先行浇筑完成的柱和梁板结构、承重架形成整体，以便提高承重架的整体稳定性（图7）。

图7 钢管支撑架与已完成混凝土柱拉结示意

6）模板拆除顺序和方法应按照配板设计规定进行，模板拆除应先提出申请，经批准后才能拆除，遵循先支后拆，先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原则。

7）模板拆除应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因模板拆除而受损坏后方可进行；底模拆除需满足规范中对混凝土强度的要求。

8）拆除模板及支架的结构混凝土强度应符合设计要求的等级后方可承受全部使用荷载，如超过规定，必须经过计算，加设临时支撑。

9）L1层浇筑完成并达到强度后，L2层支撑立杆位于L1层楼顶板上，则相应楼板下立杆暂时不拆，待其上部楼板混凝土浇筑后（或上一层顶板混凝土达到设计强度后）方可拆除，以此类推进行上部结构施工。

4.3 混凝土浇筑控制

混凝土的施工顺序总体为由中间向两边浇筑，特别在浇筑至高大梁板支模架的时候，要引起高度重视。此部位的混凝土要从中间开始浇筑，然后向两边对称进行。对于600 mm×1 000 mm梁，其混凝土采用分次、分层浇筑，但每次浇筑混凝土的间隔时间应小于初凝时间[5-7]。

项目部在施工过程中应严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，施工荷载控制在2 kN/m2，人员荷载控制在1 kN/m2。浇筑时应避免混凝土集中堆放，堆放高度不能超过楼面高度200 mm；超过最大荷载时要有相应的控制措施，同时在浇筑过程中应派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动或变形情况时应及时解决。

5 结语

本施工技术关键在于斜坡部位的超高支模架的基础部位处理，利用边坡基础与钢管杆件的受力传递，将斜坡上立杆传下来的力通过斜向杆件分解至竖向杆件和水平杆件，使水平地基和已完成结构受力，避免斜坡直接受力产生滑移而导致支模体系失稳。该支模体系的现场实际应用效果良好，为后续类似工程施工提供了借鉴。

“上海重大工程建设安全监控技术与设备产业技术创新战略联盟”2015年技术论坛召开

（本刊讯）2015年5月29日，由上海建工集团牵头的“上海重大工程建设安全监控技术与设备产业技术创新战略联盟”2015年技术论坛在上海召开。上海市科委社会发展处副处长俞清，联盟理事长龚剑，联盟副理事长陈云麒、王美华，中科院上海微系统与信息技术研究所副所长王跃林，同济大学教授张其林，华中科技大学教授赵挺生等领导和专家出席了本次论坛。联盟内外24家单位的技术负责人和代表共100余人参加了会议。

论坛以“重大工程建设智慧安全监控”为主题，针对基于物联网传感器研发、智慧监控系统开发、联盟深度合作及人才培养等进行了深入交流和探讨。会上，特邀专家围绕健康监测系统、新型传感器、结构评估与安全预警、软件与管理系统等热点，分别以“建筑结构健康监测技术的发展与展望”、“建筑工程施工安全生产智慧管理”、“高性价比传感器带来的机遇”为题进行了详细阐述和交流。

联盟秘书长伍小平代表联盟秘书处做了联盟工作汇报，他的发言主要从联盟发展历程、研究方向、活动方式、合作成果、未来发展、加入流程等方面作了重点阐述。

（李鑫奎）