带转换层框架-剪力墙结构支模施工技术

2021-10-14张利锋

建筑施工 2021年6期

张利锋

上海建工四建集团有限公司上海 201103

支模体系是临时性支撑上部施工荷载的临时结构物，若不能稳定地承担上部临时荷载作用将会导致整个支模系统坍塌，从而造成施工伤亡和工程进度延缓，造成严重的社会影响[1]。从其功能性而言，上部结构混凝土浇筑完成后，混凝土的质量直接施加于支模系统之上。因此，要求支模系统可稳定、安全地承受上部荷载。对于常规的钢筋混凝土结构物而言，支模施工技术已经日趋完善，相关的设计经验相对完备，施工质量在可控范围内[2-4]。

随着经济、社会的高速发展，建筑设计日趋多样化、异形化，这给支模施工带来了新的挑战。对于异形结构物施工技术，支模体系不能因循守旧，应该因时制宜，优化设计方案和施工工艺。结合深圳大学西丽校区行政办公与科研专职用房支模工程，提出了带转换层框架-剪力墙结构支模工程施工技术，可为类似工程提供借鉴。

1 工程概况

深圳大学西丽校区行政办公与科研专职用房包括塔楼及其裙房，行政办公及科研专职用房建成效果如图1所示。塔楼地上9层，首层层高7.20 m，4层层高4.80 m，其余层高均为3.90 m，结构标高38.75 m，裙房地上3层，高15.30 m。单层建筑面积947 m2，总建筑面积13 563 m2。图2为行政办公塔楼结构概况。行政办公塔楼为带转换层的框架-剪力墙结构，转换层设置在5层，楼面标高18.55 m，层高4.80 m，转换层为梁式转换层。转换层相对其下楼层逆时针旋转8°，由此形成的悬挑区域最大悬挑长度为4.20 m，悬挑部分面积约62、78 m2。

图1 行政办公及科研专职用房效果图

图2 行政塔楼结构概况

图3为转换层结构大梁平面示意。转换大梁截面尺寸主要包括2 200 mm×1 200 mm、2 000 mm×1 200 mm、1 600 mm×1 200 mm。转换层竖向支撑体系为框架结构，柱截面尺寸主要包括800 mm×800 mm、800 mm×1 000 mm、800 mm×1 200 mm、800 mm×1 400 mm等。转换层及以下柱距9 000 mm×6 200 mm、9 000 mm×8 500 mm，转换层以下框架梁截面尺寸为400 mm×600 mm，次梁截面尺寸为300 mm×550 mm，转换层以上框架梁截面尺寸为500 mm×600 mm、400 mm× 600 mm，次梁截面尺寸为300 mm×600 mm、400 mm×600 mm，转换层以上柱截面尺寸为400 mm×600 mm、600 mm×800 mm等，板厚120、180 mm。

图3 行政塔楼转换层结构大梁平面布置示意

由于转换层的存在，行政办公塔楼转换层出现悬挑区域，支模支护难度大，施工风险系数大，不当的施工方案会造成人员伤亡，因此提出合理安全可行的支模施工方案尤为重要。

2 施工部署及安排

2.1 楼板模板

图4为楼板模板排架示意。高支模区域采用厚15 mm胶合板作面板，48 mm×100 mm木楞作搁栅（搁栅间距不大于250 mm），φ48 mm×3.25 mm扣件管搭设满堂排架。普通支模区域采用厚15 mm胶合板作面板，φ48 mm×3.25 mm钢管作搁栅，其中搁栅间距不大于250 mm，胶合板拼缝处采用48 mm×100 mm木楞作搁栅，扣件管搭设满堂排架。板下立杆搭设间距为900 mm×900 mm，离地面200 mm设置扫地杆，普通支模区域每隔1 800 mm设置双向水平杆，高支模区域每隔1 500 mm设置双向水平杆。普通支模区域水平杆伸入高支模区域两跨并与之连成整体。

图4 板模板排架示意

2.2 梁模板

图5为梁模板排架示意。采用厚15 mm九夹板作底模板和侧模板，48 mm×100 mm木楞作搁栅，可调顶托式钢管扣件搭设满堂排架。梁净高在800～1 000 mm时，梁侧模采用2道φ14 mm对拉螺杆固定；梁净高在1 000～1 500 mm时，梁侧模采用3道φ14 mm对拉螺杆固定，水平、垂直间距≤450 mm。螺杆沿梁高方向每300～600 mm高度设置，下密上疏，起步距底200 mm。梁横向围檩采用48 mm×100 mm木搁栅，竖向围檩及斜杆采用φ48 mm×3.25 mm钢管组成。

图5 梁模板排架示意

2.3 支撑排架

支撑排架采用φ48 mm×3.25 mm的钢管。对于高支模区域步距要求小于1.5 m。普通模板排架区域步距要求小于1.8 m。当支模高度超过8 m时，架体顶部立杆步距加密为750 mm。高支模板通过设置竖向剪刀撑、水平剪刀撑、减小立杆间距和步距来增加排架的整体刚度。顶层、底层、竖向剪刀撑顶部各交点平面设加强型水平剪刀撑，竖向间距≤6 m。

2.4 转换层排架

转换层大梁截面尺寸较大，其下梁截面尺寸较小。转换层梁宽度为600～2 200 mm，其下框架梁截面宽度多为400 mm，次梁宽度为300 mm。因此会出现大梁立杆直接支撑于混凝土楼板的现象。悬挑区域排架与主体结构区域排架非同时搭设，且主体结构区域1—4层为普通模板排架，步距1.8 m，悬挑区域高排架步距1.5 m，悬挑区域排架后搭，采取向主楼区域排架延伸两跨的方式进行拉结，以保证悬挑区域高排架稳定性。转换层排架立杆布置如图6所示。转换层排架布置侧面示意如图7所示。

图6 转换层排架布置三维建模

图7 转换层排架布置侧面示意

为方便大梁外箍筋的绑扎，转换层楼板的排架分2次搭设。第一次搭设楼板排架立杆至梁底，水平横杆根据规范要求正常搭设，待转换梁钢筋绑扎完成后搭设剩余的楼板模板排架。转换层大梁通过排架受力，直接传力于4、3、2、1层楼板，后经梁板传力于柱，柱传力于基础。转换层以上3层楼盖施工完毕后，方可拆除其下模板支撑。除钢筋混凝土梁板自重外，转换层楼面设计恒载2.0 kN/m2，活载2.0 kN/m2，转换层浇筑混凝土时，4层楼面梁板混凝土龄期不得少于20 d。现场排架主要采用φ48 mm×3.0 mm扣件式钢管搭设成满堂脚手架，作为楼梁板的支撑体系。整体支撑体系主要包括的构件有：水平杆（纵、横双向）、立杆、直角扣件、旋转扣件、可调顶托、剪刀撑、安全网等。由于各工种交叉作业，模板排架搭设应按施工流程进行，优先搭设梁底排架、转换梁钢筋铺设提供施工平台。

3 转换层模板工程施工注意事项

3.1 模板排架技术要点

1）大梁底部立杆搭设时，需对应结构上下层关系、上下层立杆数量，上层立杆数量不应远大于下层立杆数量，应保持一致。

2）梁下立杆应与板下立杆同步搭设，最迟应在模板铺设之前完成，严禁模板铺设完毕后再设置梁下立杆。

3）立杆对接接头截面应错开，严禁接头位置、短接管等同截面搭设。后浇带位置排架必须独自成体系，严禁拆除后补。

4）当立杆长度不够需要接长时，搭接长度不应小于1 m，用于固定的旋转扣件固定不得少于2个。

5）扫地杆应在立杆下设置，布置在基础面上20 cm高度，采用直角扣件相互连接。

6）应采用统一型号的钢管作为立杆，不得使用多种其他型号钢管，以确保受力均匀。

7）位于立杆的接头部件应该采用相互错开的布置原则，保证受力的整体性，避免立杆系统某一高度薄弱面的出现。

8）为立杆体系受力均匀，混凝土浇筑过程中不能对某区域集中灌注，以免造成局部的荷载过大。

3.2 水平杆搭设要求

1）立杆每步纵横向均应设置水平连杆。

2）水平杆应采用对接扣件或搭接扣件。水平杆搭接应采用3个旋转扣件等间距固定，搭接长度不少于1 m。

3）48 mm×100 mm木楞搁栅应在水平杆上等间距设置，间距为200 mm（中心距离）。

3.3 剪刀撑搭设要求

1）剪刀撑的斜杆应该采用与立杆相同的搭接方法。

2）剪刀撑不应在立杆水平杆搭接完成后施工，应与立杆、水平杆等同时同步进行搭设，在底层斜杆下端有可以支承的垫板。

3）在搭接剪刀撑时，应紧贴既有的立杆和水平杆。为保证传力的整体性，剪刀撑应与立杆和水平杆采用旋转扣件固定连接，注意扣件到主节点的距离应控制在15 cm内。

3.4 堆载预压与模板排架拆除

模板排架搭设完毕后，采用重2 t模板对其进行堆载预压，观察其变形情况。模板排架拆除分为主楼区域和悬挑区域。转换层以上3层结构施工完成后，方可拆除转换层下模板排架。故悬挑区域模板排架需待其上3层结构施工完毕后拆除。对于主楼区域，转换层施工完毕后可拆除首层模板排架，6层混凝土浇筑完毕后，可拆除2、3层模板排架，待转换层以上3层结构施工完毕后，可拆除4层模板排架。