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【摘要】本文通过高大支模板支撑系统的工程实例,介绍了高支模设计与施工的技术要点,提出应注意安全技术施工措施。
【关键词】高支模设计施工
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
高大模板支撑系统简称“高支模”,是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度≥8m,或搭设跨度≥18m,或施工总荷载≥15kN/m2,或集中线荷载≥20kN/m的模板支撑系统。
高大模板支撑系统,属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,一旦设计和施工管理失误,容易发生支架模板坍塌的重大安全事故。如:2007年2月12日,广西医科大学图书馆二期工程“2.12” 高支模体系发生重大坍塌事故,造成7死7伤;2010年1月12日,安徽芜湖华强文化科技产业园配送中心工程高支模体系发生重大坍塌事故,造成8死8伤;2010年3月14日,贵阳国际会议展览中心工程高支模体系发生重大坍塌事故,造成9死19伤等。
因此,高大模板支撑系统的设计和施工,必须严格遵循安全技术规范和安全专项施工方案的规定,严密组织,责任落实,强化交底和检查验收,才能确保施工安全。
二、工程概况
梧州某办公培训综合楼工程位于梧州市三龙大道88号,现浇混凝土框架、框支结构,地下1层,地上最高11层,整栋建筑物分为A、B、C、D、E、F、G、H、J九个区,占地面积约为5678 m2,总建筑面积约44530 m2,建筑物高度为43.5m。其中A区首层为框支结构,层高为15.2m,以上为5~11层,层高为3.5m。
高支模施工部位于A区,A区长为40m(22~25轴),宽为24.3m(J~X轴)。A区一层大厅的地台标高为1.60m,五层楼板面标高为16.80m,楼板厚度为0.18m,大厅净高为15.02m。从一层地台计算,支撑高度到达15.02m,最大支撑跨度达到18.4m,支撑面积约1250m2,整个现浇混凝土模板工程属于典型的高大模板支撑系统。
整个高支模体系共有4根主梁,其中有2根大梁的截面尺寸为900×3000mm,其集中线荷载达到83.76kN/m ;另外2根大梁的截面尺寸为850×2500mm,其集中线荷载达到65.94kN/m;其它梁的截面尺寸有400×1500mm、250×1500mm、400×1000mm等12种,线荷载均较大。
三、确定设计参数
(一)高支模支撑方案。
按落地扣件式钢管满堂支撑架进行设计和计算,钢管直径厚度规格为Φ48×3.0mm。长度约40m,宽度约38m,支撑最大高度约15.20m。
(二)地基基础方案。粘土分层回填压实,先浇捣混凝土地梁练成整体,然后回填压实500mm厚的碎石及粗砂混合料,浇捣200mm厚C20垫层混凝土,待整个高支模施工拆除后再浇捣地层钢筋混凝土楼板。
(三)主要设计参数
1、梁底模板的立杆间距:对于900×3000mm、850×2500mm主梁,沿梁跨方向的立杆间距为300mm,梁两侧立柱间距为1400mm,梁底支撑2根立杆,单根立杆的最大受力为14.49kN;对于其他梁,沿梁跨方向的立杆间距均为600mm,梁两侧立柱间距为1200mm,梁底支撑0—2根立杆。
2、楼板模板的立杆间距:纵向间距900mm,横向间距900mm。
3、水平杆步距:均为1500mm。
4、水平剪刀撑间距:扫地杆、封顶杆部位设置一道;封顶杆以下2步距分别设置一道;其余按2各水平杆步距即3000mm设置一道,最大不超过4000mm,均为全平面连续设置。
5、纵横向竖直剪刀撑间距:支架四周设置一道;主梁两侧沿梁跨度方向分别设置一道;中间部位间隔3600mm设置一道,最大不超过4000mm。
6、封顶杆以上立杆的自由高度≤500mm;底座螺杆伸出长度≤300mm;顶托螺杆伸出长度≤200mm。
7、高支模与周边结构的连接,充分利用高支模两侧的已浇捣的结构楼层和高支模施工区内的圆柱、方柱、剪力墙等结构,采取抱柱、连梁等方式进行连接。水平方向上,连结点间距与竖直剪刀撑的间距一致,即在3600~4000mm之间;在竖直方向上,如与结构柱连接,连结点间距尽量与水平剪刀撑的间距一致,即在3000~4000mm之间;如与梁或板连接,则与结构层高一致。
8、跟据施工实际,绘制了高支模的安全监测点平面布置图,规定了相应的监测方法和监测措施。
四、施工与验收
(一)设计参数的调整
1、在高支模施工前,项目技术负责人与施工班组进行交底时发现:900×3000mm与850×2500mm主梁沿梁跨度方向的立杆间距为300mm,扣除钢管直径48mm,实际净空尺寸只有约250mm,间距过小,搭设人员根本无法进入架体内安装钢管支架。
2、经过讨论后,得出必须加大沿梁跨度方向的立杆间距至少达到600mm左右才能进行高支模施工的结论,但必须调整设计参数和施工方法。
(1)梁的立杆间距调整:对于900×3000mm、850×2500mm主梁,沿梁跨方向的立杆间距为600mm,梁两侧立柱间距为1300mm,梁底支撑2根立杆,单根立杆的最大受力为14.83kN,与原方案的14.49 kN相差不大。
(2)调整设计工参数后,对截面尺寸为900×3000mm、850×2500mm的主梁,需要分二次浇筑混凝土,第一次浇筑高度为1.5m,剩下高度第二次浇筑,当第一次混凝土强度达75%以上,进行剩余的梁、楼板混凝土浇筑。
(二)高支模施工方案二次论证
方案局部调整编制完成后,报公司三总办、质保部、工程部和總工程师重新进行审核、审批。2011年11月,公司总工程师与项目部一起,对该方案组织第二次专家论证,根据专家论证意见修改完善后,再次报总监理工程师、建设单位项目负责人审查批准,作为本工程高支模的施工依据。
(三)技术交底
2011年11月期间,由项目经理主持召开了多次技术交底和教育会议,对施工班组进行针对性的培训教育。项目技术负责人向施工班组介绍了本工程高支模具体情况及其施工顺序要求,对施工的重要性及其关键部位进行了详细的说明,要求施工班组树立质量、安全意识,对每个工序必须认真按照施工技术参数要求进行施工,禁止偷工减料行为,每天施工下班前及每道工序完成后,要首先进行班组自检,然后报施工员、质检员、安全员进行复检。
(四)检查与验收
本工程的高支模于2011年12月开始施工,至2012年3月5日全部搭设完成。2012年3月3日,项目部组织公司工程部、质保部、三总办以及项目监理机构、质量安全监督站联合进行高支模整体验收,除对发现的局部问题提出整改要求外,一次验收合格。
(五)混凝土浇筑
按施工方案的要求,首先对对截面尺寸为900×3000mm、850×2500mm的主梁浇筑1.5m高的混凝土,从中间部位开始向两边对称进行。养护7天后,对余下部分的梁高接整个高支模的其余梁、柱、楼板等进行浇筑混凝土。由于在浇筑过程中使用混凝土泵车,浇筑进度较快,浇筑时间仅为1天。
(六)安全监测措施
1、在高支模搭設至浇筑混凝土完成全过程中,按安全监测点平面布置图进行监测,监测点主要分布在高支模主梁四大角及其跨中部位的支架立杆处。
2、在混凝土初凝前后及混凝土终凝前至混凝土3天龄期应实施实时监测,终凝后的监测频率为每天一次,监测与检查相结合。
3、在高支模混凝土浇筑期间,监测人员进行全过程跟踪和监测,记录监测数据,提供监测信息,确保了高支模的安全。
五、实施效果
本工程的高支模于2011年12月开始施工,至2012年3月5日全部搭设完成。2012年3月3日组织高支模整体验收,一次验收合格。
2012年3月6日,浇筑主梁第一次混凝土,2012年3月15日全部完成高支模混凝土浇筑。整个高支模工程施工期间未发生安全、质量事故。
2012年4月20日,A区大厅高支模全部拆除后,经检查,梁、柱、剪力墙、楼板等构件的混凝土质量表面平整,无严重缺陷,尺寸偏差均在验收规范的允许范围内,经检验评定其质量为合格。
高支模安全施工的同时,确保了主体结构的施工质量,获得了业主、设计、监理、质监等各方代表的一致称赞,为公司赢得了较好的社会效益,树立了公司的良好形象。
六、结束语
1、高支模施工前,必须进行设计计算,考虑施工的合理性,确定设计及施工参数,同时精心编制了切合实际可行的安全专项施工方案,并组织专家论证。
2、施工前必须对施工班组进行了针对性的安全教育和技术交底,使高支模施工尽量一步到位,减少由于高支模一次验收合格率低而增加的整改费用和延误的工期。
3、在施工中严格管理,发现不合理的设计参数,及时进行调整,做好检查、验收、安全监测等各项工作,确保高支模施工的安全。
4、重视高支模与结构的稳固连接,充分利用周边或自身范围内的柱、剪力墙等已浇捣混凝土的结构构件,灵活采取如抱柱、连梁、预埋件等连接方式进行连接。
5、对截面尺寸过大的主梁,可以考虑采用二次浇捣叠合成型的施工方法,虽然局部延长了工期,但能有效降低高支模施工的安全风险,并节省施工成本。
参考文献
[1]建筑结构荷载规范(GB50009—2001,2006年版)
[2]建筑施工模板安全技术规范(JGJ162—2008)
[3]混凝土结构设计规范(GB50010—2010)
[4]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130—2011)
[5]建筑施工模板及作业平台钢管支架构造安全技术规范(DB45/T—618—2009),广西地方标准. 2009
[6]江正荣建筑施工工程师手册. 中国建筑工业出版社 北京. 1992
【关键词】高支模设计施工
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
高大模板支撑系统简称“高支模”,是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度≥8m,或搭设跨度≥18m,或施工总荷载≥15kN/m2,或集中线荷载≥20kN/m的模板支撑系统。
高大模板支撑系统,属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,一旦设计和施工管理失误,容易发生支架模板坍塌的重大安全事故。如:2007年2月12日,广西医科大学图书馆二期工程“2.12” 高支模体系发生重大坍塌事故,造成7死7伤;2010年1月12日,安徽芜湖华强文化科技产业园配送中心工程高支模体系发生重大坍塌事故,造成8死8伤;2010年3月14日,贵阳国际会议展览中心工程高支模体系发生重大坍塌事故,造成9死19伤等。
因此,高大模板支撑系统的设计和施工,必须严格遵循安全技术规范和安全专项施工方案的规定,严密组织,责任落实,强化交底和检查验收,才能确保施工安全。
二、工程概况
梧州某办公培训综合楼工程位于梧州市三龙大道88号,现浇混凝土框架、框支结构,地下1层,地上最高11层,整栋建筑物分为A、B、C、D、E、F、G、H、J九个区,占地面积约为5678 m2,总建筑面积约44530 m2,建筑物高度为43.5m。其中A区首层为框支结构,层高为15.2m,以上为5~11层,层高为3.5m。
高支模施工部位于A区,A区长为40m(22~25轴),宽为24.3m(J~X轴)。A区一层大厅的地台标高为1.60m,五层楼板面标高为16.80m,楼板厚度为0.18m,大厅净高为15.02m。从一层地台计算,支撑高度到达15.02m,最大支撑跨度达到18.4m,支撑面积约1250m2,整个现浇混凝土模板工程属于典型的高大模板支撑系统。
整个高支模体系共有4根主梁,其中有2根大梁的截面尺寸为900×3000mm,其集中线荷载达到83.76kN/m ;另外2根大梁的截面尺寸为850×2500mm,其集中线荷载达到65.94kN/m;其它梁的截面尺寸有400×1500mm、250×1500mm、400×1000mm等12种,线荷载均较大。
三、确定设计参数
(一)高支模支撑方案。
按落地扣件式钢管满堂支撑架进行设计和计算,钢管直径厚度规格为Φ48×3.0mm。长度约40m,宽度约38m,支撑最大高度约15.20m。
(二)地基基础方案。粘土分层回填压实,先浇捣混凝土地梁练成整体,然后回填压实500mm厚的碎石及粗砂混合料,浇捣200mm厚C20垫层混凝土,待整个高支模施工拆除后再浇捣地层钢筋混凝土楼板。
(三)主要设计参数
1、梁底模板的立杆间距:对于900×3000mm、850×2500mm主梁,沿梁跨方向的立杆间距为300mm,梁两侧立柱间距为1400mm,梁底支撑2根立杆,单根立杆的最大受力为14.49kN;对于其他梁,沿梁跨方向的立杆间距均为600mm,梁两侧立柱间距为1200mm,梁底支撑0—2根立杆。
2、楼板模板的立杆间距:纵向间距900mm,横向间距900mm。
3、水平杆步距:均为1500mm。
4、水平剪刀撑间距:扫地杆、封顶杆部位设置一道;封顶杆以下2步距分别设置一道;其余按2各水平杆步距即3000mm设置一道,最大不超过4000mm,均为全平面连续设置。
5、纵横向竖直剪刀撑间距:支架四周设置一道;主梁两侧沿梁跨度方向分别设置一道;中间部位间隔3600mm设置一道,最大不超过4000mm。
6、封顶杆以上立杆的自由高度≤500mm;底座螺杆伸出长度≤300mm;顶托螺杆伸出长度≤200mm。
7、高支模与周边结构的连接,充分利用高支模两侧的已浇捣的结构楼层和高支模施工区内的圆柱、方柱、剪力墙等结构,采取抱柱、连梁等方式进行连接。水平方向上,连结点间距与竖直剪刀撑的间距一致,即在3600~4000mm之间;在竖直方向上,如与结构柱连接,连结点间距尽量与水平剪刀撑的间距一致,即在3000~4000mm之间;如与梁或板连接,则与结构层高一致。
8、跟据施工实际,绘制了高支模的安全监测点平面布置图,规定了相应的监测方法和监测措施。
四、施工与验收
(一)设计参数的调整
1、在高支模施工前,项目技术负责人与施工班组进行交底时发现:900×3000mm与850×2500mm主梁沿梁跨度方向的立杆间距为300mm,扣除钢管直径48mm,实际净空尺寸只有约250mm,间距过小,搭设人员根本无法进入架体内安装钢管支架。
2、经过讨论后,得出必须加大沿梁跨度方向的立杆间距至少达到600mm左右才能进行高支模施工的结论,但必须调整设计参数和施工方法。
(1)梁的立杆间距调整:对于900×3000mm、850×2500mm主梁,沿梁跨方向的立杆间距为600mm,梁两侧立柱间距为1300mm,梁底支撑2根立杆,单根立杆的最大受力为14.83kN,与原方案的14.49 kN相差不大。
(2)调整设计工参数后,对截面尺寸为900×3000mm、850×2500mm的主梁,需要分二次浇筑混凝土,第一次浇筑高度为1.5m,剩下高度第二次浇筑,当第一次混凝土强度达75%以上,进行剩余的梁、楼板混凝土浇筑。
(二)高支模施工方案二次论证
方案局部调整编制完成后,报公司三总办、质保部、工程部和總工程师重新进行审核、审批。2011年11月,公司总工程师与项目部一起,对该方案组织第二次专家论证,根据专家论证意见修改完善后,再次报总监理工程师、建设单位项目负责人审查批准,作为本工程高支模的施工依据。
(三)技术交底
2011年11月期间,由项目经理主持召开了多次技术交底和教育会议,对施工班组进行针对性的培训教育。项目技术负责人向施工班组介绍了本工程高支模具体情况及其施工顺序要求,对施工的重要性及其关键部位进行了详细的说明,要求施工班组树立质量、安全意识,对每个工序必须认真按照施工技术参数要求进行施工,禁止偷工减料行为,每天施工下班前及每道工序完成后,要首先进行班组自检,然后报施工员、质检员、安全员进行复检。
(四)检查与验收
本工程的高支模于2011年12月开始施工,至2012年3月5日全部搭设完成。2012年3月3日,项目部组织公司工程部、质保部、三总办以及项目监理机构、质量安全监督站联合进行高支模整体验收,除对发现的局部问题提出整改要求外,一次验收合格。
(五)混凝土浇筑
按施工方案的要求,首先对对截面尺寸为900×3000mm、850×2500mm的主梁浇筑1.5m高的混凝土,从中间部位开始向两边对称进行。养护7天后,对余下部分的梁高接整个高支模的其余梁、柱、楼板等进行浇筑混凝土。由于在浇筑过程中使用混凝土泵车,浇筑进度较快,浇筑时间仅为1天。
(六)安全监测措施
1、在高支模搭設至浇筑混凝土完成全过程中,按安全监测点平面布置图进行监测,监测点主要分布在高支模主梁四大角及其跨中部位的支架立杆处。
2、在混凝土初凝前后及混凝土终凝前至混凝土3天龄期应实施实时监测,终凝后的监测频率为每天一次,监测与检查相结合。
3、在高支模混凝土浇筑期间,监测人员进行全过程跟踪和监测,记录监测数据,提供监测信息,确保了高支模的安全。
五、实施效果
本工程的高支模于2011年12月开始施工,至2012年3月5日全部搭设完成。2012年3月3日组织高支模整体验收,一次验收合格。
2012年3月6日,浇筑主梁第一次混凝土,2012年3月15日全部完成高支模混凝土浇筑。整个高支模工程施工期间未发生安全、质量事故。
2012年4月20日,A区大厅高支模全部拆除后,经检查,梁、柱、剪力墙、楼板等构件的混凝土质量表面平整,无严重缺陷,尺寸偏差均在验收规范的允许范围内,经检验评定其质量为合格。
高支模安全施工的同时,确保了主体结构的施工质量,获得了业主、设计、监理、质监等各方代表的一致称赞,为公司赢得了较好的社会效益,树立了公司的良好形象。
六、结束语
1、高支模施工前,必须进行设计计算,考虑施工的合理性,确定设计及施工参数,同时精心编制了切合实际可行的安全专项施工方案,并组织专家论证。
2、施工前必须对施工班组进行了针对性的安全教育和技术交底,使高支模施工尽量一步到位,减少由于高支模一次验收合格率低而增加的整改费用和延误的工期。
3、在施工中严格管理,发现不合理的设计参数,及时进行调整,做好检查、验收、安全监测等各项工作,确保高支模施工的安全。
4、重视高支模与结构的稳固连接,充分利用周边或自身范围内的柱、剪力墙等已浇捣混凝土的结构构件,灵活采取如抱柱、连梁、预埋件等连接方式进行连接。
5、对截面尺寸过大的主梁,可以考虑采用二次浇捣叠合成型的施工方法,虽然局部延长了工期,但能有效降低高支模施工的安全风险,并节省施工成本。
参考文献
[1]建筑结构荷载规范(GB50009—2001,2006年版)
[2]建筑施工模板安全技术规范(JGJ162—2008)
[3]混凝土结构设计规范(GB50010—2010)
[4]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130—2011)
[5]建筑施工模板及作业平台钢管支架构造安全技术规范(DB45/T—618—2009),广西地方标准. 2009
[6]江正荣建筑施工工程师手册. 中国建筑工业出版社 北京. 1992