形成原因
隨著建築技術的不斷發展,一般工業與民用建築工程中常採用超高、超重、
大跨度的
結構構件,以滿足使用功能的需求。單純地扣件式鋼管模板支架用於超高、超重、大跨度模板支撐系統,實踐經驗證明不能滿足模板支架的強度與穩定性要求,尤其是用於聯結模板支架成整體的扣件抗滑性能遠遠不能滿足設計與使用要求;但門式鋼管模板支架由於其結構的合理性,其總體
承載力與穩定性均較扣件式鋼管模板支架要高,用於超高、超重、大跨度模板支撐系統,可滿足模板支架的強度與穩定性要求,但其成本略高於扣件式鋼管模板支架。對於普通現澆混凝土梁板結構,由於其施工過程荷載相對較小,可採用扣件式鋼管模板支架,即可滿足強度與穩定性要求,而且扣件式鋼管模板支架搭設靈活,供貨方便,又有成熟的使用經驗。故在超高、超重、大跨度模板支架中採用門式鋼管模板支架、在普通現澆混凝土梁板結構中採用扣件式鋼管模板支架的組合模板支架的運用,可各發揮其優點。
中天建設集團有限公司在多個類似工程中,都採用了門式鋼管模板支架與扣件式鋼管模板支架相結合的組合模板支架,均取得了良好效果,達到了安全、經濟、施工簡便的目的,為此編制了《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》,以利推廣套用。
工法特點
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》的工法特點是:
1.採用門式鋼管模板支架與扣件式鋼管模板支架相結合的組合模板支架便於合理選擇、靈活布置支模體系。該模板支架既發揮了扣件式鋼管模板支架平面布置靈活、造價低的優點,又發揮了門式鋼管模板支架整體構架安全性能高,承載能力大的優點。
2.對於超高、超重、大跨度的現澆鋼筋混凝土梁板結構,選用門式鋼管模板支架,克服了扣件式鋼管模板支架依靠扣件傳力的弊病保證了施工的安全;而對於普通現澆鋼筋混凝土梁板結構,只需按常規搭設扣件式鋼管模板支架便可滿足承載力要求,即方便施工,又降低了工程造價。
3.門式鋼管模板支架與扣件式鋼管模板支架通過加強構造措施,提高了支撐體系的整體穩定性,工藝簡單,經濟合理。
操作原理
適用範圍
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》適用於一般工業與民用建築工程中現澆鋼筋混凝土梁板結構模板支撐系統中對超高、超重、大跨度的梁板結構採用門式鋼管模板支架,而對普通梁板結構的承重支模架採用扣件式鋼管模板支架的門式與扣件式鋼管組合模板支架的施工。
工藝原理
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》的工藝原理敘述如下:
針對超高、超重、大跨度的現澆混凝土梁板結構,梵谷度超過8米、或跨度超過18米、或施工總荷載大於10千牛/平方米、或集中線荷載大於15千牛/米的承重支模架,採用門式鋼管模板支架,以保證其有足夠的強度、剛度和穩定性;而普通現澆混凝土工程的承重支模架,採用扣件式鋼管模板支架,並將門式鋼管模板支架與扣件式鋼管模板支架通過構造連線成為組合模板支架。
施工工藝
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》的工藝流程見圖1。
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》的操作要點如下:
1.門式鋼管模板支架與扣件式鋼管模板支架組合模板支撐架施工前必須編制專項施工方案。
2.模板支架搭設前,應由項目技術負責人向全體操作人員進行安全技術交底。安全技術交底內容應與模板支架專項施工方案統一,交底的重點為搭設參數、構造措施和安全注意事項。安全技術交底應形成書面記錄,交底方和全體被交底人員應在交底檔案上籤字確認。
3.模板支架搭設前,應對地基與基礎承載力進行驗算,並進行處理。露天支模架四周應設排水溝及集水井抽排水。對搭設在樓面和地下室頂板上的模板支架,應對樓面承載力進行驗算,如不能滿足要求時,應採取可靠的加固措施。
4.模板支架地基與基礎經驗收合格後,應按專項施工方案的要求彈縱橫方向線並進行放線定位。
5.模板支架立桿底部應設定底座或墊板。底座、墊板均應準確地放在定位線上;墊板採用厚度不小於50毫米的木墊板,或採用[14槽鋼;當在門架立桿底部設定可調底座時,將立桿內的連線棒套入可調底座Φ35調節絲桿,使底座絲桿的調節器朝上一側與之匹配,可調底座的調節螺桿的伸出長度不應大於200毫米。
6.門架布置方式:用於梁模板支撐的門架,可採用平行或垂直於梁軸線的布置方式。垂直於梁軸線布置時,門架兩側應設定交叉支撐(圖2a);平行於梁軸線布置時,兩門架應採用交叉支撐或梁底小楞連線牢固(圖2b)。用於樓板模板支撐時,門架的間距與門架跨距應由計算和構造要求確定,門架間應採用交叉支撐或板底小楞連線牢固。
7.門架安裝應自一端向另一端延伸,並逐層改變搭設方向,不得相對進行。搭完一步架後,應按要求檢查並調整其水平度和垂直度。
8.門架交叉支撐:門架兩側均應設定交叉支撐並應與門架立桿上的鎖銷鎖牢,施工期間不得任意拆除。交叉支撐應緊隨門架的安裝及時設定。
9.門架縱橫掃地桿、水平加固桿:縱橫掃地桿、水平加固桿均採用Φ48×3.5毫米鋼管。底步門架必須設定縱、橫向掃地桿。縱橫水平加固桿應在模板支架的中間每2步通長連續設定,並應採用扣件與門架扣牢。當門架立桿採用大口徑鋼管時,縱橫掃地桿、水平加固桿採用扣件與門架自身橫向鋼管連線。門架立桿外徑與普通鋼管相同時,縱橫掃地桿、水平加固桿宜直接採用扣件與門架兩側立桿扣牢。
10.門架豎向及水平剪力撐:豎向剪刀撐應在模板支架外側周邊和內部每隔15米間距設定,剪刀撐寬度不應大於4個跨距或間距,斜桿與地面傾角宜為45°~60°。水平剪力撐根據方案的具體要求設定,一般每隔二步設一道。
11.門架調節桿:調節桿通過插銷與頂層門架連線並承受頂托傳遞荷載。調節桿長度有1700毫米、1900毫米兩種,沿調節桿長度方向插銷孔間距為120毫米。門架承載力需根據調節桿伸出長度進行承載力折減,調節桿承載性能見表1。
12.門架可調頂托:可調頂托設在調節桿上部,用於微調梁底下托梁標高以及大跨度梁底起拱度並直接承受梁板荷載,其調節螺桿的伸出長度不應大於200毫米。
13.門架縱橫方向水平封頭桿:水平封頭桿採用Φ48×3.5毫米鋼管。門架頂部調節桿縱橫方向採用水平封頭桿固定,使調節桿雙向受約束。
14.扣件式鋼管模板支架必須設定縱、橫向掃地桿。掃地桿應採用直角扣件固定在距底座上皮不大於200毫米處的立桿上。
15.扣件式鋼管模板支架底層步距,除滿足設計要求外,一般不應大於1.8米。每步的縱、橫向水平桿應雙向拉通。
16.扣件式鋼管模板支架立桿接長必須採用對接扣件連線。
17.扣件式鋼管模板支架四邊滿布豎向剪刀撐,中間每隔四排立桿設定一道縱、橫向豎向剪刀撐,由底至頂連續設定;架體高度超過4米時,四邊與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔2步設定一道水平剪刀撐。
18.滿鋪操作層腳手片:當模板支架搭設到最上一層,支模、鋼筋、混凝土三個工種均需在該層操作。為保證施工安全,操作層腳手片必須滿鋪,同時四周外圍應設高1.2米、0.6米二道水平桿和180毫米高踢腳桿,用密目網封閉。
19.鋼絲纜風繩:當模板支架高度超過10米時,架子四周應設定拋撐或鋼絲纜風繩。纜風鋼絲繩的直徑、數量、間距根據專項施工方案抗風載計算確定,一般可採用每隔6米對稱設定一道。纜風繩與架體連線主節點處宜為頂步架水平剪力撐交叉主節點位置。纜風與地面夾角45°~60°,地錨用雙鋼管打入地坪2米以上。當纜風繩受風力較大時,與纜風繩直接連線的主力桿應考慮風力產生的軸向壓力,水平桿應能承受水平風力。
20.門式鋼管模板支架與扣件式鋼管模板支架採用Φ48×3.5毫米鋼管與扣件連線:門式鋼管模板支架與扣件式鋼管模板支架通過橫向掃地桿、橫向水平加固桿及橫向水平封頭桿連線。門架橫向掃地桿、橫向水平加固桿、橫向水平封頭桿應向扣件式鋼管模板支架延伸二三跨,與扣件式鋼管模板支架立桿採用扣件扣接。其水平方向按照門架兩側扣件式鋼管支撐架立桿間距設定,並採用直角扣件分別固定在與之相交的縱向掃地桿、縱向水平加固桿、縱向水平封頭桿上(圖3~圖5)。橫向掃地桿、橫向水平加固桿、橫向水平封頭桿接長應採用搭接,搭接長度不應小於1米,應等距離設定3個旋轉扣件固定,端部扣件蓋板邊緣至搭接水平桿桿端的距離不應小於100毫米。
材料設備
一、材料
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》所用的材料明細如下:
1.門式架及其配件:門式架及其配件應符合2005年前已執行的行業標準《門式鋼管腳手架》JGJ 76的規定,並應有出廠合格證明及產品標誌。
門式架採用H系列新型可調重型門式鋼管模板支架,由相應資質的專業製造公司生產,產品組成為:a.門架主立桿選用Φ57×2.5大口徑鋼管制作;b.整體構架垂直方向通過調節桿(圖6)、可調托座圖(圖7)和可調底座(圖8)調節所需施工高度;c.整體構架水平方向通過設定在門架上的八隻鎖銷,僅用一種規格交叉支撐(圖9),即可搭設六種架距;門架托梁採用型鋼,或採用扇形卡固定的雙鋼管。門架承載性能如表2。
2.鋼管:應採用2005年前已執行的國家標準《直縫電焊鋼管》(GB/T 13793)或《低壓流體輸送用焊接鋼管》(GB/T 3092)中規定的3號普通鋼管,其質量應符合2005年前已執行的國家標準《碳素結構鋼》(GB/T 700)中Q235-A級鋼的規定。應採用標準規格Φ48×3.5毫米,壁厚不得小於3毫米,模板支架設計時必須按工程實際採用壁厚計算其強度與穩定性。不得使用打孔、鏽蝕、變形的鋼管。
3.扣件:應採用可鍛鑄鐵製作的扣件,其材質應符合2005年前已執行的國家標準《鋼管腳手架扣件》(GB 15831)的規定,扣件的螺栓擰緊扭矩達65牛·米時應完好無損。
4.其他:①方木、底模的材料應符合2005年前已執行的國家標準《木結構工程施工質量驗收規範》(GB 50206)的有關規定。②模板支架中其他輔助材料的質量應符合相關規定。
二、施工機具與工具
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》所用的搭拆工具見表3。
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| 控制門式鋼管模板支架與扣件式鋼管模板支架搭設水平度及基礎沉降觀測 |
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質量控制
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》的質量控制要求如下:
一、主控項目
1.現場所用原材料(尤其是鋼管與扣件)的品種、規格、性能應符合2005年前已執行的國家產品標準和設計要求,並應按規定進行抽樣檢查試驗。檢查數量:所有品種,全數檢查。
檢驗方法:檢查產品質量合格證明檔案及檢驗報告等。
2.地基與基礎的處理與其承載力應符合專項方案設計要求。檢查數量:全數檢查。
檢驗方法:檢查專項方案、隱蔽驗收資料及沉降觀測記錄。
3.模板支架的搭設參數(包括縱距、橫距、步距)及構造要求必須嚴格按施工設計方案採用,不得任意擴大與更改。
檢查數量:全數檢查。
檢驗方法:用拉線,鋼尺檢查。
二、一般項目
1.支撐系統上安裝後的扣件螺栓擰緊力矩應不少於40牛·米,且不應大於65牛·米抽樣檢查數量與質量判定標準,應按表4確定。
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| 連線立桿與縱(橫)向水平桿或剪刀撐的扣件;接長立桿、縱向水平桿或剪刀撐的扣件 | 51~90 91~150 151~280 281~500 501~1200 1201~3200 | | |
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檢查數量:按立桿、縱橫向水平桿、剪刀撐、連牆桿,各類桿件各抽查10%,且不應少於5個節點。梁板底水平桿與立桿連線扣件螺栓擰緊扭力矩應全數檢查。
檢驗方法:採用扭力扳手,按隨機分布原則進行,不合格的必須重新擰緊,直至合格為止。
2.對於跨度大於4米的梁板,其模板應按設計要求起拱,當設計院無要求時,起拱高度宜為跨度的1/1000~3/1000。
檢查數量:在同一檢驗批內抽查構件數量的10%,且不應少於3件。
檢驗方法:用水平儀或拉線,鋼尺檢查。
3.對下層樓板或地下室頂板採取加固措施的模板支架,應檢查加固措施與方案的符合性及加固的可靠性。
檢查數量:全數檢查。
檢驗方法:對照專項施工方案觀察檢查。
4.模板支架的立桿垂直度應≤7.5%且≯50毫米,並應按規定進行抽樣檢查。
檢查數量:按同類構件抽查10%,且不少於3個。
檢驗方法:用吊線、拉線、經緯儀和鋼尺現場實測。
三、模板支架驗收後應形成記錄,記錄表式見表5。
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| 結論: 檢查日期: 年 月 日 檢查人員: 項目技術負責人: 項目經理: |
| 結論: 驗收日期: 年 月 日 專業監理工程師: 總監理工程師: |
安全措施
採用《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.模板支架搭設和拆除人員必須是經過按2005年前已執行的國家標準《特種作業人員安全技術考核管理規則》(GB 5036)考核合格的專業架子工。上崗人員應定期體檢,上崗人員應體檢合格。
2.搭設模板支架人員必須戴安全帽、系安全帶、穿防滑鞋。
3.鋼管、扣件質量與搭設質量,應按規定進行檢查驗收,合格後方準使用。做好模板支架的安全檢查與維護。
4.作業層上的施工荷載應符合設計要求,不得超載。模板支架不得與模板支架相連。不得將泵送混凝土和砂漿的輸送管等固定在模板支架上;嚴禁懸掛起重設備。
5.模板支架使用期間,不得任意拆除桿件。
6.當模板支架基礎下或相鄰處有設備基礎、管溝時,在支架使用過程中不得開挖,否則必須採取加固措施。
7.當有六級及六級以上大風和霧、雨、雪天氣時應停止模板支架搭設與拆除作業。雨、雪後上架作業應有防滑措施,並應掃除積雪。
8.混凝土澆築過程中,應派專人觀測模板支撐系統的工作狀態,觀測人員發現異常時應及時報告施工負責人,施工負責人應立即通知澆築人員暫停作業,情況緊急時應採取迅速撤離人員的應急措施,並進行加固處理。
9.混凝土澆築過程中,宜均勻對稱澆搗,並採取有效措施防止混凝土超高堆置。
10.工地臨時用電線路的架設,應按2005年前已執行的行業標準《施工現場臨時用電安全技術規範》(JGJ 46)的有關規定執行。
11.在模板支架上進行電、氣焊作業時,必須有防火措施和專人看守。
12.模板支架拆除時,應在周邊設定圍欄和警戒標誌,並派專人看守,嚴禁非操作人員入內。
環保措施
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》的環保措施如下:
1.設定封閉的木工加工棚,木料加工應在固定制作棚內完成,減少噪聲污染。
2.利用電鋸、電刨等機具進行操作,在封閉的木工棚內進行,電鋸發生的噪聲不超過規範要求。
3.現場支模減少大聲的敲擊聲,並在晚10:00後禁止作業。
4.拆模時,不得用大錘硬砸硬撬,不得高空掀翻模板。
5.施工班組每天做好活完腳下清的工作,並設專人檢查落實情況。
6.木模通過電鋸加工木屑鋸末必須當天進行清理,以免鋸末刮入空氣中。
7.模板、模板支架在支設、拆除和搬運時,必須輕拿輕放,上下、左右有人傳遞。
8.模板、鋼管修理時,禁止使用大錘。
效益分析
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》的效益分析如下:
1.工期短、造價低:門式鋼管模板支架裝拆無需大型機械設備,操作簡單、快捷,搭設靈活性強,施工效率高,可節約大量的人工費、機械費,降低了工程造價,縮短了工期。
2.周轉材料省:門式鋼管模板支架、扣件式鋼管模板支架作為2005年前施工現場最常用的模板支架,其材料可直接通過市場租賃獲得對比採用鋼桁架和鋼柱,大量節省了模板支架材料的投入。
3.安全可靠:門式鋼管模板支架採用閉式結構,牢固耐用,提高了橫向剛度和整架的抗失穩能力,頂部採用可調托座直接承受荷載,保證了荷載的安全轉遞,防止扣件破壞引發事故。門式鋼管模板支架整體構架可靠性好,承載能力大,保證了超高、超重、大跨度混凝土構件的施工安全。
套用實例
《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》的套用實例如下:
中國棋院杭州分院親水平台,位於杭州錢江新城,為一層現澆鋼筋混凝土框架結構建築物,建築面積為5225.4平方米,南北方向長79.3米,東西方向寬43.3米,柱網尺寸以18500毫米×8000毫米、20000毫米×10000毫米為主,層高6.500米。屋面板厚200毫米,屋面橫向梁為次梁,截面尺寸主要由350毫米×750毫米、400毫米×850毫米、400毫米×1000毫米組成,縱向梁為主梁,截面尺寸有400毫米×1200毫米、700毫米×1200毫米、700毫米×180毫米。於2006年4月1日開工,2006年6月10日完成屋面結構混凝土澆築。縱向主梁為現澆混凝土後張預應力梁,自重大(最大線荷載達到35.56千牛/米)、跨度大(最大達20米)是扣件式鋼管模板支撐系統難以承受的。施工中採用了在縱向主梁採用H系列重型門式鋼管模板支架作為模板支架,在屋面板和橫向次梁中採用扣件式鋼管模板支架作為模板支架的門式鋼管模板支架和扣件鋼管模板支架相結合的組合模板支架的施工方法,確保了工程順利、安全地完工,取得了良好的社會和經濟效益。
寧波明州花園酒店公寓A樓工程位於寧波市鄞縣大道1288號,建築面積為34055平方米,地上29層,建築面積為34055平方米,主體塔樓採用框支一剪力牆、裙房採用框架結構形式。於2005年1月1日開工,2006年10月封頂。該工程結構轉換層設在五層,層高2150毫米,南北方向長24.5米,東西方向寬49.8米。五層樓面板厚180毫米,轉換梁尺寸分別為400毫米×3000毫米、500米×3000毫米、600毫米×3050毫米、800毫米×3050毫米,轉換梁平面間距主要為4.500米,跨越了五、六兩個結構樓層。轉換梁空間尺寸大、自重大(線荷載達到6.56噸/米)、結構複雜[轉換梁內置鋼樑,且中間有1200毫米×1200毫米設備通道],所以在施工過程中其支撐體系雜、施工難度大,如採用鋼構桁架式支模架施工法,不光製作安裝工期較長,而且造價昂貴。施工中採用了在轉換梁採用H系列重型門式鋼管模板支架作為模板支架,在五層樓面板採用扣件式鋼管模板支架作為模板支架的門式鋼管模板支架和扣件式鋼管模板支架相結合的組合模板支架的施工方法,順利完成轉換層結構施工,取得了良好的社會和經濟效益(圖10)。
榮譽表彰
2008年1月31日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》,《門式與扣件式鋼管組合模板支架施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。