某办公大楼高支模支撑体系设计与施工技术

　　摘要：本文以某高层办公大楼主楼首层大厅超高支模工程为例，介绍了高支模支撑系统设计、施工及控制措施等具体技术，保证了施工过程中支顶模板系统的安全性，为类似工程的施工起到一定的借鉴作用。

　　关键词:建筑工程;高支模;施工技术;安全措施

　　1前言

　　近年来，随着我国城市现代化的发展，多功能、大跨度以及大空间结构设计的建筑在城市建筑中所占的比例也越来越大。本文通过工程实例对高支撑模板排架的设计与施工进行了全面的技术分析，为其类似工程提供借鉴参考。

　　2工程概况

　　2.1工程简介

　　本工程为某高层办公大楼，总建筑面积8790mm2。首层大厅为现浇框架结构，高度8.8m，跨度32.4m，柱网7.2m×32.4m;主梁截面尺寸分别为750mm×3900mm、500mm×2150mm、500mm×950mm等截面，为本工程楼面模板支撑系统主要和薄弱环节。按照建设部《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》的规定，本工程属于高大模板，具有高、大等特点。

　　2.2高支模施工方案

　　2.2.1支模采用的主要材料

　　支模采用的主要材料有:钢管:Ф48×3.5mm;枋木:80mm×80mm×2000mm、80mm×80mm×1200mm;胶合板:915mm×1830mm×18mm;用脚手架配套底托，垫板尺寸为100mm×100mm×18mm。

　　2.2.2楼板模板

　　楼板底模采用18mm厚夹板，支撑系统采用50mm×100mm的枋木、扣件式脚手架。所有楼板支撑体系均采用脚手架跨距@900mm，排距为900m，最上层木枋为50mm×100mm@450，高度1000mm以上大梁跨距为450mm，排距为450mm，脚手架水平拉杆沿高度设置，第一道水平拉杆离柱脚200mm～300mm处，以后每隔1.8m设一道。

　　2.2.3梁模板

　　梁底模和侧模采用18mm厚夹板，梁底支撑系统采用50mm×100mm的枋木、扣件式脚手架。上层枋木(直接承托梁底模板的枋木)为50mm×100mm2，间距300mm;侧模加竖向100mm(宽)×50mm间距500mm的方木。跨度L>4m的肋承梁，应按施工规范起拱，起拱高度符合设计和施工规范的要求，主次梁交接时，先主梁起拱，后次梁起拱。

　　3高支模排架系统的安全性设计

　　3.1荷载计算

　　梁侧、梁底、和楼面模板均采用18mm厚夹板，承托梁底模板的枋木采用50mm×100mm枋木，间距300mm，楼面模板的楞木也采用50mm×100mm枋木，枋木间距为450mm。门厅圆弧梁底脚手架跨距是450mm;楼板模板架支撑跨距是900mm，间距900mm。

　　按《钢筋砼工程施工规范》规定计算得:

　　(1)模板自重:q11=0.090kN/m2;

　　(2)新浇混凝土重:q12=3.60kN/m2;

　　(3)楼板钢筋:q12=0.165kN/m2;

　　(4)施工人员及设备荷载标准值:q21=2.5kN/m2;

　　(5)振捣砼荷载:q22=2.0kN/m2;

　　最后组合得:静荷载q1=11.93kN/m，活荷载q2=7.43kN/m。

　　3.2模板的安全性设计

　　3.2.1模板强度计算

　　按《建筑结构静力计算手册》计算得:

　　最大弯矩M为0.306KN•m;

　　正应力σ=5.67N/mm2<[σ]13N/mm2，满足要求。

　　最大剪力Q为3.681KN;

　　切应力τ=0.68N/mm2<[τ]1.4N/mm2，满足要求。

　　3.2.2模板刚度计算

　　最大挠度ωmax=0.014mm<[ω=1.25mm，满足要求。

　　3.3脚手架立杆稳定性验算

　　3.3.1立杆轴力计算

　　由于施工进度快，本层楼板结构施工完毕后立即进行上层结构施工，而本层楼板混凝土尚未完全达到设计强度，故该楼模板支撑结构还需承受部分上层结构荷载，上层荷载取本层支顶荷载的一半。按《建筑结构静力计算手册》计算得立杆轴力N为13.12kN。

　　3.3.2立杆承载力计算

　　钢管立柱选用Φ48×3.5mm，其净截面面积A=489mm2，最长钢管Ι=6000mm，步距h0=1600mm，钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2。由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001可知:

　　σ=N/A≤[f]=13115/0.586×489=45.767N/mm2≤205N/mm2

　　故脚手架间距900mm的稳定性满足要求。

　　3.4枋木的截面强度验算

　　枋木的截面力学参数:W=457.33cm2;I=3201.33cm4.σ=2.4N/mm2≤[σ]=15.0N/mm2，符合要求。

　　3.5梁侧模板及对拉螺栓拉力计算

　　3.5.1梁侧模板稳定性计算

　　根据《建筑施工计算手册》，梁侧压力F按下式计算:

　　F=0.22γct0β1β2V1/2，

　　其中:t0=;

　　γc=24kN/m2;β1=1.0;β2=1.15;V=1.5m/h，

　　则有F=0.22×24×5×1.0×1.15×1.51/2=37.183kN/m2。

　　梁侧模板σ=3.936N/mm2<[σ]=13N/mm2，满足要求。

　　梁侧模板τmax=0.841N/mm2<[τ]1.4N/mm2，满足要求。

　　梁侧模板面最大挠度为:ωmax=0.113mm<[ω]=0.75mm，所以侧模竖向加竖枋100mm(宽)×50mm间距300mm满足要求。

　　3.5.2对拉螺栓拉力计算

　　梁中穿Φ12@600对拉螺栓。对拉螺栓直径为Φ12，根据《建筑施工计算手册》，容许拉力为12.900KN。对拉杆承受最大拉力为22.310kN，对拉螺栓可承受的拉力为25.8kN。因此，梁中穿二道Φ12对拉螺栓间距600满足要求。对拉螺栓力学性能如表1所示。

　　表1对拉螺栓力学性能

　　螺栓直径

　　/mm 螺纹内径

　　/mm 净面积

　　/mm2 重量

　　/kg.m-1 容许拉力

　　/N

　　M12 9.85 76 0.89 129000

　　M14 11.55 105 1.21 178000

　　M16 13.55 144 1.58 245000

　　M18 14.93 174 2.00 296000

　　M20 16.93 225 2.46 382000

　　M22 18.93 282 2.98 479000

　　4高支模施工技术

　　4.1施工顺序

　　放出轴线及梁位置线，定好水平控制标高→梁、板脚手架安装→架设梁底纵横木枋于脚手架顶托上→梁底模板及侧模板安装→架设板底木枋于脚手架顶托上→楼板模板安装→梁、板钢筋铺设、绑扎→梁、板混凝土浇筑→混凝土养护→拆下脚手架可调顶托→拆除梁、板模板，清理模板→拆除水平拉杆、剪力撑及钢管脚手架。

　　4.2施工技术措施

　　为了确保高支模施工过程的安全性，施工技术必须达到如下要求:

　　⑴脚手架搭设前，应按施工组织设计的要求向搭设和使用人员做好安全、技术交底。

　　⑵严禁使用不合格的钢管架、配件、加固件，不配套的钢管架与配件不得混合使用于同一竖直脚手架支撑系统。

　　⑶脚手架安装应自一端向另一端延伸，自下而上按步架设，并逐层改变搭设方向，不得从两端向中间进行，以免结合处错位，难于连接。

　　⑷水平加固杆、剪刀撑安装应符合构造要求，并与脚手架的搭设同步进行。水平加固杆应设在脚手架立杆内侧，剪刀撑应设于脚手架立杆外侧并连牢。

　　⑸可调底座、顶托处应采取措施防止被砂浆、水泥浆等污物填塞螺纹。

　　⑹模板支撑和脚手架搭设完毕后应进行检查验收，合格后方准使用。

　　⑺泵送混凝土时，应随浇、随捣、随平整，混凝土不得堆积在泵送管路出口处。

　　⑻应避免装卸物料对模板支撑或脚手架产生偏心、振动和冲击。

　　⑼交叉支撑、水平加固杆、剪刀撑不得随意拆卸，因施工需要临时局部拆卸时，施工完毕后应立即恢复。

　　(10)脚手架经单位工程负责人检查验证并确认不再需要时，方可拆除。拆除时应采用先搭后拆、后搭先拆的施工顺序。拆除模板脚手架时应采用可靠安全措施，严禁高空抛掷。

　　4.3施工安全措施

　　⑴模板作业前，按设计单位要求，根据施工工艺、作业条件及周边环境编制施工方案，单位负责人审批签字，项目经理组织有关部门验收，经验收合格签字后，方可作业。

　　⑵模板作业时，对模板支撑宜采用钢支撑材料作支撑立柱，不得使用严重锈蚀、变形、断裂、脱焊、螺栓松动的钢支撑材料和竹材作立柱。支撑立柱基础为泥土地面时，应采取排水措施，并加设满足支撑承载力要求的垫板后，方可用以支撑立柱。斜支撑和立柱应牢固拉接，形成整体.模板作业时，指定专人指挥、监护，出现位移时，必须立即停止施工，将作业人员撤离作业现场，待险情排除后，方可作业。

　　⑶楼面、屋面堆放模板时，严格控制数量、重量，防止超载.堆放数量较多时，应进行荷载计算，并对楼面、屋面进行加固。拆模间歇时，应将已活动的模板、拉杆、支撑等固定牢固，严防突然掉落、倒塌伤人。

　　⑷项目部应按类别，有针对性地将各类安全警示标志悬挂于施工现场各相应部位。高支模安装完毕后，需经质安部、技术部等有关部门验收，验收合格后，方可绑扎钢筋等下道工序的施工作业。支、拆模板时应保证作业人员有可靠立足点，作业面应按规定设置安全防护设施。模板及其支撑体系的施工荷载应均匀堆置，并不得超过设计计算要求。

　　⑸所有高处作业人员应学习高处作业安全知识及安全操作规程，工人上岗前应依据有关规定接受专门的安全技术交底，并办好签字手续。特种高处作业人员应持证上岗。安全带的系扣点应就高不就低，扣环应悬挂在腰部的上方，并要注意带子不能与锋利或毛刺的地方接触，以防摩擦割断。

　　⑹已支好模板的楼层四周必须用临时护栏围好，护栏要牢固可靠，护栏高度不低于1.2m，然后在护栏上再铺一层密目式安全网。

　　5结束语

　　通过本工程实例总结出超高支模在搭设及使用过程中，应从支撑设计、支撑搭设、方案专家论证、砼浇捣各个环节加以重视，重视支架的整体稳定性，并应尽量与已浇筑的建筑构件立体连接，提高支架的整体抗倾覆能力;做好信息化监测措施，严格控制钢管支架的过量应力与变形;加强施工中的通病治理，确保支架的使用安全稳定，保证工程顺利竣工。

　　参考文献:

　　[1]JGJ128-2000，建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范.

　　[2]50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

　　[3]GB50300-2001，建筑工程施工质量验收统一标准[S].

　　[4]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2004.

《某办公大楼高支模支撑体系设计与施工技术》

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