鋼筋混凝土景觀塔超高模板支撐施工技術(shù)

徐惠民

(福建省二建建設(shè)集團(tuán)有限公司 福建福州 350003)

鋼筋混凝土景觀塔超高模板支撐施工技術(shù)

徐惠民

(福建省二建建設(shè)集團(tuán)有限公司 福建福州 350003)

根據(jù)工程實(shí)際情況，充分發(fā)揮工程結(jié)構(gòu)自身承載的作用，采用雙立桿、分段卸荷、加強(qiáng)穩(wěn)定性構(gòu)造措施等方法進(jìn)行超高模板支撐體系的設(shè)計(jì)，提出過(guò)程控制要點(diǎn)和做法。

超高模板支撐；雙立桿；分段卸荷；節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

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1 工程概況

圖1 景觀塔剖面圖

長(zhǎng)樂(lè)首占營(yíng)前新區(qū)市體育中心的景觀塔，地上9層，建筑最高點(diǎn)標(biāo)高49.46m；采用塔身為六邊形鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，在塔頂梁板正下方設(shè)置9道斜梁支撐結(jié)構(gòu)，斜梁支撐結(jié)構(gòu)標(biāo)高41.18～48.70m(圖1)；屋面層傘形結(jié)構(gòu)梁板最大懸挑達(dá)9.739m，結(jié)構(gòu)板厚為200mm，斜梁和懸挑梁均為400×700mm。景觀塔的主要功能為：在20.00m標(biāo)高處設(shè)置18t消防水箱及八～九層燈光照明系統(tǒng)。

2 結(jié)構(gòu)模板支撐方案

景觀塔為一傘形結(jié)構(gòu)，塔身為六邊形鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，屋面層傘形結(jié)構(gòu)梁板最大懸挑達(dá)9.739m，結(jié)構(gòu)板厚為200mm，懸挑梁為400×700mm，支撐高度48.70m；模板支撐體系結(jié)合考慮景觀塔筒體及屋面層施工期間的外腳手架作用和筒體混凝土結(jié)構(gòu)施工、裝飾裝修施工的操作架及人員上下通道；材料運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)布置一臺(tái)塔吊，采用扣件式滿堂鋼管支撐架作為景觀塔屋面結(jié)構(gòu)的模板支撐體系；由于景觀塔筒體結(jié)構(gòu)采用分段施工，每樓層混凝土墻柱和梁板分開(kāi)澆筑；模板采用木模板，滿堂支撐架又可作為外防護(hù)架和操作平臺(tái)。

圖2 滿堂支撐架立桿剖面圖

目前根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》，滿堂支撐架搭設(shè)最高為30m，而本工程滿堂支撐架需搭設(shè)49m。根據(jù)景觀塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分發(fā)揮塔身筒體結(jié)構(gòu)作用采取雙立桿和分段卸荷的技術(shù)措施：

(1)30m以下滿堂支撐架采用雙立桿；

(2)在支撐架的10m、20m、30m和40m標(biāo)高處設(shè)四道加強(qiáng)層，每道加強(qiáng)層均采用鋼絲繩與景觀塔筒體拉結(jié)的分段卸荷方法。

滿堂支撐架鋼管采用Φ48.3×3.6，梁支撐架間距控制在@500×1000mm，板支撐架間距控制在@1000×1000mm之內(nèi)(圖2),步距控制在1200mm以內(nèi)。

3 滿堂支撐架設(shè)計(jì)驗(yàn)算

由于滿堂支撐架搭設(shè)高度49m，30m以下采用雙立桿，通過(guò)不同力學(xué)計(jì)算模型分別驗(yàn)算支撐架的承載力和穩(wěn)定性，驗(yàn)算鋼管時(shí)按Φ48×3.0的截面計(jì)算。按現(xiàn)行《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》2011版規(guī)范規(guī)定，分別對(duì)頂層、底層和30m雙立桿處立桿段驗(yàn)算。由于梁截面尺寸均為400×700mm2，板厚為200mm，梁支撐架間距為@500mm×1000mm，板支撐架間距控制在@1000mm×1000mm之內(nèi)，梁底支撐靜載小于板底支撐靜載，取板底支撐驗(yàn)算。

3.1 頂層處立桿驗(yàn)算

板支撐頂層立桿段：

立桿允許長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算：

根據(jù)規(guī)范規(guī)定：當(dāng)驗(yàn)算立桿允許長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，取k=1,

立桿強(qiáng)度驗(yàn)算：

l01=kμ1(h+2a)=1.291×1.574×(1200+2×200)=3251.25mm

λ=l01/i=3251.25/15.9=204.48，查表得，φ=0.174

其中k按30m高度取值1.291，μ1按普通型滿堂支撐架1.2m步距取值，

Mw=0.9×1.4ωklah2/10=0.9×1.4×0.0835×1.0×1.02/10=0.015kN·m

Nw=1.2ΣNGik+1.4ΣNQik=[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.2)+ 1.4×1=8.024kN

3.2 雙立桿與單立桿變截面處

板支撐非頂部立桿段，在30m標(biāo)高雙立桿與單立桿變截面處，按普通型滿堂支撐架考慮：

立桿允許長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算：

l02=kμ2h =1.0×1.993×1200=2391.6mm

λ2=l02/i=2391.6/15.9=150.4≤[λ]=210。

立桿強(qiáng)度驗(yàn)算：

Mw=0.9×1.4ωklah2/10=0.9×1.4×0.0835×1.0×1.02/10=0.015kN·m

Nw=1.2ΣNGik+1.4ΣNQik=[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.2+0.1630×20)+ 1.4×1=11.936kN

其中NGik增加了支撐架架體自重，按gk=0.1630kN/m

滿足承載力要求。

3.3 滿堂架支撐底層雙立桿處：

根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)表明：主立桿承受的上部荷載，在變截面處以下經(jīng)一步雙立桿后，即減為原來(lái)的64%，經(jīng)7步以后減為50%，即由主副立桿平均負(fù)擔(dān)，故雙立桿部分荷載按主副立桿平均分配計(jì)算[3]，則：

立桿長(zhǎng)細(xì)比λ計(jì)算同上面變截面處；

其中NGik增加了支撐架架體自重，按gk=0.1630kN/m，立桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μ2采用普通型滿堂支撐架為1.993。

滿足承載力要求。

4 滿堂支撐架主要節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)

4.1 支撐架立桿基礎(chǔ)處理

根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)情況，采用砂石級(jí)配將承臺(tái)周邊(屋面投影加2m范圍內(nèi))回填至承臺(tái)面，并進(jìn)行夯實(shí)，回填密實(shí)度不小于93%；然后澆筑200mm厚C20素混凝土，立桿底座采用8#槽鋼。

4.2 鋼管滿堂支撐架搭設(shè)

將屋面結(jié)構(gòu)投影到地基基礎(chǔ)上，根據(jù)梁板平面布置，先布置梁支撐立桿，再布置板支撐立桿，立桿布置均從筒體往外進(jìn)行；根據(jù)梁板立柱間距在基礎(chǔ)地面上作出標(biāo)志，確定立桿的支設(shè)位置平面圖；由于景觀塔筒體結(jié)構(gòu)采用分段施工，每樓層混凝土墻柱和梁板分開(kāi)澆筑，架體隨結(jié)構(gòu)同步搭設(shè)。本工程標(biāo)高30.00以下采用雙立桿，具體布設(shè)立柱、各剖面立柱和剪刀撐、水平撐安裝(圖3)。

圖3 鋼管支撐架立桿平面布置圖

4.3 加強(qiáng)層設(shè)置

為了加強(qiáng)滿堂支撐架的整體剛度，在10m、20m、30m和40m處共設(shè)置4道水平加強(qiáng)層(見(jiàn)圖4加強(qiáng)層大樣圖)，水平加強(qiáng)層采用Φ48.3×3.6將該標(biāo)高處的此步距高度的縱橫水平拉桿通過(guò)加設(shè)縱橫斜杠將其連接成桁架式結(jié)構(gòu)，桁架式結(jié)構(gòu)的徑向上下水平桿均應(yīng)與景觀塔筒體結(jié)構(gòu)頂緊，并在桁架式結(jié)構(gòu)上環(huán)向設(shè)置兩道鋼絲繩斜拉。

圖4 加強(qiáng)層大樣圖

4.4 滿堂支撐架與塔身筒體連接

沿景觀塔塔身筒體每一樓層平面處設(shè)置9個(gè)連墻件，將滿堂支撐架與已經(jīng)澆筑的塔身結(jié)構(gòu)拉結(jié)(連墻件大樣詳見(jiàn)圖5)，增強(qiáng)滿堂支撐架架體的整體穩(wěn)定性。

圖5 連墻件大樣圖

4.5 混凝土施工方法

景觀塔混凝土整體施工程序：八層以下，每樓層混凝土墻柱梁板分開(kāi)澆筑，42.7m標(biāo)高以上施工程序?yàn)椋合冗M(jìn)行墻柱及斜撐混凝土的澆筑，再進(jìn)行屋面層混凝土施工；筒體砼澆筑采用汽車(chē)泵進(jìn)行澆筑，為避免泵送產(chǎn)生振動(dòng)，影響結(jié)構(gòu)支撐穩(wěn)定，斜撐砼及屋面梁板砼澆筑采用塔吊進(jìn)行澆搗，屋面梁板混凝土應(yīng)均勻?qū)ΨQ地沿塔身筒體往外澆筑。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，景觀塔工程的施工，合理選擇施工方案及施工方法，主體結(jié)構(gòu)工程施工完成后，檢查架體和混凝土結(jié)構(gòu)尺寸，變形和尺寸偏差均小于規(guī)范規(guī)定值，保證了景觀塔結(jié)構(gòu)外觀尺寸，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案的效果，并減少了工程成本投入，確保了工期，工程質(zhì)量得到了有關(guān)單位的一致認(rèn)可。通過(guò)本工程實(shí)踐證明：

(1)對(duì)于超過(guò)規(guī)范規(guī)定高度的滿堂支撐架，應(yīng)考慮充分利用已施工的鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)，采用雙管立桿、分段卸荷等有效措施，并應(yīng)通過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)和專家論證。

(2)對(duì)于超高滿堂支撐架規(guī)范規(guī)定通過(guò)增加構(gòu)造措施的方法來(lái)考慮超高支撐的影響，在承載力計(jì)算方面仍然按普通支撐的算法，但對(duì)超高支撐穩(wěn)定性承載存在不安全隱患，應(yīng)加強(qiáng)剪刀撐與加強(qiáng)層的設(shè)置和扣件連接節(jié)點(diǎn)的連接質(zhì)量控制，使其對(duì)立桿提供的側(cè)向支撐達(dá)到剛性支撐的要求。

[1]JGJ 162-2008,建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JGJ 130-2011,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[3]杜榮軍.扣件架的設(shè)計(jì)安全度和施工安全管理[J].施工技術(shù),2003,(02).

徐惠民(1963- )，男，高級(jí)工程師，一級(jí)注冊(cè)建造師,主要從事建筑施工技術(shù)、質(zhì)量管理方面的工作。

Reinforced concrete tower high formwork support landscape construction technology

XUHuimin

(Fujian Provincial Erjian Construction Group Corporation,Ltd，F(xiàn)uzhou 350003)

According to the engineering actual situation, give full play to the role of the project itself bearing structure, adopts double stud, unloading, strengthen the stability measures method for the design of high formwork support system, process control points and methods are put forward.

Ultra high formwork support; Double stud; Segmented unloading; The node structure

徐惠民(1963- )，男，高級(jí)工程師，一級(jí)注冊(cè)建造師。

2015-12-01

TU74

A

1004-6135(2015)12-0056-04