承插型盤扣式鋼管模板支架結(jié)合獨立支撐早拆體系的設(shè)計與施工

孫祖根

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

隨著當(dāng)今社會建設(shè)的日益發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市造型獨特、形狀多變的超高層開發(fā)也越來越受到政府的高度重視和社會的日趨關(guān)注。

傳統(tǒng)的超高層建筑主要分為以下3種：

1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)——鋼筋混凝土框架＋鋼筋混凝土核心筒。

2）鋼結(jié)構(gòu)——鋼框架＋內(nèi)鋼框筒。

3）混合結(jié)構(gòu)——鋼框架＋鋼筋混凝土核心筒、鋼骨混凝土框架＋鋼筋混凝土核心筒、鋼骨混凝土柱＋鋼或鋼筋混凝土梁＋鋼筋混凝土核心筒[1]。

對比這3種形式的超高層建筑，混合結(jié)構(gòu)中鋼骨混凝土柱＋鋼筋混凝土梁板＋鋼筋混凝土核心筒是目前綜合造價最低、施工技術(shù)最成熟的一種超高層建筑。但是鋼筋混凝土梁板往往僅適用于方正超高層建筑，而隨著時代發(fā)展，方正的建筑造型不足以滿足社會日益增長的審美要求，造型獨特、美觀大方的超高層越來越受到各方的關(guān)注。

造型多變的現(xiàn)澆鋼筋混凝土超高層施工往往采用小木模施工工藝，鋼管、木模等耗材使用較多，施工繁瑣，勞動力要求多，模板之間高度無法保持一致，模板拼縫處存在高低差，施工質(zhì)量難以保證，混凝土澆筑后樓板表觀質(zhì)量差。

1 設(shè)計思路

經(jīng)過對多個超高層項目混凝土澆筑質(zhì)量的控制調(diào)研分析，對模板支架體系的技術(shù)研討分析，以及現(xiàn)場施工實施操作驗證，得到一種模板支架施工新工藝——盤扣架＋木工字梁＋獨立支撐模板支架早拆體系。

承插型盤扣架采用的是標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的施工方法，具有承載力大、搭設(shè)效率高、節(jié)點穩(wěn)定性好、整體可靠性高、施工綜合成本低等優(yōu)點[2]。

而木工字梁是國際通用建筑模板體系中的重要部件，它具有質(zhì)量輕、強度大、直線性好、不易變形等特點，可常年周轉(zhuǎn)使用，成本攤銷費用低廉[3]。

盤扣架結(jié)合木工字梁的模板支架體系可以使用木工字梁代替盤扣架體作為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板下的支撐架體，可以有效提高模板的平整度，提高施工質(zhì)量，同時減少了盤扣架體的使用量，使支架搭設(shè)更為便捷。

盤扣架＋木工字梁的模板支架體系安全可靠且搭拆方便，與模板早拆施工技術(shù)契合度高。因此將盤扣架＋木工字梁的模板支架體系再結(jié)合獨立支撐的早拆體系，得到一種承插型盤扣式鋼管模板支架結(jié)合獨立支撐早拆體系——盤扣架＋木工字梁＋獨立支撐模板支架早拆體系。

該承插型盤扣式鋼管模板支架結(jié)合獨立支撐早拆體系，具有易于施工、節(jié)約材料、縮短工期、提高施工質(zhì)量等優(yōu)點，不僅適用于方正、有規(guī)則的超高層建筑施工，還適用于造型獨特、外形不規(guī)則的超高層建筑施工。

2 工程概況

本工程綠地中心·杭州之門位于浙江省蕭山區(qū)錢江世紀(jì)城，規(guī)劃成為綜合商務(wù)辦公樓、五星級酒店及精品商業(yè)等功能為一體的綜合大型項目。項目用地面積約77 572 m2，塔樓上部結(jié)構(gòu)63層，建筑高度達(dá)302.6 m。項目落成后將以流暢的線條、獨特的造型成為杭州地標(biāo)群中重要的組成部分，成為杭州市天際頂點。

杭州之門東西塔樓為對稱雙塔結(jié)構(gòu)，均呈橢圓形，建筑形態(tài)隨著高度不斷收進(jìn)變化。不同于傳統(tǒng)外框鋼結(jié)構(gòu)的超高層建筑，本工程采用鋼筋混凝土核心筒＋勁性鋼骨圓柱作為結(jié)構(gòu)豎向支撐體系，鋼筋混凝土梁板構(gòu)成樓蓋結(jié)構(gòu)[4]。雙塔間1—5層區(qū)域設(shè)有跨度60 m的鋼拱連廊，連廊上方由懸掛高度100 m的雙曲馬鞍形懸垂網(wǎng)架屋面將兩幢塔樓相連接，塔頂設(shè)有鋼框架塔冠，形成代表杭州的H形造型。

3 施工難點分析

1）建筑外形不規(guī)則、造型多變。東西塔樓為對稱雙塔結(jié)構(gòu)，均呈不規(guī)則橢圓形，建筑形態(tài)隨著高度不斷收進(jìn)變化，若采用傳統(tǒng)小木模施工工藝，施工質(zhì)量往往難以保證，混凝土澆筑后樓板表觀質(zhì)量差。

2）施工工期緊。由于綠地中心·杭州之門項目地處2022年杭州亞運會場館區(qū)，為杭州市地標(biāo)性建筑、亞運會配套項目、浙江省重點工程，工程體量大，施工工期特別緊張。

3）工程量大、施工周期長。若采用傳統(tǒng)小木模施工工藝，鋼管、木模等材料消耗量大，施工過程繁瑣，勞動力需求大。

鑒于以上原因，力求研究、設(shè)計一種新型超高層施工工藝來避免各種質(zhì)量問題的發(fā)生，達(dá)到更好的超高層施工質(zhì)量，并力爭取得一定的社會和經(jīng)濟效益。

4 承插型盤扣式鋼管模板支架結(jié)合獨立支撐早拆體系設(shè)計

以綠地中心·杭州之門工程為例，塔樓上部核心筒外框梁板3.8、4.0、4.2 m標(biāo)準(zhǔn)層采用承插型盤扣式鋼管模板支架結(jié)合獨立支撐早拆體系。

4.1 梁下模板支架體系設(shè)計

本工程標(biāo)準(zhǔn)層梁截面有200 mm×700 mm、250 mm× 400 mm、250 mm× 500 mm、300 mm×600 mm、300 mm× 700 mm、300 mm×800 mm、400 mm×650 mm、400 mm× 700 mm、400 mm×750 mm、400 mm×800 mm、450 mm× 850 mm、500 mm×700 mm、500 mm×750 mm、600 mm× 850 mm這幾種。

經(jīng)過計算，面板采用厚15 mm覆面木膠合板，模板下鋪設(shè)2～4根小梁，小梁采用40 mm×90 mm木方，沿梁縱向布置。小梁下設(shè)水平托梁，采用φ48 mm×2.5 mm水平單鋼管。托梁下設(shè)承重立桿，采用φ48 mm×3.2 mm盤扣架搭設(shè)，立桿頂端為可調(diào)頂托，底部為可調(diào)底座。梁底兩側(cè)立桿間距為1 200 mm，梁底立桿沿梁方向間距為900 mm，立桿步距為1 500 mm。梁兩側(cè)次楞采用40 mm×90 mm木方，間距不超過200 mm，主楞采用φ48 mm×3.2 mm豎向雙鋼管，φ12 mm對拉螺栓，間距不超過400 mm（圖1）。

在經(jīng)過嚴(yán)格計算的同時還增加了一定的構(gòu)造措施來確保受力安全、整體穩(wěn)定和變形可控。

1）底部設(shè)置掃地桿，掃地桿的最底層水平桿離地高度不應(yīng)大于550 mm。

2）架體搭設(shè)完成后應(yīng)按規(guī)范要求加設(shè)足夠的剪刀撐。

3）搭設(shè)時，必須設(shè)置臨時斜撐，以防整體偏移。

4）模板支架宜與周圍已建成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠連接。

4.2 板下模板支架體系設(shè)計

本工程3.8、4.0、4.2 m標(biāo)準(zhǔn)層板厚120、130、200 mm。面板采用厚15 mm覆面木膠合板，模板下鋪設(shè)小梁，小梁采用40 mm×90 mm木方，間距不大于200 mm。小梁下設(shè)水平主梁，水平主梁采用H20木工字梁或2根φ48 mm×3.2 mm鋼管（根據(jù)板底跨度大小決定），木工字梁兩端放置在梁兩側(cè)立桿頂托上，間距同梁兩側(cè)盤扣架間距（圖2）。

根據(jù)板底不同跨度大小，水平主梁布置原則如下：

1）2道梁夾角位置，當(dāng)板底跨度小于0.8 m時，板底采用2根φ48 mm×3.2 mm鋼管作為板底主梁。

2）當(dāng)板底跨度小于2 m，大于0.8 m時，板底采用1根H20木工字梁作為板底主梁。

3）當(dāng)板底跨度大于2 m時，板底采用2根H20木工字梁作為板底主梁，同時沿板跨跨中位置放置φ75 mm/φ60 mm獨立支撐早拆鋼管，早拆鋼管頂緊在覆面木膠合模板上。

圖1 梁下模板支架體系剖面

圖2 模板支架平面布置示意

4.3 獨立支撐早拆體系設(shè)計

混凝土澆筑完成后，待混凝土達(dá)到一定的設(shè)計強度，便可將模板及主次梁拆除，僅保留獨立支撐；待混凝土強度達(dá)到100%后，再拆除獨立支撐。

獨立支撐布置原則：梁底每隔1.8 m布置1根φ75 mm/φ60 mm獨立支撐；當(dāng)板底跨度大于2 m時，沿板跨跨中位置放置φ75 mm/φ60 mm獨立支撐，獨立支撐早拆鋼管頂緊在覆面木膠合模板上（圖3、圖4）。

圖3 板下立支撐布置示意 （梁間距≥2 m）

圖4 梁下獨立支撐布置示意(梁間距<2m )

4.4 模板支架搭設(shè)工藝及流程

1）模板支架搭設(shè)流程：定位彈線→設(shè)置基礎(chǔ)墊板→橫向水平桿→縱向水平桿→剪刀撐→再循環(huán)進(jìn)行立桿、水平桿、剪刀撐的施工至頂面。

2）搭設(shè)流程、搭設(shè)要求、構(gòu)造要求詳見JGJ 231—2010《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》。

4.5 模板支架拆除工藝及流程

4.5.1 模板支架拆除流程

滿足拆模條件→降下升降托架→拆除主、次梁→拆除模板面板→按照模板早拆設(shè)計拆除盤扣支架→強度達(dá)到100%后拆除獨立支撐

4.5.2 模板排架拆除條件

增設(shè)1組同條件養(yǎng)護試塊，檢驗第1次拆除模架時的混凝土強度，當(dāng)同條件養(yǎng)護試塊強度達(dá)到設(shè)計強度的50%并不低于10 MPa時，可進(jìn)行模板排架拆除；拆除時間不得早于混凝土初凝后3天。

4.5.3 模板排架拆除原則

模板主次梁應(yīng)按照先裝后拆，后裝先拆的原則進(jìn)行，拆除的模板和主次梁應(yīng)逐塊、逐根傳遞下放；模板拆除過程中，嚴(yán)禁擾動保留的獨立支撐，養(yǎng)護過程中，支撐應(yīng)始終處于承受荷載狀態(tài)，支撐體系與結(jié)構(gòu)荷載傳遞的轉(zhuǎn)換應(yīng)可靠。

設(shè)有早拆頭的獨立支撐，在拆除模板時，應(yīng)啟動早拆機構(gòu)，敲擊插板使承托下降，依次拆除主次梁或模板，嚴(yán)禁調(diào)節(jié)支撐高度。

4.5.4 獨立支撐拆除原則

1）獨立支撐拆除時的混凝土強度應(yīng)按規(guī)定確定。

2）多個樓層間連續(xù)支模的底層獨立支撐拆除時間，應(yīng)根據(jù)連續(xù)支模的樓層間荷載傳遞分配和混凝土強度的增長情況確定。

5 結(jié)語

本文以綠地中心·杭州之門工程為例，介紹了一種模板支架施工新工藝——承插型盤扣式鋼管模板支架結(jié)合獨立支撐早拆體系。該模板支架早拆體系便于模板支架快速地搭建和拆卸，能有效縮短施工工期；同時能加快材料周轉(zhuǎn)，減少模板、鋼管材料的消耗量，降低工程成本；并且能夠保證模板平整、不漏漿，增強樓板面標(biāo)高控制、樓板平整度控制，有效控制超高層現(xiàn)澆混凝土樓板質(zhì)量；而盤扣架與木工字梁本身的高承載力，也提高了模板支架的安全性。本文重點介紹了新模板支架體系設(shè)計與施工的要點，可為類似超高層建筑模板支架體系設(shè)計與施工提供參考。