制酒廠房高大模板支撐體系研究

楊志富

1 工程概況

貴州茅臺酒股份有限公司3 萬t 醬香系列酒技改工程及其配套設(shè)施項(xiàng)目，位于貴州省遵義市習(xí)水縣境內(nèi)新寨村、柑子坪村；新寨片區(qū)地處黔北赤水河、桐梓河交匯河畔，位于川南古藺縣東部、習(xí)水縣南部，距茅臺酒廠約50 km。本工程采取設(shè)計-施工-體化總承包模式，包括勘察設(shè)計（含概預(yù)算文件）、施工直至竣工驗(yàn)收合格及整體移交、工程質(zhì)量缺陷責(zé)任期內(nèi)的缺陷修復(fù)和保修。項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容為新增3 萬t 醬香系列酒技改工程及配套設(shè)施項(xiàng)目，具體內(nèi)容包括制酒生產(chǎn)房84 棟、制曲廠房8 棟、陶壇酒庫62 棟、不銹鋼罐群及其配套設(shè)施4 組、原料暫存庫3 棟、鍋爐房2 棟、廠區(qū)辦公樓2 棟、消防站1 棟（改造升級）、半地下車庫、浴廁、維護(hù)與改造9棟制酒廠房及其配套設(shè)施，總建筑面積約125.23 萬m2，不含生產(chǎn)工藝設(shè)備、電梯、綠化工程、室外弱電。項(xiàng)目計劃總工期為3 年，總投資約為50.157 億。

制酒生產(chǎn)廠房主要由窖池、晾堂區(qū)、接酒池以及輔房等組成；結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計使用年限為50 年，屋面防水等級Ⅰ級，防水層合理使用年限為25年，生產(chǎn)火災(zāi)危險性類別為丁類（固態(tài)發(fā)酵酒車間），耐火等級二級，抗震設(shè)防烈度6 度；總建筑面積為3 922 m2，無地下室，建筑基底面積為3 524 m2；主廠房建筑高度10.875 m（室外地面至坡屋面檐口與屋脊的平均高度），附房8.7 m（室外地面至屋面檐口高度）；主廠房為坡屋面，屋頂板面標(biāo)高9.900 ～10.689 m，板厚為100 mm，天窗的頂板標(biāo)高為12.989 ～13.269 m。

2 施工要求及模板支撐架

2.1 施工要求

開展制酒廠房高支模區(qū)域的模板施工前，需要由技術(shù)人員認(rèn)真分析和解讀圖紙內(nèi)容，明確施工過程中各項(xiàng)技術(shù)要求與規(guī)范，重點(diǎn)了解不同軸線與構(gòu)件的設(shè)置位置和標(biāo)高參數(shù)。通過項(xiàng)目部門與技術(shù)部門的有效配合，結(jié)合施工圖紙和變更資料內(nèi)容，制訂分批次施工進(jìn)度計劃，提出模板、鋼管、扣件、方木計劃，用以指導(dǎo)施工。項(xiàng)目材料部門在合理?xiàng)l件下，及時組織材料進(jìn)場保證施工[1]。

模板工程及內(nèi)支撐腳手架支撐體系搭設(shè)施工前，工長應(yīng)向一線操作人員進(jìn)行細(xì)致的技術(shù)交底，具體交底內(nèi)容包括制酒廠房高支模板結(jié)構(gòu)介紹、模板選擇和拼裝方式，內(nèi)支撐腳手架支撐體系鋼管、扣件、頂托及墊板等材料的基本要求，立桿的縱橫向間距、搭接長度和搭接方法，橫桿的步距及連接方式，剪刀撐及連墻件的設(shè)置，施工方法、質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)以及施工過程中的注意事項(xiàng)等，以了解質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和施工注意事項(xiàng)，落實(shí)施工流程與時間要求，實(shí)現(xiàn)科學(xué)模板拆除。

2.2 模板支撐架

本工程采用Φ48.3×3.6 鋼管扣件式支撐架，對模板支撐體系的剛度、穩(wěn)定性和整體性有較高要求。制酒廠房支架為超高支模架，支模架搭設(shè)最大高度為13.689 m，長110 m，寬34 m。梁最大凈跨度為14.5 m，最大截面尺寸為400 mm×（1 200 ～1 989）mm，其他截面尺寸有250 mm×450 mm、250 mm×500 mm、250 mm×600 mm、250 mm×700 mm、240 mm×450 mm。

基礎(chǔ)地梁完成后分4 次澆搗，第一次澆筑至6.45 m，主要施工內(nèi)容為柱、框架梁及附房1 層樓板，支模最大高度為6.85 m；第二次澆筑至8.7 m，主要施工內(nèi)容為廠房框架柱，支模最大高度為9.1 m；第三次澆筑至10.689 m，主要施工內(nèi)容為廠房屋面板、框架梁及屋面梁，支模最大高度為11.089 m；第四次澆筑至13.289 m，施工內(nèi)容為天窗架屋面及框架梁、柱，支模架最大高度為13.689 m。

2.2.1 立桿整體布置

立桿間距1 000 mm×1 000 mm，水平桿步距為1 500 mm，在荷載較大位置（梁底）增加立桿數(shù)量；立桿頂端設(shè)頂托傳力，底端設(shè)底托及墊木，頂托上方設(shè)1 道雙拼鋼管主梁，垂直主梁方向布置1 層40 mm×80 mm 木方小梁。支模架上下設(shè)封頂桿及掃地桿，內(nèi)部及四周設(shè)水平剪刀撐和豎向剪刀撐；支模架每兩步設(shè)抱柱與周邊已澆筑部分拉結(jié)為整體[2]。

2.2.2 支撐搭設(shè)

對于截面尺寸為400 mm×（1 200～1 989）mm 的梁，兩側(cè)立桿間距應(yīng)保持在1 000 mm 左右，并在底部中間位置增設(shè)兩根立桿，保證增設(shè)立桿的間距在134 mm 左右。左側(cè)立桿間距依次為433 mm、567 mm、1 000 mm，梁底沿梁跨度方向立桿間距500 mm；頂托上平行梁跨度方向設(shè)1 道雙拼Ф48.3×3.6鋼管主梁，垂直梁跨度方向每200 mm布置1 道40 mm×80 mm 木方小梁。截面尺寸分別為250 mm×450 mm、2 5 0 m m×5 0 0 m m、2 5 0 m m×600 mm、250 mm×700 mm 的梁模板支撐架，沿著軸線方向的立桿的間距為1 000 mm，垂直軸線方向立桿間距為1 000 mm（天窗架部分梁兩側(cè)立桿的間距為900 mm）；梁底支撐主梁垂直梁跨方向采用Ф48.3×3.6 鋼管，每縱距附加梁底支撐主梁2 根；梁底小梁尺寸為40 mm×80 mm 方木，平行于梁軸線布置3 道。

主房屋面板及天窗架頂板的厚度為100 mm，附房樓板及屋面板的厚度為120 mm，支架立桿間距為1 000 mm×1 000 mm，立桿頂端設(shè)頂托傳力。頂托上方設(shè)置雙拼鋼管主梁，并于主梁上設(shè)置40 mm×80 mm 木方小梁，主梁間距為1 000 mm，小梁間距為200 mm。

3 施工流程

3.1 工藝流程

支撐體系及梁板柱模板安裝流程圖詳見圖1所示。

圖1 支撐體系及梁板柱模板安裝流程圖（來源：作者自繪）

3.2 架體基礎(chǔ)做法

單棟制酒廠房按照施工工藝組織不同，可分為先施工主體結(jié)構(gòu)后施工地下窖池部分，以及先施工地下窖池部分后施工主體結(jié)構(gòu)2 種方法。

（1）先主體后窖池。首先，平整搭設(shè)場地，采用分層法夯實(shí)地面，要求土層中無有機(jī)雜質(zhì)，避免存在超過50 mm 的土塊。利用機(jī)械分層夯壓回填，保證每層回填土小于300 mm；人工夯壓回填土每層小于200 mm；壓實(shí)系數(shù)≥0.94。其次，采用150 mm 厚的C30 混凝土硬化地面作為基礎(chǔ)，室內(nèi)基礎(chǔ)全部整體硬化，硬化面標(biāo)高為-0.4 m。腳手架底部設(shè)底托，以確保地基承載力能夠滿足搭設(shè)要求。另外，混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上即可搭設(shè)支架[3]。

（2）先窖池后主體。每棟廠房內(nèi)有4 處窖池區(qū)，每處窖池區(qū)均為4.8 m×38 m×3.2 m（長×寬×高），窖池外墻為400 mm 厚，中墻為500 mm 厚。每處窖池區(qū)域設(shè)13 個窖池，每個窖池內(nèi)部均為4 m×2.4 m×3.2 m（長×寬×高）。采用該施工方法時，模板內(nèi)支撐體系腳手架搭設(shè)及基礎(chǔ)（除窖池區(qū)外）同第一種施工方法，窖池區(qū)支撐架需在窖池上縱向通長設(shè)置20b 工字鋼作為腳手架基礎(chǔ)支座，工字鋼鋪設(shè)按照立桿間距布置。

3.3 測量放線

首先，用經(jīng)緯儀根據(jù)施工圖測出每條軸線，用墨線彈出梁模板的邊線、中心線和外控制線，并用紅油漆做明顯標(biāo)注，優(yōu)化模板安裝位置。其次，采用水準(zhǔn)儀將建筑水平高度設(shè)置在模板安裝位置，實(shí)現(xiàn)良好的高度控制，并用紅油漆做明顯標(biāo)注。最后，用墨線彈出鋼管立桿位置，確保墊板或底座安放位置準(zhǔn)確。

3.4 鋼管支撐架搭設(shè)

（1）立柱。每根立柱底部應(yīng)設(shè)置底托，模板支架要求采用橫向掃地桿或縱向立桿形式。其中，縱向立桿采用固定式直角扣件，將扣件固定在鋼管底部位置，且扣件與立桿間距不超過200 mm；橫向掃地桿與上述固定方式相同。立柱底處于不同高度的情況下，縱向立桿必須向低處延伸超過兩個跨度，高差應(yīng)小于1 m，立桿距邊坡邊緣位置大于0.5 m。另外，立桿接長位置避免選擇搭接方式，一般可以通過扣件進(jìn)行立柱連接，保證相鄰立柱的接頭不處于同區(qū)域，接頭沿豎向錯開距離超過500 mm，且避免將鋼管立柱上段和下端錯開固定。立桿縱橫間距必須按方案執(zhí)行，均不得大于方案要求的間距。立桿下應(yīng)設(shè)置長度大于2跨、寬度為200 mm、厚度50 mm 的木墊板，同時立桿自由端不得大于500 mm，否則需增設(shè)縱橫雙向水平桿。

（2）水平桿。水平桿最大步距≤1.5 m，接長水平桿時一般可以選用對接扣件或者搭接方式進(jìn)行連接，但必須符合以下要求。第一，對接扣件設(shè)置過程中需要采用交錯設(shè)置方式，保證兩根相連的水平桿結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)在同區(qū)域，不同區(qū)域的接頭在水平方向上至少需要錯開500 mm 的距離。第二，采用搭接方式時要求長度大于1 m，并且設(shè)置3 個等距離旋轉(zhuǎn)扣件。第三，在主節(jié)點(diǎn)位置增設(shè)水平橫桿，并采用扣件固定。另外，每步縱、橫向水平桿應(yīng)雙向拉通。

（3）水平支撐。水平支撐是支撐架的重要結(jié)構(gòu)，為了消除架構(gòu)中的不穩(wěn)定因素，水平支撐布置可以選擇格構(gòu)連接方式，由豎向掃地桿和結(jié)構(gòu)桿交叉位置加固，從而保證支撐結(jié)構(gòu)具備良好的穩(wěn)定效果。

3.5 模板施工

3.5.1 板模施工

（1）模板設(shè)計。板模板采用扣件式鋼管支撐架+頂托+主梁（Φ48.3×3.6雙鋼管）+次梁（40 mm×80 mm 木方）+15 mm 膠合板的支模方案，采用整張鋪設(shè)、局部小塊拼補(bǔ)的方法，模板接縫應(yīng)設(shè)置在梁上。主梁跨度等于支架立桿間距；次梁間距不大于200 mm，且跨度等于主梁間距。通過掛通線找平主梁，根據(jù)標(biāo)高確定大梁頂面標(biāo)高，然后架設(shè)次梁，鋪設(shè)模板。立桿頂部設(shè)置頂托，伸出長度不應(yīng)大于200 mm；頂部支撐點(diǎn)位于頂層橫桿時應(yīng)靠近立桿，且不應(yīng)大于100 mm。

（2）施工流程。支撐系統(tǒng)的搭設(shè)→主梁與次梁安裝施工→木夾板鋪設(shè)施工→模板標(biāo)高與平整度校準(zhǔn)→拼縫處理→脫?！A(yù)檢。

（3）施工方法。首先通線，然后調(diào)整扣件式腳手架可調(diào)頂托的標(biāo)高，將其調(diào)至預(yù)定的高度；在可調(diào)頂托托板上架設(shè)主梁，主梁固定后架設(shè)橫楞，在其上方設(shè)置膠合板。在面板鋪設(shè)過程中，應(yīng)從四周向中間鋪設(shè)，完成面板鋪設(shè)后檢查并調(diào)整標(biāo)高，提高面板固定水平[4]。

3.5.2 梁模施工

梁模采用主梁（Φ48.3×3.6 雙鋼管）+次梁（40 mm×80 mm 木方）+15 mm膠合板的支模方案。梁模板支架宜與樓板模板支架綜合布置，相互連接、形成整體。梁底及側(cè)模采用雙鋼管作為主楞，梁底增加1 排支撐桿，側(cè)模采用M14 對拉螺栓加固，對拉螺栓水平間距500 mm。

（1）梁模板設(shè)計。梁模板設(shè)計環(huán)節(jié)，梁邦模板應(yīng)采用厚度為15 mm 的木膠板與規(guī)格40 mm×80 mm的木方配合使用，梁底部模板跨度超過4 m 時需要配置2塊底部模板，并且做好子口銜接。

（2）梁模板安裝順序。有效實(shí)施各軸線、邊線、標(biāo)高參數(shù)的檢驗(yàn)與復(fù)核→底部模板與底楞模板架設(shè)施工→側(cè)板安裝施工→鋼筋綁扎→豎楞安裝→梁截面尺寸與垂直度測量。

（3）施工方法。在模板梁底部位置利用頂托方式進(jìn)行支撐，支撐過程中頂托梁采用雙鋼管設(shè)計，自由度小于200 mm。結(jié)合實(shí)際軸線進(jìn)行梁底模板安裝，托梁利用雙鋼管進(jìn)行檢驗(yàn)。立桿下設(shè)置長度大于2 跨、寬度為200 mm、厚度為50 mm 的木墊板。另外，在模板鋪設(shè)過程中，應(yīng)遵循從四周向中心鋪設(shè)，要求在中心區(qū)域收口，并在對角邊位置進(jìn)行固定。對于主梁位置的起拱高度控制，應(yīng)做好模板沉降量、彈性變形量以及結(jié)構(gòu)變形的情況分析，考梁板起拱的跨度情況。樓面模板鋪設(shè)完成后，做好支架牢固性檢查，并且仔細(xì)清掃模板梁低。

3.6 搭設(shè)支模架

3.6.1 施工準(zhǔn)備

在開展支模架搭設(shè)過程中，要求技術(shù)人員嚴(yán)格遵循組織設(shè)計與施工要求，向施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，保證施工中提升安全性，做好構(gòu)建措施與參數(shù)交底，強(qiáng)度施工安全注意事項(xiàng)。在基礎(chǔ)環(huán)節(jié)需要做好支撐架縱向的方位線抄平。同時，應(yīng)檢查驗(yàn)收鋼管、扣件、腳手片等，嚴(yán)禁使用不合格產(chǎn)品。

3.6.2 搭設(shè)要求

鋼管采用Ф48.3，壁厚尺寸不小于3.6 mm，不得采用銹蝕、裂紋和彎曲的鋼管；立桿必須采用對接連接，且相鄰立桿的對接扣件不得設(shè)置在同一步內(nèi)；剪刀撐和其他桿件可采用搭接連接，搭接長度不少于100 cm，并不少于3 只扣件緊固；水平桿搭接長度不應(yīng)小于1 m，同時應(yīng)等距離設(shè)置3 個旋轉(zhuǎn)扣件固定[5]。

5 結(jié)語

制酒廠房通常采用框架結(jié)構(gòu)，在建設(shè)過程中會應(yīng)用到高大模板支護(hù)體系，因此施工過程中應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際要求，合理應(yīng)用施工工藝，切實(shí)保障制酒廠房高大模板施工的規(guī)范性，提升施工質(zhì)量和效率。