鋼筋混凝土景觀塔超高模板支撐施工技術

徐惠民

(福建省二建建設集團有限公司 福建福州 350003)

鋼筋混凝土景觀塔超高模板支撐施工技術

徐惠民

(福建省二建建設集團有限公司 福建福州 350003)

根據(jù)工程實際情況，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、加強穩(wěn)定性構(gòu)造措施等方法進行超高模板支撐體系的設計，提出過程控制要點和做法。

超高模板支撐；雙立桿；分段卸荷；節(jié)點構(gòu)造

E-mail:953108662@qq.com

1 工程概況

圖1 景觀塔剖面圖

長樂首占營前新區(qū)市體育中心的景觀塔，地上9層，建筑最高點標高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置9道斜梁支撐結(jié)構(gòu)，斜梁支撐結(jié)構(gòu)標高41.18～48.70m(圖1)；屋面層傘形結(jié)構(gòu)梁板最大懸挑達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標高處設置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；材料運輸現(xiàn)場布置一臺塔吊，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澆筑；模板采用木模板，滿堂支撐架又可作為外防護架和操作平臺。

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規(guī)范》，滿堂支撐架搭設最高為30m，而本工程滿堂支撐架需搭設49m。根據(jù)景觀塔結(jié)構(gòu)特點，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標高處設四道加強層，每道加強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 滿堂支撐架設計驗算

由于滿堂支撐架搭設高度49m，30m以下采用雙立桿，通過不同力學計算模型分別驗算支撐架的承載力和穩(wěn)定性，驗算鋼管時按Φ48×3.0的截面計算。按現(xiàn)行《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》2011版規(guī)范規(guī)定，分別對頂層、底層和30m雙立桿處立桿段驗算。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，取板底支撐驗算。

3.1 頂層處立桿驗算

板支撐頂層立桿段：

立桿允許長細比驗算：

根據(jù)規(guī)范規(guī)定：當驗算立桿允許長細比時，取k=1,

立桿強度驗算：

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：

立桿允許長細比驗算：

l02=kμ2h =1.0×1.993×1200=2391.6mm

λ2=l02/i=2391.6/15.9=150.4≤[λ]=210。

立桿強度驗算：

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)有關試驗表明：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，即減為原來的64%，經(jīng)7步以后減為50%，即由主副立桿平均負擔，故雙立桿部分荷載按主副立桿平均分配計算[3]，則：

立桿長細比λ計算同上面變截面處；

其中NGik增加了支撐架架體自重，按gk=0.1630kN/m，立桿計算長度系數(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)點施工技術

4.1 支撐架立桿基礎處理

根據(jù)場地地質(zhì)情況，采用砂石級配將承臺周邊(屋面投影加2m范圍內(nèi))回填至承臺面，并進行夯實，回填密實度不小于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

將屋面結(jié)構(gòu)投影到地基基礎上，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行；根據(jù)梁板立柱間距在基礎地面上作出標志，確定立桿的支設位置平面圖；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澆筑，架體隨結(jié)構(gòu)同步搭設。本工程標高30.00以下采用雙立桿，具體布設立柱、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 加強層設置

為了加強滿堂支撐架的整體剛度，在10m、20m、30m和40m處共設置4道水平加強層(見圖4加強層大樣圖)，水平加強層采用Φ48.3×3.6將該標高處的此步距高度的縱橫水平拉桿通過加設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)向設置兩道鋼絲繩斜拉。

圖4 加強層大樣圖

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置9個連墻件，將滿堂支撐架與已經(jīng)澆筑的塔身結(jié)構(gòu)拉結(jié)(連墻件大樣詳見圖5)，增強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澆筑，42.7m標高以上施工程序為：先進行墻柱及斜撐混凝土的澆筑，再進行屋面層混凝土施工；筒體砼澆筑采用汽車泵進行澆筑，為避免泵送產(chǎn)生振動，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行澆搗，屋面梁板混凝土應均勻?qū)ΨQ地沿塔身筒體往外澆筑。

5 結(jié)語

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)了設計方案的效果，并減少了工程成本投入，確保了工期，工程質(zhì)量得到了有關單位的一致認可。通過本工程實踐證明：

(1)對于超過規(guī)范規(guī)定高度的滿堂支撐架，應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，并應通過專門設計和專家論證。

(2)對于超高滿堂支撐架規(guī)范規(guī)定通過增加構(gòu)造措施的方法來考慮超高支撐的影響，在承載力計算方面仍然按普通支撐的算法，但對超高支撐穩(wěn)定性承載存在不安全隱患，應加強剪刀撐與加強層的設置和扣件連接節(jié)點的連接質(zhì)量控制，使其對立桿提供的側(cè)向支撐達到剛性支撐的要求。

[1]JGJ 162-2008,建筑施工模板安全技術規(guī)范[S].

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

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

徐惠民(1963- )，男，高級工程師，一級注冊建造師,主要從事建筑施工技術、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，高級工程師，一級注冊建造師。

2015-12-01

TU74

A

1004-6135(2015)12-0056-04