承插型盤扣式鋼管模板支架結合獨立支撐早拆體系的設計與施工

孫祖根

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

隨著當今社會建設的日益發展和城市化進程的加快，城市造型獨特、形狀多變的超高層開發也越來越受到政府的高度重視和社會的日趨關注。

傳統的超高層建筑主要分為以下3種：

1）鋼筋混凝土結構——鋼筋混凝土框架＋鋼筋混凝土核心筒。

2）鋼結構——鋼框架＋內鋼框筒。

3）混合結構——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，混合結構中鋼骨混凝土柱＋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注。

造型多變的現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，施工質量難以保證，混凝土澆筑后樓板表觀質量差。

1 設計思路

經過對多個超高層項目混凝土澆筑質量的控制調研分析，對模板支架體系的技術研討分析，以及現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準化、規范化的施工方法，具有承載力大、搭設效率高、節點穩定性好、整體可靠性高、施工綜合成本低等優點[2]。

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

盤扣架結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，提高施工質量，同時減少了盤扣架體的使用量，使支架搭設更為便捷。

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契合度高。因此將盤扣架＋木工字梁的模板支架體系再結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合獨立支撐早拆體系，具有易于施工、節約材料、縮短工期、提高施工質量等優點，不僅適用于方正、有規則的超高層建筑施工，還適用于造型獨特、外形不規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錢江世紀城，規劃成為綜合商務辦公樓、五星級酒店及精品商業等功能為一體的綜合大型項目。項目用地面積約77 572 m2，塔樓上部結構63層，建筑高度達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構，均呈橢圓形，建筑形態隨著高度不斷收進變化。不同于傳統外框鋼結構的超高層建筑，本工程采用鋼筋混凝土核心筒＋勁性鋼骨圓柱作為結構豎向支撐體系，鋼筋混凝土梁板構成樓蓋結構[4]。雙塔間1—5層區域設有跨度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架屋面將兩幢塔樓相連接，塔頂設有鋼框架塔冠，形成代表杭州的H形造型。

3 施工難點分析

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

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，為杭州市地標性建筑、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、設計一種新型超高層施工工藝來避免各種質量問題的發生，達到更好的超高層施工質量，并力爭取得一定的社會和經濟效益。

4 承插型盤扣式鋼管模板支架結合獨立支撐早拆體系設計

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標準層采用承插型盤扣式鋼管模板支架結合獨立支撐早拆體系。

4.1 梁下模板支架體系設計

本工程標準層梁截面有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。

經過計算，面板采用厚15 mm覆面木膠合板，模板下鋪設2～4根小梁，小梁采用40 mm×90 mm木方，沿梁縱向布置。小梁下設水平托梁，采用φ48 mm×2.5 mm水平單鋼管。托梁下設承重立桿，采用φ48 mm×3.2 mm盤扣架搭設，立桿頂端為可調頂托，底部為可調底座。梁底兩側立桿間距為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）。

在經過嚴格計算的同時還增加了一定的構造措施來確保受力安全、整體穩定和變形可控。

1）底部設置掃地桿，掃地桿的最底層水平桿離地高度不應大于550 mm。

2）架體搭設完成后應按規范要求加設足夠的剪刀撐。

3）搭設時，必須設置臨時斜撐，以防整體偏移。

4）模板支架宜與周圍已建成的結構進行可靠連接。

4.2 板下模板支架體系設計

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

根據板底不同跨度大小，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計

混凝土澆筑完成后，待混凝土達到一定的設計強度，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 模板支架搭設工藝及流程

1）模板支架搭設流程：定位彈線→設置基礎墊板→橫向水平桿→縱向水平桿→剪刀撐→再循環進行立桿、水平桿、剪刀撐的施工至頂面。

2）搭設流程、搭設要求、構造要求詳見JGJ 231—2010《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程》。

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→按照模板早拆設計拆除盤扣支架→強度達到100%后拆除獨立支撐

4.5.2 模板排架拆除條件

增設1組同條件養護試塊，檢驗第1次拆除模架時的混凝土強度，當同條件養護試塊強度達到設計強度的50%并不低于10 MPa時，可進行模板排架拆除；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

模板主次梁應按照先裝后拆，后裝先拆的原則進行，拆除的模板和主次梁應逐塊、逐根傳遞下放；模板拆除過程中，嚴禁擾動保留的獨立支撐，養護過程中，支撐應始終處于承受荷載狀態，支撐體系與結構荷載傳遞的轉換應可靠。

設有早拆頭的獨立支撐，在拆除模板時，應啟動早拆機構，敲擊插板使承托下降，依次拆除主次梁或模板，嚴禁調節支撐高度。

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按規定確定。

2）多個樓層間連續支模的底層獨立支撐拆除時間，應根據連續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，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，增強樓板面標高控制、樓板平整度控制，有效控制超高層現澆混凝土樓板質量；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計與施工的要點，可為類似超高層建筑模板支架體系設計與施工提供參考。