當(dāng)前建筑市場(chǎng),出現(xiàn)許多樓層高、跨度大的建筑結(jié)構(gòu)形式,因此在建筑工程中采用超常規(guī)高支?,F(xiàn)澆混凝土施工的情況越來越多。在高支模現(xiàn)澆混凝土施工中,由于設(shè)計(jì)計(jì)算和施工技術(shù)措施不當(dāng)以及地基基礎(chǔ)下沉,導(dǎo)致支承系統(tǒng)失穩(wěn)引起系統(tǒng)倒塌而發(fā)生重大傷亡事故的案例近年并不少見。各地建設(shè)主管部門都對(duì)高支模施工管理非常重視,制定有相關(guān)的管理措施。本文通過一個(gè)成功實(shí)例,介紹如何根據(jù)施工規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)情況,采取有效措施,以保證工程高支模施工得到安全、可靠的實(shí)施。
1、 工程概況
本工程為一層工業(yè)廠房,建筑面積3300m2(剪力墻結(jié)構(gòu)),現(xiàn)澆鋼筋混凝土頂板6500(長)×13500(寬)×1500mm(厚),標(biāo)高13~14.5m。其施工難度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出澆大體積砼,在建筑施工過程中,同時(shí)根據(jù)有關(guān)規(guī)定,對(duì)該高支模系統(tǒng)必須進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì),采取特殊施工技術(shù)措施。對(duì)高支模系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和變形計(jì)算復(fù)核(見圖1)
圖1 支模架布置圖
2、 方案設(shè)計(jì)
該頂板支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用扣件式鋼管腳手架搭設(shè)。鋼管選 用外徑φ48,壁厚3.5mm的高頻焊接管,立桿間距400×400mm,橫桿步距1500mm,頂部三道步距為1000mm,縱、橫方向每3m設(shè)置一道剪刀撐,距地面30cm設(shè)置縱橫向掃地桿;板底模板選用優(yōu)質(zhì)18mm厚膠合板,底枋(@250mm)及橫楞采用50×100松木枋??奂馁|(zhì)楞采用KT33-8的技術(shù)要求??够苿?dòng)力取〔τ〕=7kN。鋼管特性參數(shù):截面面積A=4.89cm2,截面承載力〔N〕=27.5kN。
3、 計(jì)算復(fù)核
(1) 荷載計(jì)算
鋼筋混凝土自重:
24kN/m3×1.5=36kN/m2
鋼筋自重:6.2kN/m2
模板自重:1kN/m2
施工荷載:2.5kN/m2
振動(dòng)荷載2.0kN/m2
傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載2.0kN/m2
恒荷載、活荷載分項(xiàng)系數(shù)分別取1.2和1.4
Q=1.2×(36+6.2+1)+1.4×(2.5+2.0+2.0)=51.84+9.1=60.94kN/m2
(2) 鋼管及扣件抗滑能力驗(yàn)算:
每根鋼管承受的軸向荷載為:N=60.94×0.4×0.4=9.75kN<2〔N〕=27.2kN,滿足要求。
在每根立桿最上部受力橫桿采用雙扣件聯(lián)接,則:
N=9.75kN<2〔τ〕=2×7=14kN,
采用雙扣件滿足扣件抗滑要求。
(3) 鋼管穩(wěn)定性驗(yàn)算:
鋼管截面尺寸:ф48×3.5mm,截面面積A=489mm2、回轉(zhuǎn)半徑:?。?5.78mm;
考慮不利因素,立桿的計(jì)算長度系數(shù)?取1.5,長度l取1500mm,則立桿的長細(xì)比λ=μl/i=1.5×1500/15.78=142.6
由λ值查得構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)Ψ=0.3376
N/ΨA=9.75×103/0.3376×489=59.06N/mm2 =205N/mm2
驗(yàn)算結(jié)果表明鋼管立桿的穩(wěn)定性滿足要求。
4、 安全措施
(1) 嚴(yán)格按設(shè)計(jì)方案施工,并加強(qiáng)對(duì)施工過程中的檢查,做以檢查有記錄及完整的會(huì)簽,對(duì)隱患要做到按三定措施落實(shí)整改,確保施工安全。
(2) 該系統(tǒng)支撐荷載較大,支撐系統(tǒng)搭設(shè)施工質(zhì)量至關(guān)重要,必須有足夠的構(gòu)造措施來保證萬無一失,該工程利用四周已滿足強(qiáng)度要求的剪力墻卸荷,底部掃地桿、剪刀撐、縱橫向設(shè)置水平拉桿都與剪力墻可靠連接,以減少作用到支撐上的荷載;
(3) 立桿基礎(chǔ)為先澆筑的地面混凝土上,基礎(chǔ)承載力滿足要求,立桿底部采用底座構(gòu)件,立桿采用穿心套接接駁,同一截面內(nèi)對(duì)接應(yīng)錯(cuò)開;
(4) 縱橫向設(shè)置水平拉桿,每部的縱橫向水平拉桿必須拉通,水平拉桿采用搭接,嚴(yán)禁采用對(duì)接方式;
(5) 設(shè)置縱橫向掃地桿(距地面30cm)及剪刀撐,剪刀撐每3m設(shè)置一道,與立桿有可靠的連接;
(6) 首先應(yīng)嚴(yán)格加強(qiáng)對(duì)鋼管及扣件的質(zhì)量檢查,驗(yàn)收合格后方可投入使用,特別是扣件的本身該支模系統(tǒng)的穩(wěn)定性由扣件的抗滑力決定。
(7) 系統(tǒng)搭設(shè)完成后應(yīng)及時(shí)檢查驗(yàn)收,特別對(duì)扣件安裝質(zhì)量采用測(cè)力扳手進(jìn)行檢查。如果扣件失效,會(huì)使立桿計(jì)算長度和長細(xì)比增大,導(dǎo)致立桿的承載力降低;
(8) 施工過程中,混凝土及其他設(shè)備堆放應(yīng)符合施工方案規(guī)定要求,嚴(yán)禁超載,盡量使支撐系統(tǒng)受力均衡。這種系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性一般能滿足要求。但單根立桿的承載力較少,不能承受過大的集中荷載,以防止由于因局部構(gòu)件失穩(wěn)而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。
該工程施工過程中,由于各有關(guān)單位的高度重視,嚴(yán)格按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)的要求執(zhí)行,采取措施適當(dāng),施工過程中未發(fā)生任何安全事故,現(xiàn)已交付使用。