單面支模施工技術(shù)

1、1 單面支模施工技術(shù)張 建 安【摘要】單面支?，F(xiàn)在沒有更好的支模體系，該文介紹了采用扣件式鋼管架為模板支撐體系的單面支模架。采用單面支模的重點(diǎn)和難點(diǎn)是控制澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)模板上浮及因此而出現(xiàn)的脹模?！娟P(guān)鍵詞】 筏板基礎(chǔ)單面支模龍骨鋼管架地錨一概況項(xiàng)目位于海淀區(qū)，總建筑面積29090.86m2，檐高 54。55m，地下室 4層， 主體地上 15層.地下四層至地下一層層高分別為4.8m、3.6m、3.6m、4.2m,外墻厚度分別為 500mm、350mm。該工程基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ),主體結(jié)構(gòu)為框架 -核心筒結(jié)構(gòu)。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告、周邊實(shí)際情況及建設(shè)單位要求，地下室深基坑支護(hù)采用了鉆孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力錨桿

2、護(hù)坡技術(shù)，其護(hù)壁外皮距地下室外墻皮間距為450mm,在外墻外側(cè)設(shè)防水層及防水保護(hù)磚墻。地下室結(jié)構(gòu)外墻外側(cè)模板利用成型防水保護(hù)墻，里側(cè)所用模板則只能采用單面支模。二單面支模方案確立該工程地下室混凝土外墻所用模板總面積約3000m2,最大層高 4.8m,其模板支設(shè)難度及規(guī)模均較大.本工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量目標(biāo)為創(chuàng)北京市“ 結(jié)構(gòu)長城杯，其中混凝土墻體平整度、垂直度偏差均應(yīng)控制在3mm 之內(nèi)。這是長城杯的標(biāo)準(zhǔn)，也是我們企業(yè)的要求.為確保質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，擬定了多種模板方案：某模板公司提供的單面支模資料，是采用20#工字鋼為支撐 ,12#槽鋼為龍骨的模板體系，此模板體系是參照國外資料設(shè)計(jì)，在北京沒有應(yīng)用實(shí)2 例,如

3、果采用，其加工量大、成本高、專用性強(qiáng)。另外考慮本工程沿外墻連接汽車坡道、通風(fēng)豎井、電梯井及樓梯間，其定型模板很難適用。經(jīng)比較確定采用竹膠板為模板面板,50 100mm木方為次龍骨，2 根 48（t=3。 5mm)鋼管為主龍骨，扣件式鋼管架為模板支撐體系的單面支模方案。其主要優(yōu)點(diǎn)：材料通用性強(qiáng)、重復(fù)利用率高，有利于降低成本，對周邊坡道、井筒等多種形式的外墻適應(yīng)性強(qiáng).其存在缺點(diǎn)：扣件式鋼管架在側(cè)向受力情況下容易變形，這也是本工程單面支模施工的控制點(diǎn). 三施工要點(diǎn)3.1 單面支模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)外墻模板主要分兩部分：模板與龍骨，單面支模支撐系統(tǒng)。3。1。1 模板與龍骨模板板面采用厚 1518mm竹膠板，次

4、龍骨采用50 100mm木方,主龍骨采用 2 根 48 （t=3.5mm）鋼管；主次龍骨間距在計(jì)算允許跨度內(nèi)根據(jù)支撐受力情況進(jìn)行調(diào)整 .如:在模板最大側(cè)壓力加施工荷載的情況下，竹膠板允許跨度(即按簡支 )300mm，設(shè)計(jì)時(shí)采用250mm，是為了減小次龍骨跨度，減少其線載，最終設(shè)計(jì)主龍骨跨度為600 mm。3。1。2 支撐系統(tǒng)采用扣件式鋼管架。支撐系統(tǒng)由鋼管架、地錨、可調(diào)支撐三部分組成，如圖 1 所示。 鋼管架 : 立桿間距700 1000mm,其中水平支撐間距根據(jù)模架立桿橫向間距確定為 700mm。架子縱向進(jìn)深（指垂直模板架子后伸距模板）一般宜設(shè)定為不3 少于 1.5h（h 為砼澆筑高度）。縱

5、橫向水平桿間距以主龍骨上下間距為準(zhǔn)；但是局部采用鋼模板時(shí)，其主龍骨間距較大,水平支撐間距過大不利于支架的穩(wěn)定性，一般采用600-700mm，與鋼模龍骨不合模數(shù)時(shí)可增加剛度較好的立龍骨，或增加平行主龍骨的水平龍骨。剪刀撐的設(shè)置分兩種：第一種與剖面相應(yīng)的正反向剪刀撐，見圖1.主要將自下而上各水平桿受力后，整個(gè)架子成為剛體。第二種水平剪刀撐,一般高度小于 4m 的墻體上下設(shè)兩道， 5m 以下設(shè)三道， 6m 以下設(shè)四道； 主要作用是保證沿模板走向的剛度。水平剪刀撐間距與剖面相似,間隔一立桿布置呈剪刀撐。所有剪刀撐與水平桿或立桿相交處必須用扣件連接才能保證架子的剛度。要求采用十字扣件連接，即豎向剪刀撐與

6、水平桿連接,水平剪刀撐與立桿連接。 地錨地錨分兩種：第一種為主地錨，支撐架在荷載作用下產(chǎn)生水平和向荷載假設(shè)支點(diǎn)主地錨fyfx圖-2 支撐架受力圖4 上分力靠主地錨拉牢 (縱向間距700mm） ，見圖 -2。第二種為輔助地錨用于抵抗架子往后的水平力,實(shí)際上減少了主地錨的荷載，增加了安全系數(shù)，見圖-1.從圖 2 計(jì)算主地錨其合力最高達(dá)110kn，對于主地錨完全可以滿足，但是組成鋼管架的扣件及被拉的水平管可能無法承受這個(gè)荷載。對圖-2 進(jìn)行分析，在鋼管架有足夠剛度情況下架子位移主要是向后水平力,所以增加輔助地錨是有效方法. 主地錨主要承受拉力，設(shè)置時(shí)按砼結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋吊環(huán)考慮.采用材料宜用hpb235

7、鋼筋制作，地錨內(nèi)拉應(yīng)力不應(yīng)大于50n/mm2，如因砼一次性澆筑高度過高，受力較大時(shí)可考慮設(shè)置雙地錨加以處理，但一般以控制砼澆筑速度為妥。主地錨按此拉應(yīng)力設(shè)置時(shí)（地錨用鋼筋植筋）,最好焊接在構(gòu)件主筋上，焊縫長度不小于5d。為確保地錨的剛度 ,主地錨露出砼面長度根據(jù)用材直徑一般不宜超過70mm 為宜。輔助地錨主要承受水平力，即對于地錨而言是受抗剪,一般根據(jù)模架的鋼管立管模數(shù)設(shè)置。在埋設(shè)地錨時(shí)盡量根據(jù)立管模數(shù)設(shè)置，埋入砼面不少于 10d。立管與地錨連接時(shí)確保連接點(diǎn)盡量靠近砼地面,以確保地錨的剛度 .輔助地錨主要起到加固模架，在主地錨受力產(chǎn)生應(yīng)變后方起作用，故宜在距主地錨最近一排立管根部設(shè)置?？烧{(diào)支撐

8、：架子與模板間 200250mm間距是靠可調(diào)支撐調(diào)節(jié)以便保證受力均勻。一般采用600mm 可調(diào)支撐頭，其絲杠伸出鋼管不大于40l（約 200250mm） ，否則需要增設(shè)橫向拉桿進(jìn)行加固。3.2 單面支模的準(zhǔn)備工作5 3。2。1 按方案要求進(jìn)行竹膠板模板的加工配置。3。2。2 按計(jì)劃準(zhǔn)備好合格的鋼管扣件，且提前3 天進(jìn)場。3.2。3 外墻單面模支設(shè)前，先澆筑內(nèi)側(cè)框架柱混凝土,待其強(qiáng)度達(dá) 50以上時(shí)方可施工 ,以便與模板架連接。3.2.4 在澆筑底板或地梁前事先將預(yù)埋件按要求埋設(shè). 3.3具體施工技術(shù)要求3。3。1 預(yù)先將模板小龍骨釘在一起，用“ 山字形卡子將雙鋼管組合好，再用鉤頭螺栓掛在模板上

9、. 3.3。2 支撐系統(tǒng)所有縱橫水平管都與立桿連結(jié)，豎向剪刀撐可以與水平管連接，水平剪刀撐可以與立桿連接但必須緊靠結(jié)點(diǎn)，所有扣件都采用十字扣件.按計(jì)算要求每個(gè)交叉點(diǎn)都要鎖緊扣件。3。3.3 桿件必須按層次擺放 ,不得隨意更改，剪刀撐設(shè)在立桿兩側(cè). 3.3。4 主地錨必須上緊壓板螺栓，由于螺栓長度、螺母限位等情況不能上緊時(shí),可以用相應(yīng)直徑的短鋼管墊在螺母下再上緊，另用10鋼絲繩、2t 花籃螺栓與第三步橫桿拉牢. 3.3。5 第一排輔助地錨位于兩主地錨之間，將輔助地錨用木方卡緊模板，并用 10鋼絲繩、 2t 花籃螺栓與第三步橫桿拉牢。3。3。6 將埋設(shè)于第 2-5 排橫桿之后輔助地錨 (縱向間距

10、700mm）用扣件鎖緊，防止架子向上及向后位移. 3.3.7將整個(gè)支撐架與內(nèi)側(cè)框架柱用鋼管扣件進(jìn)行抱箍連接,連接前必須先將框架柱用木板保護(hù)好已成型的四角。四施工體會(huì)6 橫桿立桿剪刀撐4。1 由于鋼管支撐架子十分密集，用工量大、時(shí)間長,通過對方案的進(jìn)一步改進(jìn),設(shè)計(jì)了預(yù)制支撐架 (如圖-3 示)。分段將支撐架搭設(shè)好隨時(shí)吊裝入位，反復(fù)利用，解決了用工多、工期長的問題. 圖-3 預(yù)制支撐架詳圖4。2 在整個(gè)地下室外墻施工過程中，嚴(yán)格按單面支模施工方案組織施工，通過對模板制作、安裝及混凝土澆筑等施工工序的過程控制，混凝土成型觀感質(zhì)量及墻體平整度、垂直度偏差均控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi),經(jīng)質(zhì)檢部門檢驗(yàn)和有關(guān)專

11、家評審，達(dá)到了北京市結(jié)構(gòu)長城杯要求。五墻模板計(jì)算書計(jì)算參照建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范 (jgj1622008)、 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50010-2002)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 (gb 500172003）、組合鋼模板技術(shù)規(guī)范(gb50214 2001）、木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （gb 50005-2003) 、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （gb 500092001）等編制。5。1 墻模板基本參數(shù)計(jì)算斷面寬度 500mm, 高度4800mm 。模板面板采用 18mm 竹膠板。內(nèi)龍骨間距 250mm ，內(nèi)龍骨采用 50100, 外龍骨采用雙鋼管 483.0 。水平支撐鋼管布置 10道，在斷面內(nèi)水平間距7 150+5

12、00+500+500+500+500+500+500+500+500mm,斷面跨度方向間距 700mm 。5.2 墻模板荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算強(qiáng)度驗(yàn)算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計(jì)值；撓度驗(yàn)算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力產(chǎn)生荷載標(biāo)準(zhǔn)值。新澆混凝土側(cè)壓力計(jì)算公式為下式中的較小值：其中c 混凝土的重力密度，取 24。000kn/m3；t - 新澆混凝土的初凝時(shí)間，為0時(shí)（表示無資料 ) 取200/ （t+15）, 取5。710h； t 混凝土的入模溫度，取 20.000； v 混凝土的澆筑速度，取 2。500m/h; h 混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面總高度，取4.800m；1 外加

13、劑影響修正系數(shù)，取 1。000；2 混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取0.850 。根據(jù)公式計(jì)算的新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值 f1=40.520kn/m2，實(shí)際計(jì)算中采用新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值 f1=40.550kn/m2，頂部新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值取 4。800kn/m2.倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 f2= 6 。000kn/m2.5。3 墻模板面板的計(jì)算面板為受彎結(jié)構(gòu)，需要驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛度. 模板面板的按照三跨連續(xù)梁計(jì)算。面板的計(jì)算寬度取 4.80m.荷載計(jì)算值 q = 1.240。5504.800+1。46.0004。800=273.888kn/m面板的截面慣性矩 i 和截面抵抗矩 w 分別為

14、：本算例中 , 截面抵抗矩 w 和截面慣性矩 i 分別為： w = 480。001。801。80/6 = 259.20cm3； i = 480.001.80 1。801。80/12 = 233.28cm4；8 計(jì)算簡圖剪力圖(kn)彎矩圖(kn.m)經(jīng)過計(jì)算得到從左到右各支座力分別為 n1=25。563kn n2=70.298kn n3=70。298kn n4=25。563kn最大彎矩 m = 1.491kn.m最大剪力 q = 38.344kn最大變形 v = 0 。3mm9 (1)抗彎強(qiáng)度計(jì)算經(jīng)計(jì)算得到面板抗彎強(qiáng)度計(jì)算值 f = 1.49110001000/259200=5。752n/mm

15、2面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f ，取30。00n/mm2；面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 f f ，滿足要求！ (2)抗剪計(jì)算截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值 t=338.3/ （24800.00018.000)=0 。666n/mm2截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 t =1.40n/mm2抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 t t ，滿足要求！ (3）撓度計(jì)算面板最大撓度計(jì)算值 v = 0 。262mm面板的最大撓度小于 250.0/400 ，滿足要求！5。4 墻模板內(nèi)龍骨的計(jì)算內(nèi)龍骨直接承受模板傳遞的荷載，按照連續(xù)梁計(jì)算。內(nèi)龍骨底部荷載按照底部面板最大支座力除以面板計(jì)算寬度得到。內(nèi)龍骨頂部荷載按照頂部面板最大支座力除以面板計(jì)算寬度得到。底部荷載 q1 =

16、 70 。298/4 。800=14.645kn/m頂部面板荷載設(shè)計(jì)值 q = 1.2 4。8004。800+1.46.0004。800=67.968kn/m頂部最大支座力 n = 1.1ql = 1.167.9680.250=18.691kn頂部荷載 q2 = 18 。691/4.800=3.894kn/m內(nèi)龍骨按照均布荷載下多跨連續(xù)梁計(jì)算。內(nèi)龍骨計(jì)算簡圖10 內(nèi)龍骨剪力圖 (kn）內(nèi)龍骨彎矩圖 (kn。m ）經(jīng)過計(jì)算得到最大彎矩 m= 0.342kn。m經(jīng)過計(jì)算得到最大支座 f= 7 。774kn經(jīng)過計(jì)算得到最大剪力 q = 4 。017kn經(jīng)過計(jì)算得到最大變形 v= 0 。1mm內(nèi)龍骨的

17、截面力學(xué)參數(shù)為本算例中，截面抵抗矩 w 和截面慣性矩 i 分別為： w = 5。0010.00 10.00/6 = 83。33cm3; i = 5.0010.0010.0010。00/12 = 416 。67cm4； (1）內(nèi)龍骨抗彎強(qiáng)度計(jì)算抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f=0.342 106/83333。3=3.91n/mm2內(nèi)龍骨的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于16.5n/mm2，滿足要求！ (2)內(nèi)龍骨抗剪計(jì)算截面抗剪強(qiáng)度必須滿足： t = 3q/2bh t截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值 t=34017/(2 50100)=1。205n/mm2截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值t=1。60n/mm211 內(nèi)龍骨的抗剪強(qiáng)度計(jì)算滿足要求！（3)內(nèi)龍骨撓度計(jì)算最大變形 v =0 。1mm內(nèi)龍骨的最大撓度小于 500.0/250 ，滿足要求！5.5 墻模板外龍