模板支架基礎(chǔ)及頂板均為斜坡面施工方法探討

1、模板支架基礎(chǔ)及頂板均為斜面施工方法探討摘要 以工程實(shí)例探討基礎(chǔ)及支撐面為較小坡度斜面情況下扣件式鋼管支模體系設(shè)計(jì)及施工，研究類似工程特別是城市建設(shè)中過街地道模板支架施工運(yùn)用。關(guān)鍵詞 模板 支架 坡度 斜面一、 工程概況濟(jì)南西客站場(chǎng)站一體化工程位于濟(jì)南西區(qū)高鐵站房以東，濟(jì)西東路以南，站東路以西，站前路以北合圍區(qū)域。項(xiàng)目處于濟(jì)南西區(qū)交通樞紐中心，集高鐵、地鐵、公交、長(zhǎng)途客運(yùn)于一體。地下通道工程包括六處人行地下通道和兩處地下車庫(kù)出入口。市政通道和汽車坡道基礎(chǔ)均為筏板結(jié)構(gòu)，頂板為板式結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)底板及頂板縱向分段，部分分段基礎(chǔ)及頂板均為斜面，斜面主要坡度為1：12、1：20（5%），坡度較小。我方施工的

2、市政通道設(shè)計(jì)參數(shù)具體見下表：市政地下通道主要參數(shù)表通道名稱長(zhǎng)度(m)寬度(m)底板厚度(mm)頂板厚度(mm)支模高度(mm)坡度段數(shù)備注通道一5512120010035001:121通道三56.2875065040001:122二、 方案選擇及需要解決的主要問題1、方案選擇本工程模板支架采用扣件式鋼管滿堂腳手架。2、需要主要需要解決的問題根據(jù)工程特點(diǎn)，模板支架主要需要解決三個(gè)問題：1）、模板支架立桿根部在斜坡基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性包括立桿根部因平行斜坡面荷載而產(chǎn)生的平行于坡面位移，以及頂板荷載向下分力對(duì)立桿根部產(chǎn)生力矩而旋轉(zhuǎn)。如下圖所示。2）、模板支架立桿頂端穩(wěn)定性主要是頂板荷載平行斜坡面分力對(duì)立桿

3、頂部分力產(chǎn)生位移。如下圖所示。3）、模板支架縱向整體上性因縱向坡度形成縱向水平桿不連續(xù)且與橫向水平桿不能在同一高度接觸，從而造成支架縱向整體性相對(duì)較差。如下圖3、主要問題的解決措施上述坡道坡度較小（1：12），平行坡度方向荷載分力較小，因此解決上述問題主要通過構(gòu)造措施來解決。1）、支架根部在支架基礎(chǔ)平面位置預(yù)埋25鋼筋，并將立桿底部套住鋼筋從而限制立桿根部位移和旋轉(zhuǎn)。2）、支架頂端采用斜撐支撐在底板上并連接支架頂部立桿形成穩(wěn)定三角形支撐。斜撐必須與相接觸的立桿連接成整體，使支架桿件共同發(fā)揮作用。3）、縱向水平桿盡量連續(xù)通過，無法通過時(shí)通過水平桿向鄰跨延伸搭接一跨形成連接。三、 構(gòu)造要求因本工程

4、坡度較小，荷載在平行于坡面的荷載分力較小（只有十二分之一），支架計(jì)算可不考慮坡向分力影響；因此模板支架構(gòu)造上在滿足規(guī)范要求之外，尚須根據(jù)上述第二條中提出主要問題進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)處理。具體構(gòu)造加強(qiáng)做法如下：1、 措施在基礎(chǔ)底板施工時(shí)預(yù)埋25鋼筋，長(zhǎng)度500，錨入底板350，外露150mm。模板支架搭設(shè)時(shí)將立桿套在預(yù)埋鋼筋上。預(yù)埋鋼筋間距按縱橫方向均為四跨梅花型布置。預(yù)埋鋼筋布置，基礎(chǔ)鋼筋綁扎完畢后，在基礎(chǔ)上層鋼筋網(wǎng)上按模板支架立桿布置放線預(yù)埋，并焊接牢固，嚴(yán)禁伸至底板底部。設(shè)置防位移和旋轉(zhuǎn)預(yù)埋鋼筋處不再設(shè)墊板和底座。2、 立桿頂端防位移措施頂端移位采用斜撐連接頂部立桿并將斜撐鋼管套在基礎(chǔ)底板預(yù)埋鋼筋

5、上進(jìn)行防治。斜撐鋼筋采用25鋼筋，長(zhǎng)度500，錨入底板350，外露150mm。斜撐預(yù)埋鋼筋間距縱橫向按四跨梅花型布置，并與模板支架斜撐設(shè)置一致。斜撐預(yù)埋鋼筋斜向埋入基礎(chǔ)底板，施工做法同立桿預(yù)埋鋼筋。模板支架斜撐根部套在預(yù)埋鋼筋上，并用扣件連接立桿頂部、根部及跨內(nèi)接觸的事立桿，防止立桿頂部位移的同時(shí)，加強(qiáng)滿堂架整體性。3、 滿堂架整體性加強(qiáng)措施因縱向坡度影響，模板支架水平桿無法按設(shè)計(jì)的步距連續(xù)完整地與立桿相連接，致使模板支架縱向整體性相對(duì)較差。處理辦法：將縱向水平桿在不連續(xù)部位向鄰跨延伸一跨進(jìn)行搭接，使不連續(xù)水平桿通過搭接形成整體。四、 搭設(shè)及拆除施工工藝本工程模板支架構(gòu)造復(fù)雜，搭設(shè)難度較大，重

6、點(diǎn)需要解決預(yù)埋鋼筋位置及縱向水平桿位置。支架搭圖見通道支架縱向立面圖和通道支架橫向立面圖。1、 搭設(shè)施工工藝底板鋼筋綁扎預(yù)埋鋼筋放線預(yù)埋底板混凝土澆筑滿堂支架放線預(yù)埋鋼筋修整通長(zhǎng)墊板放置縱向掃地桿排放立桿安裝橫向掃地桿縱向水平桿橫向水平桿斜撐剪撐頂托安裝調(diào)節(jié)主楞安裝次楞擺放模板安裝預(yù)埋鋼筋位置根據(jù)控制線在底板面層鋼筋上放線后預(yù)埋固定，位置要準(zhǔn)確。混凝土澆筑后放線時(shí)要檢查預(yù)埋鋼筋位置并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。水平桿豎向位置根據(jù)標(biāo)高線和水平桿步距拉線控制。拉線要從兩個(gè)端頭將線拉直拉緊。斜撐必須將鋼管套在預(yù)埋斜鋼筋上后與立桿頂部固定，根部與頂端之間的立桿也要用扣件固定。縱向水平桿在不連續(xù)位置必須延伸至

7、鄰跨形成有效的一跨搭接，確保滿堂架的整體性。2、 拆除施工工藝拆除工藝與安裝工藝相反，先安后拆，后安先拆，并遵守由上而下順序。五、 驗(yàn)收此模板支架驗(yàn)收重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)立桿及斜撐根部是否有效套在預(yù)埋鋼筋上，斜撐頂端是否與立桿連接牢固，以及縱向水平桿不連續(xù)位置搭接長(zhǎng)度是否滿足一跨。六、 通道支架搭設(shè)立面圖1、 通道支架縱向立面圖2、 通道支架橫向立面圖七、 計(jì)算書因通道坡度較小，其荷載斜向分力較小，只有十二分之一豎向荷載，因此支架模板計(jì)算只考慮豎向重用。計(jì)算書參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)，考慮立桿頂端自由端長(zhǎng)度不大于500mm，頂托出立桿長(zhǎng)度不大于300mm。通道模板

8、支架的計(jì)算采用品茗安全計(jì)算軟件。通道模板支架的計(jì)算依據(jù)：建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2003)。（一）、參數(shù)信息1、 模板支架參數(shù)橫向間距或排距(m):0.60；縱距(m):0.60；步距(m):1.50；立桿上端伸出至模板支撐點(diǎn)長(zhǎng)度(m):0.34；模板支架搭設(shè)高度(m):3.79；采用的鋼管(mm):48×3.5 ；板底支撐連接方式:方木支撐,間距200mm；立桿承重連接方式:雙扣件，取扣件抗滑承載力系數(shù):0.80；2、 荷載

9、參數(shù)模板與木板自重(kN/m2):0.350；混凝土與鋼筋自重(kN/m3):25.000；施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):1.000；3、 樓板參數(shù)樓板的計(jì)算厚度(mm):650.00；4、 材料參數(shù)面板采用膠合面板，厚度為15mm；板底支撐采用方木；面板彈性模量E(N/mm2):9500；面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2):13；木方彈性模量E(N/mm2):9000.000；木方抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2):13.000；木方抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2):1.400；木方的間隔距離(mm):200.000；木方的截面寬度(mm):50.00；木方的截面高度(mm):80.00； 圖2 樓

10、板支撐架荷載計(jì)算單元（二）、模板面板計(jì)算模板面板為受彎構(gòu)件,按三跨連續(xù)梁對(duì)面板進(jìn)行驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛度模板面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：W = 60×1.52/6 = 22.5 cm3；I = 60×1.53/12 = 16.875 cm4；模板面板的按照三跨連續(xù)梁計(jì)算。 面板計(jì)算簡(jiǎn)圖1、 荷載計(jì)算(1)靜荷載為鋼筋混凝土樓板和模板面板的自重(kN/m)：q1 = 25×0.65×0.6+0.35×0.6 = 9.96 kN/m；(2)活荷載為施工人員及設(shè)備荷載(kN/m)：q2 = 1×0.6= 0.6 kN/m；2、 強(qiáng)

11、度計(jì)算計(jì)算公式如下:M=0.1ql2其中：q=1.2×9.96+1.4×0.6= 12.792kN/m最大彎矩M=0.1×12.792×2002= 51168 N·mm；面板最大應(yīng)力計(jì)算值 =M/W= 51168/22500 = 2.274 N/mm2；面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=13 N/mm2；面板的最大應(yīng)力計(jì)算值為 2.274 N/mm2 小于面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 13 N/mm2,滿足要求!3、 撓度計(jì)算撓度計(jì)算公式為：=0.677ql4/(100EI)=l/250其中q =q1= 9.96kN/m面板最大撓度計(jì)算值 = 0.677

12、15;9.96×2004/(100×9500×16.875×104)=0.067 mm； 面板最大允許撓度 =200/ 250=0.8 mm；面板的最大撓度計(jì)算值 0.067 mm 小于 面板的最大允許撓度 0.8 mm,滿足要求!（三）、模板支撐方木的計(jì)算方木按照三跨連續(xù)梁計(jì)算，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=b×h2/6=5×8×8/6 = 53.33 cm3；I=b×h3/12=5×8×8×8/12 = 213.33 cm4； 方木楞計(jì)算簡(jiǎn)圖(mm)1、 荷載的計(jì)算(1)靜

13、荷載為鋼筋混凝土樓板和模板面板的自重(kN/m)：q1= 25×0.2×0.65+0.35×0.2 = 3.32 kN/m ；(2)活荷載為施工人員及設(shè)備荷載(kN/m)：q2 = 1×0.2 = 0.2 kN/m；2、 強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算公式如下:M=0.1ql2均布荷載 q = 1.2 × q1+ 1.4 ×q2 = 1.2×3.32+1.4×0.2 = 4.264 kN/m；最大彎矩 M = 0.1ql2 = 0.1×4.264×0.62 = 0.154 kN·m；方木最大應(yīng)力計(jì)算值

14、= M /W = 0.154×106/53333.33 = 2.878 N/mm2；方木的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=13.000 N/mm2；方木的最大應(yīng)力計(jì)算值為 2.878 N/mm2 小于方木的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 13 N/mm2,滿足要求!3、 抗剪驗(yàn)算截面抗剪強(qiáng)度必須滿足: = 3V/2bhn < 其中最大剪力: V = 0.6×4.264×0.6 = 1.535 kN；方木受剪應(yīng)力計(jì)算值 = 3 ×1.535×103/(2 ×50×80) = 0.576 N/mm2；方木抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 = 1.4 N/mm2；方木的

15、受剪應(yīng)力計(jì)算值 0.576 N/mm2 小于 方木的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 1.4 N/mm2，滿足要求!4、 撓度驗(yàn)算計(jì)算公式如下:=0.677ql4/(100EI)=l/250均布荷載 q = q1 = 3.32 kN/m；最大撓度計(jì)算值 = 0.677×3.32×6004 /(100×9000×2133333.333)= 0.152 mm；最大允許撓度 =600/ 250=2.4 mm；方木的最大撓度計(jì)算值 0.152 mm 小于 方木的最大允許撓度 2.4 mm,滿足要求!（四）、板底支撐鋼管計(jì)算支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算；集中荷載P取縱

16、向板底支撐傳遞力，P2.558kN; 支撐鋼管計(jì)算簡(jiǎn)圖 支撐鋼管計(jì)算彎矩圖(kN·m) 支撐鋼管計(jì)算變形圖(mm) 支撐鋼管計(jì)算剪力圖(kN) 最大彎矩 Mmax = 0.409 kN·m ；最大變形 Vmax = 0.419 mm ；最大支座力 Qmax = 8.358 kN ；最大應(yīng)力 = 409497.478/5080 = 80.61 N/mm2；支撐鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205 N/mm2；支撐鋼管的最大應(yīng)力計(jì)算值 80.61 N/mm2 小于 支撐鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 205 N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度為 0.419mm 小于 600/150與1

17、0 mm,滿足要求!（五）、扣件抗滑移的計(jì)算按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范培訓(xùn)講座劉群主編，P96頁，雙扣件承載力設(shè)計(jì)值取16.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)雙扣件承載力取值為12.80kN ?？v向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范5.2.5): R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取12.80 kN； R-縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值; 計(jì)算中R取最大支座反力,R= 8.358 kN；R < 12.80 kN,所以雙扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! （六）、模板支架立桿荷載設(shè)計(jì)值(軸力)作用于模板

18、支架的荷載包括靜荷載和活荷載。1、 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容(1)腳手架的自重(kN)：NG1 = 0.129×3.785 = 0.489 kN；(2)模板的自重(kN)：NG2 = 0.35×0.6×0.6 = 0.126 kN；(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)：NG3 = 25×0.65×0.6×0.6 = 5.85 kN；靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3 = 6.465 kN；2、 活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = (1+2 ) ×0.6×0.6 = 1.08

19、 kN；3、 立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 9.27 kN；（七）、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 =N/(A)f其中 N - 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值(kN) ：N = 9.27 kN； - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 Lo/i 查表得到； i - 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm) ：i = 1.58 cm； A - 立桿凈截面面積(cm2)：A = 4.89 cm2； W - 立桿凈截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3； - 鋼管立桿受壓應(yīng)力計(jì)算值 (N/mm2)； f- 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：f =205 N/mm2； L0- 計(jì)算長(zhǎng)度 (m)；根據(jù)扣件式規(guī)范，立桿計(jì)算長(zhǎng)度L0有兩個(gè)計(jì)算公式L0=kuh和L0=h+2a，為安全計(jì)，取二者間的大值，即L0=max1.155×1.7×1.5，1.5+2×0.335=2.945； k - 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取1.155； - 考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單