單側(cè)支模現(xiàn)場施工方法

單側(cè)支?，F(xiàn)場施工方法RevisedbyPetrelat2021杭州明珠際商務中心B6樓1?下室外墻TZT單側(cè)LL浙江耀華建設集團有限公司2012年3月1一、編制依據(jù)1、 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)；2、 《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50010-2002)；3、 《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50017-2003)4、 《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》JGJ130-2002)；5、 《建筑施工模板安全技術規(guī)范》(JGJ162-2008)；6、 建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50202-2002)7、 建筑工程施工質(zhì)量統(tǒng)一標準(GB50300-2001)8、 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50204-2002)9、 明珠國際商務中心地下室基坑圍護設計方案10、 本工程地下室設計圖紙及圖紙會審、設計變更、設計交底、聯(lián)系單和其他文件11、 國家及浙江省的有關標準圖集12、 國家及浙江省的有關規(guī)范、規(guī)程和標準13、杭州市現(xiàn)行的有關文明施工和安全生產(chǎn)相關規(guī)定14、高博恒睿安全計算軟件二、前言工程概況（一）工程基本情況杭政儲出（2007）46號地塊（暫名杭州明珠國際商務中心B6號樓）位于杭州市錢江新城開發(fā)區(qū)，地塊北面為五星路，西面為清江路，南臨錢塘江，東接新建建筑物。工程總用地面積 2 4366i^,總建筑面積25422m2m,包括1幢10層小高層和兩層（局部三層）地下室，地上建筑22面積14595mm2,地下建筑面積10827mm2,建筑高度49米。由杭州金基房地產(chǎn)開發(fā)有限公司投資開發(fā)，杭州綠城建設管理有限公司代建,浙江省建筑設計研究院設計,中國建筑西南勘察設計研究院有限公司勘察,浙江中興工程建設監(jiān)理有限責任公司監(jiān)理,浙江耀華建設集團工程有限公司總承包。工程質(zhì)量、安全由杭州市質(zhì)量安全監(jiān)督總站監(jiān)督。（二）、工程設計概況本工程設計使用年限50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級二級，建筑耐火等級一級，結(jié)構(gòu)體系采用框架-核心筒結(jié)構(gòu),建筑抗震重要性類別為丙類,抗震等級為剪力墻二級,框架三級,設防裂度均為六度?；A采用大直徑鉆孔灌注樁,圍護體系采用鉆孔樁排樁加兩道鋼筋混凝土支撐,三軸水泥攪拌樁止水帷幕,降水采用自流深井坑內(nèi)坑外全降水,基坑等級為一級基坑。本工程±0.000相當于黃海高程11.400米。（三）地下室外墻設計情況B6樓南側(cè)為地下三層，層髙至下而上分別為4.20m、4.8m、4.6m,地下室外墻厚度分別為450mm、400mm、350mm；北側(cè)為地下二層，層髙至下而上分別為4.2m、4.98m，地下室外墻厚度為450mm、400mm，外墻配筋詳見結(jié)構(gòu)圖各外墻剖面。由于地處錢江新城，為最大限度利用土地資源，B6樓地下室外墻邊線與用地紅線距離較小，其中東側(cè)距紅線1.0m，西側(cè)距紅線1.4m，南側(cè)距紅線2.3m，北側(cè)距紅線2.4m（具體詳見基坑總平面圖）。加上圍護體系尺寸影響，地下室外墻外邊至圍護樁內(nèi)側(cè)的理論凈尺寸僅0.2m，此空間僅可滿足外墻外防水找平及防水層粘貼，無法按照常規(guī)方法對外墻進行雙面支模并加固施工，所以只能采用室內(nèi)單側(cè)支模方案。地下室剖面圖三、施工部署1、施工難點分析地下室外墻厚度厚，層高較高，混凝土在澆筑過程中產(chǎn)生的側(cè)壓力較大，因此模板支撐體系必須有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性；1.2外墻距圍護距離僅0.2m，無法滿足雙面支?？臻g要求，只能采用單面支模體系；而外墻外側(cè)防水層又不允許穿透，導致加固體系完全依賴于單面斜撐或?qū)?，不確定因素較多；1.3因地處錢塘江邊高地下水位區(qū)域，地下室外墻抗?jié)B要求較高，外墻水平施工縫一般留置在距底（樓）板面300mm的高度，常規(guī)要求外墻宜與梁、板混凝土整體澆筑，如果外墻模板體系失穩(wěn)將造成梁、板模板體系的坍塌。1.4地下室施工工期緊張，而外墻總長度共245m,工程量較大，其施工方案的合理與否直接關系到施工進度。2、支模體系方案選擇方案選擇原則:a、 遵循經(jīng)濟、便于就地取材的原則；b、 遵循結(jié)構(gòu)體系與臨時圍護體系分離的原則；c、 遵循形成獨立受力體系與支撐體系的原則；d、 遵循便于施工與質(zhì)量控制的原則；方案選擇結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的模板體系加固一般依賴于穿透構(gòu)件的螺桿和圍合于構(gòu)件外圍的抱箍來實現(xiàn)。由于本工程地下室外墻外側(cè)距離很小，無法進行雙面支模，只能單側(cè)支模。按照常規(guī)，單面模板加固可采用對拉螺桿與圍護樁豎向鋼筋焊接的方法，其效果與普通雙面支模體系中的對拉螺桿效果一致。但考慮圍護樁與外墻間隔防水層，如鑿出樁身鋼筋焊接對拉螺桿將破壞防水層，影響防水效果；而且這種對拉螺桿的型式將圍護臨時結(jié)構(gòu)與主體永久結(jié)構(gòu)剛性連接，隨著主體結(jié)構(gòu)的逐步施工，結(jié)構(gòu)荷載增加所形成的結(jié)構(gòu)沉降，以及圍護因換撐導致的局部位移、變形等產(chǎn)生的巨大應力將通過對拉螺桿傳遞，有可能導致外墻螺桿周邊混凝土拉動破壞，造成結(jié)構(gòu)安全隱患與滲水問題。將在圍護結(jié)構(gòu)換撐過程中由于各種原因造成的圍護變形直接導致外墻受力開裂，從而出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。因此，總結(jié)以往施工經(jīng)驗并結(jié)合本工程實際，擬采取單面支模結(jié)合扣件式鋼管支撐體系的施工方案，即外墻內(nèi)側(cè)支設單面木模，設置單頭螺桿、次楞、主楞，側(cè)向壓力通過連接墻板主楞與地面地錨的鋼管傳遞至底板或樓面。此方案的主要優(yōu)點在于：（1）、外墻結(jié)構(gòu)與圍護結(jié)構(gòu)完全脫離，可避免由于相對變形造成結(jié)構(gòu)破壞；（2）、就地取材，所采用的材料均為當前建筑工程中常用的材料，其材料性能、使用效果均有實踐證明；（3）、施工工藝簡單，對施工人員的技術要求一般，施工過程便于檢查與驗收；3、扣件式鋼管單側(cè)支模體系3.1系統(tǒng)組成與材料選擇扣件式鋼管單側(cè)支模體系由緊固部分、支撐部分與錨固部分組成。緊固部分包括面板、次楞、主楞與單側(cè)螺桿，支撐部分包括豎撐、斜撐與壓桿，錨固部分包括地錨桿、連桿、抗浮筋。緊固部分：面板采用16-18mm厚釉面木模板，次楞選用?48x3.2鋼管，豎向設置@450mm，主楞為雙鋼管@450mm，橫向設置，主楞固定采用單頭螺桿，?12Q235鋼筋l=150mm@450。支撐部分：豎撐、斜撐與連桿均采用?48x3.2鋼管，縱向間距@600mm；豎撐為雙鋼管，通長設置于橫向主楞外側(cè)；斜撐上口與豎撐相交處為絲口頂托，下口與地錨桿連接撐于底板或樓板；負二層部分斜撐利用角撐作為支座，以用來分解作用在樓板上的作用力。可以大大提高樓面的安全性。錨固部分：底板采用?48x3.2=550mm（預埋350mm）鋼管，樓面采用?25鋼筋l=550mm（預埋350mm），斜桿與地錨桿相交處通過縱向鋼管用活動扣件扣緊，并在地錨縱向連桿下部設置與斜撐反向的三角形木榫塞緊下部空隙，斜桿與地（樓）面相交處預留凹槽，確保斜撐直頂在底板或樓板砼上。4、施工方案與技術措施4.1地下室外墻施工順序及工況（1） 地下二層位置外墻澆筑，墻厚為450mm，澆筑咼度4200mm。（2） 地下二層樓面至自行車庫樓板位置外墻澆筑，墻厚400m，澆筑高度3450m。（3） 自行車庫樓面至地下一層樓板（局部為地下室頂板）位置外墻澆筑，墻厚400m，澆筑高度1350m。（4） 地下一層樓面以上外墻澆筑（局部為單側(cè)支模），墻厚350m，澆筑高度5500m（單側(cè)支模高度400m）4.2施工流程施工準備——預留預埋——設置單頭螺桿、面板拼裝——安裝次楞、主楞——調(diào)整至設計尺寸——安裝豎撐、斜撐——安裝縱向穩(wěn)定桿件并加固——支模架搭設——平板鋪設——梁板鋼筋綁扎——砼澆搗4.3系統(tǒng)設置控制要點（地下三層）根據(jù)地下室外墻單側(cè)支模施工工況，地下三層的澆筑高度最大，為本工程最不利位置。因此，選擇地下三層地下室外墻為本工程樣板，建立受力分析模型，其余位置均以此為標準，參照實施。、預埋預留：地下室底板澆筑前，分別在距外墻2m、3m、4.5m處預埋長度±0.5m(錨固長度不小于305mm)的短鋼管作為地錨支撐點。內(nèi)轉(zhuǎn)角處按45度角設置預埋點。地錨縱向間距為600mm，底板上的預埋支撐點均采用縱橫通長鋼管連成整體。外墻翻邊內(nèi)沿縱向預埋①14螺桿，間距同豎撐間距，距翻邊0.2m處預埋①16鋼筋，作為抗浮拉結(jié)點備用。下部同時為保證斜撐穩(wěn)定性，采用①48x3.2鋼管預埋在距外墻0.5m的底板(樓面)上作為斜拉鋼管拉結(jié)點。并在底板(樓板)上泛泛邊內(nèi)預埋①14螺桿。、單頭螺桿安裝：在外墻鋼筋綁扎完成并驗收后，焊接單頭螺桿；單頭螺桿采用①12Q235鋼筋l=150mm@450雙向，按照外墻位置線吊線焊接，螺桿外露尺寸以滿足主楞加固為宜；單頭螺桿僅起固定主楞的作用，且不穿透外墻，故無需焊接止水片。外墻翻邊止水鋼板上口斜向增加一根穿墻螺桿，分別與外墻內(nèi)外主筋、止水鋼板焊接牢固，此螺桿與導墻內(nèi)預埋的螺桿一起，直接作為豎撐的加固螺桿。、模板拼裝與緊固：模板采用18mm釉面木模板，按照預排的螺桿間距在現(xiàn)場彈線打孔，逐塊拼裝成整體后，放置豎向次楞，橫向主楞，并將單頭螺栓用“3”型調(diào)節(jié)件暫緊固上。、支撐系統(tǒng)設置：在墻板模板整體拼裝完畢并調(diào)校到位后立即進行豎撐與斜撐設置。豎撐采用雙鋼管，盡量靠近次楞與主楞交叉點設置，下部與預埋在導墻內(nèi)的螺桿連接，作為底部側(cè)壓力主要受力點，根部與預埋的抗浮鋼筋焊接，作為抗浮支點。斜撐通過活動扣件與豎撐、地錨連接，斜撐與豎撐交點共6點，分別位于距地面900mm、1500mm、2000mm、2500mm、3100mm、3700mm處，其中自下而上第一、二、道斜撐固定于第一排地錨，第三、四、道斜撐固定于第二排地錨，第五、六道斜撐固定于第三排地錨。斜撐與豎撐、斜撐與地錨均采用雙扣件連接，同時斜撐必須直撐到地面預留凹槽處，以確保傳力效果。地錨縱向連接鋼管與斜撐支點下部必須用木塞塞緊，防止由于地錨縱向連接鋼管產(chǎn)生撓度導致墻板炸模。、支撐穩(wěn)定桿設置：將斜撐通過鋼管扣件呈反三角連接，同時在連接結(jié)點處設置縱橫通長連桿，要求所有斜撐桿單段長度不大于2米，以保證斜撐桿件穩(wěn)定。支模架搭設：將外墻板加固完畢后，再進行支模架的搭設，支模架支撐系統(tǒng)采用扣件式鋼管模板支模架。立柱、縱橫鋼管、剪刀撐和掃地桿等材料均為申48x3.2直縫電焊鋼管?？奂煽慑戣T鐵制作，分為直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件、對接扣件，在螺栓擰緊扭力矩達65N?m時，不得發(fā)生破壞。梁、板側(cè)模、底模選用900mmx1800mmx18mm機制九夾板，模板下部龍骨支撐采用50x100x2000mm木方，梁底梁側(cè)方木均垂直于梁截面設置，大梁側(cè)面加固內(nèi)龍骨采用60x80木方，外龍骨采用948x3.0鋼管，對拉措施采用直徑但2Q235鋼筋。立柱鋼管縱橫間距、龍骨間距、對拉螺栓間距均由計算確定，掃地桿離地高度均為200mm，縱橫水平鋼管步距均為1.5米，立柱上端伸出頂部水平桿件均為100mm，縱橫剪刀撐及水平剪刀撐的設置間距等詳見支模架搭設構(gòu)造要求。4.4系統(tǒng)示意圖地下室外墻轉(zhuǎn)角位置斜撐支設平面圖四、系統(tǒng)受力計算計算依據(jù)《建筑施工模板安全技術規(guī)范》(JGJ162-2008)；《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ130-2002)；《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50010-2002)；《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)；《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50017-2003)；系統(tǒng)受力分析側(cè)向力傳遞路線：外墻側(cè)向壓力-面板-次楞-主楞-豎撐-斜撐-結(jié)構(gòu)樓(地)面。主要參數(shù)剪力墻參數(shù)：厚度450mm；高度4200mm；主楞材料：屮48x3.2的雙鋼管；主楞豎向間距分別為：250,450,450,450,450,600,600,600mm；次楞材料：屮48x3.2鋼管；水平間距為450mm穿墻螺栓：直徑14mm；水平間距為450mm(四)計算書1、墻模板荷載標準值計算按《施工手冊》，新澆混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力，按下列公式計算，并取其中的較小值:其中Y--混凝土的重力密度，取24kN/m3；t—新澆混凝土的初凝時間，取5h；T—混凝土的入模溫度，取20C。；V—混凝土的澆筑速度，取0.5m/h；H—模板計算高度，取3.95m；01--外加劑影響修正系數(shù)，取1.2；02—混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.15分別計算得25.76kN/m2、94.8kN/m2，取較小值25.76kN/m2作為計算荷載。計算中采用新澆混凝土側(cè)壓力標準值q1=25.76kN/m2根據(jù)(JGJ162-2008)規(guī)范考慮傾倒混凝土對垂直模板側(cè)壓力標準值：q2=2kN/m2有效壓頭高度h=25.76/24=1.073m2、墻模面板計算(1)均布線荷載作用依據(jù)(JGJ162-2008)規(guī)范規(guī)定，從下列組合值中取最不利值確定：q1=0.9x(1.2x25.76+1.4x2)x(4.2-0.25)=119.846KN/mq1=0.9x(1.35x25.76+1.4x0.7x2)x(4.2-0.25)=130.596KN/m根據(jù)以上兩者比較取q=130.596KN/m作為設計值計算簡圖彎矩圖(kN.m)剪力圖(kN)計算得最大彎矩Mmax=1.175kN.m；最大剪力V=23.506KN；最大變形umax=0.13mm；最大支座力Rmax=43.095N面板彈性模量E=8000N/mm2凈截面抵抗矩W=395x1.82/6=213.3cm3截面慣性矩I=395x1.83/12=191.97cm4(2)強度驗算面板的最大應力計算值O二M/W=1.175x106/(213.3x103)=5.509N/mm2f—面板的抗彎強度設計值25N/mm2面板的抗彎強度滿足要求!(3)抗剪驗算截面抗剪強度必須滿足下式：T=3V/(2bh)Wfv面板受剪應力T=3x23.506x103/(2x3950x18)=0.496N/mm2面板抗剪強度設計值[fv]=1.8N/mm2面板抗剪驗算滿足要求！(4)撓度驗算面板的最大撓度計算值:v=0.13mm；面板最大容許撓度[v]=300/250=1.2mm面板的撓度驗算滿足要求!3、次楞計算(1)荷載作用次楞采用60mmx80mm的木方截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：W=6x82/6=64cm3I=6x83/12=256cm4依據(jù)(JGJ162-2008)規(guī)范規(guī)定，從下列組合值中取最不利值確定：q=0.9x(1.2x25.76+1.4x2)x0.3=9.102KN/mq=0.9x(1.35x25.76+1.4x0.7x2)x0.3=9.919KN/m根據(jù)以上兩者比較取q=9.919N/m作為設計值計算簡圖彎矩圖(kN.m)剪力圖(kN)計算得最大彎矩M=0.628kN.m；最大剪力V=4.464kN；最大變形u=0.05mm；最大支座力N=7.963kN(2)強度驗算次楞最大應力O=0.628xl06/64000=9.813N/mm2次楞的抗彎強度[f]=16.83N/mm2次楞抗彎強度滿足要求!抗剪驗算截面抗剪強度必須滿足下式：T=3V/(2bh)Wfv次楞受剪應力T=3x4.464x103/(2x60x80)=1.395N/mm2次楞抗剪強度設計值[fv]=1.6N/mm2次楞抗剪驗算滿足要求！撓度驗算次楞的最大撓度計算值:v=0.05mm；次楞最大容許撓度[v]=600/400=1.5mm次楞的撓度驗算滿足要求!4、主楞計算(1)荷載作用主楞承受次楞傳遞的集中力，取次楞最大支座力7.963kN,按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算主楞采用屮48x3.2的雙鋼管截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：W=9.46cm3I=22.702cm4計算簡圖彎矩圖(kN.m)剪力圖(kN)計算得最大彎矩M=0.418kN.m；最大剪力V=5.175kN；最大變形u=0.04mm；最大支座力N=9.156kN(2)強度驗算主楞最大應力O=0.418x106/9460=44.186N/mm2主楞的抗彎強度[f]=205N/mm2主楞抗彎強度滿足要求!(3)撓度驗算主楞的最大撓度計算值:v=0.04mm；主楞最大容許撓度[v]=300/400=0.75mm主楞的撓度驗算滿足要求!4、 穿墻螺栓計算驗算公式如下:N<[N]=fxA其中N—穿墻螺栓所受的拉力；A—穿墻螺栓有效面積(mm2)f—穿墻螺栓的抗拉強度設計值，取178N/mm2穿墻螺栓型號:M14；查表得：穿墻螺栓有效直徑：11.55mm；穿墻螺栓有效面積:A=104.774mm2穿墻螺栓所受的最大拉力:N=13.884kN穿墻螺栓最大容許拉力值：[N]=178xl04.774/1000=18.65kN；穿墻螺栓受力滿足要求！5、 豎撐計算主楞采用屮48x3.2的雙鋼管，主楞承受次楞傳遞的集中力，按照集中荷載作用下連續(xù)梁計算集中荷載P取次楞的最大支座力13.884kN截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：W=9.46cm3I=22.702cm4N=16.716kN6、斜撐、壓桿驗算⑴計算簡圖R取最大支座力16.7kN，斜撐按照軸向受壓計算。斜桿受到軸力自下而上依次為：N1=18.28KNN2=20.91KNN3=20.14KNN4=21.8KNN5=21.49KN最大軸力在第四道斜撐上，Nmax=24.75KN,l=3m,a=35，B=42,F2max=21.8KN（2）斜撐強度驗算f=N/qA鋼管^48x3.2截面回轉(zhuǎn)半徑i=15.9mm；長細比入二L0/i=245.6軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)?根據(jù)入由JGJ162-2008）附錄D采用，取值0.357鋼管^48x3.2立桿的截面面積A=450mm2N/qA=21.49x1000/（0.357x450）=133.77N/mm2鋼材的抗壓強度設計值f=205N/mm2斜桿穩(wěn)定性滿足要求!因斜撐所受軸力均超過11KN，所以斜撐與豎撐連接全部采用絲口頂托。（3）壓桿計算壓桿與豎撐通過雙扣件連接，雙扣件抗滑移摩擦阻力按14.01KN考慮，滿足要求。五、地下二層外墻支模控制要點地下二層外墻支模方案參照地下三層，但地下二層較地下三層存在差異，需進行針對性設計。地下二層設有自行車庫夾層，地下室外墻需分兩次澆筑，第一次為地下二層樓面至自行車庫樓板位置的外墻澆筑，澆筑高度為3.45m，第二次為自行車庫樓面至地下一層樓板（局部為地下室頂板）位置外墻澆筑，澆筑高度1.35m。其中，第一次澆筑時，斜撐可與地下二層樓板位置的預埋件連結(jié)；在第二次澆筑時，按地下三層設計原則，斜撐應與自行車庫樓板位置的預埋件連結(jié)，但因自行車庫夾層為局部挑空設計，無法統(tǒng)一按此原則設置斜撐。鑒于此，進行以下針對性方案設計：（1）在進行地下二層外墻