关于建筑工程高支模施工技术研究论文_高翔

随着经济的快速发展。城市建筑项目越来越多。高支模施工技术被建筑工程普遍采用。由于其施工过程中存在一定危险,施工过程中。需要专业人员对地基基础与支模设计进行运算,符合相关标准方可施工。同时高支模施工必须按照施工方案进行施工。因此,高支模施工方案的设计与施工,对专业要求较高。施工与技术人员必须具备专业知识与丰富实践经验。在施工过程中注意对每个环节的质量监控。经过质量检验后才能进行施工。因此,对建筑工程中高支模施工技术的研究是非常有必要的。

1模板支撑体系的类型

1.1扣件式模板支撑体系

这一模板支撑体系是当前我国建筑工程项目施工过程中经常用到的,这一支撑形式大约占到了所有模板支撑体系的55%左右,扣件式模板支撑体系主要有钢管以及扣件,搭设非常灵活并且方便,被广泛使用。

(1)扣件式模板支撑体系的组成

1)钢管

扣件式模板支撑体系属于半刚性框架体系,主要有立杆、横杆、剪刀撑这几部分组成,杆件选择的钢管要符合国家规定,要采用当前国家现行标准GB/T13793-2008《直缝电焊钢管》或GB/T3091《低压流体输送用焊接钢管》中规定的3号普通钢管,钢管质量要求能够符合国家现行标准GB50017-2003((钢结构设计规范》、GB-T700-2006((碳素结构钢》中规定的Q235-A级钢。

2)扣件

作为扣件式钢管支撑体系中的一个重要组成部分,扣件是直接决定支撑体系整体性能的关键。通过依据不同的用途可以将扣件分为三种形式,一种是旋转扣件、第二种是对接扣件,第三种是直角扣件。对于扣件的材质要求能够符合当前国家标准《钢管脚手架扣件》中的规定,可以选择锻铸铁制作形式。

(2)扣件式钢管支撑体系的优点

这一支撑体系在当前建筑工程项目中应用十分广泛,一般来讲,扣件式钢管支撑体系具有以下几个优点:

1)加工、装拆简便

扣件式钢管以及扣件都是按照国家标准选择的,对于这些材料的加工以及装拆都是非常灵活、方便的。

2)搭设灵活,适用范围广

这一模板支撑体系扣件连接不会受到高度限制、角度限制以及方向限制,同时扣件式钢管的长度非常好调整,所以这一模板支撑体系非常适合多种类型的建筑项目施工,属于经常用到的高大模板支撑体系。

(3)用于高支模时扣件式钢管支撑体系存在的问题

1)这一支撑体系用作高支模体系时存在的缺点就是承载力较差。一般来说,建筑工程项目应用高支模体系时,结构上部荷载通常会比较大,立杆承受的轴力也比较大,在加上立杆具有较小的截面面积,较大的长细比,非常容易造成支撑架的整体失稳。

2)扣件式钢管支撑体系还具有的一个缺点就是较低的抗侧刚度,容易造成整体稳定性较差。虽然高大模板支撑体系在施工时要求必须按照设计要求进行剪刀撑的设置来增加侧向的稳定性,但是受限于高支模体系的特殊性,设置的剪刀撑支撑架也会因为其他原因而发生失稳,造成支撑的倒塌。在选择高支模体系时,一定要充分结合建筑结构特点来考虑选择支撑的具体形式。

3)这一模板支撑体系节点存在一定的缺陷。扣件式钢管支撑体系节点存在以下三种缺陷,第一,扣件式钢管支撑体系的节点的转动刚度是较低的,横杆对立杆没有足够的约束力,抗侧刚度有了明显的降低。还有就是,扣件式节点的抗滑承载力不够高,当遇到重荷载时非常容易造成节点的滑移造成结构整体失稳。第三,扣件式节点导致立杆存在偏心受力,立杆承载力会因为受到附加弯矩影响降低承载力。

1.2碗扣式模板支撑体系

碗扣式模板支撑体系最早由英国SGB公司研究开发,现在欧洲、美洲、中东、亚洲、非洲等很多地区都在应用,横杆和立杆通过碗扣接点连接,节点刚度大,且横杆和立杆轴线在一个平面内,相比扣件式支撑结构,消除了螺栓连接,拼装速度快,承载力大。

我国的碗扣式支撑结构由原铁道部专业设计院在汲取SGB公司产品的基础上研究开发,主要是在下碗扣和横杆接头上增加了齿(,从而增加了节点的抗扭性能进而提高了整架的承载能力。据试验带齿碗扣架比不带齿的整架承载力提高27%。

(1)碗扣式模板支撑体系的组成

1)立杆

立杆的作用力在轴心,立杆和顶杆是在一定长度钢管上每隔0.6m安装一套碗扣接头制成,结构比较合理、安全。碗扣分为下碗扣和上碗扣,下碗扣焊在钢管上,上碗扣对应的套在钢管上,其销槽对准焊在钢管上的限位销就能上下滑动。

2)横杆

横杆是在钢管两端焊接横杆接头制成。横杆连接时,只需将横杆接头插入下碗扣内,将沿限位销扣下的上碗扣顺时针旋转,靠上碗扣的螺旋面使其与限位销顶紧,从而将横杆和立杆牢固的连接在一起,形成框架结构。每个下碗扣可以同时安装4个横杆接头,位置任意。

(2)性能特点

1)节点结构合理,承载能力大

碗扣节点结构合理,力杆轴向传力,使碗扣式模板支撑架整体在竖向的结构强度高、整体稳定性好。立杆连接是同轴必承插,横杆同立杆靠碗扣接头连接,接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能。而且各杆件轴、线交于一点,节点在框架平面内,因此,结构稳固可靠,承载力较大。

2)使用安全可靠

接头设计时,考虑到上碗扣螺旋摩擦力和自重力作用,使接头具有可靠的自锁能力。作用于横杆上的荷载通过下碗扣传递给立杆,下碗扣具有很强的抗剪能力(最大为199kN)。上碗扣即使没被压紧,横杆接头也不致脱出而造成事故。

3)装拆方便,作业强度低

由于碗扣接头具有无螺栓、销轴等零配件安装的特点,操作人员只需一把锤子即可完成全部作业。安装、拆除速度比扣件式钢管脚手架大约要快5倍以上。该脚手架零部件自重较轻,操作人员的装拆作业劳动强度较低。

4)施工现场管理方便

由于碗扣式支撑结构完全避免了螺栓作业,丢失零部件等问题对拆装作业的影响不大,且维护简单。碗扣式钢管支撑结构无零散的连接件,可堆放整齐,不易丢失,便于现场的材料管理。

(3)存在的问题

碗扣式构件灵活性差。由于主要构配件的基本参数只有几种固定的规格,使构架尺寸受到限制,如横杆的长度为0.3m的倍数等,立杆上碗扣的间距为0.6m的倍数。因此,在架体结构的设计和搭设上,不够灵活。

1.3承插式模板支撑体系

承插式支撑结构最早在欧洲开发应用,现在使用地区越来越多。同碗扣式支撑结构一样不需螺栓连接,只要一把榔头即可完成所有组装,拼装速度快。承插式支撑结构的圆盘一般有八个孔,可以装4个横杆接头和4个斜杆接头,用作支撑结构时可以安装节点斜杆从而大大提高其稳定承载力。承插式支撑结构都用Q345钢管制作并经热镀锌处理而成,有效防止了因锈蚀引起承载力降低而造成的安全隐患。立杆钢管外径有60mm和48.3mm两种规格,以满足不同承载力的要求。

2工程概况

本工程位于A镇华中大道,总的建筑面积为69635.38m2。地上最高为31层,地下1层,建筑高度为97.50m,结构为钢筋混凝土剪力墙结构。

3模板工程支撑体系安装工艺

3.1模板施工工芝流程

(1)模板放样与前期制作

对于模板的组装工作,一定要严格按照模板图的尺寸进行放样以及下料,对整体的构件进行初步的拼装,要求拼装的偏差控制在要求的范围内,对于完成拼装之后的模板要求每一块都仔细检查,确保其背愣能够达到模板的设计要求,模板的编号以及所用的部位都能够一致。

(2)模板安装的基准定位工作

对建筑工程项目的边柱以及墙轴线进行引测,将该轴线作为起点引出其他轴线,利用墨线照着施工图纸将模板的其它内侧线、边侧线、外侧控制线等弹出来,方便进行模板的安装以及校正工作。利用水准仪进行模板的标高测量,根据实际的要求对建筑物进行水平标高测量,确保模板安装基准定位的准确性。

(3)梁模板工序

弹出梁轴线及水平线并进行复核→搭设梁模板支架→安装梁底愣→安装梁底模板→梁底起拱→绑扎钢筋→安装梁侧模板→安装另一侧模板→安装上下锁品楞、斜撑楞、腰楞和对拉螺栓→复核梁模尺寸、位置→与相邻模板连接牢固→办预检。梁的安装要密切配合钢筋绑扎,积极为钢筋分项提供作业面;所有跨度≥4m的梁必须起拱0.2%,防止挠度过大,梁模板上口应有锁口杆拉紧,防止上口变形;所有≥2mm板缝必须用胶带纸封贴;梁模板铺排从梁两端往中间退,梁的清扫口设在梁端。

(4)柱模板工序

柱模板施工工序主要有以下几个步骤,第一是脚手架的搭设安装,第二是沿着模板边线进行密封条的铺贴,第三是进行立柱子片模,第四是柱箍筋的安装,第五则是对柱子方正、垂直和位置进行校正,第六是进行全面的检查校正,第七是群体固定,第八是办理预检。

配制模板时其面板沿高度方向距梁底标高1000mm处分段制作,便于竖向先浇筑的构件拆模时按先后分段拆除,以提高周转次数。底部对称设置300mmX600mm清扫冲洗孔。对于基础面或者楼面,要进行纵横轴线和四周边线的上弹工作,同时要做好相关的检查以及复核工作,将柱、墙根部进行清理。对于柱、梁连接接楼面部位要选择加垫海绵条的方式,保证柱、梁的连接面不漏浆。

(5)板模板工序

搭设支架--安装横纵大小龙骨--调整板下皮标高及起拱--铺设顶板模板--检查模板上皮标髙、平整度--办预检。

3.2施工方法与构造

模板搭设完毕,验收合格后,先浇捣柱砼,然后再绑扎梁板钢筋,梁板支模架与浇筑完成并满足100%设计强度的框架柱或原有成型的主体结构拉结牢固。浇筑时按主梁中间向两端对称推进浇捣,由标高低的地方向标高高的地方推进。事先根据浇捣砼的时间间隔和砼供应情况设计施工缝的留设位置。搭设模板支撑架从开始至砼施工完毕具备100%的设计强度前,该施工层下各层支撑不得拆除。

3.3一般构造规定

对于一般构造,首先应该确保建筑结构以及结构部件每一个部分的形状尺寸、相互位置都能够准确有效。模板支撑系统应该作为一个独立的系统存在,不能直接连接施工升降机、物料提升机、塔吊及其他起重设备、钢结构架体机身以及其他附着设施等。严禁将模板支撑系统同施工脚手架、物料周转平台等架体相连接。要求建筑结构构造具备相当的承载能力,刚度以及稳定性,能够承受施工中受到的荷载。对于高度在2m以上的支撑架体搭设,一定要求安装人员采取登高防护措施。坚决避免混用不同的支架立柱,钢管立杆底部要求加设垫木以及底座。开展模板支撑时,要求相邻上下两层的支点控制在同一垂直线上,加设底座以及垫板。对于梁板的立柱,严格要求纵横向间距应相等或成倍数,具体构造如图2所示:

在立柱底距地面200mm高的位置,应该设置扫地杆,设置顺序是按照纵横向水平方向的纵下横上。要求扫地杆同顶部水平杆之间的距离能够满足模板的设计要求,应该确保水平拉杆步距能够达到要求之后平均分配,每一步距都应该按照纵横向进行水平拉杆的设置。对于钢管立柱的扫地杆、钢管立柱的水平栏杆、钢管立柱的剪刀撑,应该选择的钢管型号为Φ48.3X3.6,利用扣件将钢管以及立柱紧紧扣牢。钢管的扫地杆、水平拉杆要求为对接,剪刀撑要求为搭接,搭接长度不能低于500mm,在离杆端100mm处使用2个旋转扣件固定住。水平拉杆的端部应该同四周建筑物顶紧顶牢。没有地方顶时,要在水平拉杆端部以及中部沿着竖向进行连续式剪刀撑的设置。应该选择型号为Φ48.300x3.6mm的钢管用到钢管立柱的扫地杆、水平拉杆、剪刀撑中去,扣牢扣件与钢管。

3.4扣件式立杆及其他杆件连接构造

立杆对接位置构造如图3所示:

图3 立杆对接位置构造示意搭接要求:所有部位立杆接长全部采用对接扣件连接,严禁搭接,接头位置严禁将上段的立杆与下端立杆错开固定在水平拉杆上。

3.5水平拉杆设置构造

图4水平对接接头位置构造示意图

在案例中每步纵横向水平杆必须拉通;水平杆件接长应采用对接扣件连接。水平对接接头位置构造如上图4所示。

3.6剪刀撑构造

满堂模板和共享空间模板支架立柱,依据《建筑施工模板安全技术规范》的原则规定;在外侧周圈设由下至上的竖向连续式剪刀撑宽度不大于6m,不需在中间纵横向由下至上的竖向连续式剪刀撑。在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。本建筑层高为4.8m,中间不需增加水平剪刀撑。剪刀撑钢管选用Φ48.3X3.6mm钢管,扣件为钢铸件十字扣、对接扣、旋转扣。竖向连续式的剪刀撑剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧,45°≤夹角a≤60°。水平剪刀撑杆件端头与立杆和水平杆交接处连接。

3.7与先浇筑混凝土结构固结点构造

竖向结构(柱)与水平结构分次浇筑,先浇筑柱混凝土,以便利用其与撑架体连接,形成可靠的整体格构式模板支架体系;本案例支架立柱高度8m,在立柱周边外侧和中间有结构柱的部位,按水平间距每8m、竖向间距2m与结构柱用抱柱固结;充分利用设计结构缝和分段流水作业形成的混凝土先浇筑构件,持续施工的模板支架与先浇筑的墙、梁结构构件的固结点采用类式脚手架预埋连墙件的方式,以提高整体稳定性和提高抵抗侧向变形的能力。

4模架支撑体系拆除的施工方法

模架支撑体系拆除前应派专人检查模架支撑体系上的材料、杂物是否清理干净,模架支撑体系拆除前必须划出安全区,并设置警示标志。派专人进行警戒,架体拆除时下方不得有其他人员作业。

模架支撑体系拆除顺序与安装顺序相反。遵循“后搭先拆,先搭后拆”的原则。

拆除的模架支撑体系杆件及配件用安全的方式逐层拆除、分类、打包、运输装车,并保护现场物品安全。在拆除时做好协调、配合工作,禁止单人拆除较重杆件、配件。严禁向下抛掷模架支撑体系杆件、配件。

模架支撑体系拆除时,为使架体保持稳定,拆除的最小留置区段的高宽比不大于2:1,拆除的每根杆件都用安全绳和安全钩放置地面。在每个步距内拆除的顺序为斜杆、横杆和立杆。

结语

随着建筑行业的快速发展。高支模施工技术被广泛运用到建筑工程中。高支模施工技术是一项专业要求较高的施工技术。高支模施工技术是模板施工技术的一个重要代表,为了保证施工的安全必须严格按照高支模施工技术要求进行施工,同时还要采取其它可以保证高支模施工质量的措施。

参考文献

[1]邵浩祥,姚传勤,白蓉.建筑工程高支模施工技术研究[J].山西建筑,2014,05:97-98.

[2]章兴.高支模施工技术在建筑工程施工中的应用研究[J].建材与装饰,2016,10:38-39.

[3]高杰.高支模施工技术在建筑工程施工中的应用[J].中国房地产业,2015,09:99.

论文作者:高翔

论文发表刊物:《基层建设》2017年4期

论文发表时间:2017/5/18

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