近年来,随着中国国民经济的快速发展,中国物流业也得到了迅速发展,而仓储是现代物流业重要组成部分,在物流系统中起着至关重要的作用,是物流企业研究和规划的重点。现代“仓储”虽然不是传统意义的“仓库”,但是仓库也是其不可或缺的重要环节。随着物流业的发展,大跨度、超高层、多层混凝土仓库不断出现,这就给施工的质量和安全带来了巨大挑战。
本文通过大型仓库楼面混凝土模板高支撑工程进行设计、计算和施工,对模板支撑体系的构造设计施工进行探讨,为给以后施工同类型工程提供参考资料和依据;结合世天威物流工程丙类仓库的工程情况,现对该工程的楼面混凝土模板高支撑工程的方案选择、设计计算和施工情况进行论述。
本工程为某物流丙类仓库工程楼面模板支撑工程施工,设计地面±0.000相当于吴淞绝对标高5.300m。丙类仓库主体结构设计为二层结构,其中一层为混凝土框架结构,二层为混凝土结构柱、钢结构系统屋面;建筑外边轴网尺寸为100.0m×96.0m,柱子轴网尺寸为12.5m×12m。该仓库单层建筑面积为9600m2,二层面积共19200m2。一层建筑高度为7.80m,总高度16.3m,楼面采用钢筋混凝土框架结构形式,并在梁内设置后张法有黏结和无黏结预应力筋。其中主梁尺寸分别为700mm×1300mm和700mm×1100mm,边梁尺寸为400mm×1100mm,次梁尺寸为300mm×900mm,仓库柱子截面尺寸900mm×900mm,楼板钢筋安装前所有柱子施工至梁底处,楼板厚度160mm,楼板上在横向和竖向各设置一条1000mm的后浇带(图1),整座仓库主体结构采用C40级混凝土。
丙类仓库平面图和剖面图见图1和图2。
1)丙类仓库为框架结构,框架主梁截面尺寸较大,且一层高度为7.8m(不包括地坪厚度0.4m),主梁跨度大。
2)丙类仓库一层建筑面积大,由于梁板跨度大、工程工期紧,周转材料无法进行二次周转;需要周转材料用量大,占用时间长(混凝土达到强度后方可拆除)。
根据工程实际情况,本工程一层主体结构为钢筋混凝土框架结构,二层结构为钢筋混凝土柱,钢结构屋面仓库;考虑到该工程的施工工期、施工成本和仓库面积大,并属于模板高支撑分部分项工程,故本工程混凝土模板支撑工程拟采用满堂钢管支撑架进行搭设。
根据模板钢管支撑体系实际施工参数,在考虑扣件式钢管脚手架和碗扣式钢管脚手架的优缺点后,并综合考虑当地建筑周转材料的市场需求,最终确定扣件式满堂钢管支撑体系为本工程施工方案的施工方法。
本工程混凝土楼板模板支撑体系搭设高度为8.2m(层高7.8m+地坪厚0.4m),其中因地坪混凝土未浇筑,增加地坪厚度0.4m,计算高度按8.2m取值。700mm×1300mm主梁底的钢管横杆标高为6.4m,次梁底的钢管横杆标高为6.6m,板底的钢管横杆标高为7.6m (以上不含地坪厚度0.4m)。
主梁模板支撑体系搭设高度为8.2m;主梁截面为700mm×1300mm和700mm×1100mm,立杆纵距(跨度方向)l=0.45m,立杆步距h=1.50m,主梁底增加2道承重立杆(图3)。楼面模板厚度16mm;木方48×88mm;主梁两侧立杆间距1.50m;主梁底按照均匀布置承重杆4根(增加2根立杆按梁宽均匀布置)计算;模板自重0.50kN/m2,混凝土钢筋自重24.00kN/m3,施工活荷载3.00kN/m2;梁两侧的楼板厚度0.16m,梁两侧的楼板计算长度0.50m;扣件计算折减系数取1.00。
本工程以仓库楼面700mm×1300mm主梁为例,对主梁模板支撑体系工程进行计算(700mm×1100mm主梁参照此计算)。
经计算上述主梁模板支撑架对拉螺栓布置2道,竖向间距500mm,断面跨度方向的间距600mm。经计算主梁模板支撑体系满足设计要求。
楼板模板支撑体系搭设高度为8.2m;立杆纵距l=0.90m,立杆横距m=0.90m,立杆步距h=1.50m;面板厚度16mm;木方48×88mm;模板自重0.50kN/m2,混凝土钢筋自重24.00kN/m3,施工活荷载3.00kN/m2。楼板厚度0.16m,扣件计算折减系数取1.00。
经计算楼板模板支撑体系满足设计要求。
根据住房和城乡建设部颁布的《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》规定:混凝土模板支撑工程搭设高度8m及以上;搭设跨度18m及以上;施工总荷载15kN/m2以上;集中线荷载20kN/m及以上为超过一定规模的危险性较大的分部分项工程;必须编制专项施工方案,并应当组织专家对专项方案进行论证。
由于本工程混凝土模板支撑工程搭设高度为8.2m,属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,因此在开始施工前需要对编制的专项施工方案进行专家论证,并经各单位负责人签字审批后实施;施工前必须对参加该专项方案施工的相关人员,进行书面方案交底和安全技术交底并履行签字手续,保证满足施工作业的各项要求。同时工程技术人员要熟悉图纸,按专项方案要求确定钢管支撑架搭设的有关尺寸,保证模板支撑架搭设时能准确定位。
场地平整夯实及硬化→排放纵向扫地杆→竖立杆→将纵向扫地杆与立杆扣接→安装横向扫地杆→安装纵向水平杆→安装横向水平杆→安装竖向和水平剪刀撑→作业层铺脚手板和临边安全护栏及挡脚板。
拆架程序应遵守由上而下,先搭后拆的原则,一般的拆除顺序为:梁板模板拆除→安全护拦杆及挡脚板安全网→脚手板→剪刀撑→横向水平杆→纵向水平杆→立杆。
1)支撑体系搭设前均现场搭设样板架,经过业主和监理单位验收认可后方按照此规范搭设。丙类仓库一层框架结构高度为7.8m,板厚度为160mm,施工时地坪垫层已施工完成,此时地面标高为-0.4m,因此本工程板底支撑架搭设高度为8.04m。
2)根据模板支撑需要,在充分考虑结构尺寸和荷载大小的基础上,满堂支撑架的立杆的横距b=0.9m,立杆的纵距l=0.9m,主梁和次梁底跨度方向立杆间距l=0.45m,立杆的步距h=1.50m。
3)模板高支撑体系的搭设要求如下:
a.施工前先在地面垫层上弹出钢管立杆的位置线。搭设前必须对钢管、扣件进行检验,合格后方能使用。b.模板支撑体系组装以4人为一小组,组装时,要求至多二层向同一方向,或由中间向两边推进。c.纵横向立杆接长使用对接,对接扣件应交错布置,两根相邻纵横向立杆的接头不宜设置在同步或同跨内,不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心至主接点的距离不宜大于步距的1/3。d.剪刀撑用扣件式脚手架搭设,每四跨搭设一道,纵横交错搭设,保证整体架子的稳定性。斜杆宜设置成八字形,斜杆与地面的倾角按45°~60°控制;剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接;搭接长度不应小于1m,斜杆应每步与立杆扣接;当出现不能与立杆扣接的情况时亦可采取与横杆扣接,扣接点应牢固;同时应适当搭设水平剪刀撑。
1)模板配制前要认真熟悉图纸,了解设计各种截面尺寸、标高及位置,严格按设计图纸要求进行翻样、放线后,方可准确下料配制模板以避免产生错误浪费工料。2)为了混凝土表面质量和拆模方便,配制好的模板及每次周转使用前,表面应涂刷隔离剂,分类堆码整齐并标识。3)框架梁先安装底模,后安装梁柱节点定型模板,再安装梁侧模板,接头收口在梁中部,以便于拆模提高梁柱接点的外观质量。4)当梁截面≥600时,应设置ϕ10对拉螺杆,水平间距600mm,梁底小横杆间距0.45m,扣件固定。5)现浇板模均采用钢管和方木楞进行加固,模板之间缝隙用胶带封闭,以防漏浆。6)模板及其支撑系统必须具有足够的强度、刚度和稳定性,支撑系统的支撑部分必须具有足够的支撑面积。7)对于大于4m的梁、板,其模板应按设计要求起拱;如设计没有具体要求时,起拱高度宜为跨度的1/1000~3/1000。8)模板工程安装完毕后,必须经检查验收合格后,方可进行下道工序。
1)模板支撑系统搭设前,应由项目技术负责人组织对需要处理或加固的地基、基础进行验收,并留存记录。2)模板支撑系统的结构材料应按要求进行验收、抽检和检测,并留存记录、资料。3)模板支撑系统应在搭设完成后,由项目负责人组织验收,验收人员应包括施工单位和项目两级技术人员、项目安全、质量、施工人员,监理单位的总监和专业监理工程师。验收合格,经施工单位项目技术负责人及项目总监理工程师签字后,方可进入后续工序的施工。
1)模板、钢筋及其他材料等施工荷载应均匀堆置,放平放稳。施工总荷载不得超过模板支撑系统设计荷载要求。脚手架不得与模板支撑架相连。2)模板支撑系统在使用过程中,立柱底部不得松动悬空,不得任意拆除任何杆件,不得松动扣件,也不得用作缆风绳的拉接。3)模板支撑架体因特殊原因或使用荷载变化而发生改变时,需采取措施(编制补充专项施工方案),并组织重新验收。4)混凝土浇筑前,施工单位项目技术负责人、项目总监确认具备混凝土浇筑的安全生产条件后,签署混凝土浇筑令,方可浇筑混凝土。5)框架结构中,柱和梁板的混凝土浇筑顺序,应按先浇筑柱混凝土,后浇筑梁板混凝土的顺序进行。浇筑过程应符合专项施工方案要求,并确保支撑系统受力均匀,避免引起模板支撑系统的失稳倾斜。6)浇筑过程应有专人对模板支撑系统进行观测,发现有松动、变形等情况,必须立即停止浇筑,撤离作业人员,并采取相应的加固措施。
1)模板支撑系统拆除前,项目技术负责人、项目总监应核查混凝土同条件试块强度报告,浇筑混凝土达到拆模强度后方可拆除,并履行拆模审批签字手续。2)拆除作业必须自上而下逐层进行,严禁上下层同时拆除作业,分段拆除的高度不应大于两层。设有附墙连接的模板支撑系统,附墙连接必须随支撑架体逐层拆除,严禁先将附墙连接全部或数层拆除后再拆支撑架体。3)模板支撑系统拆除时,严禁将拆卸的杆件向地面抛掷,应有专人传递至地面;运至地面的钢管、扣件应及时按规定进行外观质量检查、整修与保养,剔除不合格的钢管、扣件,按品种、规格随时码堆存放。4)模板支撑系统搭设和拆除过程中,地面应设置围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁非操作人员进入作业范围。5)梁、板模板应先拆梁侧模,再拆板底模,最后拆除梁底模,并应分段分片进行,严禁成片撬落或成片拉拆。6)待分片、分段的模板全部拆除后,方允许将模板、支架、零配件等按指定地点运出堆放,并进行拔钉、清理、整修、刷防锈漆或脱模剂,入库备用。
对大型仓库楼面混凝土模板高支撑工程的质量检查验收按JGJ130—2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、GB50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》和《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》(建质[2009]254号文件)的相关规定进行检查验收。
本文通过对楼面混凝土模板扣件式和碗扣式满堂钢管支撑体系的方案进行对比分析,经过计算,主梁和次梁底的立杆跨度方向间距为450mm,板底双向立杆间距为900mm;因此最终选择扣件式满堂钢管支撑体系的专项方案为本工程的施工方法。
从该丙类仓库楼面混凝土模板高支撑工程施工专项方案的实施效果来看,由于本工程严格按照专家论证的专项方案组织实施,施工前已做好方案交底和安全技术交底;施工过程中加强支撑体系的安全构造措施,强化施工过程质量检查;搭设完后按规定组织各相关单位进行联合验收,并派专人对模板支撑体系进行变形监测。确保了仓库楼面混凝土模板高支撑工程施工的安全与质量,取得了良好的社会效益和经济效益,为今后类似工程的组织实施积累了施工技术经验。
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