當前建筑市場,出現(xiàn)許多樓層高、跨度大的建筑結構形式,因此在建筑工程中采用超常規(guī)高支?,F(xiàn)澆混凝土施工的情況越來越多。在高支?,F(xiàn)澆混凝土施工中,由于設計計算和施工技術措施不當以及地基基礎下沉,導致支承系統(tǒng)失穩(wěn)引起系統(tǒng)倒塌而發(fā)生重大傷亡事故的案例近年并不少見。各地建設主管部門都對高支模施工管理非常重視,制定有相關的管理措施。本文通過一個成功實例,介紹如何根據(jù)施工規(guī)范和現(xiàn)場實現(xiàn)情況,采取有效措施,以保證工程高支模施工得到安全、可靠的實施。
1、 工程概況
本工程為一層工業(yè)廠房,建筑面積3300m2(剪力墻結構),現(xiàn)澆鋼筋混凝土頂板6500(長)×13500(寬)×1500mm(厚),標高13~14.5m。其施工難度已遠遠超出澆大體積砼,在建筑施工過程中,同時根據(jù)有關規(guī)定,對該高支模系統(tǒng)必須進行專項設計,采取特殊施工技術措施。對高支模系統(tǒng)應進行強度、穩(wěn)定性和變形計算復核(見圖1)
圖1 支模架布置圖
2、 方案設計
該頂板支承系統(tǒng)設計采用扣件式鋼管腳手架搭設。鋼管選 用外徑φ48,壁厚3.5mm的高頻焊接管,立桿間距400×400mm,橫桿步距1500mm,頂部三道步距為1000mm,縱、橫方向每3m設置一道剪刀撐,距地面30cm設置縱橫向掃地桿;板底模板選用優(yōu)質18mm厚膠合板,底枋(@250mm)及橫楞采用50×100松木枋。扣件材質楞采用KT33-8的技術要求。抗滑移動力取〔τ〕=7kN。鋼管特性參數(shù):截面面積A=4.89cm2,截面承載力〔N〕=27.5kN。
3、 計算復核
(1) 荷載計算
鋼筋混凝土自重:
24kN/m3×1.5=36kN/m2
鋼筋自重:6.2kN/m2
模板自重:1kN/m2
施工荷載:2.5kN/m2
振動荷載2.0kN/m2
傾倒混凝土產生的荷載2.0kN/m2
恒荷載、活荷載分項系數(shù)分別取1.2和1.4
Q=1.2×(36+6.2+1)+1.4×(2.5+2.0+2.0)=51.84+9.1=60.94kN/m2
(2) 鋼管及扣件抗滑能力驗算:
每根鋼管承受的軸向荷載為:N=60.94×0.4×0.4=9.75kN<2〔N〕=27.2kN,滿足要求。
在每根立桿最上部受力橫桿采用雙扣件聯(lián)接,則:
N=9.75kN<2〔τ〕=2×7=14kN,
采用雙扣件滿足扣件抗滑要求。
(3) 鋼管穩(wěn)定性驗算:
鋼管截面尺寸:ф48×3.5mm,截面面積A=489mm2、回轉半徑:?。?5.78mm;
考慮不利因素,立桿的計算長度系數(shù)?取1.5,長度l取1500mm,則立桿的長細比λ=μl/i=1.5×1500/15.78=142.6
由λ值查得構件的穩(wěn)定系數(shù)Ψ=0.3376
N/ΨA=9.75×103/0.3376×489=59.06N/mm2 =205N/mm2
驗算結果表明鋼管立桿的穩(wěn)定性滿足要求。
4、 安全措施
(1) 嚴格按設計方案施工,并加強對施工過程中的檢查,做以檢查有記錄及完整的會簽,對隱患要做到按三定措施落實整改,確保施工安全。
(2) 該系統(tǒng)支撐荷載較大,支撐系統(tǒng)搭設施工質量至關重要,必須有足夠的構造措施來保證萬無一失,該工程利用四周已滿足強度要求的剪力墻卸荷,底部掃地桿、剪刀撐、縱橫向設置水平拉桿都與剪力墻可靠連接,以減少作用到支撐上的荷載;
(3) 立桿基礎為先澆筑的地面混凝土上,基礎承載力滿足要求,立桿底部采用底座構件,立桿采用穿心套接接駁,同一截面內對接應錯開;
(4) 縱橫向設置水平拉桿,每部的縱橫向水平拉桿必須拉通,水平拉桿采用搭接,嚴禁采用對接方式;
(5) 設置縱橫向掃地桿(距地面30cm)及剪刀撐,剪刀撐每3m設置一道,與立桿有可靠的連接;
(6) 首先應嚴格加強對鋼管及扣件的質量檢查,驗收合格后方可投入使用,特別是扣件的本身該支模系統(tǒng)的穩(wěn)定性由扣件的抗滑力決定。
(7) 系統(tǒng)搭設完成后應及時檢查驗收,特別對扣件安裝質量采用測力扳手進行檢查。如果扣件失效,會使立桿計算長度和長細比增大,導致立桿的承載力降低;
(8) 施工過程中,混凝土及其他設備堆放應符合施工方案規(guī)定要求,嚴禁超載,盡量使支撐系統(tǒng)受力均衡。這種系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性一般能滿足要求。但單根立桿的承載力較少,不能承受過大的集中荷載,以防止由于因局部構件失穩(wěn)而導致整體結構失穩(wěn)。
該工程施工過程中,由于各有關單位的高度重視,嚴格按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ130-2001)的要求執(zhí)行,采取措施適當,施工過程中未發(fā)生任何安全事故,現(xiàn)已交付使用。