梁板模板托撐與柱模夾具支模新體系工法

梁、板模板托撐與柱模夾具支模新體系施工工法1.前言1.0.1在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工中，大部分企業(yè)一直沿用傳統(tǒng)的支模體系，即梁板結(jié)構(gòu)采用扣件式鋼管支模架，柱模板采用木模板配木枋背楞和木枋柱箍。這種支模方法存在以下缺點：按照《建筑工程模板安全技術規(guī)范》JGJ162—2008中條的規(guī)定“承重的支架柱，其荷載應直接作用于立桿的軸線上，嚴禁承受偏心荷載”，而采用扣件式鋼管支架、鋼管作主楞的支模方式一直存在立桿的偏心受力和扣件抗滑力的影響和制約，已違背了規(guī)范的要求。當現(xiàn)澆混凝土梁、板支架的主楞與立桿連接的扣件所承受的荷載超過一定數(shù)值后，將增加施工工藝的難度，帶來一定安全隱患。部分大型管理規(guī)范的企業(yè)，采用了型鋼、方木式支托，但是型鋼的尺寸不宜定型，長截短接增加了施工強度和成本；方木的抗彎強度低及含水率問題帶來了變形撓曲，使用周轉(zhuǎn)率低下而增加施工成本。而眾多的施工企業(yè)由于沒有經(jīng)濟適用的支撐構(gòu)件，仍然在使用扣件式鋼管模板支架進行施工，無法做到使支柱軸心受力。柱模板采用木枋加固，木枋拆卸后損耗較大，周轉(zhuǎn)次數(shù)少，需消耗大量的優(yōu)質(zhì)木材，并且施工時木枋加工量大，工序多，耗工時較多。1.0.2針對梁板模板支架和柱模板施工中存在的安全隱患和浪費問題，我公司進行了研究，提出了現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)支模新體系，有效地解決了房屋建筑工程施工領域長期存在的問題。該體系已涵蓋了柱、梁、板的支模過程，形成了一個完整的新型支模體系，在不改變現(xiàn)有施工習慣的基礎上，利用新發(fā)明的扣件式模板托撐和鋼制柱模夾具代替原有的施工方法，與傳統(tǒng)的施工材料能很好地配套使用，應用范圍廣。工法的關鍵技術獲得兩項專利：“建筑混凝土施工模板夾具”（專利號：ZL200720309453.8）、“鋼管固定扣件式模板托撐”（ZL200920142831.7），經(jīng)浙江省住房和城鄉(xiāng)建設廳組織的鑒定，達到國內(nèi)領先水平。我公司在溫州移動通訊指揮生產(chǎn)大廈、歌山大廈和馬鞍山市當涂九韻國際等工程的施工中，應用扣件式模板托撐和柱模板夾具施工，使之趨于科學化、規(guī)范化。我們在工程實踐中不斷探討、總結(jié)的基礎上，形成了本工法。2.工法特點2.0.1本工法施工工藝簡單方便。模板托撐可以和傳統(tǒng)的鋼管配套使用，將模板托撐插入立桿鋼管內(nèi)，用絲杠的絲母進行調(diào)節(jié)到現(xiàn)澆混凝土梁、板模板主楞的設計高度即可。合理設置樓板底模尺寸后，還可實現(xiàn)樓板模板早拆體系，提高模板及支架的周轉(zhuǎn)利用率。柱模板夾具由鋼拉桿和鋼制扣件組成，用螺母緊固，安裝方便快捷，可節(jié)約對拉螺栓費用。2.0.2施工安全，保證施工質(zhì)量。模板托撐使梁、板模板的支架柱軸心受壓，解決了傳統(tǒng)支模方法中扣件式鋼管的偏心受力和扣件抗滑力不足等問題，提高了模板支架的承載力、剛度及穩(wěn)定性，確保施工安全，支架搭設方式符合《建筑施工模板安全技術規(guī)范》JGJ162--2008的強制性條文要求；柱模板夾具定型化生產(chǎn)，規(guī)范化施工，能有效地保證夾具質(zhì)量、柱模板的穩(wěn)定性及構(gòu)件質(zhì)量。2.0.3節(jié)約材料，降低施工成本。用鋼管托撐代替型鋼、方木式支托，柱模板夾具代替方木柱箍，減少了大量的木材消耗，且施工工序減少，降低成本。并且避免方木翹曲變形引起的質(zhì)量問題。3.適用范圍適用于房屋建筑工程中以扣件式鋼管為模板支架的現(xiàn)澆梁板支模和矩形截面柱支模。4.工藝原理該支模新體系的關鍵技術包括用于梁、板支模的扣件式模板托撐和用于柱模加固的柱模夾具。4.0.1梁、板模板扣件式托撐是一種工具式柱頭，由上部扣件和下部絲杠組成?？奂糠钟设T鋼鑄造，絲杠為45#鋼，絲母為鑄鋼鑄造加工制成。扣件部分與絲杠采用插入后鉚接的連接方式。扣件式模板托撐的承載力設計值為25KN，完全可以滿足房屋建筑工程現(xiàn)澆混凝土梁、板模板支架的施工要求。施工時模板托撐和扣件式鋼管配合使用，先將現(xiàn)澆混凝土梁、板的鋼管模板支架搭設完成，將絲杠插入鋼管支架內(nèi)，通過絲杠螺母調(diào)節(jié)絲杠插入的深度，從而可頂牢現(xiàn)澆砼梁板模板下的木方。模板托撐改變了傳統(tǒng)梁板支模方法中以鋼管作主楞、直角扣件傳力的模式，將現(xiàn)澆混凝土梁板施工荷載直接傳遞給支柱架，使支架柱軸心受壓，解決了扣件式鋼管立桿的偏心受力問題（圖4.0.1-1、圖4.1-2）。圖4.0.1-1扣件式模板托撐支模方式圖4.0.1-2傳統(tǒng)支模方式4.0.2在該支模新體系中，柱模板夾具為鋼制夾具，用以固定柱子木模板，代替木枋柱箍和豎楞（圖4.0.2）。柱模夾具由角鋼扣件和鋼拉桿組成，角鋼扣件的上部和下部有固定孔，可通過鐵釘固定在木模板上，并固定相鄰的兩塊木模板；鋼拉桿一端的扣條卡在扣件上，另一端為螺絲端桿，通過螺母固定在拉桿固定柱上。拉桿中間開有凹槽，安裝鋼豎楞（相當于傳統(tǒng)的木枋豎楞），以抵抗?jié)沧㈨艜r產(chǎn)生的側(cè)壓力，防止模板產(chǎn)生過大變形，保證柱子砼澆注質(zhì)量。圖4.0.2柱模夾具示意圖5.施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程梁、板模板施工工藝流程：施工準備施工準備搭設水平桿、掃地桿安裝支架立桿搭設剪刀撐安裝模板托撐安裝鋼管主龍骨安裝木方次龍骨鋪底模板澆注砼拆模柱模板安裝施工工藝流程：柱子鋼筋綁扎柱子鋼筋綁扎校正柱模板方正、垂直度與支撐系統(tǒng)固定安裝柱模板夾具安裝柱模板搭設安裝腳手架校正柱模板方正、垂直度與支撐系統(tǒng)固定安裝柱模板夾具安裝柱模板搭設安裝腳手架拆模澆注砼拆模澆注砼5.2梁板模板支架操作要點施工準備1、支撐架設計計算方法：梁板模板按三跨連續(xù)梁設計，木枋次楞按簡支梁計算，鋼管主楞按三跨連續(xù)梁計算。由于梁板模板托撐為軸心受力，不需計算扣件抗滑承載力，每個模板托撐的設計承載力按25KN考慮。立桿的間距、步距按《建筑施工模板安全技術規(guī)范》JGJ162-2008、《建筑施工扣件式鋼管模板支架技術規(guī)程》DB33/1035-2006計算確定。2、支架基礎施工：根據(jù)支架搭設高度、立柱軸向力、搭設場地土質(zhì)情況等，基礎施工按現(xiàn)行國家標準《地基與基礎施工及驗收規(guī)范》GB50202及《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007的有關規(guī)定進行。支模架底座底面標高宜高于自然地坪50mm，支模架基礎經(jīng)驗收合格后，應按施工組織設計的要求放線定位。5.2.2支架搭設1、在模板支架搭設的基層上，按其施工方案確定的支架立桿間距進行放線，并放置支架立桿底座或墊板。設在支架立桿根部的可調(diào)底座當其伸出長度超過300mm時應采取可靠措施固定。墊板采用厚度不小于50mm的木墊板，也可采用槽鋼。2、沿已放線位置搭設縱橫方向立桿，先搭設的立桿應進行斜撐固定，然后搭設水平桿及掃地桿。確定立桿的端部標高時應考慮木枋次龍骨、鋼管主龍骨和扣件式模板托撐的高度。3、按施工層的標高線及預先搭配好的鋼管進行對接搭設。立桿的接長采用對接扣件，不得采用搭接，對接扣件必須交錯布置，相鄰立桿的接頭不得設置在同步內(nèi)，兩個相鄰接頭在高度方向錯開的距離必須大于500mm，各接頭中心到到主節(jié)點的距離不大于步距的1/3。4、根據(jù)方案確定的位置縱橫垂直、水平方向的剪刀撐，其各種扣件的螺栓擰緊力矩保證在40-65N.M。豎向剪刀撐應在同一節(jié)間，由底至頂層呈“之”字型連續(xù)布置，斜撐的固定宜采用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端上，旋轉(zhuǎn)扣件中心線至主節(jié)點的距離不宜大于150mm。剪刀撐應隨立桿、縱向和橫向水平桿等同步搭設。步高應符合設計計算的要求。5、模板支架必須設縱、橫向掃地桿，縱向掃地桿應采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm處的立桿上。橫向掃地桿亦應采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。6、模板支架的搭設高度大于3m以上時，應在支架上鋪設跳板或毛竹片進行隔離，并作為操作平臺使用。7、立桿的垂直度應不大于0.75%，且不大于60mm。模板托撐及模板安裝1、支模架搭設到位后，復核立桿標高，在立桿鋼管柱頭安裝扣件式模板托撐，并根據(jù)模板支架標高及梁、板起拱尺寸拉線調(diào)整扣件式模板托撐的絲母。確保扣件式模板托撐的自由長度不大于200mm。2、安裝模板支架的鋼管主龍骨，在安裝鋼管主龍骨時，將模板托撐頂端的固定扣件固定好，螺栓擰緊扭力矩保證在40-65N.M。在鋼管主龍骨上搭設木方次龍骨，合格后鋪設梁板底模，見圖。圖模板托撐支模示意圖3、現(xiàn)澆混凝土梁、板扣件式鋼管模板及其支架搭設的其他構(gòu)造要求，均按《建筑施工模板安全技術規(guī)范》JGJ162--2008的規(guī)定進行進行施工。5.2.4模板拆除1、底模拆除時的混凝土強度需符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002的要求，達到模板拆除條件后，操作人員在搭設的隔離操作平臺上進行拆除施工。2、先拆除鋼管固定扣件式模板托撐，旋轉(zhuǎn)其托撐絲桿的絲母，使鋼管主龍骨下降，拆除鋼管主龍骨及木枋次龍骨，拆除時按照后搭設先拆除的順序進行。3、在梁、板模板拆除后，進行支架的拆除。先拆除縱橫方向的剪刀撐及“之”連桿，再拆除水平連桿、固定點連接件、對接的立桿及掃地桿。早拆模板施工當模板托撐用于樓板早拆模板體系時，通過計算明確支架的布設位置、龍骨的設置，繪制模板設計圖。后拆模板與先拆模板分開鋪設，對模板托撐進行微調(diào)，保證托撐與模板頂緊。模板拆除時，當混凝土強度達到拆模規(guī)定的強度后，按照模板設計圖先拆除早拆部分，保留后拆模板、立桿；當混凝土強度達到正常拆模時間后再拆除保留的模板。5.3柱支模操作要點放出柱子軸線和模板邊線，并將邊線引出。進行柱模板拼裝時，接縫處加貼10mm厚海棉條，防止接縫處漏漿。拼裝好的柱模板用臨時支撐固定。模板底部應留出清掃口。在柱模底部和上口分別安裝一道新型柱模板夾具。在模板四角均用專用角鋼扣件固定，扣件的上部和下部有固定孔，使用鐵釘釘入固定孔中，使扣件固定在木模板上，將拉桿的一端扣條抵住其中的一個扣件，拉桿的另一端放入拉桿固定柱兩塊梯形板之間，用螺母初步收緊固定。確認方正、垂直后根據(jù)設計的柱箍間距，按上述方法依次設置模板夾具，擰緊模板四角的螺母（圖4.2）。校正柱模垂直度后與承重架和支撐系統(tǒng)固定牢固，確保整個支模系統(tǒng)有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性要求。模板拆除時，先拆除與柱模板夾具連接的支撐水平管，再拆除模板夾具。松開拉桿一端的螺栓，依次拆除拉桿、鋼楞、角鋼扣件，然后用撬棍輕輕撬動模板，使之與柱混凝土脫離。6.材料與設備設備采用普通的木工設備，主要材料見表6材料一覽表表6名稱型號規(guī)格用途備注鋼管Φ48×3.5mmm搭設支架，板底主主龍骨鋼管扣件Φ48mm搭設支架鋼管固定式模板托托撐絲杠由45#鋼制制成，絲母為為鑄鋼鑄造直接將上部荷載傳傳給支架立桿桿，使立桿軸軸心受力質(zhì)量符合地方標準準《鋼管固定扣扣件式模板托托撐》扭矩扳手測量鋼管扣件擰緊緊力矩柱模板夾具加固柱模板模板夾具包括角鋼鋼扣件、拉桿桿、螺母、鋼鋼豎楞7.質(zhì)量控制7.1標準、規(guī)范本工法主要遵照執(zhí)行以下的標準和規(guī)范：《建筑施工模板安全技術規(guī)范》JGJ162—2008《建筑施工扣件式鋼管模板支架技術規(guī)程》DB33/1035—2006《地基與基礎施工及驗收規(guī)范》GB50202安徽省地方標準《鋼管固定扣件式模板托撐》（審定稿）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-20027.2質(zhì)量要求原材料質(zhì)量標準搭設現(xiàn)澆混凝土梁、板模板支架所使用的鋼管、扣件及鋼管固定扣件式模板托撐、柱模夾具等，應有合格證，并應有具備有檢測資質(zhì)的單位、部門出具的檢測報告，檢測合格方可使用。支架搭設和模板安裝的質(zhì)量要求1、模板支架應按施工方案進行搭設，并應符合《建筑施工模板安全技術規(guī)范》JGJ162—2008及《建筑施工扣件式鋼管模板支架技術規(guī)程》DB33/1035—2006的要求。搭設后應經(jīng)過驗收，提供《模板支架驗收記錄表》。2、鋼管固定扣件式模板托撐的絲杠伸出鋼管頂部不得大于200mm，絲杠外徑與立桿鋼管內(nèi)徑的間隙不得大于3mm，安裝時應保證上下垂直。3、在支架各鋼管立桿的頂端扣件托撐下100～500mm處，設置縱橫方向水平連桿，確保支架的強度、剛度及穩(wěn)定性。4、模板支架立桿垂直度不大于0.75%且不大于60mm；扣件螺栓擰緊力矩40～65N.M。5、應根據(jù)柱子高度和截面尺寸確定柱模夾具的間距，以保證柱模的強度、剛度足以抵抗混凝土的側(cè)壓力。6、柱模安裝完后，應全面復核模板的軸線位置、垂直度、對角線長度及截面尺寸等項目，預埋件、預留孔洞嚴禁漏設且必須準確、穩(wěn)固，允許偏差符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002的要求。7.3質(zhì)量保證措施對高度大于8m、跨度大于18m、線荷載大于20KN/m、總荷載大于15KN/m2的支架體系，應按“建質(zhì)2009［87］和［254］號文件”要求組織專家論證。模板支架搭設前，項目技術負責人應對質(zhì)量員、安全員、施工員及專業(yè)班組長進行口頭和書面的技術交底，說明支架的搭設方法、立桿間距、橫桿的步距和水平、垂直剪刀撐、固節(jié)點的位置等要求。模板支架搭設前，應進行立桿的位置放線，按點拉線進行搭設，項目管理人員應隨時進行檢查指導，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，嚴格進行施工過程控制。嚴格執(zhí)行“三檢制”進行模板支架的檢查驗收制度。8.安全措施8.0.1在模板支架搭設前，要先根據(jù)現(xiàn)場實際情況將安全防護設施設置好，尤其是在主體結(jié)構(gòu)施工時，所在施工樓層的臨邊、洞口及外腳手架的防護設施。8.0.2扣件式鋼管支架的鋼管及扣件均應進行檢測，合格方可使用，并應對扣件采用扭矩扳手進行抽檢，達到合格方可驗收。8.0.3所搭設模板支架的構(gòu)件吊運時，一次吊運重量要控制在塔吊的限重范圍內(nèi)。吊運到樓層上構(gòu)件不得集中堆放，要適當分散堆放。在拆除模板支架時也要分散堆放。8.0.4澆搗過程中要控制混凝土的超高堆集，盡量安排從中間向兩側(cè)的對稱澆搗方式。8.0.5在樓層中拆除的模板支架等構(gòu)件材料，及時分批轉(zhuǎn)運到卸料平臺上，再用塔吊轉(zhuǎn)運到需要的施工樓層上，卸料平臺上堆放的模板支架的構(gòu)件材料重量不得超過其相應的限載重量。8.0.6所有現(xiàn)場機械及臨時用電線路都要按照規(guī)范要求敷設。施工現(xiàn)場所要放置滅火器材，尤其是施工的樓層。8.0.7在拆除模板以后留下的臨邊、洞口等危險地點的安全防護措施要在拆除模板以后立即恢復。8.0.8模板支架搭設時，必須嚴格按照施工方案和計算書有關要求進行施工，立桿底座位置正確，鋼管固定扣件式模板托撐絲杠伸出長度應符合要求，不得隨意更改模板支架的技術參數(shù)。8.0.9模板支架的搭設過程中，應先設置臨時支撐，防止傾覆，待模板支架全部安裝穩(wěn)固以后才允許拆除臨時支撐。8.0.10模板支架拆除時，應劃出警戒區(qū)，嚴禁非操作人員進入工作區(qū)。梁、板底模板拆除時，操作人員要站在遠離準備拆除的模板下面的地方使用撬棍，嚴禁站在正方拆除模板。除模板時應逐塊拆除，嚴禁成片松動或拉倒。交叉作業(yè)時嚴禁在同一垂直面上上下同時作業(yè)。8.0.11已拆除的模板支架等構(gòu)件材料，應及時運走或分類妥善堆放，防止操作人員因扶空或踏空而墜落。8.0.12遇六級或六級以上大風時，暫停模板支架搭設及拆除作業(yè)。9.環(huán)保措施9.0.1模板支架施工前，項目技術負責人負責編制環(huán)境保護實施計劃。并對施工管理人員及操作人員進行環(huán)境保護教育及交底。9.0.2盡量減少施工垃圾的產(chǎn)生，模板加工中產(chǎn)生的木屑，禁止焚燒，應集中回收，及時運往指定垃圾場。9.0.3加強施工現(xiàn)場內(nèi)的油漆、涂料等化學物品采購、運輸、貯存積使用各環(huán)節(jié)的管理，嚴禁隨地丟棄，拋灑。模板涂刷脫模劑時，防止污染地面。9.0.4機械設備及機具的使用過程中，操作人員和維修人員要經(jīng)常檢查和維修，防止油污滲漏污染環(huán)境。9.0.5鋼管、扣件、柱模夾具等鋼構(gòu)件的除塵、刷油采用封閉進行，操作人員配備防護服及防塵面罩。9.0.6模板加工應在木工棚內(nèi)進行，并采取隔音措施，夜間停止模板加工。9.0.7鋼管支架的搭設過程中，盡量減少鋼管及扣件的拋擲，扳手敲打現(xiàn)象，降低施工噪音。9.0.8施工機械操作人員按規(guī)程要求進行維護和保養(yǎng)，確保其性能良好，避免機械噪聲，嚴禁使用國家明令禁止的淘汰和報廢的施工機械。9.0.9所有車輛出入施工項目，均進行高壓水槍沖洗，防止泥沙帶出施工現(xiàn)場。施工現(xiàn)場內(nèi)的道路進行混凝土澆筑硬化，定期進行清掃澆水除塵。10.效益分析10.1經(jīng)濟效益?zhèn)鹘y(tǒng)的扣件式鋼管立桿的承載能力由于扣件抗滑力的限制，不能充分發(fā)揮鋼管立桿的強度，完全按規(guī)范及搭設的構(gòu)造要求進行施工，縮小了立桿的間距及水平桿的步距，增加了鋼管的使用量，提高了施工成本。而鋼管固定扣件式模板托撐的應用，解決了扣件式鋼管模板支架中鋼管主楞與鋼管立桿用直角扣件連接存在的偏心受力問題，可以按其現(xiàn)澆混凝土梁、板的實際荷載進行計算確定立桿和水平桿的數(shù)量，能夠發(fā)揮鋼管立桿的自身強度。減少了鋼管立桿的使用量，降低了施工成本。柱模板鋼制夾具代替常用的木枋加固柱模，可以克服木枋周轉(zhuǎn)次數(shù)少、施工工序多的缺陷，能夠循環(huán)使用，減少了木材購置費用，并且安裝方便，提高了施工效率。10.2社會效益現(xiàn)在常用的樓板模板鋼管支架，依靠立桿頂端的直角扣件傳遞施工荷載，存在著偏心受力問題，并且鋼管多次使用后，出現(xiàn)垂直度偏差，造成初始偏心缺陷，加劇了支架立桿的偏心受力，這也是造成支模架事故的原因之一?？奂侥０逋袚蔚膶嵤?，提高了現(xiàn)澆混凝土梁、板扣件式鋼管模板支架的強度、剛度及穩(wěn)定性，解決了施工企業(yè)在施工項目上違背《建筑施工模板安全技術規(guī)范》JGJ162--2008的強制性條文要求。降低了現(xiàn)澆混凝土梁、板扣件式鋼管（碗扣式）模板支架的安全隱患，能夠滿足“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針。能夠避免和減少房屋建筑工程施工的模板支架的事故頻發(fā)現(xiàn)象，體現(xiàn)了以人為本，建設和諧社會的社會效益。傳統(tǒng)的施工需用木枋支模，隨著我國建設事業(yè)的發(fā)展，需要消耗大量的優(yōu)質(zhì)木材。采用扣件式模板托撐和柱模施工夾具，能夠為社會節(jié)約大量的木材資源，有利于建設節(jié)約型社會，符合發(fā)展低碳經(jīng)濟的要求。11.工程實例11.0.1溫州移動通信指揮生產(chǎn)大廈位于位于溫州市沿江路以東、會展中心以南，距甌江100米左右。地上十五層，地下二層，建筑面積為34985m2，樓層總高度為72.1m。本工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，標準層樓板厚120mm，地下室頂板厚250～350mm，框架柱截面600×600～1100×1100mm。工程于2006年7月開工，主體結(jié)構(gòu)2008年1月結(jié)頂。地下室頂板厚度較大，若采用傳統(tǒng)的支模方法，梁板施工荷載通過扣件偏心傳力，則需采取特殊措施，增加了施工難度。經(jīng)過研究，提出了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)支模新體系的構(gòu)想并加以實施，梁板支架采用扣件式鋼管，立桿端部安裝模板托撐，模板主龍骨為鋼管，次龍骨為木枋。此種支模方法使由模板托撐直接將施工荷載傳遞給立桿，立桿軸心受力，保證了施工安全。為解決框架柱支模中木枋用量大的缺陷，采用鋼制柱模夾具，節(jié)約了