梁板模板托撑与柱模夹具支模新体系施工工法

'梁、板模板托撑与柱模夹具支模新体系施工工法1.前言1.0.1在现浇混凝土结构施工中，大部分企业一直沿用传统的支模体系，即梁板结构采用扣件式钢管支模架，柱模板采用木模板配木枋背楞和木枋柱箍。这种支模方法存在以下缺点：按照《建筑工程模板安全技术规范》JGJ162—2008中5.1.7条的规定“承重的支架柱，其荷载应直接作用于立杆的轴线上，严禁承受偏心荷载”，而采用扣件式钢管支架、钢管作主楞的支模方式一直存在立杆的偏心受力和扣件抗滑力的影响和制约，已违背了规范的要求。当现浇混凝土梁、板支架的主楞与立杆连接的扣件所承受的荷载超过一定数值后，将增加施工工艺的难度，带来一定安全隐患。部分大型管理规范的企业，采用了型钢、方木式支托，但是型钢的尺寸不宜定型，长截短接增加了施工强度和成本；方木的抗弯强度低及含水率问题带来了变形挠曲，使用周转率低下而增加施工成本。而众多的施工企业由于没有经济适用的支撑构件，仍然在使用扣件式钢管模板支架进行施工，无法做到使支柱轴心受力。柱模板采用木枋加固，木枋拆卸后损耗较大，周转次数少，需消耗大量的优质木材，并且施工时木枋加工量大，工序多，耗工时较多。1.0.2针对梁板模板支架和柱模板施工中存在的安全隐患和浪费问题，我公司进行了研究，提出了现浇混凝土结构支模新体系，有效地解决了房屋建筑工程施工领域长期存在的问题。该体系已涵盖了柱、梁、板的支模过程，形成了一个完整的新型支模体系，在不改变现有施工习惯的基础上，利用新发明的扣件式模板托撑和钢制柱模夹具代替原有的施工方法，与传统的施工材料能很好地配套使用，应用范围广。工法的关键技术获得两项专利：“建筑混凝土施工模板夹具”（专利号：ZL20072.8）、“钢管固定扣件式模板托撑”（ZL1.7），经浙江省住房和城乡建设厅组织的鉴定，达到国内领先水平。我公司在温州移动通讯指挥生产大厦、歌山大厦和马鞍山市当涂九韵国际等工程的施工中，应用扣件式模板托撑和柱模板夹具施工，使之趋于科学化、规范化。我们在工程实践中不断探讨、总结的基础上，形成了本工法。2.工法特点2.0.1本工法施工工艺简单方便。模板托撑可以和传统的钢管配套使用，将模板托撑插入立杆钢管内，用丝杠的丝母进行调节到现浇混凝土梁、板模板主楞的设计高度即可。合理设置楼板底模尺寸后，还可实现楼板模板早拆体系，提高模板及支架的周转利用率。11 柱模板夹具由钢拉杆和钢制扣件组成，用螺母紧固，安装方便快捷，可节约对拉螺栓费用。2.0.2施工安全，保证施工质量。模板托撑使梁、板模板的支架柱轴心受压，解决了传统支模方法中扣件式钢管的偏心受力和扣件抗滑力不足等问题，提高了模板支架的承载力、刚度及稳定性，确保施工安全，支架搭设方式符合《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162--2008的强制性条文要求；柱模板夹具定型化生产，规范化施工，能有效地保证夹具质量、柱模板的稳定性及构件质量。2.0.3节约材料，降低施工成本。用钢管托撑代替型钢、方木式支托，柱模板夹具代替方木柱箍，减少了大量的木材消耗，且施工工序减少，降低成本。并且避免方木翘曲变形引起的质量问题。3.适用范围适用于房屋建筑工程中以扣件式钢管为模板支架的现浇梁板支模和矩形截面柱支模。4.工艺原理该支模新体系的关键技术包括用于梁、板支模的扣件式模板托撑和用于柱模加固的柱模夹具。4.0.1梁、板模板扣件式托撑是一种工具式柱头，由上部扣件和下部丝杠组成。扣件部分由铸钢铸造，丝杠为45#钢，丝母为铸钢铸造加工制成。扣件部分与丝杠采用插入后铆接的连接方式。扣件式模板托撑的承载力设计值为25KN，完全可以满足房屋建筑工程现浇混凝土梁、板模板支架的施工要求。施工时模板托撑和扣件式钢管配合使用，先将现浇混凝土梁、板的钢管模板支架搭设完成，将丝杠插入钢管支架内，通过丝杠螺母调节丝杠插入的深度，从而可顶牢现浇砼梁板模板下的木方。模板托撑改变了传统梁板支模方法中以钢管作主楞、直角扣件传力的模式，将现浇混凝土梁板施工荷载直接传递给支柱架，使支架柱轴心受压，解决了扣件式钢管立杆的偏心受力问题（图4.0.1-1、图4.1-2）。图4.0.1-1扣件式模板托撑支模方式图4.0.1-2传统支模方式11 4.0.2在该支模新体系中，柱模板夹具为钢制夹具，用以固定柱子木模板，代替木枋柱箍和竖楞（图4.0.2）。柱模夹具由角钢扣件和钢拉杆组成，角钢扣件的上部和下部有固定孔，可通过铁钉固定在木模板上，并固定相邻的两块木模板；钢拉杆一端的扣条卡在扣件上，另一端为螺丝端杆，通过螺母固定在拉杆固定柱上。拉杆中间开有凹槽，安装钢竖楞（相当于传统的木枋竖楞），以抵抗浇注砼时产生的侧压力，防止模板产生过大变形，保证柱子砼浇注质量。图4.0.2柱模夹具示意图5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.1.1梁、板模板施工工艺流程：施工准备搭设水平杆、扫地杆安装支架立杆搭设剪刀撑安装模板托撑安装钢管主龙骨安装木方次龙骨铺底模板浇注砼拆模11 5.1.2柱模板安装施工工艺流程：柱子钢筋绑扎校正柱模板方正、垂直度与支撑系统固定安装柱模板夹具安装柱模板搭设安装脚手架拆模浇注砼5.2梁板模板支架操作要点5.2.1施工准备1、支撑架设计计算方法：梁板模板按三跨连续梁设计，木枋次楞按简支梁计算，钢管主楞按三跨连续梁计算。由于梁板模板托撑为轴心受力，不需计算扣件抗滑承载力，每个模板托撑的设计承载力按25KN考虑。立杆的间距、步距按《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008、《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》DB33/1035-2006计算确定。2、支架基础施工：根据支架搭设高度、立柱轴向力、搭设场地土质情况等，基础施工按现行国家标准《地基与基础施工及验收规范》GB50202及《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定进行。支模架底座底面标高宜高于自然地坪50mm，支模架基础经验收合格后，应按施工组织设计的要求放线定位。5.2.2支架搭设1、在模板支架搭设的基层上，按其施工方案确定的支架立杆间距进行放线，并放置支架立杆底座或垫板。设在支架立杆根部的可调底座当其伸出长度超过300mm时应采取可靠措施固定。垫板采用厚度不小于50mm的木垫板，也可采用槽钢。2、沿已放线位置搭设纵横方向立杆，先搭设的立杆应进行斜撑固定，然后搭设水平杆及扫地杆。确定立杆的端部标高时应考虑木枋次龙骨、钢管主龙骨和扣件式模板托撑的高度。3、按施工层的标高线及预先搭配好的钢管进行对接搭设。立杆的接长采用对接扣件，不得采用搭接，对接扣件必须交错布置，相邻立杆的接头不得设置在同步内，两个相邻接头在高度方向错开的距离必须大于500mm，各接头中心到到主节点的距离不大于步距的1/3。4、根据方案确定的位置纵横垂直、水平方向的剪刀撑，其各种扣件的螺栓拧紧力矩保证在40-65N.M。竖向剪刀撑应在同一节间，由底至顶层呈“之”字型连续布置，斜撑的固定宜采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm11 。剪刀撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。步高应符合设计计算的要求。5、模板支架必须设纵、横向扫地杆，纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。6、模板支架的搭设高度大于3m以上时，应在支架上铺设跳板或毛竹片进行隔离，并作为操作平台使用。7、立杆的垂直度应不大于0.75%，且不大于60mm。5.2.3模板托撑及模板安装1、支模架搭设到位后，复核立杆标高，在立杆钢管柱头安装扣件式模板托撑，并根据模板支架标高及梁、板起拱尺寸拉线调整扣件式模板托撑的丝母。确保扣件式模板托撑的自由长度不大于200mm。2、安装模板支架的钢管主龙骨，在安装钢管主龙骨时，将模板托撑顶端的固定扣件固定好，螺栓拧紧扭力矩保证在40-65N.M。在钢管主龙骨上搭设木方次龙骨，合格后铺设梁板底模，见图5.2.3。图5.2.3模板托撑支模示意图3、现浇混凝土梁、板扣件式钢管模板及其支架搭设的其他构造要求，均按《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162--2008的规定进行进行施工。5.2.4模板拆除1、底模拆除时的混凝土强度需符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的要求，达到模板拆除条件后，操作人员在搭设的隔离操作平台上进行拆除施工。2、先拆除钢管固定扣件式模板托撑，旋转其托撑丝杆的丝母，使钢管主龙骨下降，拆除钢管主龙骨及木枋次龙骨，拆除时按照后搭设先拆除的顺序进行。11 3、在梁、板模板拆除后，进行支架的拆除。先拆除纵横方向的剪刀撑及“之”连杆，再拆除水平连杆、固定点连接件、对接的立杆及扫地杆。5.2.5早拆模板施工当模板托撑用于楼板早拆模板体系时，通过计算明确支架的布设位置、龙骨的设置，绘制模板设计图。后拆模板与先拆模板分开铺设，对模板托撑进行微调，保证托撑与模板顶紧。模板拆除时，当混凝土强度达到拆模规定的强度后，按照模板设计图先拆除早拆部分，保留后拆模板、立杆；当混凝土强度达到正常拆模时间后再拆除保留的模板。5.3柱支模操作要点5.3.1放出柱子轴线和模板边线，并将边线引出。进行柱模板拼装时，接缝处加贴10mm厚海棉条，防止接缝处漏浆。拼装好的柱模板用临时支撑固定。模板底部应留出清扫口。5.3.2在柱模底部和上口分别安装一道新型柱模板夹具。在模板四角均用专用角钢扣件固定，扣件的上部和下部有固定孔，使用铁钉钉入固定孔中，使扣件固定在木模板上，将拉杆的一端扣条抵住其中的一个扣件，拉杆的另一端放入拉杆固定柱两块梯形板之间，用螺母初步收紧固定。确认方正、垂直后根据设计的柱箍间距，按上述方法依次设置模板夹具，拧紧模板四角的螺母（图4.2）。5.3.3校正柱模垂直度后与承重架和支撑系统固定牢固，确保整个支模系统有足够的强度、刚度和稳定性要求。5.3.4模板拆除时，先拆除与柱模板夹具连接的支撑水平管，再拆除模板夹具。松开拉杆一端的螺栓，依次拆除拉杆、钢楞、角钢扣件，然后用撬棍轻轻撬动模板，使之与柱混凝土脱离。6.材料与设备设备采用普通的木工设备，主要材料见表6材料一览表表6名称型号规格用途备注钢管Φ48×3.5mm搭设支架，板底主龙骨钢管扣件Φ48mm搭设支架钢管固定式模板托撑丝杠由45#钢制成，丝母为铸钢铸造直接将上部荷载传给支架立杆，使立杆轴心受力质量符合地方标准《钢管固定扣件式模板托撑》扭矩扳手测量钢管扣件拧紧力矩柱模板夹具加固柱模板模板夹具包括角钢扣件、拉杆、螺母、钢竖楞11 7.质量控制7.1标准、规范本工法主要遵照执行以下的标准和规范：《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162—2008《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》DB33/1035—2006《地基与基础施工及验收规范》GB50202安徽省地方标准《钢管固定扣件式模板托撑》（审定稿）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-20027.2质量要求7.2.1原材料质量标准搭设现浇混凝土梁、板模板支架所使用的钢管、扣件及钢管固定扣件式模板托撑、柱模夹具等，应有合格证，并应有具备有检测资质的单位、部门出具的检测报告，检测合格方可使用。7.2.2支架搭设和模板安装的质量要求1、模板支架应按施工方案进行搭设，并应符合《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162—2008及《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》DB33/1035—2006的要求。搭设后应经过验收，提供《模板支架验收记录表》。2、钢管固定扣件式模板托撑的丝杠伸出钢管顶部不得大于200mm，丝杠外径与立杆钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下垂直。3、在支架各钢管立杆的顶端扣件托撑下100～500mm处，设置纵横方向水平连杆，确保支架的强度、刚度及稳定性。4、模板支架立杆垂直度不大于0.75%且不大于60mm；扣件螺栓拧紧力矩40～65N.M。5、应根据柱子高度和截面尺寸确定柱模夹具的间距，以保证柱模的强度、刚度足以抵抗混凝土的侧压力。6、柱模安装完后，应全面复核模板的轴线位置、垂直度、对角线长度及截面尺寸等项目，预埋件、预留孔洞严禁漏设且必须准确、稳固，允许偏差符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的要求。7.3质量保证措施7.3.1对高度大于8m、跨度大于18m、线荷载大于20KN/m、总荷载大于15KN/m2的支架体系，应按“建质2009［87］和［254］号文件”要求组织专家论证。7.3.211 模板支架搭设前，项目技术负责人应对质量员、安全员、施工员及专业班组长进行口头和书面的技术交底，说明支架的搭设方法、立杆间距、横杆的步距和水平、垂直剪刀撑、固节点的位置等要求。7.3.3模板支架搭设前，应进行立杆的位置放线，按点拉线进行搭设，项目管理人员应随时进行检查指导，发现问题及时处理，严格进行施工过程控制。7.3.4严格执行“三检制”进行模板支架的检查验收制度。8.安全措施8.0.1在模板支架搭设前，要先根据现场实际情况将安全防护设施设置好，尤其是在主体结构施工时，所在施工楼层的临边、洞口及外脚手架的防护设施。8.0.2扣件式钢管支架的钢管及扣件均应进行检测，合格方可使用，并应对扣件采用扭矩扳手进行抽检，达到合格方可验收。8.0.3所搭设模板支架的构件吊运时，一次吊运重量要控制在塔吊的限重范围内。吊运到楼层上构件不得集中堆放，要适当分散堆放。在拆除模板支架时也要分散堆放。8.0.4浇捣过程中要控制混凝土的超高堆集，尽量安排从中间向两侧的对称浇捣方式。8.0.5在楼层中拆除的模板支架等构件材料，及时分批转运到卸料平台上，再用塔吊转运到需要的施工楼层上，卸料平台上堆放的模板支架的构件材料重量不得超过其相应的限载重量。8.0.6所有现场机械及临时用电线路都要按照规范要求敷设。施工现场所要放置灭火器材，尤其是施工的楼层。8.0.7在拆除模板以后留下的临边、洞口等危险地点的安全防护措施要在拆除模板以后立即恢复。8.0.8模板支架搭设时，必须严格按照施工方案和计算书有关要求进行施工，立杆底座位置正确，钢管固定扣件式模板托撑丝杠伸出长度应符合要求，不得随意更改模板支架的技术参数。8.0.9模板支架的搭设过程中，应先设置临时支撑，防止倾覆，待模板支架全部安装稳固以后才允许拆除临时支撑。8.0.10模板支架拆除时，应划出警戒区，严禁非操作人员进入工作区。梁、板底模板拆除时，操作人员要站在远离准备拆除的模板下面的地方使用撬棍，严禁站在正方拆除模板。除模板时应逐块拆除，严禁成片松动或拉倒。交叉作业时严禁在同一垂直面上上下同时作业。8.0.11已拆除的模板支架等构件材料，应及时运走或分类妥善堆放，防止操作人员因扶空或踏空而坠落。8.0.12遇六级或六级以上大风时，暂停模板支架搭设及拆除作业。11 9.环保措施9.0.1模板支架施工前，项目技术负责人负责编制环境保护实施计划。并对施工管理人员及操作人员进行环境保护教育及交底。9.0.2尽量减少施工垃圾的产生，模板加工中产生的木屑，禁止焚烧，应集中回收，及时运往指定垃圾场。9.0.3加强施工现场内的油漆、涂料等化学物品采购、运输、贮存积使用各环节的管理，严禁随地丢弃，抛洒。模板涂刷脱模剂时，防止污染地面。9.0.4机械设备及机具的使用过程中，操作人员和维修人员要经常检查和维修，防止油污渗漏污染环境。9.0.5钢管、扣件、柱模夹具等钢构件的除尘、刷油采用封闭进行，操作人员配备防护服及防尘面罩。9.0.6模板加工应在木工棚内进行，并采取隔音措施，夜间停止模板加工。9.0.7钢管支架的搭设过程中，尽量减少钢管及扣件的抛掷，扳手敲打现象，降低施工噪音。9.0.8施工机械操作人员按规程要求进行维护和保养，确保其性能良好，避免机械噪声，严禁使用国家明令禁止的淘汰和报废的施工机械。9.0.9所有车辆出入施工项目，均进行高压水枪冲洗，防止泥沙带出施工现场。施工现场内的道路进行混凝土浇筑硬化，定期进行清扫浇水除尘。10.效益分析10.1经济效益10.1.1传统的扣件式钢管立杆的承载能力由于扣件抗滑力的限制，不能充分发挥钢管立杆的强度，完全按规范及搭设的构造要求进行施工，缩小了立杆的间距及水平杆的步距，增加了钢管的使用量，提高了施工成本。而钢管固定扣件式模板托撑的应用，解决了扣件式钢管模板支架中钢管主楞与钢管立杆用直角扣件连接存在的偏心受力问题，可以按其现浇混凝土梁、板的实际荷载进行计算确定立杆和水平杆的数量，能够发挥钢管立杆的自身强度。减少了钢管立杆的使用量，降低了施工成本。10.1.2柱模板钢制夹具代替常用的木枋加固柱模，可以克服木枋周转次数少、施工工序多的缺陷，能够循环使用，减少了木材购置费用，并且安装方便，提高了施工效率。10.2社会效益10.2.111 现在常用的楼板模板钢管支架，依靠立杆顶端的直角扣件传递施工荷载，存在着偏心受力问题，并且钢管多次使用后，出现垂直度偏差，造成初始偏心缺陷，加剧了支架立杆的偏心受力，这也是造成支模架事故的原因之一。扣件式模板托撑的实施，提高了现浇混凝土梁、板扣件式钢管模板支架的强度、刚度及稳定性，解决了施工企业在施工项目上违背《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162--2008的强制性条文要求。降低了现浇混凝土梁、板扣件式钢管（碗扣式）模板支架的安全隐患，能够满足“安全第一、预防为主、综合治理”的方针。能够避免和减少房屋建筑工程施工的模板支架的事故频发现象，体现了以人为本，建设和谐社会的社会效益。10.2.2传统的施工需用木枋支模，随着我国建设事业的发展，需要消耗大量的优质木材。采用扣件式模板托撑和柱模施工夹具，能够为社会节约大量的木材资源，有利于建设节约型社会，符合发展低碳经济的要求。11.工程实例11.0.1温州移动通信指挥生产大厦位于位于温州市沿江路以东、会展中心以南，距瓯江100米左右。地上十五层，地下二层，建筑面积为34985m2，楼层总高度为72.1m。本工程为框架剪力墙结构，标准层楼板厚120mm，地下室顶板厚250～350mm，框架柱截面600×600～1100×1100mm。工程于2006年7月开工，主体结构2008年1月结顶。地下室顶板厚度较大，若采用传统的支模方法，梁板施工荷载通过扣件偏心传力，则需采取特殊措施，增加了施工难度。经过研究，提出了现浇结构支模新体系的构想并加以实施，梁板支架采用扣件式钢管，立杆端部安装模板托撑，模板主龙骨为钢管，次龙骨为木枋。此种支模方法使由模板托撑直接将施工荷载传递给立杆，立杆轴心受力，保证了施工安全。为解决框架柱支模中木枋用量大的缺陷，采用钢制柱模夹具，节约了大量的木材，也简化了施工工艺。该工程被列为浙江省第八批建筑业新技术示范工程。11.0.2歌山大厦工程是一栋集办公、商务、酒店为一体的多功能单体建筑，位于杭州市滨江区江虹路以西，滨江消防大队以东。该工程总建筑面积为43007.96m2，其中地下室三层，地上25层，建筑面积为31095m2。结构类型为框架剪力墙结构，楼板厚150mm。工程于2007年11月开工，2009年10月结顶。施工中采用了梁板模板托撑和柱模夹具新体系施工技术，保证了工程质量和施工安全，并降低了施工成本，受到了监理公司和建设部门的好评。该工程被列为浙江省第九批建筑业新技术示范工程。11.0.3当涂九韵国际住宅小区三期工程，是由马鞍山市奥力孚置业有限公司投资建设，由浙江高专建筑设计研究院有限公司设计，马鞍山市信达建设监理有限公司监理，当涂县建设主管部门进行监督，由歌山建设集团有限公司施工。施工项目位于马鞍山市当涂县太白路与振兴路交汇处南侧。11 三期工程为22#、23#、24#楼，总建筑面积38773m2。其中22#楼为框架剪力墙结构，地下一层，地上24层，建筑高度77.5m，建筑面积17945m2；23#楼为框架剪力墙结构，地下一层，地上17层，建筑高度57.2m，建筑面积8406m2，24#楼为框架剪力墙结构，地下一层，地上17层，建筑高度57.2m，建筑面积12422m2。开工时间为2008年6月，2010年7月主体结构完工。本工法在标准楼层模板支架和高大模板支架以及框架柱中进行了推广应用（模板支架高度12.94m，梁截面尺寸为0.8×2.5m，跨度13.8m，板厚0.23m）。解决了直角扣件的偏心受力和抗滑力不足问题，使其施工方案及支架搭设方式符合《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162--2008的强制性条文要求，并解决了框架柱支模中木枋消耗量大的问题，得到了市建设主管部门领导、建设单位、监理单位及方案实施论证专家们的充分肯定和表扬。由于该工法工艺简便，可操作性强，也受到了项目部管理人员及操作人员的欢迎。11'