...挑混凝土结构高支模施工工艺研究4500字 毕业论文网
贺杰++苏剑云
摘 要：随着深基坑项目的增多，地下室空间利用率的提高导致地下室外墙与临时支护结构的间距越来越近，外墙的浇筑工程中传统的双侧钢管架体加固支模施展不了，随之单侧支模应用而生，但是常见的单侧支模施工速度比较慢，现场大模及支架等材料的周转及吊运安装耗用了地下室施工的大部分时间，该项目在常见的单侧支模基础上增设了滑移导轨，便捷了大模及支架的安装就位，节省了施工时间，缩短了地下室安全隐患期。
关键词：单侧支模 轨道滑移 深基坑 地下室外墙
中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（a）-0011-03
因安信金融大厦地下室东西侧外墙距塔楼核心筒墙体的最短距离仅为1.4 m，单侧支模支架底部宽度为2.2 m，并且地下室楼板处还有高低跨及楼梯孔洞导致单侧支模运输存在一定困难，地下室内部有内支撑环梁阻碍导致不能吊装就位，为了使单侧支模及时运输及安装就位，结合以往的单侧支模施工方法，在楼板上方的内支撑环梁或加撑板上安装滑移导轨，单侧大模及支架采用轨道式滑移能迅速滑移安装到位，为地下室施工阶段节省了宝贵工期，缩短地下室主体施工周期，提前结束地下室支护的裸露时间，确保了地下室及周边建筑物结构安全。
1 工程概况
安信金融大厦位于深圳市福田中心区，该项目占地4 813.45 m?，总建筑面积为96 828.64 m?，大厦南北向74 m，东西向64 m，地上39层，地下室5层，地下建筑面积23 913.82 m?，建筑总高度193 m，结构形式为框架（带柱转换）-两端边筒结构。
在基坑及地下室施工阶段该项目南侧与中信银行大厦外墙结构共墙施工，共墙约60多米，项目距离深圳地铁1号线香蜜湖隧道约63 m，项目基坑支护采用咬合桩加四道混凝土内支撑进行支护，项目南侧沿用中信银行外墙原有咬合桩，桩基采用人工挖孔桩，基坑平均深度为23.4 m，塔楼处深29.3 m。项目地下室施工阶段难度大，为了提前确保基坑结构、主体结构安全以及确保周边建筑物包括地铁沉降控制等，地下室施工阶段需速战速决。
地下室主体施工阶段外墙采用滑移轨道式单侧支模施工，外墙施工面积约7 000 m2。所使用的模板为专用大模板，单块重达1.3 t左右，高3.9 m，宽2.44 m，支架底部宽2.2 m，体型较大。详见图1。
2 工艺原理
此技术应用是在原支护内支撑体系上安装滑移导轨，利用导轨把一片片的单侧大模及支架滑移到位，通过调整预埋螺栓及压梁等配件调整调直单侧大模，使整侧单侧支模在同一直线和立面上，验收合格后即可进行外墙的浇筑。
施工流程为：施工准备——滑移导轨体系安装——单侧支模滑移安装——墙体混凝土浇筑——模板拆除。
2.1 施工准备
2.1.1 模板组成
面板采用18 mm厚多层板，竖肋为200×80×40木工字梁，横肋采用双12#槽钢；在单块模板中，多层板与竖肋（木工字梁）采用钉子连接，竖肋与横肋（双槽钢背楞）采用连接爪连接，在竖肋上两侧对称设置吊钩。两块模板之间采用芯带连接，用芯带销插紧，保证模板的整体性，使模板受力合理、可靠。
模板拼装流程：放置背楞→木梁组装→多层板上弹线下料→铺面板→弹线铺木梁豎肋上槽钢背楞和吊钩→钉端头木方→模板吊升靠在堆放架上。
2.1.2 现场场地布置
因现场楼板面有高低跨及孔洞的影响，提前应在孔洞上方布置槽钢或钢板进行铺垫，以便于单侧支模支架腿的置放及固定。
2.1.3 前序工序已完成
外墙防水、钢筋绑扎分项工程已完成并验收合格具备外墙封模，外墙导墙已施工完成，外墙边线按要求等弹线处理。
2.2 滑移轨道体系安装
2.2.1 滑移轨道定位
根据现场大模安装位置确定钢梁位置，按照图纸每隔1 700 mm或1 500 mm设置吊杆钻孔，且确保遇到支撑梁时必须钻孔设置拉杆。为确保轨道平直，轨道定位需准确、不偏位。
2.2.2 轨道安装
布置25#工字钢在梁底作为行走钢梁，钢梁与钢梁之间平直焊接对接，保证行车可以顺利滑动；2个滑车之间焊接1 800 mm的10号钢筋保持固定连接，轨道两端安装定滑轮作为牵引（如图2）。
2.2.3 细部节点处理
型钢轨道上部采用D20拉杆将轨道固定在支撑梁处，上部采用D20螺帽拧紧，螺杆与螺帽之间放置5 mm厚100 mm×100 mm钢板垫片，钢板开孔大小为（20±1）mm，确保螺帽与钢板开洞之间连接可靠，以防滑落。
螺杆与型钢轨道之间同样采用机械连接，在工字钢翼缘处开孔，采用螺帽固定。型钢梁安装前需对支撑梁表面进行处理，确保钢梁可水平安装，节点见图3。
型钢梁下左右翼缘特殊加工，放平处理，上部焊接滑车轨道，两侧均安装移动滑车，滑车沿滑道运行平顺。
2.3 单侧大模滑移安装
2.3.1 单侧大模滑移就位
在需要横向移动的单元模板顶部，布置25#工字钢当作行走钢梁，保证行车可以顺利滑动。在工字钢上部设置吊耳，用D20拉杆将工字钢固定在支护梁上。
模板吊装移动，给每块标准单元模板设置2个吊点，用手拉葫芦挂在行走滑车上，葫芦下端吊在模板吊够处，拉紧葫芦使模板离地20 cm后，分别将模板和架体吊装到位。
2.3.2 单侧大模拼接
（1）单片大模之间的连接：当每片单侧大模滑移就位后，相邻单侧大模之间通过木梁模板的芯带进行连接，并用芯带销进行固定，保证模板之间拼缝严密不错台并且保证单侧大模是一个整体，通过楼板预埋螺栓及单侧大模支架下设的顶托来调直调平（见图4）。
（2）阳角连接：阳角处模板通过45°的斜拉连杆连接，斜拉杆为D20长度450。竖向间距同背楞槽钢间距。角部合成企口形式，因为斜拉杆为45度方向受力，能有效保证角部不开模、不漏浆。
（3）阴角连接：阴角处模板为定型角模连接，定型角模和直墙模板再用直芯带和芯带销连接固定，可以保证接口处严密、不开模、不漏浆。
（4）模板接高及吊钩节点：两根木梁端头都开两个?22孔，用两块钢板通过M20螺栓夹紧木梁腹板进行连接。
（5）单侧支架，是用槽钢和连接件制作的一个三角形支架，它通过三角形的直角平面抵制模板。当混凝土接触到模板面板时，侧压力也作用于模板。模板受到向后推力。而三角形架体平面在压制着模板，因架体下端直角部位有埋件系统固定，使架体不能后移，主要受力点为埋入底板混凝土45°角的埋件系统。混凝土的侧压力及模板的向上力均由埋件系统抵消。单侧支架由埋件系统和架体两部分组成，其中埋件系统部分包括：地脚螺栓、连接螺母、外连杆、连接螺母和压梁。该工程架体采用H=3 600 mm的支架；为了架体受力合理，应现场自备钢管及扣件把几榀架体连成整体。
（6）调直调平：为了保证单侧大模及支架水平、垂直性及稳定性，需在结构板面里先预埋Ⅱ级螺纹钢?25作为地脚螺栓，埋件与地面成45°，现场埋件预埋时要求拉通线，保证埋件在同一条直线上，通过双12号槽钢压梁把支架固定成一个整体，通过调整预埋的脚螺栓和支架顶托来调整，使整个一侧的单侧大模及支架在同一条直线上，立面在同一垂直面上。
3 应力验算
3.1 侧压力计算
单侧支模受力主要是混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践，按F=0.22γcβ1β2V1/2、F=γcH二式计算，取二者中的较小值F=44.41 kN/m2作为模板侧压力的标准值，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4 kN/m2，分别取荷载分项系数1.2和1.4，则作用于模板的总荷载设计值为：（折减系数为0.85）q=44.41×1.2×0.85+4×1.4=50.90 kN/m2。
单侧支架主要承受混凝土侧压力，取混凝土最大浇筑高度为5.35 m，侧压力取为F=50.90 kN/m2，有效压头高度h=2.4 m。
3.2 支架受力计算
单侧支架按间距800 mm布置。
（1）分析支架受力情况：取o点的力矩为0，则：
2964×R=F1×（2400/3+3250）+F2×（3250/2）
R=139.3 kN
其中：
F1=0.5×2.4×0.8×50.90=48.86 kN
F2=1.0×3.25×0.8×50.90=132.34 kN
（2）支架侧面的合力为：F合=F1+F2=181.2 kN，再取o点的力矩为0，则L=[F1×（2400/3+3250）+F2×1625]/181.2=2 279 mm。
根据力的矢量图得F合和R的合力为：
（F总）2=（F合）2+（R）2=181.22+139.32=228.56 kN
与地面角度为α=37.6°。
由F总分解成两个互为垂直的力，其中一个与地面成45°，大小为：T45°=226.63 kN，T45°共有8/3个埋件承担，其中单个埋件最大拉力为：F=T45°/（8/3）=84.99 kN。
3.3 埋件强度验算
3.3.1 埋件强度验算
预埋件为Ⅱ级螺纹钢d=25 mm，埋件最小有效截面积为A=3.14×102=314 mm2（注意：此截面为最小有效截面）。
轴心受拉应力强度：σ=F/A=28.65×103/314=91.24 MPa 3.3.2 埋件锚固强度验算 对于弯钩螺栓，其锚固强度的计算，只考虑埋入砼的螺栓表面与砼的粘结力，不考虑螺栓端部的弯钩在砼基础内的锚固作用。 锚固强度：F锚=πdhτb=3.14×25×550×3.5=151.1 kN>F=84.99 kN，符合要求。 4 项目应用 滑移轨道式单侧支模在安信金融大厦项目得到了有效应用，地下室外墙一层面积约1 200 m2，5层地下室外墙面积约7 000 m2，地下室每层分4个区域进行流水施工，采用滑移軌道式单侧支模施工技术和常规的单侧支模施工技术相比，除外墙混凝土质量能够得到有效控制外，在工期上每一层外墙施工可缩短15 d左右时间，在经济上可以节省100个人工，在地下室施工阶段共缩短75 d，因工期的提前大量节省了工地机械设备的租赁时间，项目的管理费用也得到了节约，为项目节约近200多万造价，带来了巨大的经济效益，同时缩短了地下室施工期间的安全隐患周期，提前保证了基坑本身及周边建筑物的结构安全。 参考文献 [1] 段春伟.安德大厦工程地下墙体单侧支模施工技术[J].施工技术，2008，37（6）：41-43.
