机场北站模板支架施工方案.docx
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机场北站模板支架施工方案
机场北站模板支架施工方案
1、编制说明及依据
1.1编制说明
根据国家建设部建质[2009]87号文件的要求,为预防建设工程高大模板支撑系统坍塌事故,保证施工人员及财产安全,对建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m,或搭设跨度超过18m,或施工总荷载大于15kN/m2,或集中线荷载大于20kN/m的模板支撑工程,施工单位应依据国家现行相关标准规范,由项目技术负责人组织相关专业技术人员,结合工程实际,编制高大模板支撑工程安全专项施工方案,经施工单位施工技术、安全、质量等部门的专业技术人员进行审核,并经施工单位技术负责人签字后,再按照相关规定组织专家论证,施工单位根据专家组的论证报告,对专项施工方案进行修改完善,并经施工单位技术负责人、项目总监理工程师、建设单位项目负责人批准签字后,方可组织实施。
深圳地铁11号线机场北站主体结构混凝土模板支撑工程部分施工总荷载大于15kN/m2,搭设跨度超过18m,达到建质87号文中超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围中模板工程及支撑体系标准,故按照要求编制安全专项施工方案,经专家论证通过后组织实施。
1.2编制依据
1)深圳地铁11号线BT项目机场北站围护结构设计图纸、主体结构图纸及设计技术要求;
2)《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008;
3)《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008;
4)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012);
5)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)(2011版);
6)《木结构设计规范》(GB50005-2003);
7)《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
8)《碗扣式钢管脚手架构件》(GB24911-2010);
9)参考资料:
《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社,建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社,《建筑施工脚手架实用手册(含垂直运输设施)》中国建筑工业出版社,《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011中国建筑工业出版社等。
2、总体施工方案
2.1工程概况
机场北站长362m,北侧明挖段左线长165.7m,右线长161.7m,基坑总长527.7m;车站标准段宽度为21.3m,北侧明挖段宽约22~37.8m,深度约为16.8~18.9m。
车站中心里程为YDK34+785.000,起终点里程为YDK34+673.3~YDK35+035.301(ZDK34+673.300~ZDK+035.300),车站北侧明挖区间起讫里程:
YDK35+35.301~YDK35+197.000(ZDK35+35.300~ZDK+201.000)。
本站为地下二层双跨(局部三跨)结构,车站北侧交叉渡线明挖段采用双层墙板结构。
车站南、北端头均接盾构区间,其中北端设置盾构始发井和盾构吊出井,南端设置盾构吊出井。
顶板、顶纵梁、底板、底纵梁、边墙:
C40P8高性能防水防腐混凝土;中板、中纵梁、内隔墙及内部结构:
C35混凝土;立柱:
C50混凝土;垫层:
C20素混凝土。
相关结构尺寸如“结构(梁、板、柱)形式一览表”。
结构(梁、板、柱)形式一览表
序号
项目
结构部位
单位
说明
1
建筑面积
总建筑面积
m2
25882
2
层数
地下
层
2
3
层高
地下一层
mm
4000/5550
地下二层
mm
6470/7300
4
结构形式
基础类型
钢筋混凝土结构
结构类型
地下单柱双跨、端头井双柱三跨箱型结构
5
地下防水
结构自防水
C40、P8抗渗混凝土,
材料防水
预铺防水卷材、单组份聚氨酯防水涂料等
6
结构断
面尺寸
侧墙厚度
mm
800/1000
柱断面
mm
结构立柱1200×1000/800×1200
中隔墙
mm
500
梁断面
mm
800×1900、900×2100、底板下翻1000/1100/1200、底板上翻1000/1100/1200
700×900中板板下翻600
800×1800、800×1900、顶板下翻1000/1100
顶板上翻1000/1100
顶板
mm
800/1000
中板
mm
400
底板
mm
900/1000/1100
主体结构剖面图
2.2施工部署
1、根据年度施工进度计划要求,计划两端头向中间推进。
2、主体结构施工按“纵向分段,竖向分层,由下至上”的施工原则进行组织。
为减小每段砼结构浇筑体积,控制砼裂缝,缩短段落长度,由北至南划分为10个施工段,D1~D10段,见结构段落划分图(图1)。
3、根据目前确定的施工范围,自D10段向D9段施工。
D9、D10段底板施工结束后,模板及脚手架钢钢管移入D8段至19轴,钢筋下料后在基坑内加工。
4、北端头开挖到底后,由北至南施工底板及结构,南端头D9、D10段结构封顶后,模板撤至北端头集中6套模板,连续施工直至4段结构封顶。
底板施工随基坑开挖不断向北推进不间断施工,北端头4段结构封顶后,北端头加工场地撤至基坑内,南北两端各3套模板向中间推进施工直至结构段合拢。
2.3施工工艺流程
每一施工段按以下的施工顺序分层施工。
接地、垫层底板、侧墙防水层底板、底板梁站台层侧墙、中柱中板(梁)站厅层柱、站厅层侧墙顶板(梁)附属结构(楼梯、电梯井、站台板)
各施工段分层施工工艺详见“机场北站主体结构施工工艺流程表”。
机场北站主体结构施工工艺流程
序号
施工步骤
施工示意图
施工说明
备注
1
垫层施工
基坑开挖一块,浇注一块,平板振动器捣固,人工抹平,外贴式止水带安装
开挖中及时进行墙面凿毛、浮浆清除
2
底板、底板梁施工
混凝土从短边开始浇注,捣固器捣固。
制作施工试块、指导拆撑时间
3
站台层侧墙、立柱施工
侧墙用木模,立柱用钢模,一次浇注完成,8m长插入式捣固器捣固。
拆除第三道支撑。
控制拆撑时间
4
站台层中板、中板梁施工
两侧向中间浇注,中板底模用竹胶板,脚手架支撑体系,8m长插入式捣固器捣固,顶面人工抹光。
控制拆模时间,制作施工试块,指导拆模。
5
站厅层侧墙、立柱施工
侧墙用木模,立柱用钢模,一次浇注完成,8m长插入式捣固器捣固。
拆除第二道支撑。
控制拆撑时间
6
站厅层顶板、顶板梁施工
两侧向中间浇注,中板底模用竹胶板,脚手架支撑体系,8m长插入式捣固器捣固,顶面人工抹光。
控制拆模时间,制作施工试块,指导拆模。
7
其他项目施工
顶板防水层、站台板、电梯井、楼梯、钢支撑拆除、顶板回填土方等。
控制拆撑时间
2.4高大模板特点与施工关键
1)本工程模板支撑体系高度较高(最高处位于端头段,高度为7300mm),故做好满堂钢管脚手架及侧墙模板,保证施工过程的安全以及主体结构混凝土的外观质量是本工程的关键;
2)本工程主体结构投入施工的钢管、方木及模板数量大,且同时几个工作面进行交叉施工,故合理安排各个工序,确保本工程的安全是重点。
2.5工程特点及技术要求
1)模板支撑体系特点
本车站主体结构模板支撑体系具有以下特点:
(1)本模板支架工程设置在基坑内,不考虑风载对模板支架的影响;
(2)承重支架均在底板浇注完毕后搭设在结构钢筋混凝土底板上,立杆支撑地基基础强度高,不存在地基不均匀沉降的问题;
(3)支撑系统为框架结构,侧墙和顶板施工满堂模板支撑体系,两侧有侧墙约束;
(4)支架搭设高度最大7300m,位于端头井处,标准段高度5550/6470mm,渡线段段高度4000/6470mm。
(5)模板最大跨度25.1m,位于端头井处,标准段宽约19.7m。
(6)本工程模板主要采用方木配合胶合模板与定型钢模,支撑体系采用Ø48碗扣式脚手架搭设。
2)模板支架施工要求
(1)模板和支架能可靠的承受钢筋混凝土结构及施工的各项荷载,保证结构形状、位置和尺寸正确;
(2)模板支架搭设构造必须满足几何不变原则;
(3)构造简单,施工方便,装拆灵活,利于搬运,能满足钢筋安装、绑扎和混凝土灌注等工艺要求;
(4)墙模板预留吹扫孔和必要的振捣窗;模板支立前清理干净,铺设牢固、平整、接缝严密不漏浆,相邻两块模板接缝高低差不大于1mm,每块模板表面平整度不大于2mm,支架系统连接牢固稳定;
(5)中隔墙模板采用φ12拉杆螺栓固定;
(6)顶板结构先支立支架后铺设模板,并预留10~30mm的沉落量,顶板结构模板偏差为:
设计高程加预留沉落量0~10mm,中线-10~10mm,宽度-10~15mm;
(7)墙体结构根据放线位置分层支立模板,内模板与顶模板连接好并调整净空合格后固定;外侧模板在钢筋绑扎完后支立。
模板支立偏差为:
垂直度0.2%,平面位置-10~10mm;
(8)结构拆模时间:
不承重侧墙模板,在混凝土强度达到50%设计强度后拆除;承重结构顶板和顶梁,跨度在2~8m之间,强度达到80%设计强度后拆除;拆除过程中采取措施保证不破坏结构边角,严格禁止锤夯等破坏结构野蛮施工行为。
3、材料、设备及人力资源配置
3.1材料配置
模板支撑体系材料计划表
序号
材料名称
单位
数量
备注
1
2440×1220×18mm木模板
张
1000
2
1500×900×55mm定型钢模
张
800
3
100×100×4000mm方木
根
900
5
3000mm碗扣立杆(φ48*3.5mm)
根
810
6
2400mm碗扣立杆(φ48*3.5mm)
根
810
7
1800mm碗扣立杆(φ48*3.5mm)
根
340
8
900mm碗扣横杆(φ48*3.5mm)
根
1559
9
6000mm长扣件式脚手架钢管
(φ48*3.5mm)
根
12000
10
十字扣件
个
23800
11
一字连接扣件
个
9000
12
旋转扣件
个
12000
13
顶托
个
4100
14
槽钢(100*4.85*5.3mm)
米
500
3.2主体结构施工主要施工设备表
主体结构施工主要施工设备表
名称
数量
备注
电锯
10
木工机械
刨床
6
手电锯
12
切割机
6
切割钢管及方钢
架子扳手
50
架子工搭设和拆除架子用
力矩扳手
18
检查架子扣件拧紧力度是否达到要求
倒链
8
调整架子水平曲度
电动打磨机
6
打磨钢模板
3.3主体结构施工劳动力安排
主体结构施工劳动力安排一览表
序号
内容
数量(人)
序号
内容
数量(人)
1
领工员
3人
8
电工
2人
2
模板班班长
1人
9
电焊工
10人
3
机电班班长
1人
10
模板工
20人
4
钢筋班班长
2人
11
钢筋工
60人
5
砼班班长
2人
12
架子工
20人
6
吊车司机
4个
13
普工
20人
7
混凝土工
20人
合计
160人
4、支模架形式选用及设计
4.1支模架形式选用
考虑到施工的安全、质量、经济、方便等因素,同时结合本站特点,采用碗扣式脚手架(φ48×3.5mm)作为模板支架,侧墙采用扣件、钢管(φ48×3.5mm)在满堂脚手架上加密水平杆的方式支撑侧墙模板。
碗扣脚手架配型时主要考虑以下因素:
①底板距中板、中板距顶板的净高度;
②底板处上翻梁距中板下翻纵梁的高度;
③中板距顶板上翻梁的高度;
④碗扣架底部可调底座、可调托座的构件长度;
⑤板梁底、侧墙龙骨及楞木、模板的搭设拼装厚度;
模板质量的好坏将直接影响结构的尺寸、外观质量。
因此,在满足强度、刚度和稳定性的条件下,模板选用要考虑经济适用、构造简单、装拆方便,便于钢筋的绑扎和砼的浇筑养护等工艺的要求。
本工程主体结构顶板、中板、梁及侧墙模板采用18mm厚优质木模板,模板下方满铺方木进行衬垫,提高板模刚度,保证板面平整度要求,并且相邻两块胶合板无论横向拼缝还是纵向拼缝,保证在同一根方木上进行搭接,设木钉固定,避免出现错台。
4.2支模架设计
(1)板、梁支撑架施工荷载取值
模板支架设计时考虑的荷载标准值:
①模板0.3kN/m2;
②新浇混凝土自重25kN/m3;
③施工均布荷载3.0kN/m2。
(2)模板支架的荷载分项系数:
①模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重取1.5;
②人员及施工设备荷载荷载、振捣混凝土时产生的荷载取1.4。
(3)本工程模板支架计算时梁、板支架施工活载组合均采用:
①施工人员及施工设备荷载1kN/m2
②振捣混凝土时产生的荷载3.0kN/m2
4.3侧墙、柱子模板施工荷载取值
(1)模板支架设计时考虑的荷载标准值:
①新浇混凝土产生的侧压力按以下两式计算,取其较小值:
F=0.22γct0β1β2
F=γcH
式中F-新浇混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2);
γc-混凝土重力密度(取24kN/m2);
t0-新浇注混凝土的初凝时间(h),可采用t0=200/(T+15)计算(T为混凝土的温度℃)(T取20,则t0=5)
V-混凝土浇注速度(m/h);
H-混凝土总高度(m);
β1-外加剂修正系数,不掺外加剂时取1.0;掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2;
β2-混凝土坍落度影响修正系数取0.85。
②振捣混凝土时产生的荷载3.0kN/m2;
(2)模板支架的荷载分项系数:
①新浇混凝土产生的侧压力取1.35;
②振捣混凝土时产生的荷载取1.4。
4.4各模板支撑系统设置情况
按照结构形式和方便适用的原则,根据明挖主体结构特点及空间情况,标准段中板、顶板下支架立杆间距均为600mm(纵向)×900mm(横向),脚手架横杆步距900mm;盾构始发井段(顶板厚1000mm)支架立杆间距均为600mm(纵向)×600mm(横向),脚手架横杆步距900mm。
立杆下端设底座,上端钢管含可调顶托伸出上部横杆不超过500mm,上端螺杆外露长度不大于30cm,伸出端是压杆自由端,过长容易失稳。
立杆下端下螺杆外露长度不大于15cm,设扫地杆,距最下端20cm,避免下端失稳。
纵、横向剪力撑每隔5跨设置一排,并在顶部、底部设上下两道水平剪力撑,高度超过4.8m时在中间增设水平剪力撑,并且保证水平剪力撑间距不大于4.8m。
剪力撑示意图如下:
4.4.1底板和底板梁模板系统
机场北站站地下二层箱型结构,顺筑法施工,底板与底板的梁模板系统相同,在此仅对底板上翻梁和下翻梁的设置进行说明,其余与此相同。
(1)底板下翻梁
下翻梁支模体(同砼垫层)在施做完成接地装置后与底板垫层一同施工,在下翻梁的开挖梁槽内支立模板进行垫层施做,形成混凝土结构的梁模体系,垫层施工时按测量放线挖槽施工,满足梁体尺寸要求。
(2)底板上翻梁
底板上翻梁采用胶合板,胶合板后背设竖楞100×100cm方木,间距200mm,水平设置四道钢管横撑加固,形成模板框架体系,梁顶部设置对拉螺栓加固,下部采用埋设地锚与底板连接,方木与地锚间隙采用填塞木块及钢板片进行填塞密实。
腰部采用钢管作为斜撑进行模板稳固,钢管采用扣件连接,下部与地锚支顶牢固。
(3)为保证梁模板截面尺寸正确,在模板内加支模撑子,撑子采用Ф12的下脚料钢筋制作,间距1200,梅花形成布置,两端点涂防锈漆。
(4)当梁、板跨度等于或大于4m时,模板起拱,起拱高度为全跨长度的1/1000~3/1000(8m跨起拱15mm,10m跨起拱20mm)。
底板上下翻梁梁模板如图1所示。
50*100mm方木
图1底板上下翻梁梁模板示意图
4.4.2立柱模板系统
柱模板:
模板为Y1012阳角钢模板与P2015或P3015钢模板组合,柱模板的背部支撑由两层(木楞或钢楞)组成,第一层为直接支撑模板的竖楞,用以支撑混凝土对模板的侧压力;第二层为支撑竖楞的柱箍,用以支撑竖楞所受的压力;柱箍之间用对拉螺栓相互拉接,形成一个完整的柱模板支撑体系。
柱模、梁侧模次龙骨(柱箍)采用100×100木方,间距30cm。
主龙骨(竖楞)采用双钢管,Ø16对拉螺杆,间距60cm。
柱截面宽度B方向2根对拉螺栓,柱截面宽度B方向5组竖楞数目;柱截面高度H方向2根对拉螺栓,柱截面高度H方向4组竖楞。
4.4.3侧墙模板系统
机场北站侧墙采用采用φ48×3.5mm碗扣式满堂支架,配合φ48×3.5mm钢管的扣件、顶托组成支撑系统。
模板采用1500×900×55mm定型钢模,模板背后次楞为竖向100×100mm方木次楞,间距200mm,横向主楞为100×100mm方木,间距为600mm。
由顶托支撑固定于满堂支架上。
模板支架施工参数:
纵向间距600mm,竖向步距900mm;横向设置φ48×3.5mm通长水平钢管进行加固;加强钢管的两端设置顶托支撑侧墙模板体系;顶端设置顶托共同支撑侧墙模板体系。
浇筑底板时,在侧墙根部预埋φ25@900的钢筋,对侧墙模板进行拉脚。
底板上预埋钢筋,为侧墙设置对地斜撑加强。
纵向隔跨设置一组竖向剪刀撑进行加强,水平每三步设置一道剪刀撑加强。
900mm
图3侧墙模板体系示意图
4.4.4中隔墙模板系统
中隔墙木模背后次楞为竖向100×100mm方木次楞,间距300mm,横向主楞为100×100mm方木,间距为600mm。
由顶托支撑固定于满堂支架上。
模板支架施工参数:
纵向间距600mm,竖向步距900mm;中隔墙对拉螺杆间距0.6m*0.45m;横向设置φ48×3.5mm通长水平钢管进行加固;加强钢管的两端设置顶托支撑侧墙模板体系;顶端设置顶托共同支撑侧墙模板体系。
浇筑底板时,在侧墙根部预埋φ25@900的钢筋,对侧墙模板进行拉脚。
底板上预埋钢筋,为侧墙设置对地斜撑加强。
纵向隔跨设置一组竖向剪刀撑进行加强,水平每三步设置一道剪刀撑加强。
4.4.5标准段中板(400mm)、顶板模板(800mm厚)
标准段顶板、中板模板系统均采用18mm的木胶板,满堂支架(φ48×3.5mm碗扣式脚手架)模板支撑体系,立杆间排距900×600mm(横×纵),步距900mm。
设计主楞采用100×100mm方木,间距900mm(同立杆横间距),次楞均采用100×100mm方木,间距200mm,立杆底部设置调节支座,顶端设置顶托,主楞纵向放置在顶托上。
中板、顶板模板支撑系统形式详见下图。
18mm
竹胶板
18mm竹胶板
600mm
900mm
图4顶板模板
4.4.6标准段中板(400mm)、顶板模板(1000mm厚)
标准段顶板、中板模板系统均采用18mm的木胶板,满堂支架(φ48×3.5mm碗扣式脚手架)模板支撑体系,立杆间排距600×600mm(横×纵),步距900mm。
设计主楞采用100×100mm方木,间距600mm(同立杆横间距),次楞均采用100×100mm方木,间距200mm,立杆底部设置调节支座,顶端设置顶托,主楞纵向放置在顶托上。
4.4.7顶板梁模板系统
梁下设置两排φ48×3.5mm碗扣式脚手架钢管立杆进行支撑,立杆底部设置可调底座,顶部设置顶托支撑,立杆横向间距600mm,纵向间距900mm,立杆横向通过扣件钢管与满堂支架连接。
梁底采用18mm的木模板,模板主楞采用φ48×3.5mm钢管,间距450mm;次楞采用100×100mm方木,间距200mm。
梁模板系统如下图。
梁模板支撑系统示意图荷载验算见梁模板支撑系统计算书。
图5标准段底下一层板和顶板梁模板系统
5、支模架的构造要求及措施
(1)模板支撑架应根据施工荷载组配横杆及选择步距,根据支撑高度选择组配立杆、可调托撑及可调底座。
(2)模板支撑架高度超过4m时,中间每隔4排立杆设置一道纵、横竖向剪刀撑,由底至顶连续设置,本工程拟用扣件脚手架钢管设置剪刀撑进行加固。
(3)剪刀撑构造要求:
①剪刀撑不应小于4跨,且不应小于6m,剪刀撑斜杆与地面倾角宜在45~60°之间。
倾角为45°时,剪刀撑跨越立杆根数不得超过7根;倾角为60°时,剪刀撑跨越立杆根数不得超过5根。
②剪刀撑斜杆的接长应采用搭接。
③剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的立杆上,旋转扣件中心线与主节点的距离不宜大于150mm。
④设置水平剪刀撑时,有剪刀撑斜杆的框格数量应大于框格总数的1/3。
⑤高于4米的模板支架,其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔3步设置一道水平剪刀撑。
(4)对于不规则的位置及薄弱环节,将采用加密剪刀撑进行加强。
6、支模架的搭设及拆除
6.1施工准备
(1)支模架搭设前,项目技术负责人应按照施工方案要求向搭设和使用人员进行技术安全交底。
(2)基础上应先弹出支撑架的纵横方向位置线并进行抄平。
(3)对钢管、扣件、碗扣等进行检查验收,严禁使用不合格产品。
6.2碗扣件式钢管架的搭设要求
(1)模板支架搭设应按立杆、横杆、斜杆的顺序逐层搭设,每次上升高度不大于3m。
底层水平框架的纵向直线度应≤L/200;横杆间水平度应≤L/400。
每步的纵、横向水平杆应双向拉通。
支架全高的垂直度应小于L/500;最大允许偏差应小于100mm。
(2)支架的搭设应分阶段进行,第一阶段的撂底高度一般为5m,搭设后必须经检查验收后方可正式投入使用。
(3)采用钢管扣件作加固件、斜撑应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2002的有关规定。
(4)支架搭设到顶时,应组织技术、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和验收,及时解决存在的结构缺陷。
(5)安装底层横杆
将横杆接头插入立杆的下碗扣内,然后将上碗扣沿限位销扣下,并顺时针旋转,靠上碗扣螺栓旋面使之限位销顶紧,将横杆与立杆牢固的连在一起,形成框架结构。
碗扣式钢管支模架底层的第一步搭设十分关键,因此要严格控制搭设质量,当组装完第一步横杆后,应进行检查。
(6)接立杆
立杆的接长是靠焊于立杆顶部的连接管承插而成。
立杆插入后,使上部立杆底端连接孔同下部立杆顶部连接孔对齐,插入立杆连接销锁定即可。
(7)搭设基本要求和思路
①支模架地基要求平整,中板孔洞采用上下层立杆贯通做法。
②立杆的接头应错开,即第一层立杆应采用长1.8m和3.0m的立杆错开布置,往上则均采用1.8m的立杆,至顶层再用两种长度的立杆找平。
③立杆距边墙面以65cm为宜。
④立杆的垂直度应严格加以控制,控制标准为2米高度偏差1cm。
⑤支模架拼装到3层高度时,使用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度,并在无荷载情况下逐个地检查立杆底座有否松动或空浮情况。
⑥斜撑杆对于加强支模架的整体刚度和承载力的关系很大,不应随意拆去。
因操作需要暂时拆除时,必须严格控制同时拆除的根数,并随后及时装上。
⑦支撑架的横撑因使支撑架侧向受力,必须对称设置。
⑧搭设思路:
立柱先浇,中板施工完毕支模架不拆除,顶板施工完毕再从上往下拆除支模架。
6.3支模架的拆除
6.3.1准备工作
(1)当混凝土达到要求的强度后,必须经单位工程负责人检查验证,确认支模架不再需要后,方可拆除。
支模架拆除必须由施工现场技术负责人下达正式通知;
(2)制定支模架拆除方案,并向操作人员进行技术交底;
(3)拆除前安排专人清