大跨度超高砼工程施工方案.docx

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大跨度超高砼工程施工方案

中船公司701所水面舰船研发大楼

大跨度、超高模板工程专项施工方案

编制：

审核：

审批：

湖北工程建设总承包有限公司

2008年12月10日

4.4模板体系验算................................................8

4.5梁模板计算.................................................13

大跨度、超高模板工程施工方案

1.编制依据

序号

资料名称

编号

1

《七○一所水面舰船研发大楼施工图纸》

2

《七○一所水面舰船研发大楼施工组织设计》

2008.3

3

《混凝土结构工程施工及验收规范》

GB50204-2002

4

《大模板技术规范》

JGJ74-2003

5

《建筑工程质量验收统一标准》

GB50300-2001

6

《建设工程安全生产管理条例》

国务院第393号

2.工程概况

序号

项目

内容

1

建筑

功能

地下室

汽车库（战时六级人防工程）、水泵房、热交换间、消防水池、变配电室。

首层

入口大厅、综合联调室、消防控制室，钢瓶间，库房、总交换间

2-23层

会议室，办公室等

2

建筑

面积

总建筑面积

34837.9㎡

占地面积

2280㎡

地下建筑面积

1801㎡

地上建筑面积

33036.9㎡

3

建筑

层数

地下

1层

地上

23层

4

建筑

层高

地下一层、2、3层

4.5m

首层、23层

5.1m

标准层

3.9m

5

建筑

高度

±0.00绝对

标高

25.85m

室内外高差

0.9m

基底标高

-5.8

最大基坑深度

-10.0m

檐口标高

96.9m

建筑总高

97.8m

6

建筑

平面

横轴编号

1—9

纵轴编号

A-H

横轴距离

67.4m

纵轴距离

48.9m

7

抗震

设防

设防烈度6度

建筑防火

耐火等级为一级

8

截面

尺寸

底板

400、500、2000

外墙厚度（mm）

400、350、250

内墙厚度（mm）

200、250、300

主要梁断面最大尺寸（mm）

600×1200、600×1100、450×900、400×900、300×500、400×500、850×1200、400×1000、400×800、250×500、300×600、250×600、750×1200、650×1200、350×1500、300×1300、350×700、300×1000、300×2200、250×2000、200×1800

主要柱断面最大尺寸（mm）

800×800、700×800、700×700、600×600、1000×1100、900×1100、1200×1200等

主要梁板跨度（mm）

23200、18600等

楼板厚度

220、160、130、120、100

大跨度、超高构件参数表

序号

构件部位

构件名称

截面尺寸

标高（净高）

1

1轴～3轴/1/C轴～H轴

3轴～6轴/1/C轴～D轴

柱

900X1100～500X500

-0.700～9.57（10270）

梁

350X800～250X600

-0.700～9.57（10270）

板

100

-0.700～9.57（10270）

剪力墙

400

-0.700～9.57（10270）

2

6轴～9轴/A轴～E轴

柱

1000X1000～600X600

5.070～14.070（9000）

梁

700X1600～250X700

5.070～14.070（9000）

板

120

5.070～14.070（9000）

3

6轴～9轴/D轴～H轴

柱

700X900～700X850

88.170～93.270（5100）

梁

500X1500～250X600

88.170～93.270（5100）

板

120

88.170～93.270（5100）

剪力墙

250

88.170～93.270（5100）

3.施工准备

3.1技术准备

组织项目部各部门人员熟悉图纸、相关施工图集和施工规范，将图纸中存在的问题先在项目进行内审，然后以书面形式报至监理审核，再参加由业主组织项目监理、施工单位、设计院的图纸交底会，请求解决。

同时在熟悉图纸的基础上，根据结构特点确定模板选型、配模原则以及施工顺序等。

绘制木模板配模图，交至操作工人处进行加工。

木工工长应根据施工图纸、施工规范及施工方案进行有针对性的技术交底，技术交底重点突出施工工艺及操作方法，尽量采用数字及图形说明问题。

3.2劳动力准备

序号

工种

人数

主要工作

1

木工

10

墙体、柱模板、梁侧模、梁底模制作

2

木工

30

墙、柱、梁、板模板安装

3

木工

10

墙、柱、梁、板模板拆除

4

普工

6

施工范围内文明施工

合计

56

3.3机械设备准备

本模板工程机械设备需用情况见下表：

机械名称

单位

数量

备注

电锯

台

2

手锯、台锯

台

5

各5台

压刨

台

2

平床

台

2

电钻

把

3

3.4材料准备

根据设计图纸、施工进度计划，计算出本工程材料需用计划如下：

序号

名称

规格

数量

计划使用时间

备注

1

钢管脚手架

Φ48

120T

扣件配套

2

扣件

10000个

3

可调支撑

KTC-600

2000套

内脚手架配套

4

内墙螺栓

φ14

9140个

外套φ20塑料套管

周转使用

5

木模板

18mm厚

5000m2

6

木枋

100×100、50×100

100m3

3.5总平面布置

本工程设置塔吊一台，以满足模板、木枋、钢管的垂直运输。

在现场北侧设木工加工场。

模板全部堆放于南侧和北侧。

详见《施工组织设计》中附图—施工总平面布置图。

4.主要施工方法及措施

4.1流水段划分及流水施工

4.1.1流水段划分

1）水平流水段

本工程由一层人防地下室+地上23层组成，地下室面积大。

根据工程结构特点，施工段的划分如下：

主体结构施工阶段，首层～4层按后浇带划分A区，B区，C区。

详见首层～4层结构施工区段划分图。

4～23层按后浇带划分A区，B区。

详见4～23层结构施工区段划分图。

2）水平施工段划分

首层～二十三层水平施工缝留置在楼面标高处。

4.1.2流水施工

本工程各区、段之间组织流水施工，各段工程量存在的少量差异通过现场资源的动态调配予以解决。

主体结构施工阶段，流水顺序：

A、B、C区各区独立组织流水施工，形成自然节拍施工；

4.2隔离剂选用

墙、柱等模板竖向选用水溶性脱模剂，其耐水性≥1.0MPa（压剪胶接强度）。

梁、板等水平模板在浇注前用压力水冲洗干净，不涂刷脱模剂。

4.3模板设计

根据结构设计特点，为确保质量目标实现，本工程剪力墙、框架柱及顶板模，按清水混凝土标准进行配模设计。

具体如下：

序号

构件

模板形式

支撑体系

1

剪力墙

18厚九层板板配以100×100，100×50木龙骨

Φ48钢管

2

框架柱

18厚九层板配以100×100，100×50木龙骨

Φ48钢管

3

梁底模、侧模

18厚九层板配以100×100，100×50木龙骨

Φ48钢管配U托

4

楼板

18厚九层板配以100×100，100×50木龙骨

Φ48钢管配U托

（1）剪力墙模板：

采用18mm厚九层板，现场拼装成定型大模板，模板高度为：

层高－楼板厚（梁高），利用塔吊吊装就位。

阴角配制阴角模，模板拼缝处作成企口，并粘贴密封条以防漏浆，竖向龙骨为50×100木枋＠250，横向短龙骨为50×100木枋＠500，横向背楞为2ф48钢管＠600，竖向背楞为2ф48钢管＠400，支撑为钢管支撑。

（2）柱模板：

独立柱、连墙柱模板均采用18mm厚九层板制作，高度=层高－楼板厚（梁高），主竖向主龙骨50X100@250（连墙柱主竖向主龙骨100X100@250）,横向背楞2ф48钢管＠500，每块柱模板接缝做成企口形式，拼缝处贴密封条。

支撑体系采用φ48钢管加快拆头斜撑。

详细见下图。

（3）梁模板

梁模采用18mm厚九层板。

梁底模和横向背楞采用50×100木方，间距@250mm，侧模竖向背楞Φ48双钢管间距500mm，且沿梁长度方向设一道Φ48钢管作水平背楞，木枋及模板均应提前进行加工，保证边沿平直。

模板制作成侧模包底模的形式。

侧模与侧模接缝的位置做成企口形式，并贴1×5mm密封条。

梁底模板在拼缝处模板应长出木枋10cm，在模板拼接时增设两根长度不小于1000mm的短木枋。

详见下图。

（4）楼板模板：

楼板采用18mm厚九层板，主龙骨采用100×100mm木枋间距1000，次龙骨为50×100mm木枋间距300mm。

楼板模板应尽量采用整张模板，局部采用小块模板，模板边沿应平直、无毛边，模板拼缝处应加10×5mm密封条。

4.4模板体系验算

4.4.1墙体模板验算

墙体模板采用δ=18mm多层板，横向背楞为双钢管Φ48@600mm，纵向背楞为双钢管Φ48@400mm，具体计算如下：

4.4.1.1荷载

⑴、混凝土侧压力

混凝土自重（γc）为24kN/m3，强度等级C45，坍落度为16～20cm，采用导管卸料，浇注速度为4m3/h，混凝土初凝时间为6小时。

混凝土侧压力标准值：

F1=0.22γct0β1β2V1/2=0.22×24×6×1×1.15×21/2=51.5kN/m2

F2=γcH=24×4.28=102.7kN/m2

取两者中大值，即F2=102.7kN/m2，

混凝土侧压力设计值：

F=107.2×1.2×0.85=109.34kN/m2

⑵、倾倒混凝土时产生的水平荷载

荷载设计值为6×1.4×0.85=7.14kN/m2

⑶、荷载组合

F′=109.34+7.14=116.48kN/m2

4.4.1.2模板面板计算

⑴、选面板小方格中最不利情况计算（按四边简支），计算简图如下：

由于LX/LY=250/500=0.500查表得最大弯矩系数Kmax=0.0785

最大挠度系数Kf=0.0832。

⑵、强度计算

取1mm宽的板带为计算单元，荷载为：

F′=116.48KN/m2=0.11648N/mm2

q=1.0×0.11648=0.11648N/mm

Mmax=Kmax×q×I2=0.0785×0.11648×3002=822.93N.mm

Wx=（1/6）×1×152=37.5mm3

Qmax=822.93/（1×37.5）=21.95N/mm2<90N/mm2满足要求（多层板f=90N/mm2）

⑶、挠度计算

取F′=116.48KN/m2=0.116487N/mm2

B0=Eh3/15（1-r2）=1×104×153/15（1-0.32）=30.9×105N.m

Vmax=Kf×F×I4/B0=0.00832×0.11648×3004/（30.9×105）=2.5mm＜l/1500=2.9mm，满足要求。

4.4.1.3横肋计算

⑴、按三跨简支梁进行计算，计算简图如下：

⑵、荷载：

q=F3h=0.11648×300=34.94N/mm

⑶、强度计算（50×100木枋）

M=0.10ql2=0.1×34.94×5002=873600N/mm2

W=bh2/6=50×1002/6=83333mm3

抗弯承载力：

σ=M/W=873600/83333=10.48N/mm2

满足要求

⑷、挠度计算

I=bh3/15=50×1003/15=4.17×106mm4

跨中挠度：

Vmax=0.99q2l4/100EI

=0.99×34.94×5004/（100×9000×4.17×106）=0.58mm

＜600/400=0.6mm

满足要求

4.4.1.4对拉螺栓计算

混凝土侧压力F′=116.48kN/m2，对拉螺杆纵向间距为600mm，横向间距为400mm，选用M14螺栓，净截面面积A=154mm2。

模板拉杆承受的拉力为：

N=F′A=116.48×0.6×0.4=27.96kN

对拉螺杆的应力为：

σ=N/A=27.96×103/154=182N/mm2

＜210N/mm2，满足要求。

经过以上验算得知,本墙模板配置方案满足强度及挠度要求,可以采用。

4.4.2楼板模板验算

本工程楼板模板采用δ=18多层次龙骨50×100木枋间距300mm，主龙骨为100×100木方，间距1000mm。

采用钢管满堂架作为支撑。

4.4.2.1荷载计算

qa多层板自重：

104x0.018=180N/m2（多层板自重取104N/m3）

qbδ=120mm现浇砼自重：

25000×0.12=3000N/m2

qc50*100木方自重：

5×0.05×0.1*6000=150N/m2

qd100*100木方自重：

2×0.1×0.1×6000=120N/m2

qe施工荷载取2500N/mm2

4.4.2.2面板计算

面板设计荷载

（qa+qb）x1.2+1.4qe=（180+3000）x1.2+1.4x2500=8842.4N/m2

面板按5跨连续计算（取1m单元）

强度计算

I=1/12bh3=1/12x1000x183=48.6x104mm4

W=1/6bh2=1/6x1000x182=5.4x104mm3

Mmax=0.105ql2=0.105x10316x0.32=97.49N.m

δ=Mmax/rxwx=97.49x103/（1.05x5.4x104）=1.7N/mm2

挠度计算

V=ql4/100EI=8842.4x0.34×106/（100x5x103x48.6x104）=0.0003mm

4.4.2.3次龙骨计算

W=1/6bh2=1/6x50x1002=8.33x104mm3

I=1/12bh3=1/（12x50x1003）=4.17x106mm4

荷载计算

q=[（qa+qb）x1.2+1.4qe]x0.3=8842.4x0.3=2652.72N/m

强度计算

M=ql2/8=2652.72x12/8=331.6N.m

δ=M/W=331.6x103/8.33x104=4.0N/mm2

挠度计算

V=5ql4/384EI=5x2652.72x2004/（384x7x103x4.17x106）=1.89mm

4.4.2.4主龙骨计算

W=1/6bh2=1/6x100x1002=16.7x104mm3

I=1/12bh3=1/（12x100x1003）=8.34x106mm4

荷载计算

q=（qa+qb+qc）x1.2+1.4e

=（120+3000+150+180）x1.2+1.4x2500=7640N/m

强度计算

M=ql2/8=7640*1.22/8=1375.2N.m

δ=M/W=1375.2*103/16.7x104=8.23N/mm2

挠度计算

V=ql4/100EI=7.64×12004/（100*9.5*103*8.34*106）=0.2mm

4.4.2.5钢管支撑计算

Ф48（t=3.5mm）钢管@1000mm

A=4.89cm2I=1.59cm2fc=170N/mm2

每根钢管受力[（180+3000+150+120）×1.2+2500×1.4]×1.2=9168N

钢管自重38.4×3.7=142.08N

共计9168+142.08=9310.08N

δ=N/ΦA=9310.08/（0.594×489）=32.05N/mm2

通过以上计算可以得知，本楼板模板配置符合要求可以采用。

为了保证施工有足够的安全系数，要求施工班组内架间距按800mm进行搭设,并先浇注框架柱的砼。

4.5.1梁模板计算

A、选取最大截面尺寸为700×1600mm进行计算。

木枋间距为300mm，将计算模型取为六跨连续梁。

模板采用δ=18mm多层板，纵向龙骨100×100木方@300mm,横向背楞为双钢管Φ48（t=3.5）@500mm，采用双钢管Φ48@500mm竖向支撑，横向系杆1500㎜一道与楼板满堂架连接。

具体计算如下：

1、底模验算

⑴、计算简图如下：

⑵、荷载

底模自重0.015×4×0.7×1.2=0.05N/m

混凝土自重24×0.7×1.6×1.2=32.26N/m

钢筋荷重1.5×0.7×1.6×1.2=2.016kN/m

振捣砼荷载2×0.7×1.2=1.68kN/m

合计：

q=36.01N/m

按最不利荷载计算：

弯距系数Km=-0.105，剪力系数KV=-0.606，挠度系数Kω=0.644

⑶、抗弯承载力验算

M=Kmql2=-0.105×36.01×6002=-1.36×106Nmm

σ=M/W=6×1.36×106/2×50×1002=8.16N/mm2≤fm=13N/mm2（可）

⑷、抗剪承载力验算

V=KVql=-0.606×36.01×0.6=-13.1kN

剪应力：

τ=3V/4bh=3×13.1×103/4×50×100=2.0N/mm2

≤fV=1.4N/mm2（不能满足要求），采用木方增加抗剪承载力

⑸、挠度验算

多层板下垫有50×100mm木枋，间距250mm，验算挠度时为计算方便不考虑模板对整体刚度的有利影响。

I=2bh3/12=2×50×1003/12=8.4×106mm4

ω=Kωql4/100EI=0.644×36.01×6004/100×9000×8.4×106

=0.4mm≤1.5mm（可）

2、梁侧模验算

侧模立挡采用间距为500mm双钢管，计算模型取六跨连续梁，其Km、KV、Kω与上面相同。

⑴、荷载计算

混凝土初凝时间t0=6h，砼侧压力为：

F1=0.22γct0β1β2V1/2=0.22×24×6×1×1.15×21/2=51.5kN/m2

F2=γcH=24×1.6=38.4

取两者较大值，F2=51.5kN/m2

振捣混凝土产生的荷载：

4kN/m2

组合值为：

51.5×1.2+4×1.4=67.4kN/m2

转化成线荷载为：

67.4×0.9=60.66kN/m

⑵、抗弯承载力验算

M=Kmql2=-0.105×60.66×5002=-1.6×106Nmm

σ=M/W=6×1.6×106/2×100×1002=4.8N/mm2≤fm=13N/mm2（可）

⑶、抗剪强度验算

V=KVql=-0.606×60.66×0.5=18.38kN

剪应力：

τ=3V/4bh=3×18.38×103/4×100×100=1.38/mm2

≤fV=1.4N/mm2（可）

⑷、挠度验算

q=60.66kN/m，

I=2bh3/12=2×100×1003/12=16.8×106mm4

ω=Kωql4/100EI=0.644×60.66×6004/100×9000×16.8×106

=0.33mm≤1.5mm（可）

通过以上计算可以得知，本梁模板配置符合要求可以采用。

3、φ14对拉螺栓受力验算

对拉螺栓负荷面积S=0.5×0.5=0.25m2

P=25×1.5=37.5KN/m2

P=37.5/4=9.4KN/m2

P0=1.4×2+1.2×9.4=14KN/m2

ft=P0S／（πd2／4）=32N/mm2＜210N/mm2

满足受力要求

4、钢管挠度计算

q=（60.66/2）/2=15.2kN/m，

E=210×103mpa

I=π（484-414）／64=121867mm4

[Ω]=500／400=1.25mm（允许挠度）

Ω=5qL4／384EI

=5×15.2×5004/（384×210×103×121867）=0.5mm≤1.25mm

满足挠度要求

5、钢管支撑计算

双钢管Φ48@500mm

A=4.89cm2I=1.59cm2fc=170N/mm2

每根钢管受力（60660/4）x1.2+2500x1.4=21698N

钢管自重38.4x13.8=530N

共计21698+530=22228N

λ=1500/15.9=94.34，A=489mm2i=15.78mm

λ=μh/i=1.5×1500/15.78=143查表ψ=0.336

Fc=P/（ψA）=22228/（0.33×489）=138N/mm2<[Fc]=170N/mm2

满足稳定要求。

通过以上计算可以得知，本梁模板配置符合要求可以采用。

为考虑施工中有足够的安全系数，要求木工班组搭设预应力梁时在截面处搭设四排（梁底两排、梁侧各一排），沿梁方向间距为400mm；为防止预应力梁砼浇注时模板变形，在梁底采用两个扣件进行加固。

4.5.2柱箍计算

取截面尺寸为1200×1300mm，独立柱、连墙柱模板均采用18mm厚九层板制作，高度=层高－楼板厚（梁高），主竖向主龙骨50X100@250（连墙柱主竖向主龙骨100X100@250）,横向背楞2ф48钢管＠500，每块柱模板接缝做成企口形式，拼缝处贴密封条。

支撑体系采用φ48钢管加快拆头斜撑。

柱箍按四跨连续梁计算。

A.荷载计算

混凝土侧压力：

F1=0.22γct0β1β2V1/2=0.22×24×5×1×1.15×1.51/2=37.2kN/m2

倾倒砼荷载：

F2=2×1.4=2.8kN/m2

均布荷载设计值：

q=0.8×（F1+F2）l=0.8×（37.2+2.8）×0.6=21.6kN/m

C.挠度验算

B.钢管挠度计算

q=（21.6/2）/2=5.4kN/m，

E=210×103mpa

I=π（484-414）／64=121867mm4

[Ω]=500／400=1.25mm（允许挠度）

Ω=5qL4／384EI

=5×5.4×5004/（384×210×103×121867）=0.2mm≤1.25mm

满足挠度要求，由于本工程柱高较大，为保证混凝土的浇注质量，混凝土下料时在各柱中开孔采用溜槽进行浇注，振捣泵采用12米的振动棒（配备两台），保证砼的密实性。

浇筑完后应随时将伸出的下一层钢筋整理到位。

4.6模板的制作及加工

模板加工允许偏差

项次

项目名称

允许偏差（mm）

检查方法

1

板面平整

1

用2m靠尺塞检查

2

模板高度

+2

-3

用钢尺检查

3

模板宽度

0

-1

用钢尺检查

4

对角线长

±3

对角拉线用直尺检查

5

模板边平直

≤2

拉线用直尺检查

6

模板翘曲

≤L/1000

放在平台上，对角拉线用直尺检查

7

孔眼位置

±1

用钢尺检查

4.7模板安装