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扣件式钢管支撑架在污水处理厂各池房高大模板结构施工中的应用

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：林少章

[导读] 摘要：扣件式钢管支撑架具有承载力大、搭设灵活、装拆简便、适用性强的特点，近年在各种类型建筑物、构筑物大跨度、大截面混凝土结构施工中被广泛采用。

        陆丰市建筑工程总公司广东陆丰 516500
        摘要：扣件式钢管支撑架具有承载力大、搭设灵活、装拆简便、适用性强的特点，近年在各种类型建筑物、构筑物大跨度、大截面混凝土结构施工中被广泛采用。针对污水池房房顶部结构高支模施工难度大、危险系数高的特点，在施工中采用扣件式钢管支撑架技术，获得较好的应用效果，可供类似公共基础设施项目高支模施工参考和借鉴。
        关键词：扣件式钢管支撑架；大跨度；混凝土结构；高支撑模板；污水处理厂池房
        一、前言
        在目前市政基础设施建设中，构筑物为满足空间或为匹配内部设备尺寸，故而尽可能减少竖向支撑，在其上部梁板大量使用大跨度、大截面混凝土结构形式。此种结构类型混凝土施工困难，危险系数比较高，对混凝土模板支撑架的要求也比较严格。扣件式钢管支撑架因其结构的强度、刚度及稳定性均能符合支撑体系要求，且具有承载力大、搭设灵活、装拆简便、通用性好、适用范围广等优点，近年来在各种类型的构筑物结构施工中被广泛采用。
        二、污水处理厂池房结构施工案例
        1、大跨度、大截面混凝土结构概况
        广东省陆丰市某污水处理厂，主要建设包括9万t/d、污水处理厂、水解酸化池、生物池、二沉池、污泥回流泵房、紫外线消毒池、重力浓缩池、调理池、事故池、二次提升泵房、反冲洗泵房、综合楼、园区道路、管理中心、长距离污水管以及配套设施等。大跨度、大截面混凝土结构位于污水厂送水泵房部位，面积约为17.20×7.5＝129.0㎡，如图1所示。

                    图1 高支模区域示意图
        2、混凝土结构施工规划部署扣件式钢管支撑架
        （1）池泵房顶部的混土结构施工采用扣件式钢管支撑架技术，支撑体系起搭于厚度为600mm的地下室底板，地下室底板标高－3.15m，送水泵房屋面结构板(厚130mm）标高+6.90m，模板支撑高度达到10.50m。
        （2）屋面结构板支撑体系采用48.3×3.6扣件式钢管支撑架，钢管的横向间距取900mm，钢管的纵向间距取900mm，立杆步距取1.50m。
        （3）梁截面尺寸分别为：WKL2（7）：250mm×500mm，WKL4（1）：300mm×900mm，同样采用48.3×3.6扣件式钢管支撑架，但缩短钢管横向间距为450mm，钢管纵向间距900mm，立杆步距1.50m。
        三、支撑架技术的具体应用
        扣件式钢管支撑架系统的承载体系由立杆、大小横杆、扣件和底座组成，因构件尺寸、搭接方式位置角度等比较复杂，且支撑混凝土模板的扣件式钢管支撑架的搭设高度达到10.50m，超过了《建办质[2018]31号文》规定的8m高度，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范畴，需要组织相关专家进行专项论证，并严格按照扣件式钢管支撑架的搭设程序进行。
        1、施工准备
        在正式搭设模板支撑架之前，对施工工人进行技术交底和安全交底，形成记录归档；对进场的模板支撑架的杆件、配件进行严格的检查；为已浇筑完毕的底层、垫层混凝土进行养护。
        2、搭设施工
        （1）先测量放线确定顶板梁位置，根据梁的位置确定立杆位置，搭设示范单元，自检合格，经监理验收合格后正式展开搭设工作。在确保项目支撑系统的整体稳定性、满足现行相关规范指标数值要求的前提下，严格控制钢管及配件的用量，合理安排人工进行搭设施工，保证施工效率同时兼顾安全。以下以池泵房梁WKL4(1)：300mm×900mm为例。
        （2）模板支撑体系随结构施工进度搭设，满堂架随搭设随与结构进行拉接。剪刀撑、横向斜撑、模板支撑体系之间的构造杆件等应随模板支撑架的搭设而同步搭设，如图2所示。
        （3）作为体系重要组成部分的扫地杆，即最下层水平拉杆，纵横2个方向设置在支撑体系的底部，位置离地下室底板高度控制在200mm以内（含200mm），沿“A-D”横轴方向及“1-5”纵轴方向每间隔1500mm增加设置1组水平拉杆，在可调支撑托座的立柱顶端增设1组水平拉杆，同时在最顶部2组水平拉杆中间增设1组水平拉杆。

（4）因池泵房顶板结构模板支撑架高度达到10.50m，如图3所示，其顶端和底部按规范要求均须安装1组水平剪刀撑，同时为满足剪刀撑之间间距不大于4.5m的要求，本工程共设置3组水平剪刀撑，与拉杆配合共同保证整体的强度、刚度和稳定性。

        （5）竖向剪刀撑在支撑架四周从底到顶、内部沿“A-D”横轴方向及“1～5”纵轴方向由底至顶与地面夹角45°连续设置，间距同样控制在4.5m以内。另在纵向和横向相邻的2个竖向剪刀撑之间增加“之”字型斜撑，确保支撑系统的整体纵向刚性。
        3、借助已浇筑混凝土结构增加支撑架系统刚性
        高大模板体系的搭设充分利用已过养护期、强度已达到设计要求的剪力墙、柱和梁进行拉杆安装，保证水平拉杆端部能与已有混凝土结构接触的均做到牢固顶紧，如图4所示。
        4、确保支撑系统独立
        扣件式钢管支撑架系统在使用过程中应保证体系独立，杜绝与塔式起重机、物料提升机和施工升降机等起重设备钢结构架体机身及其附着设施产生任何形式的连接，同时也不与施工栈桥、脚手架、工作平台以及物料周转平台等钢结构架体相连接。

        5、检查与验收
        扣件式钢管支撑架搭设过程中有4种情形必须由甲方代表或监理会同总包及专业施工公司进行过程控制及验收：支撑架系统搭设前、混凝土作业层荷载施加前、结构达到设计高度后，遇到异常天气大风六级或以上等级以及大雨或以上等级降水后、模板支撑架搭设完毕后需由上述单位联合验收并签字后方可使用。
        6、施工监测
        为规避高大模板支撑架事故，根据倒塌形式和破坏机理，在池泵房内设置8个观测点对模板支撑架进行水平和竖向位移、立杆倾斜角以及杆件内力监测，在钢筋绑扎和混凝土浇筑过程中不间断监测，如检测结果出现异常，立即停止施工并对体系采取相应加固措施。
        四、支撑架的使用
        1、支撑架的所有基本构件、连接紧固拉杆、整体性杆件以及安全防护设施在任何情形下均不得随意拆除，确实因应其它施工的空间需求必须临时拆除的情况，必须经过充分论证并采取相应补偿措施，且在该施工完毕后及时恢复原状。
        2、施工工人在支撑架上进行相关作业前，先行检查影响安全作业的问题，在排除后方可作业。鉴于浇筑混凝土作业时，混凝土冲击力及自重产生对支架系统的活荷载变化幅度较大，而不同的浇筑线路对支架系统支撑杆件承受的应力也有差异，必须考虑最不利的荷载组合，验算搭设构造受力极限。另安排专人在凝土浇筑过程中进行严密观察，若架体出现倾斜或变形征兆，立刻报告现场管理人员并通知工人撤离。在收工前应清理支撑架工作面，清扫垃圾，在任何情况下严禁自架上向下抛掷材料物品和倾倒垃圾。
        五、模板起拱高度计算
        该池泵房高支模梁板跨度为8.2m，考虑到挠度因素，即受混凝土浇筑冲击力及自重叠加模板自重影响导致模板下垂，结合考虑以及混凝土的徐变过程，模板安装必须起拱，以保证梁成品达到水平。按相关规范要求范围可在1/1000—3/1000间取值，泵房梁板高支模部分取2/1000，起拱高度计算如下：8200×2/1000＝16.40mm。
        六、支撑架系统以及模板的拆除
        首先拆除支撑架少部分水平拉杆和剪刀撑，以便腾出作业空间，随后将梁侧模板上的水平钢管及斜支撑拆除，轻轻撬动梁侧模板脱离混凝土表面，紧接着下调支柱顶托螺杆，从跨中开始向两端逐组螺杆对称下调，之后用木锤轻击拆除模板下的龙骨与底模板分离，逐段逐块拆除，将支柱顶托螺杆再下调一定的高度以便托住已拆下的模板，最后拆除梁底模板。完成模板拆除后，按照搭设的反程序即先安后拆,后安先拆、从上到下的顺序拆除整套支撑架系统。
        七、结语
        大跨度、大截面混凝土的模板支撑架施工因其难度大、危险系数高的特点，作业的实际进度会直接影响整个项目的总工期，故而一直是项目管理的关键工作，也一直是项目关键线路的重要组成部分。为应对施工困难，有效控制风险，确保既定工期，本工程池泵房顶部大跨度混凝土结构施工采用了扣件式钢管高大模板支撑架技术，相关方案经专家论证，搭设施工按既定计划进度完成并通过各方验收，有力保证了后续混凝土浇筑工作的展开，获得较好的应用效果，可供类似市政基础设施项目高支模施工参考和借鉴。
        作者简介
        林少章（1971.2-）男，汉族，广东陆丰，大专，单位：陆丰市建筑工程总公司，研究方向：施工管理。