计算科学及应用研究能力建设二期项目地下室单侧支模施工方案.doc

计算科学及应用研究能力建设二期项目
地下室单侧支模施工方案

编 制 人：
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审 批 人：

计算科学及应用研究能力建设二期项目部
2016年4月

目 录

1. 编制依据 1
2. 工程概况 1
2.1 单侧支模系统的组成 1
2.2 墙体模板组成配件 2
2.3 工作原理 3
2.4 组合钢木模板的优点 3
3. 单侧支模施工要点 4
3.1 拼装模板 4
3.2 单侧支模模板及支架安装 7
3.3 模板及支架拆除 10
3.4 单侧支架安装安全技术交底 10
4. 单侧支架及埋件验算书 11
4.1 侧压力计算 11
4.2 分析支架受力情况 12
4.3 埋件强度验算 13
4.4 埋件锚固强度验算 13
4.5 模板计算书 13

1. 编制依据
序 号
内 容
1
结构施工图：结施-04、05、06及设计变更等
2
《混凝土结构工程施工质量验收规范》 （GB50204-2015）
3
《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）
4
《建筑机械使用安全技术规程》 （JGJ33-2012）
5
《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012)
6
《建筑施工计算手册》 （中国建筑工业出版社）
7
《钢结构设计手册》 （机械工业部）
2. 工程概况
计算科学及应用研究能力建设二期项目B3F与B2F交接部位存在较大高低差和45°斜坡面的情况，该部位B3F墙体净高度为3.8m，详下图所示。

对应该部位高低差侧壁模板采用常规模板支撑体系，不便宜保证施工安全和结构工程质量，为此支撑系统拟采用H=3900mm单侧支撑钢架，和与之配套的“几字梁”背楞支撑体系进行施工。根据B3F流水段划分情况，单侧支模墙体长度暂按50m考虑，流水段之间可周转使用。
2.1 单侧支模系统的组成
模板面板为15mm厚胶合板，竖肋为几字梁，横肋为双[10#槽钢。
几字梁胶合板模板具有结构合理，经济实用，标准化程度高等特点。在单块模板中，胶合板与竖肋(几字梁)采用自攻螺丝连接，竖肋(几字梁)与横肋（双槽钢背楞）采用几字梁连接爪连接。两块模板之间采用直芯带连接，用芯带销固定，从而保证模板的整体性，使模板受力更加合理、可靠。单侧支模体系图如下所示。

单侧支模钢架支撑体系示意图

2.2 墙体模板组成配件
序号
名称
示意图
1
竖肋
（几字梁）

2
横肋
（槽钢背楞）

3
连接爪

4
芯带

5
芯带插捎

注：模板面板为15mm厚覆膜多层板。
2.3 工作原理
混凝土侧压力直接作用在面板上，通过面板将力传至竖向几字梁，再通过几字梁传至横向槽钢背楞上，最终传至单侧支架上。
2.4 组合钢木模板的优点
钢木组合模板除满足施工的强度、刚度等要求外，还具有普通钢模无可比拟的优点：
钢木组合模板组装简便，灵活性强，外墙一些特殊部位需要的异型模板可通过现场改装完成，减少了一次性模板的购置与使用；
木面板全为新购置，混凝土施工效果可等同与新模板；
钢木组合模板组装后每平米60Kg左右，比较轻巧，利于施工人员吊装，移动；
当地下墙体混凝土浇筑完毕后，可将面板拆除并用于其他部位混凝土的施工，经济性强；
钢木组合模板木面板与混凝土接触面吸附性小，利于拆模；
钢木组合模板绝大部分均为散件租赁的方式，可整体或部分分别进、退场，经济性强。
3. 单侧支模施工要点
3.1 拼装模板
3.1.1 拼装前的准备工作
3.1.1.1 工具准备
常用模板拼装工具有：手电钻、开孔器、钻头、批头、电刨、电锯、曲线锯、锯片、墨斗、铅笔、卷尺、角尺、电锯、靠尺、线坠、油漆刷、灰刀、毛笔、扳手、胶枪、气钉枪、气钉等（部分如图1）。

各种准备工具：（手电钻、扳手、角尺、胶枪、线坠、钢卷尺）
3.1.1.2 辅助材料
油漆、玻璃胶、原子灰、自攻螺钉、铁钉、钢丝等所用到的材料。
3.1.1.3 拼装平台
此工程模板正面打自攻螺钉，要求平台高度200-400mm，可选用“工”字钢，或者槽钢搭设平台（如图2）；操作平台大小根据模板的大小选择拼装场地。要求操作平台搭设牢固、安全、平稳，对应的各构件平行而且确保在同一水平面上，对角线长度保持一致。

搭设平台示意图（适用于正面上自攻螺钉）
3.1.2 模板的拼装过程
3.1.2.1 背楞布置
按照图纸所示间距把背楞排放在搭设平台上，在背楞上画上定位线，拉准对角线，让任意两条背楞构成的长方形对角线相等。（如图3）

组装几字梁示意图
3.1.2.2 “几”字梁组装
按图纸尺寸，先在背楞两端各放一根几字梁，画上定位线，拉准对角线，让两根几字梁构成的长方形对角线相等，然后用几字梁连接爪固定。这两根几字梁的同一端连上一根细线，作为基准线，其他几字梁都对齐这根基准线排放，并保证与两边的几字梁平行，把每根几字梁用连接爪固定。在固定连接爪的时候，将要装吊钩的几字梁两侧都要用连接爪，两边的几字梁连接爪要固定在几字梁内侧，其余的几字梁连接爪的方向交错放置。安装端头木方，如果面板超过了几字梁的长度尺寸，就要根据需要尺寸临时增添端头木方。端头木方的作用是：增加模板顶部的整体刚度，防止混凝土污染模板背面，最重要是防止起吊时几字梁跟面板间发生位移。
3.1.2.3 面板（15mm厚）铺设
把面板先按照图纸裁好铺到几字梁上，尺寸有误差时，用手工刨把尺寸找好。

面板固定
3.1.2.4 模板堆放
组装完成的模板，需要有规律的堆放在一起。首先，选用一块平坦、坚实的场地，确保模板堆放时不会发生倾斜。将第一块模板面朝上并保持离开地面净高300mm以上，背楞朝下放置平稳，确保水平，不能有晃动余量。然后在面板上放置2-3根长条木方（一般间距为2米），木条长度与模板长边相近即可，接着放第三块模板，一般5、6块为一堆。注意保护面板，防止受雨淋和暴晒，储存期超过一周的应用帆布遮盖起来。

模板堆放示意图
3.1.2.5 合模
合模前模板用洗衣粉水清洗面板，清洗面板宜用中等硬度的毛刷刷洗，板面要擦干净，否则模板上的灰尘会沾到混凝土的表面。必须确保本工序在混凝土冲毛之后进行。
模板干后，用刷子或干净的毛巾，将模板表面刷上脱模剂。不要刷太多，严禁流淌，以有油光而无油痕为最佳。保证脱模剂均匀，雨后可再刷一遍脱模剂。
检查钢筋是否与模板拉杆孔、埋件系统相冲突，有冲突的须调整钢筋位置。
按照施工测量点，焊牢在钢筋上控制模板间距的定位支撑，一般工地采用钢筋两侧加混凝土保护层做内撑。
检查钢筋四周是否有入模障碍物，进行清理。
吊模。起重机吊钩挂好两根钢丝绳，头带卡环，栓在几字梁吊装孔上。吊车要缓慢起动，在模板没离开地面时，起动一定要慢。吊车转到指定的位置，缓慢落钩，模板落稳后，将模板临时栓好，解开吊钩卡环。继续吊下一块模板。
合模校正。先将模板边缘用仪器或线坠校正模板的垂直度，并用角尺调整阴阳角模板的角度，确保垂直度与角度达到设计要求。
3.1.2.6 模板拼装注意事项
严格按照图纸尺寸在胶合板下弹线，墨线颜色为红色或黄色（因为胶合板为黑色）。
弹线后下料，裁料时应注意保证所需面板边到边的尺寸，边角不得有破损，角部必须保证直度（特殊角度除外），模板下料后，根据设计图纸分类码好并贴上标号。
铺面板：根据设计图纸将胶合板铺在承台上。
模板拼装完并验查合格后，在模板后面用木板给每块模板编号，用吊装设备将模板吊在模板堆放架上。
3.1.3 模板吊装注意事项
模板吊装就位：模板吊装就位时，仔细核对每一块模板的布置位置。预先用钢管斜撑在将浇筑的墙体上。等支架吊装到位后，再调垂直度。
模板安装：按照模板配置平面图，采用先安装阴角模板，然后安装大面模板，最后安装阳角模板的施工顺序。墙体模板安装前，两块模板之间的缝内夹海绵条，并用棉纱蘸脱模剂涂刷板面。
如有两块整体大模板之间夹塞一小面板（不用拼装的）时，应先将两边大模板支设好，再根据两块大模板间的实际尺寸，裁制小面板并安装。
3.2 单侧支模模板及支架安装
3.2.1 埋件部分安装
(1)地脚螺栓出地面处与混凝土墙面的距离，见下图所示；各预埋件杆水平间距为300mm，在靠近一段的起点与终点各布置一个埋件。图中预埋地脚螺栓采用HRB400Ø25钢筋加工制成。

(2)埋件系统及架体示意图见上图，埋件与地面成45度的角度，现场埋件预埋时要求拉通线，保证埋件在同一条直线上，同时，埋件角度必须按45度预埋。
(3)地脚螺栓在预埋前应对螺纹采取保护措施，用塑料布包裹并绑牢，以免施工时混凝土黏附在丝扣上，影响下一步施工时螺母的连接。
(4)因地脚螺栓不能直接与结构主筋点焊，为保证混凝土浇筑时埋件不跑位或偏移，要求在相应部位增加附加钢筋，地脚螺栓点焊在附加钢筋上，点焊时注意不要损坏埋件的有效直径。
3.2.2 直墙模板拼缝节点
如下图，直墙几字梁模板通过芯带进行连接，模板与模板之间直接拼缝时，采用拼缝一的做法。

直墙模板拼缝节点示意图

3.2.3 模板及单侧支架安装
单侧支架相互之间的距离为600-800mm，支架中部用Ø48.3钢管架起具体现场制作，具体附图。
安装流程：
钢筋绑扎并验收后→弹外墙边线→合外墙模板→单侧支架吊装到位→安装单侧支架→安装加强钢管（单侧支架斜撑部位的附加钢管，现场自备）→安装压梁槽钢→安装埋件系统→调节支架垂直度→安装上操作平台→再紧固检查一次埋件系统→验收合格后混凝土浇筑

合墙体模板时，模板下口与预先弹好的墙边线对齐，然后安装钢管背楞，临时用钢管将墙体模板撑住。
吊装单侧支架，将单侧支架由堆放场地吊至现场，单侧支架在吊装时，应轻放轻起，多榀支架堆放在一起时，应在平整场地上相互叠放整齐，以免支架变形。
需由标准节和加高节组装的单侧支架，应预先在材料堆放场地装拼好，然后由塔吊吊至现场。
在直面墙体段，每安装五至六榀单侧支架后，穿插埋件系统的压梁槽钢。
支架安装完后，安装埋件系统。
用主背楞连接件将模板背楞与单侧支架部分连成一个整体。
调节单侧支架后支座，直至模板面板上口向墙内侧倾斜约5mm因为单侧支架受力后，模板将略向后倾。
最后再紧固并检查一次埋件受力系统，确保混凝土浇筑时，模板下口不会漏浆。

单侧支模系统施工实例
3.3 模板及支架拆除
3.3.1 拆模准备
施工工具：撬棍、扳手、锤子、图纸。
现场设备：塔吊或吊车
外墙混凝土浇筑完24小时后，先松动支架后支座，后松动埋件部分。
彻底拆除埋件部分，并分类码放保存好。
吊走单侧支架，模板继续贴靠在墙面上，临时用钢管撑上。
混凝土浇筑完48小时后，拆模板，用撬棍在模板下边的一端将模板松动，然后沿墙上口将模板推开，确保墙体混凝土不粘模后，将模板吊离。拆完的模板立靠在堆放架上。
当一段墙体上有角模与直体模板存在时，应先拆直模，后拆角模
混凝土拆模后应加强保温措施。模板拆除有关事项。
3.3.2 拆模流程
松支架→用橇棍在模板下部的一端，将模板松动→将模板吊离墙面。
3.4 单侧支架安装安全技术交底
单侧支架质量大，为确保安全，工人在立支架时应由多人同时进行。
在确保单侧支架立稳后，工人才可安装操作平台，操作平台上的跳板须满铺，操作平台的护拦至少设三道。
按规范要求控制混凝土浇筑速度，分层浇筑。
支架模板安装需一定的空间，工程中有内隔墙的地方，如不能保证支架模板的安装空间，可在外墙浇筑完毕后，再绑扎内隔墙钢筋。
4. 单侧支架及埋件验算书
4.1 侧压力计算
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，此时的侧压力即位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，可按下列二式计算，并取其最小值：
；
式中 F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m²）
------混凝土的重力密度（kN/m³）取24 kN/m³
------新浇混凝土的初凝时间（h），当缺乏试验资料时，可采用=200/(T+15)计算，T------混凝土的温度（°C），本工程按20°C计算，故=5.878；
V------混凝土的浇灌速度（m/h）；取1.5m/h
H------混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m）；按4.5m计算。
β------混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度50~90时，取0.85；90~130mm时，取0.9；130~180mm时，取1.0。根据本工程墙体混凝土坍落度技术要求为160±20mm，故取1.0。

=0.28·24·5.878·1.0·1.5
=48.38kN/m²

=24·4.5=108kN/ m²
取二者中的较小值，F=48.38kN/ 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：
q=48.38·1.2+4·1.4=63.66kN/ 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4.5m（实际情况小于4.5m），侧压力取为F=48.38KN/m²。
有效压头高度=48.38/24=2.02m。（见下图）

4.2 分析支架受力情况
单侧支模支撑钢架按间距800mm布置，支架受力计算如下：
取模板根部o点的力矩为0，则：
1.749·R=F1·（2.48+2.02/3）+F2·（2.48/2）
R=179.77KN
其中：
F1=0.5·0.8·63.66·1.86=47.36KN
F2=1·0.8·63.66·2.64=134.45KN
支架侧面的合力为：F合=F1+F2=181.81KN
根据力的矢量图得F合和R的合力为：（见下图）

F总=255.68KN
与地面角度为：α=45°
由F总分解成两个互为垂直的力，其中一个与地面成45度，大小为：T45°=COS(45°-α)·F总=255.68KN
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)=95.88KN
4.3 埋件强度验算
预埋件为Ⅲ级螺纹钢d=25mm，埋件最小有效截面积为：A=3.14×12.52=491mm²，抗拉强度标准值f=360Mpa。
轴心受拉应力强度：σ=F/A=95.88×10³/491=195.27MPa <f=360Mpa；
故符合要求。
4.4 埋件锚固强度验算
对于弯钩螺栓，其锚固强度的计算，只考虑埋入混凝土的螺栓表面与混凝土的粘结力，不考虑螺栓端部的弯钩在混凝土基础内的锚固作用。
锚固强度：F锚=πdhτb=3.14·25·550·3.5=151.1kN>F=95.88KN；
故符合要求。
其中：
F锚——锚固力，作用于地脚螺栓上的轴向拔出力（N）
d——地脚螺栓直径（mm）
h——地脚螺栓在混凝土基础内的锚固深度（mm）
τb——混凝土与地脚螺栓表面的粘结强度(N/mm²)
地脚螺栓浇注完毕后48小时，埋入混凝土的螺栓表面与混凝土的粘结力达到3.5MPa，则可以开始拆模支设支架。
4.5 模板计算书
4.5.1 面板验算
当墙侧模采用木模板时，支承在内楞上一般按三跨连续梁计算，面板长度取标准板板长2440mm，板宽度b=1220mm，面板厚度为15mm，几字梁净距为l=250mm。
12.1.1强度验算
面板最大弯矩：Mmax=ql2/10=(61.38·250·250)/10=3.84·105N.mm
面板的截面系数：W= bh²/6=1220·15²·1/6=4.57·104mm³
应力：δ=Mmax/W=3.84·105/4.57·104=8.40N/mm2<fm=13 N/mm²
满足要求
其中：fm——木材抗弯强度设计值，取13N/mm²，E——木材弹性模量，面板取9·103N/mm²。
12.1.2刚度验算
刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则
q2=46.8·0.25=11.7kN/m
模板挠度由式ω= q2l4/150EI
=11.7·2504 /150·9000·3.43·105
=0.099mm小于[w]=300/400=0.75mm
满足要求！
面板截面惯性矩：I=bh3/12=1220·153/12=3.43·105mm4。
4.5.2 几字梁验算
几字梁作为竖肋支承在横向背楞上，可作为支承在横向背楞上的三跨连续梁计算，其跨距等于横向背楞的间距最大为L=900mm。
几字梁上的荷载为：q3=FL=48.38·0.9=43.54N/mm
F——混凝土的侧压力
L——几字梁之间的水平距离
4.5.2.1 强度验算
最大弯矩Mmax=q3L2/10=0.1·18.4·9002=3.53·106N.mm
几字梁截面系数：
I=10.7·105mm4
W=2.1·104mm3
应力：δ= Mmax/W=3.53·106/2.1x104=167.94N/mm2<fm=195 N/mm2
满足要求！
4.5.2.2 刚度验算
刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则
q4=48.38·0.25=12.09kN/m
模板挠度由式ω= q4l4/150EI
=12.09·9004 /150·210000·10.7·105
=0.23mm＜[w]=900/400=2.25mm
满足要求！
4.5.3 主背楞验算
槽钢主背楞(按照双[10计算)为模板横肋，单侧支架作用其上，由单侧支架布置知其受力，也可按三跨连续梁计算，其跨距取单侧支架的最大间距800mm。将作用在槽钢背楞上的集中荷载化为均布荷载，取其承受最大荷载的情况， q5=FL=48.38·0.8=38.70KN/m。
4.5.3.1 强度验算
最大弯矩Mmax=q5L2/10=0.1·38.70·800·800=2.48·106N·mm
双10#槽钢截面系数：
W=39.7·2=79.4·103 mm³
应力：δ= Mmax/W=2.48·106/79.4·103=31.20N/mm2<fm=215 N/mm²
满足要求！
其中：
fm—钢材抗弯强度设计值，取215N/mm²；
I—[10#槽钢的惯性矩，I=199·104mm4
E—钢材弹性模量，取2.1·105N/mm²；
4.5.3.2 刚度验算
刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则
q6=48.38·0.8=38.70kN/m
模板挠度由式ω= q6l4/150EI
=38.70·8004/150·200000·10.7·105
=0.49mm＜[w]=800/400=2mm
满足要求！