单面支模施工技术.docx

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1、单面支模施工技术弓长建安【摘要】单面支模现在没有更好的支模体系，该文介绍了采用扣件式钢 管架为模板支撑体系的单面支模架。采用单面支模的重点和难点是控制浇 筑混凝土时出现模板上浮及因此而出现的胀模。【关键词】筏板基础 单面支模 龙骨 钢管架 地锚一. 概况项目位于海淀区，总建筑面积29090.86m2，檐高54.55m，地下室4层, 主体地上15层。地下四层至地下一层层高分别为4.8m、3.6m、3.6m、4.2m, 外墙厚度分别为500mm、350mm。该工程基础采用筏板基础，主体结构为 框架核心筒结构。根据地质勘察报告、周边实际情况及建设单位要求，地 下室深基坑支护采用了钻孔灌注桩和预应力锚

2、杆护坡技术，其护壁外皮距 地下室外墙皮间距为450mm，在外墙外侧设防水层及防水保护砖墙。地下 室结构外墙外侧模板利用成型防水保护墙，里侧所用模板则只能采用单面 支模。二. 单面支模方案确立该工程地下室混凝土外墙所用模板总面积约3000m 2,最大层高4.8m, 其模板支设难度及规模均较大。本工程结构质量目标为创北京市结构长城 杯”其中混凝土墙体平整度、垂直度偏差均应控制在3mm之内。这是长 城杯的标准，也是我们企业的要求。为确保质量目标的实现，拟定了多种 模板方案：某模板公司提供的单面支模资料，是采用20#工字钢为支撑，12# 槽钢为龙骨的模板体系，此模板体系是参照国外资料设计，在北京没有应

3、 用实例，如果采用，其加工量大、成本高、专用性强。另外考虑本工程沿 外墙连接汽车坡道、通风竖井、电梯井及楼梯间，其定型模板很难适用。经比较确定采用竹胶板为模板面板，50x100mm木方为次龙骨，2根48 （t=3.5mm）钢管为主龙骨，扣件式钢管架为模板支撑体系的单面支模方案。 其主要优点：材料通用性强、重复利用率高，有利于降低成本，对周边坡 道、井筒等多种形式的外墙适应性强。其存在缺点：扣件式钢管架在侧向 受力情况下容易变形，这也是本工程单面支模施工的控制点。三施工要点3.1单面支模系统的设计外墙模板主要分两部分：模板与龙骨，单面支模支撑系统。3.1.1模板与龙骨模板板面采用厚15-18mm

4、竹胶板，次龙骨采用50x100mm木方，主龙骨 采用2根48 （t=3.5mm）钢管；主次龙骨间距在计算允许跨度内根据支撑 受力情况进行调整。如：在模板最大侧压力加施工荷载的情况下，竹胶板 允许跨度（即按简支）V300mm，设计时采用250mm，是为了减小次龙骨 跨度，减少其线载，最终设计主龙骨跨度为600 mm。3.1.2支撑系统采用扣件式钢管架。支撑系统由钢管架、地锚、可调支撑三部分组成， 如图-1所示。钢管架：立杆间距700x1000mm,其中水平支撑间距根据模架立杆横向间距确定为700mm。架子纵向进深（指垂直模板架子后伸距模板）一般宜设定为不 少于1.5H （H为砼浇筑高度）。纵横向

5、水平杆间距以主龙骨上下间距为准；但是局部采用钢模板时，其 主龙骨间距较大，水平支撑间距过大不利于支架的稳定性，一般采用 600-700mm，与钢模龙骨不合模数时可增加刚度较好的立龙骨，或增加平 行主龙骨的水平龙骨。剪刀撑的设置分两种：第一种与剖面相应的正反向剪刀撑，见图1。主 要将自下而上各水平杆受力后，整个架子成为刚体。第二种水平剪刀撑， 一般高度小于4m的墙体上下设两道，5m以下设三道，6m以下设四道；主 要作用是保证沿模板走向的刚度。水平剪刀撑间距与剖面相似，间隔一立 杆布置呈剪刀撑。所有剪刀撑与水平杆或立杆相交处必须用扣件连接才能 保证架子的刚度。要求采用十字扣件连接，即竖向剪刀撑与水

6、平杆连接， 水平剪刀撑与立杆连接。拟施工外墙 可避口桎jG.JJ? 磬刀撑拉杆）菌刀择压杆）地锚主地锚假设支点图应支撑架受力图上分力靠主地锚拉牢（纵向间距700mm）,见图-2。第二种为辅助地锚用于 抵抗架子往后的水平力，实际上减少了主地锚的荷载，增加了安全系数， 见图-1。从图-2计算主地锚其合力最高达110kN，对于主地锚完全可以满足， 但是组成钢管架的扣件及被拉的水平管可能无法承受这个荷载。对图-2进行分析，在钢管架有足够刚度情况下架子位移主要是向后水 平力，所以增加辅助地锚是有效方法。主地锚主要承受拉力，设置时按砼结构内钢筋吊环考虑。采用材料宜 用HPB235钢筋制作，地锚内拉应力不应

7、大于50N/mm2，如因砼一次性浇 筑高度过高，受力较大时可考虑设置双地锚加以处理，但一般以控制砼浇 筑速度为妥。主地锚按此拉应力设置时（地锚用钢筋植筋），最好焊接在构 件主筋上，焊缝长度不小于5d。为确保地锚的刚度，主地锚露出砼面长度 根据用材直径一般不宜超过70mm为宜。辅助地锚主要承受水平力，即对于地锚而言是受抗剪，一般根据模架 的钢管立管模数设置。在埋设地锚时尽量根据立管模数设置，埋入砼面不 少于10d。立管与地锚连接时确保连接点尽量靠近砼地面，以确保地锚的刚 度。辅助地锚主要起到加固模架，在主地锚受力产生应变后方起作用，故 宜在距主地锚最近一排立管根部设置。可调支撑：架子与模板间20

8、0250mm间距是靠可调支撑调节以便保证受力均匀。 一般采用600mm可调支撑头，其丝杠伸出钢管不大于40%L （约200250mm），否则需要增设横向拉杆进行加固。3.2单面支模的准备工作3.2.1按方案要求进行竹胶板模板的加工配置。3.2.2按计划准备好合格的钢管扣件，且提前3天进场。3.2.3外墙单面模支设前，先浇筑内侧框架柱混凝土，待其强度达50%以上 时方可施工，以便与模板架连接。3.2.4在浇筑底板或地梁前事先将预埋件按要求埋设。3.3具体施工技术要求3.3.1预先将模板小龙骨钉在一起，用“山”字形卡子将双钢管组合好，再用 钩头螺栓挂在模板上。3.3.2支撑系统所有纵横水平管都与立

9、杆连结，竖向剪刀撑可以与水平管连 接，水平剪刀撑可以与立杆连接但必须紧靠结点，所有扣件都采用十字扣 件。按计算要求每个交叉点都要锁紧扣件。3.3.3杆件必须按层次摆放，不得随意更改，剪刀撑设在立杆两侧。3.3.4主地锚必须上紧压板螺栓，由于螺栓长度、螺母限位等情况不能上紧 时，可以用相应直径的短钢管垫在螺母下再上紧，另用10钢丝绳、2t花 篮螺栓与第三步横杆拉牢。3.3.5第一排辅助地锚位于两主地锚之间，将辅助地锚用木方卡紧模板，并 用10钢丝绳、2t花篮螺栓与第三步横杆拉牢。3.3.6将埋设于第2-5排横杆之后辅助地锚（纵向间距700mm）用扣件锁紧， 防止架子向上及向后位移。3.3.7将整

10、个支撑架与内侧框架柱用钢管扣件进行抱箍连接，连接前必须先 将框架柱用木板保护好已成型的四角。四.施工体会4.1由于钢管支撑架子十分密集，用工量大、时间长，通过对方案的进一步 改进，设计了预制支撑架(如图-3示)。分段将支撑架搭设好随时吊装入位，反复利用，解决了用工多、工期长的问题。图-3预制支撑架详图4.2在整个地下室外墙施工过程中，严格按单面支模施工方案组织施工，通 过对模板制作、安装及混凝土浇筑等施工工序的过程控制，混凝土成型观 感质量及墙体平整度、垂直度偏差均控制在规范允许范围之内，经质检部 门检验和有关专家评审，达到了北京市结构长城杯要求。五.墙模板计算书计算参照建筑施工模板安全技术规

11、范(JGJ162-2008)、混凝土结构设计规范 (GB50010-2002)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)、组合钢模板技术规范 (GB50214-2001)、木结构设计规范(GB 50005-2003).建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)等编制。5.1墙模板基本参数计算断面宽度500mm，高度4800mm。模板面板采用18mm竹胶板。内龙骨间距250mm，内龙骨采用50X100,外龙骨采用双钢管48X3.0。水平支撑钢管布置10道，在断面内水平间距150+500+500+500+500+500+500+500+500+500mm，断面跨度方向间距 700mm。5.

12、2墙模板荷载标准值计算强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值；挠度验算只 考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值：F = 0.2g腐匹妒 =澎其中/c 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；t 新浇混凝土的初凝时间，为0时(表示无资料)取200/(T+15)，取5.710h；T 混凝土的入模温度，取20.000C；V 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h；H 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取4.800m；1外加剂影响修正系数，取1.000；囚2混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。根据公式计算的新浇混凝土侧压力

13、标准值F1=40.520kN/m2，实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=40.550kN/m2,顶部新浇混凝土侧压 力标准值取4.800kN/m2。倒混凝土时产生的荷载标准值F2= 6.000kN/m2。5.3墙模板面板的计算面板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。面板的计算宽度取4.80m。荷载计算值 q = 1.2X40.550X4.800+1.4X6.000X4.800=273.888kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：本算例中，截面抵抗矩叩和截面惯性矩I分别为：W = 480.00X1.80X1.80/6 = 259.20cm3；I =

14、 480.00X1.80X1.80X1.80/12 = 233.28cm4；273.B9 kN/mB计算简图弯矩图(kN.m)经过计算得到从左到右各支座力分别为N1=25.563kNN2=70.298kNN3=70.298kNN4=25.563kN最大弯矩M = 1.491kN.m最大剪力Q=38.344kN最大变形V = 0.3mm(1) 抗弯强度计算经计算得到面板抗弯强度计算值f = 1.491X 1000 X 1000/259200=5.752N/mm2面板的抗弯强度设计值f,取30.00N/mm2；面板的抗弯强度验算f f,满足要求！(2) 抗剪计算截面抗剪强度计算值 T=3 X 38

15、.3/(2 X 4800.000 X 18.000)=0.666N/mm2截面抗剪强度设计值T=1.40N/mm2抗剪强度验算T T,满足要求！(3 )挠度计算面板最大挠度计算值v = 0.262mm面板的最大挠度小于250.0/400,满足要求！5.4墙模板内龙骨的计算内龙骨直接承受模板传递的荷载，按照连续梁计算。内龙骨底部荷载按照底部面板最大支座力除以面板计算宽度得到。内龙骨顶部荷载按照顶部面板最大支座力除以面板计算宽度得到。底部荷载 q1 = 70.298/4.800=14.645kN/m顶部面板荷载设计值 q = 1.2X4.800X4.800+1.4X6.000X4.800=67.9

16、68kN/m顶部最大支座力 N = 1.1ql = 1.1X67.968X0.250=18.691kN顶部荷载 q2 = 18.691/4.800=3.894kN/m内龙骨按照均布荷载下多跨连续梁计算。14.65 (kN/m)14.65 (kN/m89 (kN/m)J? 山 山 七山 山 山 山 山山 山iL 山，1八L 山山, llJiEllHlllIllllElpI 150 500 500 500 500 500 500 500 500 500150内龙骨计算简图33i 3763.643.673.653703 31kkkkk3.03 2 86内龙骨剪力图(kN)0.139 0.156 0.

17、152 0.151 0.158 -131 a121 -131内龙骨弯矩图(kN.m) 经过计算得到最大弯矩M= 0.342kN.m 经过计算得到最大支座F= 7.774kN 经过计算得到最大剪力Q=4.017kN 经过计算得到最大变形V= 0.1mm 内龙骨的截面力学参数为本算例中，截面抵抗矩叩和截面惯性矩I分别为：W = 5.00X 10.00X 10.00/6 = 83.33cm3；I = 5.00X10.00X10.00X10.00/12 = 416.67cm4；(1) 内龙骨抗弯强度计算抗弯计算强度 f=0.342X 106/83333.3=3.91N/mm2 内龙骨的抗弯计算强度小于

18、16.5N/mm2，满足要求！(2) 内龙骨抗剪计算 截面抗剪强度必须满足：T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=3 X 4017/(2X50X 100)=1.205N/mm2截面抗剪强度设计值T=1.60N/mm2内龙骨的抗剪强度计算满足要求！(3) 内龙骨挠度计算最大变形v =0.1mm内龙骨的最大挠度小于500.0/250，满足要求！5.5墙模板外龙骨的计算外龙骨承受内龙骨传递的荷载，按照集中荷载下连续梁计算。外龙骨按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载P取横向支撑钢管传递力。7.77 1177.77 7.77 7.777.777.777.777.77* B支撑钢管计算简图9.341.3410.230.2210.43 10.432.442.442.65 2.S56.216.215.33 5.335.125.1213.90.90支撑钢管剪力图(kN)0.814支撑钢管弯矩图(kN.m)经过连续梁的计算得到最大弯矩 Mmax=1.624kN.m最大变形vmax=0.000mm最大支座力Qmax=24.198kN抗弯计算强度 f=1.624X 106/8980.0=180.87N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2，满足要求!