高層建筑多層模板支撐體系的施工研究

鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 新鄭 451100

1 多層模板支撐體系的分析

1.1 受力機(jī)理分析

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足正常的使用功能，施工過(guò)程中鋼管支撐架對(duì)現(xiàn)澆混凝土起到臨時(shí)支撐作用，從這個(gè)意義上講，鋼管支撐可以算作建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的早期形態(tài)，建筑結(jié)構(gòu)的形態(tài)發(fā)展至今已經(jīng)相當(dāng)成熟和復(fù)雜，不僅僅包括鋼管的支撐，還包括多層模板支撐體系，由樓板結(jié)構(gòu)和其他稱重結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中傳力體系為扣件式鋼管支架，承載體系主要是樓板結(jié)構(gòu)。支撐架與樓板結(jié)構(gòu)同處于一個(gè)臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)中，因此支撐架和模板結(jié)構(gòu)對(duì)于支撐體系的影響至關(guān)重要，合理的設(shè)計(jì)支撐架和模板機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒅误w系的作用發(fā)揮到最大，也能夠擴(kuò)大支撐體系的稱重范圍，確保支撐力能夠在支撐架和模板機(jī)構(gòu)之間合理分配［1］。由此可見(jiàn)，高層建筑施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)科學(xué)的支撐結(jié)構(gòu)和支撐體系是十分重要的，對(duì)于支撐力的承重也是至關(guān)重要的，當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)時(shí)，樓板強(qiáng)度越高，下傳力就越小。工程的重量主要是由支撐結(jié)構(gòu)和以下幾層樓板共同承擔(dān)，最上面的支撐板承擔(dān)了百分之八十左右的重量，中間層承擔(dān)了百分之十五左右的重量，最下面一層承擔(dān)百分之五，到第四層及以下承擔(dān)荷載總增量的比例就下降為不到1%，幾乎可以忽略不計(jì)。

1.2 支撐拆除時(shí)間分析

現(xiàn)澆層以下第四層所承擔(dān)的荷載總增量比例可以小到忽略不計(jì)的程度，因此施工時(shí)就可以拆除第四層的支撐架，只是需要確定拆除支撐架的時(shí)間。當(dāng)樓板的混凝土承擔(dān)重量不足80%時(shí)，是不能拆除支撐板的，如果拆除了支撐板，混凝土不足以支撐剩余的工程施工質(zhì)量，容易造成混凝土的裂縫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成工程結(jié)構(gòu)的坍塌，不利于工程安全生產(chǎn)。當(dāng)樓板的混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到90%時(shí)，已經(jīng)基本滿足樓板的抗裂要求，此時(shí)可以配置三套支撐體系，因此在框剪結(jié)構(gòu)中現(xiàn)澆層以下第二層樓板混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到90%時(shí)即可拆除結(jié)構(gòu)支撐。在框架結(jié)構(gòu)中，根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果可知，如果工程結(jié)構(gòu)能夠獨(dú)立承擔(dān)超過(guò)90%的重量時(shí)，此時(shí)的支撐板可有可無(wú)，如果拆除支撐板也不會(huì)造成混凝土的裂縫和工程結(jié)構(gòu)的坍塌；如果工程結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)不足90%，拆除支撐板會(huì)加大混凝土承重的壓力，現(xiàn)澆層以下第二層樓板混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到90%時(shí)即可拆除結(jié)構(gòu)支撐。在高層建筑較高樓層施工時(shí)，重點(diǎn)放在支撐立桿的軸力控制方面，因?yàn)闃菍痈?，屈曲極限小，荷載下的支撐軸力又高，因此樓層較高結(jié)構(gòu)的支撐拆除時(shí)間要比框剪結(jié)構(gòu)及純框架結(jié)構(gòu)晚。根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模結(jié)果可知，施工結(jié)構(gòu)承重不可超過(guò)90%，如果超過(guò)了90%，并且缺少支撐板的情況下，會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)受損，導(dǎo)致工程施工的坍塌，因此對(duì)于較高樓層可以考慮在施工項(xiàng)目承重超過(guò)所有重量95%以上，不再使用支撐板［2-3］。

1.3 支撐結(jié)構(gòu)拆除方法分析

高層建筑工程體量大、投資多，為了降低建設(shè)成本，往往會(huì)要求縮短工期，提高施工效率，而模板支撐的周轉(zhuǎn)速度是影響施工進(jìn)度的重要因素。上文分析了拆除模板支撐的合理時(shí)間，但是支撐結(jié)構(gòu)的拆除方法也會(huì)對(duì)施工效果產(chǎn)生影響。根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬結(jié)果可知，當(dāng)全部拆除樓板以下梁附近的支撐架時(shí)，梁下與跨中會(huì)保持很大的支撐軸力，在拆除的過(guò)程中不可以隨意拆除，必須按照一定的順序拆除，才不會(huì)導(dǎo)致建筑物的突然坍塌，有利于實(shí)現(xiàn)工程施工的安全?？梢钥紤]先拆除中間的支撐架，這樣之前的重量會(huì)逐漸轉(zhuǎn)移到兩側(cè)的稱重架上，將大部分的重量進(jìn)行轉(zhuǎn)移，不會(huì)造成施工機(jī)構(gòu)因?yàn)橥蝗蝗鄙僦味斐傻奶浯?，待支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，拆除兩側(cè)的支撐架，整個(gè)過(guò)程應(yīng)該循序漸進(jìn)，不宜快速拆除［4］。

2 高層建筑多層模板支撐體系施工實(shí)例分析

2.1 工程概況

該工程項(xiàng)目屬于小區(qū)建設(shè)，整個(gè)小區(qū)包括本身的住宅區(qū)，一共為三十三層，其中包括住宅樓、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站、公廁及其它附屬設(shè)施，建筑面積162792.35m2，整個(gè)工程總工期720d，不僅工程量大，且施工周期短。為滿足工期需要，本工程采用兩套模板同步施工，在施工的后期對(duì)支撐板進(jìn)行及時(shí)的拆除，這種方法即使在拆除早拆部分后，仍然能夠有效支撐跨度較大的梁板，直至結(jié)構(gòu)達(dá)到允許強(qiáng)度為止。

2.2 支撐體系設(shè)計(jì)

該項(xiàng)住宅小區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，框架梁的桿高為1m左右，間距800mm，步距1000mm左右的距離。共有兩套模板，模板的支撐體系尺寸為48mm×3.5mm，可調(diào)底托的外徑尺寸為36mm，在安裝完畢后的最高長(zhǎng)度不超過(guò)200 毫米。最上面一層的支撐板的厚度大概為120mm，其高度為5m 左右，所以根據(jù)上述數(shù)據(jù)，最上面一層的支撐板應(yīng)該設(shè)計(jì)為間距900mm，步距1200mm 左右的距離。

2.3 梁、頂板模板設(shè)計(jì)

該住宅小區(qū)項(xiàng)目的頂板模板有較多層次，每一層的厚度設(shè)置在12mm 左右，主要的材料采用35mm×80mm 的輕鋼龍骨，龍骨之間的間距為245mm。梁模板的梁底采用的主龍骨為80mm×80mm的木方，梁底次龍骨所用木方尺寸與主梁同規(guī)格，保證梁底支撐每步距都牢固連接模板豎向支撐，以保證支撐體系的穩(wěn)定性。

2.4 混凝土結(jié)構(gòu)施工

混凝土結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)如下：首先，加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制。水泥首先礦渣水漲及火山灰水泥，這兩種主要是低熱材料，耐久性與強(qiáng)度要與設(shè)計(jì)要求相符，水泥質(zhì)量是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵材料。選擇骨料時(shí)要保證骨料的最大粒徑不超過(guò)鋼筋最小凈距的四分之一，一般情況下碎石即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；但是要剔除骨料中的有機(jī)雜質(zhì)，含泥量不超過(guò)1%［5］；細(xì)骨料采用含泥量不超過(guò)3%的粗砂或中砂。混凝土施工時(shí)如果采用泵送的方法，要合理控制混凝土的可泵性，并適當(dāng)增加水泥用量，保證粗骨料與細(xì)骨料的比例在2.6～2.8。配制混凝土?xí)r如果需要加強(qiáng)混凝土的質(zhì)量，保證混凝土的承重能力能夠達(dá)到最大，因此，可以在混凝土的攪拌過(guò)程中加入適量的粉煤灰。其次，要做好混凝土工程的施工準(zhǔn)備。大體積混凝土施工需要做好充分的施工準(zhǔn)備，除了物料、機(jī)具及技術(shù)方向的準(zhǔn)備，還要合理編制施工方案，參照相關(guān)參數(shù)指標(biāo)計(jì)算出混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度，以減少大體積混凝土結(jié)構(gòu)后期裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。最后，混凝土的澆筑施工。澆筑混凝土?xí)r如果采用泵送方式，要在泵送前增強(qiáng)壓送水濕潤(rùn)管與泵體，并做好溜槽與泵管之間的配合?；炷恋恼駬v也十分重要，保證混凝土攪拌充分并且均勻，混凝土的攪拌要遵循以自動(dòng)攪拌為首，手動(dòng)攪拌為次要的方法，保證混凝土攪拌的頻率和速度都是均勻的?？梢圆捎脵M向攪拌的方式，也可以采用縱向攪拌的方式，凡是攪拌的幅度和力度不宜過(guò)大，防止混凝土承重能力降低［6］。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，多層模板支撐體系適用于高層建筑的梁板模板支撐，施工過(guò)程中要確保混凝土的質(zhì)量，在混凝土能夠單獨(dú)承重的前提下，才能拆除支撐板，并且在拆除的過(guò)程中要注意拆除的順序和方法，只有這樣才能保證支架整體的穩(wěn)定性與安全性。