第一部分 預(yù)案編制
(一)保證架體穩(wěn)定的構(gòu)造措施
關(guān)于扣件式鋼管模板支撐架的設(shè)計計算,僅在近期頒布實施的《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)中5·6條作了一些計算規(guī)定,但規(guī)定是借鑒了國外近似“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu)”力學(xué)模型的計算方法,由于我國現(xiàn)行相關(guān)標準對常用的扣件式鋼管模板支撐架的構(gòu)造要求沒有國外標準那樣嚴格,加上扣件鋼管的安裝質(zhì)量受人為因素的影響較大,使得按規(guī)定傳統(tǒng)習(xí)慣搭設(shè)的扣件式鋼管模板支撐架不易達到“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu)”的力學(xué)要求。因此,若按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計計算支撐架,還必須通過構(gòu)造手段來提高架的整體剛度,以保證架體的使用安全。
(1)必須設(shè)置縱橫向掃地桿和梁下縱橫向水平桿。因為根據(jù)有關(guān)試驗,如不設(shè)置這二項桿件,立桿的極限承載能力將下降11.1%。設(shè)置時應(yīng)注意:縱向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm處的立桿上,橫向掃地桿慶采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。
為保證立桿的整體穩(wěn)定,還必須在安裝立桿的同時設(shè)置縱、橫向水平桿。
(2)支撐架的步距以0.9~1.5m為宜,且不能超過1.8m。因為支撐架步距的大小與立桿的極限承載力之間存在近似反比的線性關(guān)系,當(dāng)施工荷載較大時,適當(dāng)縮小縱橫向水平桿的步距,以減少立桿的長細比,則可充分發(fā)揮鋼管的強度,使其更為經(jīng)濟合理。根據(jù)測算,桿件的計算長度增大一倍則其極限承載力將降低50%~70%。
(3)模板支撐架立桿應(yīng)優(yōu)先使用對接接長的方式。立桿接長的方式有對接和搭接兩種,根據(jù)有關(guān)測試,對接的承載力是搭接的3倍多。
此外,值得注意的是當(dāng)頂部立桿使用搭接接上時,由于模板上的荷載是直接作用在支撐架頂層橫桿上,并通過扣件與鋼管間接的磨擦力將力傳到立桿上的,又因為扣件所能傳遞的力較小,且有一定的偏心,致使支撐架整體受力性能較差。此時搭接接長的構(gòu)造要求是:扣件間距應(yīng)大小800mm,且每根立桿的允許荷載以小于12kN為宜。
在搭設(shè)支撐架時還應(yīng)注意,立桿和水平桿的接長位置應(yīng)做到相鄰桿錯開,且不在同一步跨內(nèi)。
(4)立桿的間距不得超過支撐設(shè)計規(guī)定,且不超過1m,并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)的規(guī)定。
立桿底部支承結(jié)構(gòu)必須具有支承上層荷載的能力。當(dāng)用樓板作支承結(jié)構(gòu)時,由于模板支承立桿所承受的施工荷載往往大于樓板的設(shè)計荷載,因此要以計算確定保持兩層或多層立桿。為合理傳遞荷載,立桿底部應(yīng)設(shè)置木墊板,并且使上下層立桿處在同一垂直線上。
(5)必須合理設(shè)置剪刀撐。剪刀撐有利于提高架體的整體穩(wěn)定,特別是支撐高度大于4.5m的支撐架,合理設(shè)置剪刀撐能有效防止泵送砼對模板支撐的沖擊所造成的架體整體失穩(wěn)。根據(jù)相關(guān)試驗表明,合理設(shè)置剪刀撐的支撐體系其極限承載能力可提高17%。因此,滿堂的模板支承架應(yīng)沿架體四周外立面滿設(shè)豎向剪刀撐,豎向剪刀撐均由底至頂連續(xù)設(shè)置。支撐架較高時,或者高寬比≥6時,為提高架體的整體剛度,在架體頂部、底部設(shè)掃地桿處、以及中部每隔4~6m處必須設(shè)置滿堂水平剪刀撐,剪刀撐必須與立桿相連接。
(6)嚴格控制支撐架的變形,確保架體的穩(wěn)定性。除架體承載引起架體變形外,還有地基的不均勻沉降導(dǎo)致立桿受力不均發(fā)生局部失穩(wěn)。模板下部的支撐梁變形過大,也會引起支撐架的變形。
當(dāng)特殊結(jié)構(gòu)施工或支撐荷載較大時,支撐架要盡可能通過已具備一定強度的相鄰構(gòu)件(墻、柱等)實施卸載,并盡量與建筑物實現(xiàn)可靠連接。
(二)保證施工安全的管理措施
(1)模板支撐工程必須做到先設(shè)計后施工。設(shè)計內(nèi)容應(yīng)包括:
a.支撐系統(tǒng)強度計算
計算時應(yīng)考慮:
①模板及支撐重量
②砼及鋼筋自重
③施工人員和設(shè)備荷載
④砼傾倒和振搗產(chǎn)生的荷載
⑤風(fēng)荷載
并按荷載的最不利狀態(tài)和組合計算。
還必須以單扣件抗滑力小于8.5kN、雙扣件抗滑力小于12kN,對扣件連接點進行驗算。
b.支承模板支撐系統(tǒng)的樓、地面等的強度計算。
c.支撐材料的選用、規(guī)格尺寸、接頭方法、水平桿步距和剪刀撐設(shè)置等構(gòu)造措施。
d.繪制支撐布置圖、細部構(gòu)造大樣圖。
e.砼澆筑方法及程序、模板支撐的安裝拆除順序以及其他安全技術(shù)措施。
f.支撐系統(tǒng)安裝驗收方法和標準。
(2)將模板支撐工程施工列入危險作業(yè)管理范圍。在簽發(fā)“砼澆筑令”前,除對模板體系驗收外,還必須對支撐體系實施整體驗收,且技術(shù)設(shè)計人員必須參與驗收。
(3)精心設(shè)計砼澆筑方案,確保模板支撐均衡受載,并優(yōu)先考慮從中部開始向四周擴展的澆筑方法。在砼澆筑過程中,應(yīng)派專業(yè)技術(shù)人員觀測模板、支撐系統(tǒng)的應(yīng)力、變形情況,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停工排險。
(4)對重點防范部位必須制訂事故預(yù)案。
扣件式鋼管模板支撐架坍塌重點防范部位一般包括:
①支撐高度大于4.5m或者高寬比≥6的支撐架
②社會影響較大工程。如市區(qū)中心、市民密集區(qū)、重大公共設(shè)施項目等。
③特殊結(jié)構(gòu)工程如大跨度、大截面框架梁、大截面懸挑梁板、大跨度大面積澆筑的梁板結(jié)構(gòu)等。
④作業(yè)環(huán)境惡劣、施工人員集中、施救困難的工程。
(一)保證架體穩(wěn)定的構(gòu)造措施
關(guān)于扣件式鋼管模板支撐架的設(shè)計計算,僅在近期頒布實施的《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)中5·6條作了一些計算規(guī)定,但規(guī)定是借鑒了國外近似“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu)”力學(xué)模型的計算方法,由于我國現(xiàn)行相關(guān)標準對常用的扣件式鋼管模板支撐架的構(gòu)造要求沒有國外標準那樣嚴格,加上扣件鋼管的安裝質(zhì)量受人為因素的影響較大,使得按規(guī)定傳統(tǒng)習(xí)慣搭設(shè)的扣件式鋼管模板支撐架不易達到“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu)”的力學(xué)要求。因此,若按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計計算支撐架,還必須通過構(gòu)造手段來提高架的整體剛度,以保證架體的使用安全。
(1)必須設(shè)置縱橫向掃地桿和梁下縱橫向水平桿。因為根據(jù)有關(guān)試驗,如不設(shè)置這二項桿件,立桿的極限承載能力將下降11.1%。設(shè)置時應(yīng)注意:縱向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm處的立桿上,橫向掃地桿慶采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。
為保證立桿的整體穩(wěn)定,還必須在安裝立桿的同時設(shè)置縱、橫向水平桿。
(2)支撐架的步距以0.9~1.5m為宜,且不能超過1.8m。因為支撐架步距的大小與立桿的極限承載力之間存在近似反比的線性關(guān)系,當(dāng)施工荷載較大時,適當(dāng)縮小縱橫向水平桿的步距,以減少立桿的長細比,則可充分發(fā)揮鋼管的強度,使其更為經(jīng)濟合理。根據(jù)測算,桿件的計算長度增大一倍則其極限承載力將降低50%~70%。
(3)模板支撐架立桿應(yīng)優(yōu)先使用對接接長的方式。立桿接長的方式有對接和搭接兩種,根據(jù)有關(guān)測試,對接的承載力是搭接的3倍多。
此外,值得注意的是當(dāng)頂部立桿使用搭接接上時,由于模板上的荷載是直接作用在支撐架頂層橫桿上,并通過扣件與鋼管間接的磨擦力將力傳到立桿上的,又因為扣件所能傳遞的力較小,且有一定的偏心,致使支撐架整體受力性能較差。此時搭接接長的構(gòu)造要求是:扣件間距應(yīng)大小800mm,且每根立桿的允許荷載以小于12kN為宜。
在搭設(shè)支撐架時還應(yīng)注意,立桿和水平桿的接長位置應(yīng)做到相鄰桿錯開,且不在同一步跨內(nèi)。
(4)立桿的間距不得超過支撐設(shè)計規(guī)定,且不超過1m,并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)的規(guī)定。
立桿底部支承結(jié)構(gòu)必須具有支承上層荷載的能力。當(dāng)用樓板作支承結(jié)構(gòu)時,由于模板支承立桿所承受的施工荷載往往大于樓板的設(shè)計荷載,因此要以計算確定保持兩層或多層立桿。為合理傳遞荷載,立桿底部應(yīng)設(shè)置木墊板,并且使上下層立桿處在同一垂直線上。
(5)必須合理設(shè)置剪刀撐。剪刀撐有利于提高架體的整體穩(wěn)定,特別是支撐高度大于4.5m的支撐架,合理設(shè)置剪刀撐能有效防止泵送砼對模板支撐的沖擊所造成的架體整體失穩(wěn)。根據(jù)相關(guān)試驗表明,合理設(shè)置剪刀撐的支撐體系其極限承載能力可提高17%。因此,滿堂的模板支承架應(yīng)沿架體四周外立面滿設(shè)豎向剪刀撐,豎向剪刀撐均由底至頂連續(xù)設(shè)置。支撐架較高時,或者高寬比≥6時,為提高架體的整體剛度,在架體頂部、底部設(shè)掃地桿處、以及中部每隔4~6m處必須設(shè)置滿堂水平剪刀撐,剪刀撐必須與立桿相連接。
(6)嚴格控制支撐架的變形,確保架體的穩(wěn)定性。除架體承載引起架體變形外,還有地基的不均勻沉降導(dǎo)致立桿受力不均發(fā)生局部失穩(wěn)。模板下部的支撐梁變形過大,也會引起支撐架的變形。
當(dāng)特殊結(jié)構(gòu)施工或支撐荷載較大時,支撐架要盡可能通過已具備一定強度的相鄰構(gòu)件(墻、柱等)實施卸載,并盡量與建筑物實現(xiàn)可靠連接。
(二)保證施工安全的管理措施
(1)模板支撐工程必須做到先設(shè)計后施工。設(shè)計內(nèi)容應(yīng)包括:
a.支撐系統(tǒng)強度計算
計算時應(yīng)考慮:
①模板及支撐重量
②砼及鋼筋自重
③施工人員和設(shè)備荷載
④砼傾倒和振搗產(chǎn)生的荷載
⑤風(fēng)荷載
并按荷載的最不利狀態(tài)和組合計算。
還必須以單扣件抗滑力小于8.5kN、雙扣件抗滑力小于12kN,對扣件連接點進行驗算。
b.支承模板支撐系統(tǒng)的樓、地面等的強度計算。
c.支撐材料的選用、規(guī)格尺寸、接頭方法、水平桿步距和剪刀撐設(shè)置等構(gòu)造措施。
d.繪制支撐布置圖、細部構(gòu)造大樣圖。
e.砼澆筑方法及程序、模板支撐的安裝拆除順序以及其他安全技術(shù)措施。
f.支撐系統(tǒng)安裝驗收方法和標準。
(2)將模板支撐工程施工列入危險作業(yè)管理范圍。在簽發(fā)“砼澆筑令”前,除對模板體系驗收外,還必須對支撐體系實施整體驗收,且技術(shù)設(shè)計人員必須參與驗收。
(3)精心設(shè)計砼澆筑方案,確保模板支撐均衡受載,并優(yōu)先考慮從中部開始向四周擴展的澆筑方法。在砼澆筑過程中,應(yīng)派專業(yè)技術(shù)人員觀測模板、支撐系統(tǒng)的應(yīng)力、變形情況,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停工排險。
(4)對重點防范部位必須制訂事故預(yù)案。
扣件式鋼管模板支撐架坍塌重點防范部位一般包括:
①支撐高度大于4.5m或者高寬比≥6的支撐架
②社會影響較大工程。如市區(qū)中心、市民密集區(qū)、重大公共設(shè)施項目等。
③特殊結(jié)構(gòu)工程如大跨度、大截面框架梁、大截面懸挑梁板、大跨度大面積澆筑的梁板結(jié)構(gòu)等。
④作業(yè)環(huán)境惡劣、施工人員集中、施救困難的工程。