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(jì)計(jì)算,僅在近期頒布實(shí)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(jì)算規(guī)定,但規(guī)定是借鑒了國(guó)外近似“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu)”力學(xué)模型的計(jì)算方法,由于我國(guó)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)常用的扣件式鋼管模板支撐架的構(gòu)造要求沒有國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)那樣嚴(yán)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(dá)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(jì)計(jì)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?yàn)楦鶕?jù)有關(guān)試驗(yàn),如不設(shè)置這二項(xiàng)桿件,立桿的極限承載能力將下降11.1%。設(shè)置時(shí)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(shí)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?yàn)橹渭懿骄嗟拇笮∨c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(shí),適當(dāng)縮小縱橫向水平桿的步距,以減少立桿的長(zhǎng)細(xì)比,則可充分發(fā)揮鋼管的強(qiáng)度,使其更為經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)測(cè)算,桿件的計(jì)算長(zhǎng)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(duì)接接長(zhǎng)的方式。立桿接長(zhǎng)的方式有對(duì)接和搭接兩種,根據(jù)有關(guān)測(cè)試,對(duì)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(shí),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?yàn)榭奂軅鬟f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(shí)搭接接長(zhǎng)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(shí)還應(yīng)注意,立桿和水平桿的接長(zhǎng)位置應(yīng)做到相鄰桿錯(cuò)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(jì)規(guī)定,且不超過1m,并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《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(shí),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(jì)荷載,因此要以計(jì)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(duì)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(yàn)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(shí),或者高寬比≥6時(shí),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(yán)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(huì)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(shí),支撐架要盡可能通過已具備一定強(qiáng)度的相鄰構(gòu)件(墻、柱等)實(shí)施卸載,并盡量與建筑物實(shí)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(jì)后施工。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括:
a.支撐系統(tǒng)強(qiáng)度計(jì)算
計(jì)算時(shí)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(jì)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(duì)扣件連接點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算。
b.支承模板支撐系統(tǒng)的樓、地面等的強(qiáng)度計(jì)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(xì)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(yàn)收方法和標(biāo)準(zhǔn)。
(2)將模板支撐工程施工列入危險(xiǎn)作業(yè)管理范圍。在簽發(fā)“砼澆筑令”前,除對(duì)模板體系驗(yàn)收外,還必須對(duì)支撐體系實(shí)施整體驗(yàn)收,且技術(shù)設(shè)計(jì)人員必須參與驗(yàn)收。
(3)精心設(shè)計(jì)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(kuò)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(cè)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(xiǎn)。
(4)對(duì)重點(diǎn)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(diǎn)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(huì)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(xiàng)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(jì)計(jì)算,僅在近期頒布實(shí)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(jì)算規(guī)定,但規(guī)定是借鑒了國(guó)外近似“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu)”力學(xué)模型的計(jì)算方法,由于我國(guó)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)常用的扣件式鋼管模板支撐架的構(gòu)造要求沒有國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)那樣嚴(yán)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(dá)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(jì)計(jì)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?yàn)楦鶕?jù)有關(guān)試驗(yàn),如不設(shè)置這二項(xiàng)桿件,立桿的極限承載能力將下降11.1%。設(shè)置時(shí)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(shí)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?yàn)橹渭懿骄嗟拇笮∨c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(shí),適當(dāng)縮小縱橫向水平桿的步距,以減少立桿的長(zhǎng)細(xì)比,則可充分發(fā)揮鋼管的強(qiáng)度,使其更為經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)測(cè)算,桿件的計(jì)算長(zhǎng)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(duì)接接長(zhǎng)的方式。立桿接長(zhǎng)的方式有對(duì)接和搭接兩種,根據(jù)有關(guān)測(cè)試,對(duì)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(shí),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?yàn)榭奂軅鬟f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(shí)搭接接長(zhǎng)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(shí)還應(yīng)注意,立桿和水平桿的接長(zhǎng)位置應(yīng)做到相鄰桿錯(cuò)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(jì)規(guī)定,且不超過1m,并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《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(shí),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(jì)荷載,因此要以計(jì)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(duì)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(yàn)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(shí),或者高寬比≥6時(shí),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(yán)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(huì)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(shí),支撐架要盡可能通過已具備一定強(qiáng)度的相鄰構(gòu)件(墻、柱等)實(shí)施卸載,并盡量與建筑物實(shí)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(jì)后施工。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括:
a.支撐系統(tǒng)強(qiáng)度計(jì)算
計(jì)算時(shí)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(jì)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(duì)扣件連接點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算。
b.支承模板支撐系統(tǒng)的樓、地面等的強(qiáng)度計(jì)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(xì)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(yàn)收方法和標(biāo)準(zhǔn)。
(2)將模板支撐工程施工列入危險(xiǎn)作業(yè)管理范圍。在簽發(fā)“砼澆筑令”前,除對(duì)模板體系驗(yàn)收外,還必須對(duì)支撐體系實(shí)施整體驗(yàn)收,且技術(shù)設(shè)計(jì)人員必須參與驗(yàn)收。
(3)精心設(shè)計(jì)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(kuò)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(cè)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(xiǎn)。
(4)對(duì)重點(diǎn)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(diǎn)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(huì)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(xiàng)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。