薛景輝

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司 天津 300350）

石家莊新客站東廣場地下土建工程框架柱模板設(shè)計(jì)與施工

薛景輝

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司 天津 300350）

石家莊新客站東廣場地下土建工程結(jié)構(gòu)施工中部分區(qū)域?qū)俑叽竽０骞こ?，設(shè)計(jì)高支?？蚣苤０?，并進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果表明設(shè)計(jì)方案是可行。工程實(shí)踐表明所采用的模板方案和施工工藝是合理的，保證工程的順利進(jìn)行。

模版 框架柱 施工 地下工程

1 工程概況

本工程為二層地下室，為石家莊新客站廣場及道路配套工程項(xiàng)目。地下一層建筑層高公共汽車停車庫為5.60 m，商業(yè)為5.0 m，地下二層建筑層高出租車停車庫為3.90 m，社會停車庫為4.60 m，局部為一層地下室，層高9.625 m，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目中間區(qū)域?qū)痈叱^8 m，屬高大模板工程［1］。圖1中Z1至Z5板塊為高支模區(qū)域。結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2所示。

圖1 施工平面示意圖

圖2 東廣場高支模區(qū)剖面圖

2 框架柱模板方案設(shè)計(jì)

本工程柱截面尺寸為兩種，邊墻柱為1000×1000 mm，框架柱為900×900 mm，柱高度為9 625 mm，按最不利因素計(jì)算框架柱?？蚣苤０宀捎梅侥?對拉螺栓+多層板。柱箍為φ48×3.5雙鋼管柱箍，最底一道距地面100 mm，向上間距400 mm設(shè)置?？蚣苤０寮爸误w系見圖3所示。

3 框架柱模板檢算［2-4］

3.1 荷載組合

圖3 框架柱模板及支撐體系

計(jì)算基本參數(shù)如下：混凝土重度γc=24γckN/m3，新澆混凝土初凝時(shí)間t0= 6.67 h，外加劑影響修正系數(shù)β1=1，混凝土坍落度影響修正系數(shù)β2=1.15，混凝土澆筑速度V=2m/h，混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面總高度H=7.825m，新澆混凝土對模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值G4k= min｛0.22γct0β1β2v1/2，γcH｝=min｛0.22×24×6.67×1×1.15×21/2，24×7.825｝=min｛57.276，187.8｝=57.276kN/m2，傾倒混凝土?xí)r對垂直面模板荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q3k=2kN/m2。

新澆混凝土對模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值：

承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值：

正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值：S正=G4k=57.28 kN/m2。

3.2 面板檢算

面板為覆面竹膠合板，面板厚度為15 mm，面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值［f］= 14.74 N/mm2，面板彈性模量E=8925 N/mm2，柱長短邊小梁根數(shù)均為5，柱箍間距l(xiāng)1=400 mm。如圖3（b）所示。

最不利受力狀態(tài)如圖4所示，按四等跨連續(xù)梁驗(yàn)算。

圖4 面板計(jì)算簡圖

靜載線荷載q1=0.9×1.35bG4k=0.9×1.35×0.4×57.28=27.84kN/m

活載線荷載q2=0.9×1.4×0.7bQ3k=0.9×1.4×0.7×0.4×2=0.71kN/m

Mmax=-0.107q1l2-0.121q2l2=-0.107×27.84×0.222-0.121×0.71×0.222=-0.16kN·m

σ=Mmax/W=0.16×106/（1/6×400×152）=10.34N/mm2≤［f］=14.74N/mm2，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

作用線荷載q=bS正=0.4×57.28=22.91kN/m

ν=0.632ql4/（100EI）=0.63×22.91×2254/（100×8925×（1/12×400×153））=0.37mm≤［ν］=l/400=225/400 =0.56mm，撓度滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 小梁檢算

小梁為矩形木楞，規(guī)格為45 mm×75 mm，截面慣性矩I=158.2 cm4，截面抵抗矩W=42.19 cm3，小梁抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值［f］= 15.44 N/mm2，小梁彈性模量E=9350 N/mm2，最低處柱箍離樓面距離為100 mm。如圖3（a）所示。

計(jì)算簡圖如圖5所示。

圖5 小梁計(jì)算簡圖

小梁上作用線荷載q=bS承=0.22×71.36=16.06 kN/m，彎矩計(jì)算結(jié)果如圖6所示。

圖6 小梁彎矩圖（kN·m）

Mmax=0.25kN·m

σ=Mmax/W=0.25×106/42.19×103=5.93N/mm2≤［f］=15.44N/mm2，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

小梁上作用線荷載q=bS正=0.22×57.28=12.89 kN/m，變形計(jì)算結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 面板變形圖（mm）

ν=0.11mm≤［ν］=1.5mm

撓度滿足設(shè)計(jì)要求。

圖8 柱箍計(jì)算簡圖

圖9 柱箍彎矩圖（kN·m）

圖10 柱箍剪力圖（kN）

3.4 柱箍檢算

柱箍為φ48×3.5雙鋼管柱箍，柱箍截面慣性矩I=12.19cm4，柱箍截面抵抗矩W=5.08 cm3，柱箍抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值［f］= 205N/mm2，柱箍彈性模量E=206000N/mm2。如圖3（a）所示。

長邊計(jì)算簡圖如圖8所示。彎矩計(jì)算結(jié)果如圖9所示，剪力計(jì)算結(jié)果如圖10所示，撓度計(jì)算結(jié)果如圖11所示。

圖11 長邊柱箍變形圖（mm）

Mmax=0.44kN·m，Nmax=9.74kN

M/Wn=0.44×106/（5.08×103）=86.46N/mm2≤［f］=205 N/mm2，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

ν1=0.19mm≤［ν］=l/400=1.35mm，撓度滿足設(shè)計(jì)要求。

3.5 對拉螺栓驗(yàn)算

式中SOC團(tuán)儲為土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳儲量，t/hm2；SOC團(tuán)為土壤團(tuán)聚體的有機(jī)碳含量，g/kg；W團(tuán)為團(tuán)聚體質(zhì)量比例(W團(tuán)=M團(tuán)/M土；M團(tuán)為團(tuán)聚體質(zhì)量；M土為土壤質(zhì)量)；r為土壤容重，g/cm3；H為土壤厚度，cm。

對拉螺栓為M16，軸向拉力設(shè)計(jì)值Ntb=24.5 kN，扣件容許荷載為26 kN。

N=9.74×2=19.47kN≤Ntb=24.5 kN，滿足設(shè)計(jì)要求。

N=9.74×2=19.47kN≤26kN，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 框架柱模板施工工藝

4.1 框架柱模板施工流程

放線預(yù)檢→鋼筋隱檢→安裝柱模→模板調(diào)節(jié)→檢查柱模對角線及位移并糾正→自上而下安裝柱箍→模板預(yù)檢并進(jìn)行垂直固定。

4.2 框架柱模板施工方法

（1）柱模在安裝前，先在基礎(chǔ)面上彈出縱橫軸線和各斷面四周邊線。

（2）在柱筋四面外邊，點(diǎn)焊φ12鋼筋作柱面固定控制點(diǎn)，筋長等于柱斷面尺寸，筋端頭對準(zhǔn)對齊柱四周邊線。

（3）采用高壓泵水噴槍，沖洗底板柱接觸面，使之清潔干凈，再予支模。

（4）組裝柱模：將單片成型的柱模就位，試拼后加柱箍和支撐臨時(shí)定位。然后對每片模板垂直度、平整度進(jìn)行校驗(yàn)，最后緊固成型。

（5）同一柱列模板，在柱模頂中心拉通線，按通線校正中間部分的柱模。

（6）分段立柱支模完工后由專人檢查，復(fù)核柱位、標(biāo)高、垂直度、同一柱列直線情況和支撐加箍牢固情況。

4.3 框架柱模板拆除

（1）柱模拆除日期，取決于混凝土硬化的強(qiáng)度，各柱模板的用途，結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和混凝土硬化時(shí)的氣溫。

（2）根據(jù)本工程柱混凝土標(biāo)號及所處氣溫高低，混凝土在澆筑完成48小時(shí)后拆模。

（3）立柱拆模的順序和方法，應(yīng)遵循先支后拆，后支先拆，和自上而下的原則。

（4）拆柱模時(shí)，嚴(yán)禁用大錘和撬棍硬砸硬撬，防止柱角掉損或柱面損傷。

（5）先拆除柱箍、對拉螺栓等連接和鋼管支撐，再由上而下逐步拆除柱模。

（6）拆模時(shí)，操作人員應(yīng)站立在安全處，現(xiàn)場有專人統(tǒng)一指揮，避免安全事故。

（7）拆下的柱模配件，嚴(yán)禁拋擲，要有人接應(yīng)傳遞，按指定地點(diǎn)堆放，并做到及時(shí)清理、維修和涂刷好隔離油或模板漆，以備待用。

4.4 柱模制作與安裝的質(zhì)量要求

（1）柱模制作與安裝應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行全面檢查，驗(yàn)收合格后方能進(jìn)行下一道工序。

（2）框架柱模板制作和安裝必須符合施工設(shè)計(jì)的要求。

（3）各種連接件、支承件、加固配件必須安裝牢固，無松動(dòng)現(xiàn)象。

（4）各種預(yù)埋件、預(yù)留孔洞位置要準(zhǔn)確，固定要牢固。

5 結(jié)語

隨著建設(shè)工程規(guī)模的日益擴(kuò)大和復(fù)雜，高大模板工程在建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用日趨廣泛。為保證施工過程質(zhì)量和安全，模板的設(shè)計(jì)和施工就非常重要，既要保證模板的力學(xué)要求，又要保證模板的形狀、尺寸、位置、連接等要求。文章給出了石家莊新客站東廣場地下土建工程高支?？蚣苤０宸桨冈O(shè)計(jì)，驗(yàn)算結(jié)果表明模板方案設(shè)計(jì)是合理可行的。為進(jìn)一步保證施工過程質(zhì)量和安全，在高大模板工程施工過程中，工程建設(shè)各方責(zé)任主體要認(rèn)真貫徹執(zhí)行規(guī)范和有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格把好高大模板工程的安裝、監(jiān)測、檢查、驗(yàn)收、拆除等環(huán)節(jié)，保證高大模板工程的施工安全。

［1］建質(zhì)［2009］254號，建筑工程高大模板支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)督管理導(dǎo)則［S］

［2］GB50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［3］GB 50009-2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范［S］

［4］GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

Design and Construction of the Frame Column Formwork for Civil Works Under the East Square of Shijiazhuang New Station

XUE Jing-hui
（No.4 Engineering Company of China Railway 18th Bureau Group Co.， Ltd Tianjin 300350 China）

The construction of civil works under the east square of Shijiazhuang New Station is high and large formwork engineering. The formwork of frame column was designed. By checking the strength and stiffness of formwork， the article verifies the feasibility of the design scheme. The project's practice shows that the formwork design and construction process are reasonable and has ensured the smooth practice of the project.

formwork frame column construction underground engineering

中國分類號：U442A

1673-1816（2016）02-0034-05

2015-11-18

薛景輝（1982-），男，河北莊藁城人，本科，工程師，研究方向施工技術(shù)與管理工。