某項目大體積混凝土支撐架方案對比分析
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摘 要：建筑工程施工中，腳手架支撐體系是主要環節之一。在大體積、大跨度、超高層等混凝土澆筑實施過程中，科學合理的選擇支撐架方案對進度工期、成本造價均有較大影響。筆者結合某項目大體積混凝土施工時，對支撐架方案的選擇做深入對比分析。
關鍵詞：支撐架;施工;分析
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.096
1 工程概況
該大體積混凝土施工項目東西長約74m，分Ⅰ～Ⅶ軸7個軸線;南北方向總寬20m，分P1～P4共4個軸線?；A底板頂標高為-14.90m，基礎底板以上結構，Ⅰ～Ⅱ軸和Ⅴ～Ⅶ軸為兩層梁、板、柱框架結構，樓板頂標高分別為-9.05米層和-0.05m層;Ⅱ～Ⅴ軸間柱段從底板直接到大體積臺板板底，其柱頂標高為3.815m，該處臺板底標高為4.5m，臺板支撐架高度為19.4m。該臺板混凝土總方量約3000m?，模板面積約2700m?，鋼筋約560t。
2 施工難點
2.1 支撐架高度大，屬危險性較大施工項目
臺板支撐架作為模板支撐體系，Ⅰ～Ⅱ軸及Ⅴ～Ⅶ軸立桿支撐在-0.05m層樓板上，Ⅱ～Ⅴ軸立桿支撐在-14.9m層底板上，5.95m高梁梁底支撐架高度為19.4m，4.5m高梁最大高度為23.2m。按照《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》[建質[2009]87號文]規定，臺板底模支撐架屬于危險性較大的工程分項，需要進行相應的專家論證，得到認證后方可執行。
2.2 平臺梁高度大，支撐架單位面積荷載較大
平臺梁最大高度為5.95m，每平方米支撐架荷載近24t（混凝土自重約15.5t，鋼筋加預埋件自重約8t，考慮施工荷載等約0.4t）。
2.3 施工周期長
臺板模板面積約2700平方，鋼筋重量約560t，還包括埋件、地腳螺栓套管等施工安裝，預計施工周期約持續5個月，混凝土澆筑完后還需進行大體積混凝土養護，其養護時間約35天左右。即從臺板底模開始拼裝到混凝土養護結束，時間需要持續約6個月。
2.4 臺板離周邊距離較大，支撐架材料吊裝就位困難
因基礎坐落在深基坑內，立于坑邊的塔機距離臺板較遠，塔機臂桿無法完全覆蓋，且塔機末端吊裝重量約為3噸，吊裝支撐架受限。
3 施工方案及支撐架用量
3.1 采用扣件腳手架支撐方案
3.1.1 架體設置
臺板梁底模板支撐采用扣件式滿堂支撐架。模板支撐體系的結構層次為，18mm厚覆面木膠合板+15mm厚模板加勁板為底模，底模下次楞為100×100方木@200mm，沿梁方向縱向布置，I10工字鋼作為主楞，主楞間距按照支撐架立桿縱向間距設置，主楞由腳手架立桿頂部可調托座支撐，每個可調托撐內放置1根主楞，支撐架鋼管采用Φ48.3×3.6鍍鋅鋼管。
3.1.2 梁底支撐架主要材料統計
鋼管1100噸，扣件30萬個，型鋼43噸。
3.2 采用鋼結構支撐架方案
3.2.1 架體設置
Ⅱ～Ⅴ軸梁底模板支撐采用型鋼支撐架。Ⅱ軸臺板梁截面尺寸為2960×4950mm，梁底采用18厚覆面木膠合板+15厚模板加勁板為底模，底模下背楞為100×100方木@200，沿梁縱向布置，I14工字鋼@350作為次梁，橫向布置，次梁下設置3根HM588×300×12×20型鋼主梁，主梁橫向間距1350mm，中間主梁居梁中布置，每根主梁下設置5根HW400×400×13×21型鋼立柱支撐，立柱沿梁縱向間距4800mm。中間排立柱支撐在+1.00m層結構梁上，最大高度為3.67m?？竣褫S側的立柱支撐在-0.05m層樓板上，最大高度為4.72m?？竣筝S側的立柱支撐在-14.9m底板上，最大高度為19.57m。
Ⅲ、Ⅳ軸臺板梁截面尺寸為2036×5950mm，梁底采用18厚覆面木膠合板+15厚模板加勁板為底模，底模下背楞為100×100方木@200，沿梁縱向布置，I14工字鋼@350作為次梁，橫向布置，次梁下設置3根HM588×300×12×20型鋼主梁，主梁橫向間距900mm，中間主梁居梁中布置，每根主梁下設置5根HW400×400×13×21型鋼立柱支撐，立柱沿梁縱向間距4800mm。立柱支撐在-14.9m層底板上，最大高度為18.57m。
Ⅱ軸臺板梁截面尺寸為2847×5950mm，梁底采用18厚覆面木膠合板+15厚模板加勁板為底模，底模下背楞為100×100方木@200，沿梁縱向布置，I14工字鋼@350作為次梁，橫向布置，次梁下設置3根HM588×300×12×20型鋼主梁，主梁橫向間距1250mm，中間主梁居梁中布置，每根主梁下設置5根HW400×400×13×21型鋼立柱支撐，立柱沿梁縱向間距4800mm。中間排立柱支撐在+1.00m層結構梁上，最大高度為2.67m?？竣鲚S側的立柱支撐在-0.05m層樓板上，最大高度為3.72m?？竣糨S側的立柱支撐在-14.9m底板上，最大高度為18.57m。
Ⅱ～Ⅴ軸縱向臺板梁（即P1、P4軸）兩端結構高度4150mm，梁底模板采用18厚覆面木膠合板+15厚模板加勁板，底模下背楞為100×100方木@200，沿梁縱向布置，I14工字鋼@350作為次梁，橫向布置，次梁下設置3根HM588×300×12×20型鋼主梁，主梁橫向間距1200mm，中間主梁居梁中布置，每根主梁下設置3根HW400×400×13×21型鋼立柱支撐，立柱沿梁縱向間距4800mm，立柱支撐在-14.9m底板上，最大高度為20.24m。臺板梁跨中段結構高度2150mm，梁底模板采用18厚覆面木膠合板+15厚模板加勁板，底模下背楞為100×100方木@200，沿梁縱向布置，I14工字鋼@350作為次梁，橫向布置，次梁下設置3根HM294×200×8×12型鋼主梁，主梁橫向間距1200mm，每根主梁兩端設置兩根Φ159×7鋼管立柱支撐，立柱沿梁縱向間距2600mm，立柱支撐在端跨梁底支撐主梁上，立柱高度為1800mm。 Ⅱ～Ⅴ軸橫向結構梁之間各設置一排（3根）HW400×400×13×21型鋼立柱。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ軸橫向結構梁下支撐鋼柱自下而上間隔4.5m設置一層柱間支撐，水平支撐采用[14a槽鋼，斜向支撐采用Φ108×4.5鋼管。鋼柱連接板δ=10mm，焊縫高度8mm，Ⅱ～Ⅴ軸縱向臺板梁下柱間支撐采用Φ108×4.5鋼管，Ⅱ、Ⅴ軸梁側支撐在底板上的立柱與-9.05m層及-0.05m層混凝土結構采用[20a槽鋼連接。
3.2.2 梁底支撐架主要材料統計
型鋼約580噸，鋼管約330噸，扣件約5萬個。
3.3 采用承插型盤扣式鋼管支撐架
3.3.1 架體設置
（1）臺板以下模板支撐架Ⅰ～Ⅱ軸線、Ⅴ～Ⅶ軸線在-0.05m層樓板上搭設盤扣支架;盤扣支架搭設時，-9.05m支撐架及-0.05m支撐架不拆除，直到10.45m層梁板澆筑完畢并達到施工設計強度（本部分需核算梁板承載能力，若承載力滿足要求，不需加固）。
（2）Ⅱ～Ⅴ軸部分只有框架柱無樓板，臺板模板支撐架需在-14.90m開始搭設;采用60系列盤銷式支撐架：
本工程模板為：18mm覆膜多層板;次龍骨：140鋁梁;主龍骨：185鋁梁。
3.3.2 梁底支撐架主要材料統計
架管約550噸，主次鋁梁約30噸，鋼管扣件約20噸。
4 施工方案對比分析評價
4.1 技術方案可實施性評價
4.1.1 扣件腳手架支撐架方案
該方案在Ⅱ～Ⅴ軸間，布置扣件式腳手架間距，橫梁下立桿間距為300㎜×300㎜，縱梁下立桿間距為300㎜×400㎜，由于最大高度達到23m左右，根據規范JGJ130要求，支撐架還需設置4道水平剪刀撐和若干道縱橫向剪刀撐，施工困難，分層驗收困難，可操作性差。
搭設腳手架重量達到1100t，搭設周期長，根據現場施工效率統計，對工期可操作性差。
4.1.2 型鋼支撐架方案
型鋼支撐方案結構穩定，安全可靠，但為了減少高空作業和提高支撐架制作質量，需提前預制，預制加工后，其支架單元重量較重，同時，臺板離基坑邊緣距離較大，超過30m距離，在吊裝支撐架時，需采用130t以上吊車。
型鋼支撐架約580t結構，其現場制作約需要2個月時間，支撐架組裝時間約需1個月時間。本方案具有一定可操作性，但需要大型吊車配合施工，尤其安裝階段，需要200t/240t吊車配合施工。
4.1.3 采用盤扣式支撐架方案
該技術方案經驗算，其受力和穩定性可行，可操作性強，總重量約需腳手架管550t，鋁梁約30t，其可預先拼裝和現場安裝相結合，組裝成格構式框架重量輕，塔吊配合施工可行，方案可操作性較強。
根據行業平均使用效率統計數據，其搭設效率為扣件腳手架支撐架的2倍以上，因此，按照該工作量計算，搭設該支撐架約需工期40天。
4.2 施工方案經濟性分析評價
經計算，采用扣件腳手架支撐架方案需要費用約1100萬元;采用型鋼支撐架方案需要費用約880萬元;采用盤扣式支撐架方案需要費用約350萬元。
5 結束語
通過方案對比分析，采用盤扣式支撐架方案在進度工期、成本造價方面有較大優勢，且搭拆方便，具備推廣價值。
參考文獻：
[1]王冬云.某工程腳手架施工方案分析[J].無線互聯科技，2014（12）：85.
[2]王雍濤.盤扣式腳手架在建筑工程施工中的應用[J].居舍，2018（20）：39+7.
作者簡介：張太磊（1981-），男，山東萊西人，本科，工程師，副主任，主要研究方向：核電建設成本管理及商務合同管理，主要從事各類火力發電工程及壓水堆核電工程的技術及經營管理工作。
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