超厚大跨度無梁頂板支撐體系的研究與應用

張海云

(山西建筑工程(集團)總公司，山西 太原 030024)

隨著國家對人防工程的重視，地下人防工程結構設計安全系數逐漸加大，這就要求結構的厚度及高度也需相應的提高。由于本工程為4B級的重要的人防工程，為了滿足防核彈的要求，頂板設計為2.1 m厚、24 m長、凈高為10.6 m的無梁頂板，由于此結構荷載較大，每平方米含鋼量達到1 000 kg，且設計要求全部為一次性整體澆筑，難度較大，對此，如果按照常規的施工措施，是無法滿足要求的。因此本文結合工程實例對高支撐架的設計方案、系統的整體穩定性、構造的特殊性進行探索。

1 工程簡介

本工程為山西省某人防工程，地下2層，剪力墻結構，南北長51.55 m，東西寬49.60 m，建筑面積為 5 407.13 m2。 －1，－2 層頂板混凝土強度等級為C40。厚度1 100 mm，2 100 mm，二者之間約有4 000 mm寬過渡區，其厚度為4 000 mm，凈高為6.6 m。

2 模架支撐體系的設計及技術措施

2.1 4 m 厚頂板

1)在地下2層人防指揮大廳頂板結構中，在1 100 mm厚頂板與2 100 mm厚頂板之間設計有4 000 mm寬的過渡帶，此過渡帶頂板厚為4 000 mm，凈高4 800 mm。施工總荷載為110 kN/m2。

2)4 m厚頂板模板由于荷載較大，特別是鋼筋保護層墊塊處受力更大，故采用15 mm厚鋼板制作，主龍骨采用16號工字鋼，間距300 mm;次龍骨采用100 mm×100 mm大方木，間距為200 mm。模板支撐體系采用φ48×3.25 mm碗扣式鋼管架;頂部加U形托;下部設墊木厚50 mm，加可調底座。碗扣式鋼管架縱橫間距為300 mm，水平桿步距為1.2 m，如圖1所示。

即4.7 m=0.015+0.35+1.2 ×3+(0.14+0.088+0.018)+0.49(可調部分)。

3)剪刀撐搭設要求:水平剪刀撐由于主立桿間距只有300 mm，內部施工人員無法操作，只能在外側固定;豎向剪刀撐須從支架的四周設置由底部到頂部連續式剪刀撐，剪刀撐的斜桿必須與地面頂緊，并與地面的夾角在45°～60°之間，斜桿應每步與立桿采用轉扣擰緊。

4)構造要求:滿堂腳手架通過水平橫向可調支撐與周邊墻體支頂牢固。具體位置為:水平方向為每15跨設一道，但每邊不得少于三道;豎向為上、中、下各設一道。

2.2 2.1 m 厚頂板

1)此頂板凈高為6 600 mm，施工總荷載為55.85 kN/m2，模板采用15 mm厚多層板，主龍骨采用兩根10號槽鋼背靠背，縱橫間距為600 mm，次龍骨采用88 mm×88 mm方木，間距250 mm;頂部加U形托，下部設15 mm木板;水平桿步距為1.2 m。6.6 m=0.015+0.35+1.2 ×4+0.6+(0.10+0.088+0.015)+0.63(可調部分)。立面設計及頂托部位設計如圖2所示。2)在該區段(厚度為2.1 m的板塊內)，平面上沿長向居中設置一道加強帶;沿短向平均分布兩道加強帶。加強帶構造:立桿間距連續兩跨設置為300 mm，總寬600 mm。3)剪刀撐搭設要求。水平剪刀撐搭設:按照國家規范，由于頂板凈高為6.6 m，則必須在底部、頂部及中間設置三道水平剪刀撐。豎向剪刀撐搭設:在支架外側周圈及縱橫方向每隔7排必須設置由底部到頂部的豎向連續式剪刀撐，剪刀撐的底部須與地面頂緊，并與地面的傾角在45°～60°之間。斜桿應每步與立桿扣緊。4)構造要求:滿堂架通過水平橫向可調支撐與周邊墻體支頂牢固。具體位置為:水平方向為每9跨設一道，但每邊不得少于三道;豎向為上、中、下各設一道。

3 模架支撐體系安全技術措施

3.1 安全檢查驗收

1)對進場的φ48×3.25 mm碗扣鋼管要用游標卡尺檢查厚度，對碗扣鋼管連接處的焊縫質量要進行詳細的檢查，同時還必須提供各種構件的產品合格證、生產許可證、檢測報告，并對其表面觀感、重量等物理指標進行抽檢。抽檢合格后送有資質的實驗室進行復檢，復檢合格后方可使用。2)對碗扣鋼管的外觀抽檢數量不得低于搭設用量的30%，如果發現質量不符合標準，要進行100%的檢驗。3)當整個模架支撐體系全部搭設完成后，要進行三級檢驗:即班組自檢，項目部預檢，公司復檢。4)當預檢驗收合格后，并報請公司安全部，由安全部組織公司技術管理部、質量監控部、生產監控部組織進行驗收。在公司驗收合格的基礎上，提請監理單位的總監理工程師及專業監理工程師進一步進行驗收，驗收合格簽字蓋章后，方可進入鋼筋安裝的后續工序的施工。

3.2 做好混凝土澆筑前應急搶險措施

3.2.1 混凝土原材料供應中斷預防措施

1)頂板混凝土澆筑前7 d通知拌合站，拌合站開始備料，組織人員及機械。混凝土澆筑前一天聯合項目部對攪拌機械，混凝土運輸車輛進行檢查保養;2)聯系業主協調當地村民問題，確保混凝土澆筑全程無村民攔路干擾;3)控制好水灰比、減水劑等添加劑的應用;4)必須將混凝土的初凝控制在12 h～16 h，以防在澆筑混凝土中出現混凝土供應停頓的現象;5)聯系一家備用攪拌站，作為在澆筑混凝土中出現混凝土供應不上時使用，使用時混凝土配合比、材料應一致。

3.2.2 混凝土運輸受阻預防措施

1)頂板澆筑前項目部組織對施工道路要實地勘測，至少要選出三條路可以通行。2)聯系業主協調當地村民問題，確保混凝土澆筑全程無村民攔路干擾。3)其他施工班組、安裝單位車輛注意避讓混凝土運輸車，保證混凝土供應速度。應對措施:1)向業主申請將某主干道作為緊急混凝土運輸路線。2)組織班組成立緊急情況處理小組，緊急情況下出動施工班組保護運輸線路暢通。

3.2.3 混凝土澆筑機具故障預防措施

1)頂板混凝土澆筑前7天通知拌合站，拌合站開始備料，組織人員及機械。混凝土澆筑前一天項目部對攪拌機械、混凝土運輸車輛進行檢查保養。2)對施工用水、用電，汽車泵、地泵、QTZ5013/QTZ5513塔吊工作狀態進行檢查。3)設備和易損配件要有備用，并及時維修。應對方案:1)預備1臺汽泵、5臺混凝土運輸車、10臺振動棒以備使用，機械出現故障立即組織檢修人員搶修機械。2)塔吊操作手保持值班狀態，緊急情況下使用塔吊配合泵車澆筑混凝土。3)發生堵管:輕微堵管時，加大泵機泵送壓力，加大壓力無效果時組織人員檢查堵管位置，快速疏通泵管，同時通知拌合站檢查材料稱量及攪拌機運行情況。嚴重堵管時，立即啟用備用汽泵，和易性不合格混凝土不得倒入泵斗內。放料手應密切注意混凝土流動性，當流動性過小時應通知攪拌站增加坍落度。混凝土泵送過程中注意混凝土停留在泵管內時間不宜過長。4)發生停電:立即啟用200 kVA柴油發電機及備用電纜，保證混凝土振搗及照明等不受影響;同時立即檢查原電源線路，發現電線破皮、設備漏電情況立即進行處理。通知業主電氣專業協助保證供電設備正常運行。

3.2.4 天氣變化預防措施

1)聯系當地氣象部門，了解混凝土澆筑期天氣預報，應安排在天氣好的時間澆筑混凝土;

2)為預防在澆筑混凝土時天氣發生變化，應準備足夠的棉毯。應對方案:

1)配備專門人員負責排水、保溫工作;

2)在必要時搭設雨棚。

3.2.5 模板變形監測方法

因為本工程地下外圍結構為純剪力墻結構，門窗洞口少，而且樓內架體太密，人員無法進入進行人工監視，采用在結構外圍架設水準儀監測的方法進行監測。如果發現沉降量達到或超過20 mm時，應立即停止施工，現場人員要迅速撤離，并立即采取補救措施。具體監測點節點見圖3。

3.3 高支撐架拆除階段安全監控措施

1)因在基坑內施工，墻體模板拆除時要注意基坑邊坡的穩定，特別是拆除模板支撐時，謹防引起邊坡發生坍方，拆除的模板應及時運到離基坑較遠的地方進行清理。2)采用起重機吊運模板、架料等材料時，要有專人指揮。3)因本工程為地下工程，外墻無窗口，根據工程實際情況所有架體及模板均集中由東西兩側的出入口運出。應注意設置足夠照明設施并指定專人指揮、監護與看管。4)在高支撐模板支撐系統拆除過程中，嚴禁非操作人員進入作業范圍。

4 結語

在人防工程中，通過對超厚大跨度無梁頂板支撐體系設計、施工及安全技術等的研究與應用，首先，明確了所有的地下人防指揮中心為達到高大跨度及防核的要求，結構設計上均采用無梁超厚一次澆筑成型體系，這就要求不但要注重架體的強度與剛度的計算，更要注重在架體搭設時，力求與周圍墻體形成剛性連接;其次，由于所有的外墻密閉且只有兩個出入通道，因此在搭設架體時，要力求做到散支散拆，避免超長超重，單人無法運送;最后，混凝土澆筑前一定要做好應急預案，提前協調好與供應方及周邊的關系，避免出現接槎現象。

［1］GB 50009-2001，建筑結構荷載規范(2006版)［S］.

［2］JGJ 166-2008，建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范［S］.

［3］JGJ 162-2008，建筑施工模板安全技術規范［S］.

［4］余永禎，周世明.建筑施工手冊［M］.第4版.北京:中國建筑工業出版社，2003.

［5］張明星，關志敏，吳少平.新型建筑施工支模架的設計與應用［J］.城市建設，2010(35):27-28.