在基坑斜坡上進行超高支模的設計與施工

袁???震??????施煒煒??????吳???磊??????王立虎??????范嘉寅

1. 同濟大學 上海 200092；2. 浙江省建工集團有限責任公司 杭州 310012

1 工程概況

某大型綜合體工程圍護體系為放坡結合鋼筋混凝土噴錨體系，基坑挖深近10 m。本工程L1層東面懸挑板超高支模架部分支撐在基坑內自然地坪上（標高-20.30 m）；部分超高支模架支撐在基坑邊坡上（坡頂標高-11.50 m，坡率1∶0.7）。

2 施工重難點

1）東側L1層頂部（首層）有懸挑結構，支模架搭設高逾20 m，為超高支模體系，屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程。

2）該懸挑部分投影設置于硬化平整的水平混凝土地坪上（混凝土強度C20），部分投影設置于基坑邊坡上（坡率1∶0.7，噴錨混凝土強度C20），支模架基礎受力復雜，對于整個架體傳力及穩定性有較大影響。

3）該超限結構部位面積不大，但當地工具式腳手架租賃較少，且費用較高，經成本測算不經濟。

3 支模體系設計

根據超高部位結構形式與現場實際情況，經分析、計算，該部位采用扣件式鋼管支模體系。承重架搭設的布置參數、各構件模板及支架搭設參數如表1所示，支撐架設計如圖1～圖4所示[1-4]。

表1 支模體系設計參數

圖1 600 mm×1 000 mm梁模板支撐架立面示意

圖2 250 mm×500 mm梁模板 支撐架立面示意

圖3 厚130 mm板支撐架立面示意

圖4 樓板支撐架立桿穩定性荷載 計算單元

該支模架基礎以上部位架體設置按常規超限支模架計算，符合要求；其計算重點為斜坡部位的基礎計算。斜坡部位每根立桿下部設置同斜坡坡度的縱橫向水平鋼管，架體所有面對斜坡向的掃地桿、水平連系桿一端頂住斜坡頂標高以下部位的地下室已完成結構，一端與斜坡上的縱橫向水平鋼管連接，將立桿傳下來的力分解至已完成結構和垂直于斜坡方向，形成對斜坡部位立桿的有效支撐（圖5）。

圖5 斜坡部分立桿受力分析示意

250 mm×500 mm梁支模架全長架設于基坑坡壁，故以250 mm×500 mm梁作為邊坡安全性計算依據。

1）以邊坡處單根立桿為例，根據250 mm×500 mm支模架計算書，得其立桿基礎底面平均壓力P=0.030 16 MPa；

2）根據基坑坡壁的坡率1∶0.7，求得邊坡水平方向的Py=0.024 71 MPa，Px=0.017 30 MPa；

3）對邊坡可能造成滑移的作用主要為Py，Px對基坑邊坡有垂直方向的嵌固作用，故對Py進行安全性復核。由于平行于坡壁的水平桿全部與錨桿端部連接，并落于坡底硬化地面，同時利用水平鋼管硬頂于地下室外墻，故對其受力分解為Pyx、Pyy，Pyy垂直于水平地面符合安全性要求，Pyx的力與硬頂于地下室外墻的鋼管互為作用力與反作用力，因此：Pyx=Pyx'=0.014 17 MPa。

由此可得：立桿對邊坡造成的滑移作用力在基坑圍護設計允許范圍內，本工程支模架設置方式符合安全性要求，架體剖面如圖6所示。

圖6 架體剖面示意

4 施工工藝

4.1 施工順序

完成基礎處理→支模架定位放樣→梁底承重架與梁底模支設→樓板承重架與板模支設→大梁鋼筋綁扎→梁側模安裝→承重架及模板驗收→其余梁及板鋼筋綁扎→專業工程施工→鋼筋及專業工程隱蔽驗收→混凝土澆筑→模板拆除

4.2 施工技術要點

1）基礎處理：本工程支模架處于強風化與中風化巖石土質，地基承載力滿足要求，施工前需夯實面層浮土，對水平地基進行厚100 mm的C20混凝土找平，斜坡部位應對預應力鋼筋混凝土噴錨護坡體系（C20混凝土）進行檢查，確保斜坡土質的密實與護坡的牢固。

2）按方案要求進行支模架立桿間距、水平桿的步距定位放樣，對施工人員實施過程進行有效管理，確保立桿與水平桿位置的準確；梁和樓板采用不同的立桿間距，在一個方向變距而另一個方向不變，便于水平桿拉通，保證架體的剛度和整體性。

3）豎向與水平剪刀撐嚴格按規范與方案要求設置。

4）立桿、水平桿、剪刀撐的扣件設置位置需滿足規范要求，扣件的擰緊力矩需按比例抽查，對于梁板下扣件需進行全數檢查。

5）超高梁、樓板支模架搭設參數與相鄰一般梁、樓板鋼管支模架相匹配，水平桿縱橫向拉通連結；在超高支撐梁板施工期間，支撐架每2步與已完混凝土柱拉結。采用4根鋼管夾緊混凝土柱體，再與支撐架縱橫水平桿扣件緊固連結，使支撐架與先行澆筑完成的柱和梁板結構、承重架形成整體，以便提高承重架的整體穩定性（圖7）。

圖7 鋼管支撐架與已完成混凝土柱拉結示意

6）模板拆除順序和方法應按照配板設計規定進行，模板拆除應先提出申請，經批準后才能拆除，遵循先支后拆，先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原則。

7）模板拆除應在混凝土強度能保證其表面及棱角不因模板拆除而受損壞后方可進行；底模拆除需滿足規范中對混凝土強度的要求。

8）拆除模板及支架的結構混凝土強度應符合設計要求的等級后方可承受全部使用荷載，如超過規定，必須經過計算，加設臨時支撐。

9）L1層澆筑完成并達到強度后，L2層支撐立桿位于L1層樓頂板上，則相應樓板下立桿暫時不拆，待其上部樓板混凝土澆筑后（或上一層頂板混凝土達到設計強度后）方可拆除，以此類推進行上部結構施工。

4.3 混凝土澆筑控制

混凝土的施工順序總體為由中間向兩邊澆筑，特別在澆筑至高大梁板支模架的時候，要引起高度重視。此部位的混凝土要從中間開始澆筑，然后向兩邊對稱進行。對于600 mm×1 000 mm梁，其混凝土采用分次、分層澆筑，但每次澆筑混凝土的間隔時間應小于初凝時間[5-7]。

項目部在施工過程中應嚴格控制實際施工荷載不超過設計荷載，施工荷載控制在2 kN/m2，人員荷載控制在1 kN/m2。澆筑時應避免混凝土集中堆放，堆放高度不能超過樓面高度200 mm；超過最大荷載時要有相應的控制措施，同時在澆筑過程中應派人檢查支架和支承情況，發現下沉、松動或變形情況時應及時解決。

5 結語

本施工技術關鍵在于斜坡部位的超高支模架的基礎部位處理，利用邊坡基礎與鋼管桿件的受力傳遞，將斜坡上立桿傳下來的力通過斜向桿件分解至豎向桿件和水平桿件，使水平地基和已完成結構受力，避免斜坡直接受力產生滑移而導致支模體系失穩。該支模體系的現場實際應用效果良好，為后續類似工程施工提供了借鑒。

“上海重大工程建設安全監控技術與設備產業技術創新戰略聯盟”2015年技術論壇召開

（本刊訊）2015年5月29日，由上海建工集團牽頭的“上海重大工程建設安全監控技術與設備產業技術創新戰略聯盟”2015年技術論壇在上海召開。上海市科委社會發展處副處長俞清，聯盟理事長龔劍，聯盟副理事長陳云麒、王美華，中科院上海微系統與信息技術研究所副所長王躍林，同濟大學教授張其林，華中科技大學教授趙挺生等領導和專家出席了本次論壇。聯盟內外24家單位的技術負責人和代表共100余人參加了會議。

論壇以“重大工程建設智慧安全監控”為主題，針對基于物聯網傳感器研發、智慧監控系統開發、聯盟深度合作及人才培養等進行了深入交流和探討。會上，特邀專家圍繞健康監測系統、新型傳感器、結構評估與安全預警、軟件與管理系統等熱點，分別以“建筑結構健康監測技術的發展與展望”、“建筑工程施工安全生產智慧管理”、“高性價比傳感器帶來的機遇”為題進行了詳細闡述和交流。

聯盟秘書長伍小平代表聯盟秘書處做了聯盟工作匯報，他的發言主要從聯盟發展歷程、研究方向、活動方式、合作成果、未來發展、加入流程等方面作了重點闡述。

（李鑫奎）