石家莊新客站東廣場地下土建工程框架柱模板設計與施工

薛景輝

（中鐵十八局集團第四工程有限公司 天津 300350）

石家莊新客站東廣場地下土建工程框架柱模板設計與施工

薛景輝

（中鐵十八局集團第四工程有限公司 天津 300350）

石家莊新客站東廣場地下土建工程結構施工中部分區域屬高大模板工程，設計高支模框架柱模板，并進行驗算，計算結果表明設計方案是可行。工程實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目。地下一層建筑層高公共汽車停車庫為5.60 m，商業為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，采用鋼筋混凝土現澆框架結構。本項目中間區域層高超過8 m，屬高大模板工程［1］。圖1中Z1至Z5板塊為高支模區域。結構剖面圖如圖2所示。

圖1 施工平面示意圖

圖2 東廣場高支模區剖面圖

2 框架柱模板方案設計

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，按最不利因素計算框架柱。框架柱模板采用方木+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設置。框架柱模板及支撐體系見圖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

計算基本參數如下：混凝土重度γc=24γckN/m3，新澆混凝土初凝時間t0= 6.67 h，外加劑影響修正系數β1=1，混凝土坍落度影響修正系數β2=1.15，混凝土澆筑速度V=2m/h，混凝土側壓力計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壓力標準值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，傾倒混凝土時對垂直面模板荷載標準值Q3k=2kN/m2。

新澆混凝土對模板的側壓力標準值：

承載能力極限狀態設計值：

正常使用極限狀態設計值：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，面板抗彎強度設計值［f］= 14.74 N/mm2，面板彈性模量E=8925 N/mm2，柱長短邊小梁根數均為5，柱箍間距l1=400 mm。如圖3（b）所示。

最不利受力狀態如圖4所示，按四等跨連續梁驗算。

圖4 面板計算簡圖

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，強度滿足設計要求。

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，撓度滿足設計要求。

3.3 小梁檢算

小梁為矩形木楞，規格為45 mm×75 mm，截面慣性矩I=158.2 cm4，截面抵抗矩W=42.19 cm3，小梁抗彎強度設計值［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。

計算簡圖如圖5所示。

圖5 小梁計算簡圖

小梁上作用線荷載q=bS承=0.22×71.36=16.06 kN/m，彎矩計算結果如圖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，強度滿足設計要求。

小梁上作用線荷載q=bS正=0.22×57.28=12.89 kN/m，變形計算結構如圖7所示。

圖7 面板變形圖（mm）

ν=0.11mm≤［ν］=1.5mm

撓度滿足設計要求。

圖8 柱箍計算簡圖

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，柱箍抗彎強度設計值［f］= 205N/mm2，柱箍彈性模量E=206000N/mm2。如圖3（a）所示。

長邊計算簡圖如圖8所示。彎矩計算結果如圖9所示，剪力計算結果如圖10所示，撓度計算結果如圖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，強度滿足設計要求。

ν1=0.19mm≤［ν］=l/400=1.35mm，撓度滿足設計要求。

3.5 對拉螺栓驗算

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

對拉螺栓為M16，軸向拉力設計值Ntb=24.5 kN，扣件容許荷載為26 kN。

N=9.74×2=19.47kN≤Ntb=24.5 kN，滿足設計要求。

N=9.74×2=19.47kN≤26kN，滿足設計要求。

4 框架柱模板施工工藝

4.1 框架柱模板施工流程

放線預檢→鋼筋隱檢→安裝柱模→模板調節→檢查柱模對角線及位移并糾正→自上而下安裝柱箍→模板預檢并進行垂直固定。

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，點焊φ12鋼筋作柱面固定控制點，筋長等于柱斷面尺寸，筋端頭對準對齊柱四周邊線。

（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定位。然后對每片模板垂直度、平整度進行校驗，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，復核柱位、標高、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度，各柱模板的用途，結構的性質和混凝土硬化時的氣溫。

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

（3）立柱拆模的順序和方法，應遵循先支后拆，后支先拆，和自上而下的原則。

（4）拆柱模時，嚴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，操作人員應站立在安全處，現場有專人統一指揮，避免安全事故。

（7）拆下的柱模配件，嚴禁拋擲，要有人接應傳遞，按指定地點堆放，并做到及時清理、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量要求

（1）柱模制作與安裝應按《混凝土結構工程施工及驗收規范》等有關規定，進行全面檢查，驗收合格后方能進行下一道工序。

（2）框架柱模板制作和安裝必須符合施工設計的要求。

（3）各種連接件、支承件、加固配件必須安裝牢固，無松動現象。

（4）各種預埋件、預留孔洞位置要準確，固定要牢固。

5 結語

隨著建設工程規模的日益擴大和復雜，高大模板工程在建設項目中應用日趨廣泛。為保證施工過程質量和安全，模板的設計和施工就非常重要，既要保證模板的力學要求，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模框架柱模板方案設計，驗算結果表明模板方案設計是合理可行的。為進一步保證施工過程質量和安全，在高大模板工程施工過程中，工程建設各方責任主體要認真貫徹執行規范和有關規定，嚴格把好高大模板工程的安裝、監測、檢查、驗收、拆除等環節，保證高大模板工程的施工安全。

［1］建質［2009］254號，建筑工程高大模板支撐系統施工安全監督管理導則［S］

［2］GB50010-2010，混凝土結構設計規范［S］

［3］GB 50009-2012，建筑結構荷載規范［S］

［4］GB 50017-2003，鋼結構設計規范［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，研究方向施工技術與管理工。