水利灌區渡槽基于鋼管腳手架高大支模施工

楊尚誠，王泓智

（江西精諾檢測有限公司，南昌 330201）

0 引 言

水利灌區渡槽規模大，高度大，常規模板施工技術模板利用率比較低，施工速度慢。而高大支模施工技術具有模板規模大、施工速度快、模板利用率高等優勢，可滿足渡槽大體積混凝土澆筑的要求。但高大支模施工對質量和安全的要求比較高，需要借助鋼管腳手架才能為高大支模各道工序的順利開展提供良好的條件，提升高大支模的穩定性，保障水利灌區渡槽施工質量。

1 工程概述

白云山灌區位于江西省吉安市贛江中游東岸，是江西省商品糧產地之一，其地理位置為N26° 40′ ~27° 05′，E115° 03′ ~ 115° 15′，灌區范圍東起富田山地，西至贛江邊，南以仙槎水為界，北臨烏江。東西長25km，南北寬 51km，總面積 993km2，主要解決吉安市青原區天玉、富田、新圩、值夏、文陂、河東、富灘，泰和縣萬合、苑前、灌溪、墾殖場的引水灌溉。

2 水利灌區渡槽高大支模設計

本工程肖家渡槽最大支模高度排架為11.20m（預制槽身），源頭渡槽最大支模高度為9.80m（現澆槽身），渡槽結構形式比較復雜，為滿足渡槽施工要求，高模板支承體系，用φ48×3.5mm的鋼管搭建滿堂腳手架，步長選取1500mm，梁底木方小楞50mm×100mm，間隔200mm。在渡槽的兩端，豎向支撐柱的間距為0.9m。在槽底布置兩列立桿，其跨向間隔為450mm。在渡槽施工中，兩邊的立桿與高支模板的橫桿用雙扣件連接，形成了一個穩固的框架。掃地桿到底面的間距是200mm，頂托螺桿從頂部鋼管中伸出的長度不超過200mm，但也不能＜100mm，沿著渡槽跨度放線，在梁兩側立柱下布設剪刀撐。本工程渡槽高大支模搭設參數如表1所示。

表1 模板搭設參數表（源頭現澆渡槽）

3 基于鋼管腳手架的高大支模施工

3.1 渡槽搭設

案例工程渡槽由18mm厚的雙膠合板和小木方次楞共同組成，并通過U型支架和鋼管支架相互結合的方法進行加固，為保證整個渡槽結構的穩定性，方便后期施工，頂部螺桿要能夠伸出鋼管頂部至少100mm，但不能超過200mm。并在距離地面高度約200mm的位置，布設一道高強度掃地桿，在立桿底部設置邊長為15cm的墊板，立桿90×90mm，間距1.5m，以提升穩定性，控制好沉降和變形問題。并于渡槽上部、中部、下部布設上橫向剪刀撐，控制剪刀撐斜桿和水平面之間的夾角在45°左右，且在兩相鄰剪刀撐間布設“之”字支撐，以進一步提升渡槽的穩定性和牢固性[1]。架體與現澆筑柱體應牢固地連接在一起，并保持穩定。能夠抵抗各種外力和負載，以確保結構的穩定性和安全性。同時，梁板下的立桿應按照要求縱橫成排，形成有序的支撐體系。橫桿應該貫通整個支承體系，形成穩定的支撐框架，確保施工過程的安全性和可靠性。板下支承中所有的橫筋都應該延伸至梁下，并與梁下橫筋或立筋相連接以便更好的傳遞各種負載和力量，確保支承體系的整體穩定性。這種連接方式能夠有效地提高支承體系的承載能力，防止結構變形和破壞。

3.2 立桿施工

為保證基于鋼管腳手架的高大支模施工質量，和整體結構的穩定性，必須在合適的位置布設上強度和質量達標的縱向和橫向掃地桿，掃地桿通過直角扣件和鋼管腳手架連接到一起，為了滿足施工安全的要求，本工程則在立桿施工中，將高出的縱掃桿向下延伸兩跨，并將其牢固地固定在立桿上。確保高低差不超過1m，從而保證支撐的穩定性和安全性。在固定縱掃桿的過程中，對立桿的使用也需要進行嚴格的規范。立桿應該采用對接連接方式，并且接頭的位置不應該設在同一直線上。同時要將在同一直線上間隔一條豎桿的兩接頭緊密連接一起，控制高度方向上的間隔≥500mm，控制各接頭中心與柱節點的距離在1/3的步長[2]。這種連接方式可以保證立桿的穩定性和承重能力，避免出現安全隱患。此外，鋼管立柱垂直度的誤差應不超過支架高度的1/300，并且應在50mm內。每個柱子的底面都要有一個基座和一個襯墊，襯墊的厚度不能低于50mm。立桿基礎底面的平均壓力應滿足下式的要求：

地基承載力設計值:

其中，地基承載力標準值：fgk= 120 kPa ；

腳手架地基承載力調整系數：kc= 1 ；

立桿基礎底面的平均壓力：

其中，上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值：

基礎底面面積 ：A = 0.25 m2。

p=68.66 ≤fg=120 kPa ，地基承載力滿足要求。

3.3 縱向水平桿和剪刀撐施工

為確保縱向水平桿的穩定性和承載能力，接長時最好使用對接扣件進行連接。在對接扣件的使用上，應注意將它們的位置錯開，以避免相鄰縱桿的連接部位在同一跨距內或同步。對于不同步長和不同跨長的兩個相鄰節段，也需要使用對接扣件進行連接，以確保結構的穩定性和承載能力。其橫向相交間距不能＜500mm，節段中心到最近的主結點的間距不能超過1/3的縱向間距[3]。搭接長度不得＜1m，并以等間距布置3個轉動扣件進行固定，扣件的端面與搭接縱向水平的桿端之間的距離不得＜100mm。用抱箍將每排立桿縱向水平拉桿的兩端進行嚴密扣接；延伸橫向水平拉桿進入次梁；并將板底支撐立桿與其水平拉桿緊密扣接，本工程支撐體系和豎向結構相連如圖1所示。

圖1 支撐體系和豎向結構相連圖

滿堂模板支架的立面需要設置支架立桿，并應于縱向立桿之上設置縱向剪刀支撐，每個立面設置的剪刀支撐數量不得少于兩個。特別注意在支撐主梁的部位，應增加一道剪刀支撐。工程剪刀撐跨越立桿的最多根數如表2所示。

表2 剪刀撐跨越立桿的最多根數

3.4 扣件支撐地基施工

對于連接緊固件的開孔，應確保其位于上方或內部，這樣可以使得緊固件在受力時能夠更加穩定，也可以避免一些潛在的安全隱患。同時，在安裝扣件螺栓時，應盡可能朝向相同方向，以保證受力均勻，提高緊固效果。緊固螺栓時，扭矩應控制在45~60N·m之間，以使螺栓緊固的力度適中，達到緊固效果。主節點處，縱橫向水平桿、橫向斜撐、剪刀撐等使用的直角扣件與旋轉扣件的中心點的間距控制在不超150mm，以保證這些扣件在受力時能夠保持穩定，并且可以有效地降低因受力不均而產生的安全隱患。此外，防滑固定件之間必須牢固擰緊，且不會發生滑動或脫落的情況。在安裝完成后，應由專職的技術人員進行核查、確認。為保證立桿基礎承載力，立桿底部應設≥150mm×150mm的墊板，保證架體不下沉[4]。

3.5 其他施工細節的控制

泵送管道不能掛在整個腳手架上，只能依附柱身另搭設支撐架，在澆筑混凝土之前，為了保證以后的澆注安全，需要在模架上加荷。保證豎向、橫向鋼筋在《扣件式腳手架規范》中所規定的范圍內。立桿支撐務必垂直，禁止錯接，立桿的承重必須貫通，嚴禁將立桿的載荷傳給橫桿，橫桿的載荷又傳給立桿（確保載荷清晰）[5]。支承應做到水平垂直，呈一字排開，以確保橫向拉桿和縱向拉桿之間可以用緊固件相連。陰陽角處要用木框對齊，以確保線條平滑和避免在現場產生膨脹。支承系統采用已經澆注好的鋼筋網，采用剛性連接，張緊頂固，保證支承系統的穩定性。柱與滿堂架連接大樣圖如圖2所示。

圖2 柱與滿堂架連接大樣圖

頂托支座位置應將兩個鋼管并列在一起，進行荷載傳遞。頂托支撐的插入長度要以確保頂托支撐的穩定性和不會出現錯位為原則，通常突出的長度不會超過總長度的1/3。在可調節支架的底座上，在立柱的頂端，要在垂直向和橫向各布置一根水平拉桿。在符合模板設計的水平拉桿步距要求下，應均分掃地桿與頂部水平拉桿的間距以確定步距，并在每一步距處，各設縱橫向一道水平拉桿。最后，確保所有的橫向拉桿的末端務必與周圍的建筑緊固在一起[6]。當沒有支撐的地方時，在橫向拉桿的兩端及中間部位，在垂直方向上布置一條連續的剪力梁。若支架立柱的高度超過5m時，需在立柱的外側四周及中間有結構柱的部位，依照豎向間距2~3m、水平間距6~9m的原則，與建筑結構設置一個固定節點。

4 結 語

綜上，結合實際案例，分析了水利灌區渡槽基于鋼管腳手架的高大支模施工，結果表明，白云山灌區渡槽結構復雜，規模大，常規模板施工技術難以滿足渡槽快速施工和高質量施工的要求。經做好渡槽搭設、立桿及縱向水平桿和剪刀撐施工、扣件支撐地基等施工要點，并做好各道工序的有序銜接，確保了水利灌區渡槽鋼管腳手架高大支模施工的穩定性，有效滿足水利灌區渡槽規模大、施工安全等要求，從而保證水利灌區渡槽施工質量。