超厚大跨度无梁顶板支撑体系的研究与应用

张海云

(山西建筑工程(集团)总公司，山西 太原 030024)

随着国家对人防工程的重视，地下人防工程结构设计安全系数逐渐加大，这就要求结构的厚度及高度也需相应的提高。由于本工程为4B级的重要的人防工程，为了满足防核弹的要求，顶板设计为2.1 m厚、24 m长、净高为10.6 m的无梁顶板，由于此结构荷载较大，每平方米含钢量达到1 000 kg，且设计要求全部为一次性整体浇筑，难度较大，对此，如果按照常规的施工措施，是无法满足要求的。因此本文结合工程实例对高支撑架的设计方案、系统的整体稳定性、构造的特殊性进行探索。

1 工程简介

本工程为山西省某人防工程，地下2层，剪力墙结构，南北长51.55 m，东西宽49.60 m，建筑面积为 5 407.13 m2。 －1，－2 层顶板混凝土强度等级为C40。厚度1 100 mm，2 100 mm，二者之间约有4 000 mm宽过渡区，其厚度为4 000 mm，净高为6.6 m。

2 模架支撑体系的设计及技术措施

2.1 4 m 厚顶板

1)在地下2层人防指挥大厅顶板结构中，在1 100 mm厚顶板与2 100 mm厚顶板之间设计有4 000 mm宽的过渡带，此过渡带顶板厚为4 000 mm，净高4 800 mm。施工总荷载为110 kN/m2。

2)4 m厚顶板模板由于荷载较大，特别是钢筋保护层垫块处受力更大，故采用15 mm厚钢板制作，主龙骨采用16号工字钢，间距300 mm;次龙骨采用100 mm×100 mm大方木，间距为200 mm。模板支撑体系采用φ48×3.25 mm碗扣式钢管架;顶部加U形托;下部设垫木厚50 mm，加可调底座。碗扣式钢管架纵横间距为300 mm，水平杆步距为1.2 m，如图1所示。

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

3)剪刀撑搭设要求:水平剪刀撑由于主立杆间距只有300 mm，内部施工人员无法操作，只能在外侧固定;竖向剪刀撑须从支架的四周设置由底部到顶部连续式剪刀撑，剪刀撑的斜杆必须与地面顶紧，并与地面的夹角在45°～60°之间，斜杆应每步与立杆采用转扣拧紧。

4)构造要求:满堂脚手架通过水平横向可调支撑与周边墙体支顶牢固。具体位置为:水平方向为每15跨设一道，但每边不得少于三道;竖向为上、中、下各设一道。

2.2 2.1 m 厚顶板

1)此顶板净高为6 600 mm，施工总荷载为55.85 kN/m2，模板采用15 mm厚多层板，主龙骨采用两根10号槽钢背靠背，纵横间距为600 mm，次龙骨采用88 mm×88 mm方木，间距250 mm;顶部加U形托，下部设15 mm木板;水平杆步距为1.2 m。6.6 m=0.015+0.35+1.2 ×4+0.6+(0.10+0.088+0.015)+0.63(可调部分)。立面设计及顶托部位设计如图2所示。2)在该区段(厚度为2.1 m的板块内)，平面上沿长向居中设置一道加强带;沿短向平均分布两道加强带。加强带构造:立杆间距连续两跨设置为300 mm，总宽600 mm。3)剪刀撑搭设要求。水平剪刀撑搭设:按照国家规范，由于顶板净高为6.6 m，则必须在底部、顶部及中间设置三道水平剪刀撑。竖向剪刀撑搭设:在支架外侧周圈及纵横方向每隔7排必须设置由底部到顶部的竖向连续式剪刀撑，剪刀撑的底部须与地面顶紧，并与地面的倾角在45°～60°之间。斜杆应每步与立杆扣紧。4)构造要求:满堂架通过水平横向可调支撑与周边墙体支顶牢固。具体位置为:水平方向为每9跨设一道，但每边不得少于三道;竖向为上、中、下各设一道。

3 模架支撑体系安全技术措施

3.1 安全检查验收

1)对进场的φ48×3.25 mm碗扣钢管要用游标卡尺检查厚度，对碗扣钢管连接处的焊缝质量要进行详细的检查，同时还必须提供各种构件的产品合格证、生产许可证、检测报告，并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。抽检合格后送有资质的实验室进行复检，复检合格后方可使用。2)对碗扣钢管的外观抽检数量不得低于搭设用量的30%，如果发现质量不符合标准，要进行100%的检验。3)当整个模架支撑体系全部搭设完成后，要进行三级检验:即班组自检，项目部预检，公司复检。4)当预检验收合格后，并报请公司安全部，由安全部组织公司技术管理部、质量监控部、生产监控部组织进行验收。在公司验收合格的基础上，提请监理单位的总监理工程师及专业监理工程师进一步进行验收，验收合格签字盖章后，方可进入钢筋安装的后续工序的施工。

3.2 做好混凝土浇筑前应急抢险措施

3.2.1 混凝土原材料供应中断预防措施

1)顶板混凝土浇筑前7 d通知拌合站，拌合站开始备料，组织人员及机械。混凝土浇筑前一天联合项目部对搅拌机械，混凝土运输车辆进行检查保养;2)联系业主协调当地村民问题，确保混凝土浇筑全程无村民拦路干扰;3)控制好水灰比、减水剂等添加剂的应用;4)必须将混凝土的初凝控制在12 h～16 h，以防在浇筑混凝土中出现混凝土供应停顿的现象;5)联系一家备用搅拌站，作为在浇筑混凝土中出现混凝土供应不上时使用，使用时混凝土配合比、材料应一致。

3.2.2 混凝土运输受阻预防措施

1)顶板浇筑前项目部组织对施工道路要实地勘测，至少要选出三条路可以通行。2)联系业主协调当地村民问题，确保混凝土浇筑全程无村民拦路干扰。3)其他施工班组、安装单位车辆注意避让混凝土运输车，保证混凝土供应速度。应对措施:1)向业主申请将某主干道作为紧急混凝土运输路线。2)组织班组成立紧急情况处理小组，紧急情况下出动施工班组保护运输线路畅通。

3.2.3 混凝土浇筑机具故障预防措施

1)顶板混凝土浇筑前7天通知拌合站，拌合站开始备料，组织人员及机械。混凝土浇筑前一天项目部对搅拌机械、混凝土运输车辆进行检查保养。2)对施工用水、用电，汽车泵、地泵、QTZ5013/QTZ5513塔吊工作状态进行检查。3)设备和易损配件要有备用，并及时维修。应对方案:1)预备1台汽泵、5台混凝土运输车、10台振动棒以备使用，机械出现故障立即组织检修人员抢修机械。2)塔吊操作手保持值班状态，紧急情况下使用塔吊配合泵车浇筑混凝土。3)发生堵管:轻微堵管时，加大泵机泵送压力，加大压力无效果时组织人员检查堵管位置，快速疏通泵管，同时通知拌合站检查材料称量及搅拌机运行情况。严重堵管时，立即启用备用汽泵，和易性不合格混凝土不得倒入泵斗内。放料手应密切注意混凝土流动性，当流动性过小时应通知搅拌站增加坍落度。混凝土泵送过程中注意混凝土停留在泵管内时间不宜过长。4)发生停电:立即启用200 kVA柴油发电机及备用电缆，保证混凝土振捣及照明等不受影响;同时立即检查原电源线路，发现电线破皮、设备漏电情况立即进行处理。通知业主电气专业协助保证供电设备正常运行。

3.2.4 天气变化预防措施

1)联系当地气象部门，了解混凝土浇筑期天气预报，应安排在天气好的时间浇筑混凝土;

2)为预防在浇筑混凝土时天气发生变化，应准备足够的棉毯。应对方案:

1)配备专门人员负责排水、保温工作;

2)在必要时搭设雨棚。

3.2.5 模板变形监测方法

因为本工程地下外围结构为纯剪力墙结构，门窗洞口少，而且楼内架体太密，人员无法进入进行人工监视，采用在结构外围架设水准仪监测的方法进行监测。如果发现沉降量达到或超过20 mm时，应立即停止施工，现场人员要迅速撤离，并立即采取补救措施。具体监测点节点见图3。

3.3 高支撑架拆除阶段安全监控措施

1)因在基坑内施工，墙体模板拆除时要注意基坑边坡的稳定，特别是拆除模板支撑时，谨防引起边坡发生坍方，拆除的模板应及时运到离基坑较远的地方进行清理。2)采用起重机吊运模板、架料等材料时，要有专人指挥。3)因本工程为地下工程，外墙无窗口，根据工程实际情况所有架体及模板均集中由东西两侧的出入口运出。应注意设置足够照明设施并指定专人指挥、监护与看管。4)在高支撑模板支撑系统拆除过程中，严禁非操作人员进入作业范围。

4 结语

在人防工程中，通过对超厚大跨度无梁顶板支撑体系设计、施工及安全技术等的研究与应用，首先，明确了所有的地下人防指挥中心为达到高大跨度及防核的要求，结构设计上均采用无梁超厚一次浇筑成型体系，这就要求不但要注重架体的强度与刚度的计算，更要注重在架体搭设时，力求与周围墙体形成刚性连接;其次，由于所有的外墙密闭且只有两个出入通道，因此在搭设架体时，要力求做到散支散拆，避免超长超重，单人无法运送;最后，混凝土浇筑前一定要做好应急预案，提前协调好与供应方及周边的关系，避免出现接槎现象。

［1］GB 50009-2001，建筑结构荷载规范(2006版)［S］.

［2］JGJ 166-2008，建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范［S］.

［3］JGJ 162-2008，建筑施工模板安全技术规范［S］.

［4］余永祯，周世明.建筑施工手册［M］.第4版.北京:中国建筑工业出版社，2003.

［5］张明星，关志敏，吴少平.新型建筑施工支模架的设计与应用［J］.城市建设，2010(35):27-28.