高大模板工程系指水平混凝土构件模板支撑系统高度超过8m,或跨度超过18m,施工总荷载大于10kN/m2,或集中线荷载大于15kN/m的模板支撑系统。
随着我国房屋建筑工程的发展,对于较大的内部空间的需要越来越多,高大模板工程已在建筑施工过程中被广泛应用。鉴于高大模板工程的复杂性,其施工质量的优劣直接影响工程整体结构质量和施工安全。而近年来,由于对高大模板工程在施工管理过程存在的问题而引发的重大安全事故也屡见报端,最为人所熟知的就是“西西工程事件”,这也是高大模板工程事故典型案例之一。因此,如何控制高大模板工程施工质量和安全问题,已引起广大建筑业同行的广泛关注。
要避免高大模板工程重大质量和安全事故的发生,在方案的编制到实施的整个过程中应加强对以下几方面的控制:
1、专项施工方案的编制
(1)编制的专项施工方案须详细、具体,并应综合考虑现场各种不利条件的影响,重视斜向支撑,增加模板支撑系统的整体稳定性。模板设计不仅要有计算书,而且要对细部构造画出大样,包括材料选用、规格尺寸、接头方法、水平横杆布置间距和剪刀撑设置要求等。专项施工方案须包括支撑系统计算(主要包括大梁侧模板及支撑架强度及稳定性验算、顶板支撑架的强度及稳定性验算、作业层下楼面的承载力验算)、构造措施和材料种类等,还包括模板制作、安装、拆卸的安全措施,以及安全技术交底。
(2)对高大模板工程的专项施工方案,涉及到一些具体力学计算问题,其理论和实践性都较强。因此,需要一些既有理论知识,又有丰富实践经验的专家论证、审查,进行把关。
(3)发现专项方案中存在问题时不得随意更改,必须按原程序申报、审核、批准。经批准评审通过的专项方案是施工和监理的依据。
(4)为了使高支模架实现安全、可靠,在编制专项施工方案时,要考虑以下一些问题,以达到有效指导施工的目的。
(5)要考虑混凝土浇筑顺序,使支架受力均匀。一般情况下,宜从中部向两边方向浇筑,并宜先浇筑好柱子,待柱子混凝土有一定强度后,再浇筑板、梁混凝土,以便用柱子作连墙件连接。
(6)要详细分析整个支模架的传力顺序。支模架的传力顺序一般为梁底模板→梁底小楞→大楞→立杆。对这些构件都要进行力学分析,保证每个构件受力后都能安全、可靠,以防个别构件破坏而出现连锁反应,使整个模架倒塌。
在选择楞木的截面尺寸时,应考虑木方的闪边、缺棱情况(如100×100mm的木方,可考虑只按90×90mm计算),使其强度有部分富余,以策安全;对具体工程采用的材料应具体进行力学分析,不能为了节约材料而不顾安全。
(7)立杆的底部应设置底座或垫板。当立杆支撑在楼面上时,必须验算楼面的承载能力。包括:抗弯、抗剪、局压等。对于高架或重架支模时,可对支撑楼面预先加固(如加密支撑楼面下的立杆等)或采取其它措施保证楼面的承载能力满足要求。
(8)剪刀撑能和立杆、水平横杆组成一个个三角形,这些三角形在结构力学中称为“几何不变体系”,一定要重视剪刀撑的设置。对高支模架四周边应满设剪刀撑,中部每隔4排支架立杆设一道,并由底到顶连续设置。
设立剪刀撑有利于提高架体的整体稳定,特别是支撑高度大于4.5m的支撑架。合理设置剪刀撑能有效防止泵送混凝土对模板支撑的冲击所造成的架体整体失稳,根据相关试验表明,设置有剪刀撑的支撑体系其极限承载能力可提高17%。因此,在高大模板支撑架的搭设过程中更应重视剪刀撑的设置;竖向剪刀撑应沿架体四周外立面满设,由底部至架体顶连续设置;当满堂架平面尺寸较大时,还应在中间部位增设一道或更多道竖向剪刀撑(视平面尺寸大小而定);支撑架较高时,或者高宽比≥6m时,为提高架体的整体刚度,必须在架体的顶
部、底部设地杆处以及中部每隔4~6m处设置满堂水平剪刀撑,剪刀撑必须与立杆相连接。
(9)通常立杆底端是受力最大的,在我们进行核算时均以此段立杆作为核算对象,而扫地杆的设置可以使下端变自由端为固定(或铰支)端,从而能有效减少下端立杆的计算长度,增加立杆的稳定性。根据相关资料显示:“对于无扫地杆支架的杆端约束情况,我们假定是一端固定一端自由及一端固定和一端铰支之间的一种约束,则长度系数μ在0.7~2.0之间。根据有关资料μ取1.35,相当长度为1.35l;有扫地杆支模架的杆端约束情况为一端固定一端铰支,μ取0.7,相当长度为0.7l”。据此得出:无扫地杆的杆件临界力仅是有扫地杆的杆件临界力的0.27倍。(《建筑工人》2006年第10期)。因此,必须按规范的要求设置扫地杆。
(10)高大支模架的步距h以0.9~1.5m为宜,不宜超过1.5m。 (11)采用顶托支承的模架,支托底板至支架顶层横杆的高度不宜大于0.3m;采用顶层横杆支承时,支点应尽量靠近立杆,且不宜大于0.2m。
2、施工技术交底
由项目技术负责人组织高大模板支撑架专项方案详细的技术交底工作,使具体操作工人熟悉规范、方案的要求。
技术交底是施工中进行技术管理的重要环节,是使现场每个管理人员和工人明确了解自己担负的任务和特点、技术要求和施工工艺,以便有计划、有组织地完成施工任务。要使现场施工人员不但要明确“怎样做”,而且要明确“为什么要这样做”。实践证明,这样做对于减少工程质量通病和预防工伤事故大有好处。它能起到:“干好一个工程,增长一套知识,培养一批人才”的作用。
组织专项技术交底时同时应提出重点控制内容:
(1)各杆件搭接及螺栓拧紧度必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JCJl30—2002)规定。
(2)凡进场搭设人员必须持有登高特殊作业人员证书。
(3)专项方案详细附图作为施工图纸依据,要求专业组长熟悉并掌握,同时贯彻到每位操作人员。
(4)施工中还应注意的事项:基础处理要求、钢管扣件(或碗扣架、门架)的要求为达到实际目标应采用的施工组织和技术保证措施等方面要全面落实。
3、施工过程控制 (1)材料控制
扣件:严防伪劣扣件进入现场,并按规定进行抽检试验,合格后方可投入使用。按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》严格管理。①新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。当对扣件质量有怀疑时,应按现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定抽样检测。②旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。③新、旧扣件均应进行防锈处理。
钢管:钢管在使用前必须严格检查,并按规定进行抽检试验,合格后方可投入使用。
①新钢管的检查应符合下列规定:(1)应有产品质量合格证(2)应有质量检验报告,钢管材质检验方法应符合国家标准《金属拉伸试验方法》(GB/T228)的有关规定,应采用先行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T1373)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)中的3号普钢管,其质量应符合国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。(3)钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。(4)钢管外径、壁厚、端面的等的偏差,应在允许偏差内。(5)钢管必须涂有防锈漆。
②旧钢管的检查应符合下列规定:(1)表面锈蚀深度应在0.5mm以内。锈蚀检查应每年一次。检查时,应在锈蚀严重的钢管中抽取三根,在每根锈蚀严重的部位横向截取取样检查,当锈蚀深度超过规定值时不得使用。(2)钢管弯曲变形应在规定值内。
(2)设置控制点
为保证施工过程质量、安全始终处于受控状态,根据高大支撑架的结构特点设置以下质量控制点:(1)地基处理工序验收。立杆的底座地基或支承的楼面要能满足承载力要求。(2)掌握好立杆间距,水平杆的步距。扫地杆与拉接点的设置。(3)立杆的接头方式、位置。(4)垂直纵、横向及水平剪刀撑的设置。(5)扣件螺栓拧紧扭矩在40-65N?m之间。(6)钢管扣件(碗扣架、门架)与结构的连接。在此基础上实施质量预控。施工单位按照质量控制点的要求,每道工序完成后,经自检,公司质安科复检合格后报监理机构进行验收。
(3)加强巡视检查与平行检验
在施工过程中项目安排专职人员,定期或不定期地对施工过程进行巡视检查。主要检查:(1)脚手架搭设人员是否持有《特种作业人员考核管理规则》(CB5036)考核合格证。(2)支撑搭设工艺是否符合规范及专项方案要求。(3)施工过程是否违章作业。发现有违章作业及违规行为给予及时制止。对于不能及时整改的下发通知,要求整改。对拒不整改的,由项目经理下发停工令,及时召开专题会议解决有关事项。(4)安全组配备力矩板手,定期或不定期对螺栓紧固据力矩进行检验,扭力矩不符合要求时及时督促施工班组整改。
(4)高大模板工程支撑架验收
承重支撑搭设完成后,由技术负责人组织施工单位、专职安全员、总监理工程师及建设单位对承重支撑搭设分项工程验收,验收标准按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJl30-2002)以及建设厅承重支撑架搭设分项检查验收表执行。(1)对验收资料全面核查。(2)现场检查立杆间距、立杆垂直度、扣件拧紧度,扫地杆设置,(碗扣架、门架及钢管拉结点设置),立杆搭设方式纵、横向水平杆设置,剪刀撑纵、横向及水平加强层设置等全面检查。
(5)浇捣砼过程控制
在浇捣过程中,安排专职人员观察模板支撑有无异常变化,不要超负荷施工,如发现支架沉陷、松动、变形等情况应及时汇报并采取相应的措施。严格
控制泵管布料高度不超过板面200mm。合理安排浇捣顺序,控制模板层上的施工荷载不得超载,进行分层浇捣。
(6)模板支撑拆除控制
承重支撑架拆除前,检查混凝土强度是否达到设计要求。项目部派专人检查拆除人员是否持证上岗、是否按拆除方案要求自上而下逐步拆除,严禁高空抛掷。
对于高大支模架工程,除了要进行正确的设计、编制专项施工方案,并按照法定程序做好组织专家组论证、总工、总监审查后进行实施外,还要按照专项施工方案及国家有关规范、标准,在施工过程中做好施工技术交底及专项方案的执行。加强监督、检查,是保证高大支模架的搭设质量、确保施工安全的一项十分重要工作。
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