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高大模板工程技术讲座 目录 一 高大模板工程二 高大模板专项施工方案及评审 一 高大模板工程 1 高大模板工程 简称高支模 概述2 高支模的相关法规 规范 规程及文件3 高支模施工工艺流程4 高支模监测及安全管理5 高支模的重点和难点6 高支模工程事故主要原因7 案例分析 1 高大模板工程概述 1 1高大模板工程 简称高支模 的概念1 2常规现浇结构高支模采用的支撑形式满堂红式支架通道式支架混合型支架1 3模板支架系统的构成承载构件连接件地基基础或承载层配件1 4不同形式支架的适用条件1 5模板支架设计与施工要求强度 刚度 稳定性要求对支架的要求对模板的要求 图1 满堂红门式支顶架 图2 满堂红扣件式钢管支顶架 图3 贝雷桁架型钢组合通道支顶架 图4 钢管立柱及其基础 2 高支模的相关法律法规文件及规范规程 2 1相关法规文件 10个 2 2相关规范规程 11个 2 1相关法规文件 1 中华人民共和国建筑法 1998年3月1日起施行 2 中华人民共和国安全生产法 2002年11月1日起施行 3 建筑工程安全生产管理条例 2004年2月1日起施行 4 建设部文件 关于印发 建筑施工企业安全生产管理机构设置专职安全生产管理人员配备办法 和 危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法 的通知 建质 2004 213号 2004年12月1日印发 5 建设部文件 关于印发 建筑工程预防高处坠落事故若干规定 和 建筑工程预防坍塌事故若干规定 的通知 建质 2003 82号 2003年4月21日发 6 广州市建委文件 关于进一步深化我市建筑工程施工安全生产专项治理的通知 穗建筑 2005 22号 2005年1月20日印发 7 广州市建委文件 关于切实加强深基坑 大型顶升设备 高支顶等高危工程和设施安全管理工作的通知 穗建筑 2005 419号 2005年8月8日印发 8 广东省建设厅文件 转发省质安监总站关于贯彻 建筑施工安全检查标准 若干执行意见的通知 粤建函 2000 153号 2000年5月22日发 9 广州市建委文件 关于印发 广州市建设工程施工安全责任制 的通知 穗建筑 2001 75号 10 广东省建设厅文件 广东省建设工程高支模撑板系统施工安全管理办法 1998年 粤建监 1998 27号 2 2相关规范规程 1 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 2 木结构设计规范 GB50005 2003 3 钢结构设计规范 GB50017 2003 4 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002 5 建筑施工安全检查标准 JGJ59 1999 6 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2002 7 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 8 建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范 JGJ128 2000 9 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002 10 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 11 建筑地基基础设计规范 广东省地方标准DBJ15 31 2003 3 高支模施工工艺流程 3 1施工工艺流程3 2地基基础3 3施工准备3 4支架搭设3 5检验与验收3 6支架拆除 4 高大模板工程监测及安全管理 4 1高大模板工程监测制度4 2高大模板工程监测项目 测点布置和监测要求4 3高大模板工程的安全管理 4 1高大模板监测制度 1 高大模板工程施工之前 必须由施工单位 监理公司确认及审批高大模板工程监测方案 2 监测方案应包括支架沉降 位移和变形 以及地基沉降观测 监测点布置 监测频率 监测时间 报警值及信息反馈系统等 3 高大模板工程施工过程中 宜由业主委托有相应资质的第三方监测单位监测4 当各方对高大模板工程专项施工方案存在分歧时 可由监理方选定试验段做静载试验 5 监测结果报告必须包括监测项目及其允许值 报警值 监测数据处理分析 监测结果评述 6 监测数据接近或达到报警值时 应组织有关各方采取应急或抢险措施 同时必须向市建设工程安全监督站 市建设工程质量监督站 市建设科技委办公室 市建委建筑业管理处报告 4 2高大模板监测项目 测点布置和监测要求 1 监测项目 支架沉降 位移和变形 以及地基稳定性沉降观测 2 测点布设 根据支架规模确定 一般情况下每10 15m应布设一个监测剖面 每个监测剖面应布设不少于2个支架水平位移监测点 3个支架沉降观测点及3个地基稳定性沉降观测点 3 监测频率 在浇筑混凝土过程中应实施实时监测 一般监测频率不宜超过20 30分钟一次 5 高大模板工程的重点和难点 5 1支架方案设计5 2在实施过程中注意的重点事项5 3高支模工程实施的难点5 4施工中应注意的问题 5 1支架方案设计 1 作用于支架的荷载2 支架承载能力计算的内容3 支架整体稳定性校核或评估 4 支架计算时 应采用荷载效应基本组合 5 支架计算时 荷载计算不得漏项 荷载组合应符合有关规定的要求 杆件计算模型的选择应合理 5 2在实施过程中注意的重点事项 1 地基基础2 材料3 安装 5 3高支模工程实施的难点 1 为防止托座伸出过长 在支架搭设前 应充分考虑到支架主构件和托座的正常高度 当预计会出现超规范的情况 应提前在地基面标高上作分段的调整 避免影响支架系统承载力的降低 2 在支架安装过程 会遇到部分构件因周转使用受损 致使装拆的节点间隙过大的现象 它将会直接影响到上下两层门式架间 或钢管立杆 安装的垂直度 从而降低了其承载力 3 对于正常的门式架 扣件钢管支架系统 在安装过程中应采用线锤或经纬仪密切监测其安装垂直度 严格控制在规范规定的范围以内 确保支架系统的安全性 5 4施工中应注意的问题 1 钢管2 门式钢管脚手架3 方木4 可调托座5 纵横水平拉杆 扫地杆 剪刀撑6 放线7 安全技术交底8 检查验收9 浇筑过程的检查10 常出现的问题 6 高支模工程事故主要原因 6 1高支模工程的特点复杂性 多样性 高危性 事故突发性6 2高支模工程事故主要原因1 高支模体系承载构件的承载力不足 2 纵横水平杆 特别是剪刀撑不足 造成高支模体系整体刚度不足 整体稳定性差 引起失稳坍塌 3 地基承载力不足 4 计算不符合技术标准要求或与现场情况不符 5 施工组织或施工过程主要参与方管理混乱 7 案例分析 7 1广州市 高架路工程 12 13 事故7 1 1基本情况2004年12月13日凌晨 由 公司承建的 高速公路 工程B3标段在浇注主线主体结构混凝土过程中 发生支架倒塌 造成两死群伤的重大事故 事故现场位于广州市 路 道路宽度50 60m 中央绿化带宽8m 事故发生段的112 113 墩的模板支架系统搭设和钢筋安装均已完成 经施工方自检合格 由监理方组织了工序验收 施工单位在2004年12月12日23时40分开始 从北向南浇注桥面主体的连续箱梁结构混凝土 在完成了底板 腹板 以及横隔板的混凝土浇注后 继续由北向南浇注面板混凝土 期间 工地电气线路故障引起局部停电 并延续至事故发生后 12月13日4时30分左右 在浇注至112 墩附近时 模板支架发生倒塌 造成两死群伤的重大事故 7 1 2事故现场调查 检测情况 技术鉴定小组于2004年12月16日和17日按事故处理程序要求 对施工方质量安全负责人 项目总工程师 支架班班长及混凝土班班长 以及监理方现场技术负责人进行了调查取证 并详细查阅了施工方案 监理大纲 以及施工方 监理方和该项目质量安全监督部门提供的相关技术文件 施工日志 监理日志以及现场相关的质量记录资料 十二月下旬 由广州市 12 13 事故调查组委托广州穗监工程质量安全检测中心 以下简称 检测中心 进行相关的检验 检测和试验 7 1 2事故现场调查 检测情况 1 2004年12月17日技术鉴定小组到事故现场进行了踏勘和现场取证 2 检测中心根据技术鉴定小组的要求进行了钢管支架安装检测 钢管脚手架扣件检验 3 2005年1月10日 技术鉴定小组与检测中心共同确定了 12 13 事故相邻的南 北跨进行地基承载力轻便触探试验的部位 4 检测中心提交的 12 13 事故检测资料包括 钢管支架安装检测报告 钢管脚手架扣件检验报告 轻便触探试验报告 5 技术鉴定小组根据施工方案 检测中心提供的检测资料 以及 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 2002年版 对模板支架体系进行了多种不同状态和情况的分析计算 7 1 3鉴定结论 本案例支架立杆压杆屈曲失稳事故的主要原因是 1 支架搭设没有严格按施工方案实施 由于立杆步距超过155cm的点数达20 8 此时立柱容许承载力为24 56kN 小于腹板下每根钢管立柱所承受的竖向荷载26 84kN 超载达9 3 2 施工方案的编制没有完全执行 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 2002年版 且没有考虑边腹板浇注混凝土时所产生的水平推力 导致了支架体系主要受力杆件承载能力安全储备不足 加上钢扣件拧紧力矩合格率仅为24 导致了立杆失稳及瞬时大面积倒塌 3 施工方案的地基承载力取值偏大 水泥石屑稳定层存在裂缝 水透过水泥石屑稳定层渗入基础后土体软化 土层承载力降低 导致钢管支架的不均匀沉降 引起局部立杆超载及节点连接破坏 导致钢管支架失稳 7 2广州市番禺区 船厂单层砖混结构事故 7 2 1违规操作1 未报建 报监 2 在河堤上兴建 没有退缩 3 无正式设计图纸 4 无施工方案 5 立杆和水平拉杆材料违规7 2 2支架失稳坍塌1 立杆弯曲 2 立杆垂直度偏差过大 3 立杆接头违规 4 无纵横向剪刀撑5 立杆间距 步距及大楞 小楞间距随意设置 6 水平拉杆用篾扎 7 地基承载力不足7 2 3其它存在的问题及隐患1 堤上的柱无完整基础 2 钢筋搭接长度和牢固性差 二 高支模专项施工方案及评审 1 高支模专项施工方案评审1 1高支模工程评审依据1 2高支模工程评审流程1 3高支模方案送审的必备材料2 高支模案例2 1交易会琶洲展馆二期E区展厅2 2广东警官学院泅渡训练馆3 高支模评审中发现的通病与预防3 0前言3 1文字叙述部分3 2计算书3 3支架图纸3 4方案的符合性审查 前言 高大模板工程是建筑 交通 铁路 水利 市政等行业中重点高危作业项目之一 施工实践表明 凡发生安全事故的高大模板工程工地 都没有按照建设部和当地建设行政管理部门的要求对专项施工方案进行评审 施工中出现险情的工地 均没有全面地 严格地执行专家的论证审查意见 1 高支模专项施工方案评审1 1高支模工程评审依据 1 1 1建设部 建质 2004 213号文规定 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 m 或集中线荷载大于15kN m的模板支撑系统 为高大模板工程 1 1 2广东省建设厅规定 模板支撑系统高度超过4 5m 为高支撑模板工程 1 2高支模工程评审流程 1 2 1安全专项施工方案编制与审核建筑施工企业专业工程技术人员编制的安全专项施工方案 由施工企业技术部门的专业技术人员及监理单位专业监理工程师进行审核 审核合格 由施工企业技术负责人 监理单位总监理工程师签字 1 2高支模工程评审流程1 2 2专家论证审查 建筑施工企业应当组织不少于5人的专家组 对已编制的安全专项施工方案进行论证审查 安全专项施工方案专家组必须提出书面论证审查报告 施工企业应根据论证审查报告进行完善 施工企业技术负责人 总监理工程师签字后 方可实施 专家组书面论证审查报告应作为安全专项施工方案的附件 在实施过程中 施工企业应严格按照安全专项方案组织施工 1 3高支模方案送审的必备材料1 3 1设计图纸 建筑总平面图 评审部分梁板结构图 表示支架高度的立面图或剖面图 1 3高支模方案送审的必备材料1 3 2岩土勘探资料 以下选一项 支架部位基础的地基承载力资料 钻孔柱状图或地基承载力试验数据 以原建筑物 包括原路面 广场等 为基础时 提供原建筑物地基承载力的证明或说明材料 1 3高支模方案送审的必备材料1 3 3施工方案 常规内容 工程概况 编制依据 施工准备 材料 设备 混凝土供应 场地等 支架结构构造 支架模板搭设安装工艺 混凝土浇筑方法 施工注意事项 支架拆除工艺 安全技术措施 质量保证措施等 支架设计图纸 支架平面图必须有立杆布置矩阵 点阵 图及剪刀撑布置图 主次梁 楼板支架的纵横剖面图 必要的节点大样图 对多层建筑物 应提供施工楼层以下的楼层的梁板成品保护措施的支撑图 1 3高支模方案送审的必备材料1 3 3施工方案 支架设计计算书 支架体系 含侧模板体系 各种杆件的强度 刚度 变形 计算 必须提供地基承载力验算 包括下层梁板结构安全 稳定的验算 不计入风荷载时的有关说明 支架监测方案 支架检查 验收及混凝土浇筑时监测的检测项目 检测频率 检测项目的容许偏差值和预警值 检测点的平面布置图 按安全监督 质量监督机构要求编制的安全应急救援预案 1 4高支模案例 1 4 1中国进出口商品交易会琶洲展馆二期E区展厅展厅长 宽为108m 86m每层支架高11m 2层 楼板厚150mm扣件式 48 3 5钢管支架 步距1 5m 支架主要构造单位 cm 1 4 2广东警官学院泅渡训练馆 标准游泳池 支架高度11 9m 顶板厚100mm扣件式 48 3 5钢管支架 步距1 5m 支架主要构造单位 cm 2 有关的符合性审查 2 1专家组成员资格审查2 2各项资料的审批手续 专项施工方案审批手续必须完备 各方 各级技术负责人签名合法 完整 且公章有效 设计图纸和岩土勘探资料应符合相关的法定要求 2 3高大模板的范围应被全部覆盖个别方案中只注意了支架高度和建筑跨度 施工总荷载或集中线荷载满足要求的部分没有列入专项施工方案中 3 高支模评审中发现的通病与预防 1 高支模专项施工方案由文字叙述部分 图纸和计算书三部分组成 三部分相应的内容必须表述一致 2 注意分清两组不同的概念 模板支架与脚手架 支架搭设偏差与变形量 3 1文字叙述部分 通病 没有保证支架安全使用的相应措施 文字叙述 图纸和计算书三部分相应的内容表述不一致3 1 1支架检测 监测方案 支架检查 验收和监测方案应包括检测项目 检测频率 检测方法 工具 及变形预警值 支架搭设允许偏差与变形预警值是两个不同的概念 施工监测是对浇注混凝土的过程控制 监测项目主要是立杆沉降量 立杆及支架整体的水平变形 跨度大于2m的支承梁的挠度与侧向变形 3 1 1支架检测方案 当支架全高H 30m时 规范规定脚手架立杆垂直度的搭设允许偏差为H 600且不大于50mm 立杆与支架变形的预警值宜不大于20mm 根据钢结构设计规范 GB50017 2003 模板支架立杆沉降量允许值 f kL 150 其变形预警值宜为10mm 式中 k 支架作为临时结构的加大系数 取1 3 L 支架立杆最大步距 1 5m 检测 监测 信息的反馈流程 3 1 2安全应急预案 必须将组织架构落实到施工和监理单位的相关人员 对突发事故的预警措施及应对措施应有针对性 应有各种资源配备 尤其是物料与设备 3 1文字叙述部分 3 1 3混凝土浇注方案应可行 可靠 用地泵输送混凝土时 应进行混凝土输送管道对支架安全影响的评估 3 1 4确保支架整体稳定性的特殊措施 支架与已经浇注混凝土的梁 柱 混凝土墙的连接及顶紧措施 应明确其步距 高大模板区支架体系与非高支模区支架体系的连结措施 3 1文字叙述部分 3 1 5必要时应编制支架的卸载方案 3 1 6如果设计或其他机构有要求时 应编制切实可行的支架预压方案 其加载模型应符合模拟支架承载的工况 3 1 7编制依据应包括项目所在地的地方性法规文件 3 2计算书 通病 计算思路混乱 计算简图 计算工况不符合支架图纸或实际状况 计算漏项 荷载标准值 材料强度设计值取值不合理 3 2 1计算原则与计算要求 计算应符合 建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范 JGJ128 2000 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 2002年版 下同 及有关技术标准 规范 的要求以及力学计算的原则 建筑施工手册 只能作为参考书 3 2 1计算原则与计算要求 计算过程应符合荷载的传递路径 即从上到下或从内到外 依次计算模板 次梁 主梁 立杆或立柱 基础与地基 所有构件都必须进行强度 刚度验算 不少方案没有侧模板 侧向内外楞以及次梁支架体系的验算 3 2 1计算原则与计算要求 小楞 大楞及所有支承梁应满足弯曲应力 剪应力和挠度的要求 清水混凝土模板的挠度f f L 400 L 250仅适用于非清水混凝土模板或非外露模板 材料强度设计值取值应符合现行国家标准或行业标准 梁高h 0 7m应有穿墙螺栓的设计计算 3 2 2荷载 通病 荷载漏项 荷载标准值取值不合理 计算小楞时 梁侧模板自重荷载及楼板 面板 混凝土荷载按集中力方式向下传递 不少方案漏算此项荷载或按均布荷载计算 3 2 2荷载 施工人员 施工物料及施工设备的自重均布荷载为2 5kN m2或按集中荷载2 5kN进行验算 钢筋混凝土自重荷载标准值建筑工程取24 0 1 5 25 5kN m3 交通公路市政工程为26 27kN m3 不计算风荷载时应有充分的理由 3 2 3荷载组合和计算工况 荷载组合 计算模型 包括荷载的型式是均布或集中荷载的确认 和最不利工况选择应合理 齐全 小楞 即次龙骨或梁底枋 间距宜与立杆纵距成模数关系 否则应按活荷载并利用包络图的形式验算杆件的最大内力 3 2 3荷载组合和计算工况 杆件最大内力与最大支座反力的计算简图不一定相同 混凝土侧压力应按梯形荷载计算 立杆计算长度按L0 h 2a计算 a 200mm 不少方案取a 0 木枋长度为2m 按三等跨连续梁计算时 跨度不得大于650mm 3 2 4地基承载力 用混凝土板作为立杆基础时 要进行基础承载力验算 确定立杆垫板的触地面积 说明混凝土设计强度 试件强度 混凝土龄期 并着重考虑该层楼板及下层楼板的回顶措施 除混凝土板按双向受力设计外 必须按照JGJ130 2001第5 5款的要求验算地基承载力 3 2 4地基承载力 地基承载力标准值应有相关的检测资料作为证据 并应按JGJ130 2001第5 5款选择地基承载力调整系数 确定地基承载面积时 混凝土 水