薄壁锥型混凝土漏斗施工工法（完整版）

1、薄壁锥形钢筋混凝土漏斗施工工法、八前言在焦化厂筛焦系统、 备煤系统中的贮煤仓、贮焦仓为剪力墙结构、仓下部均为薄 壁型钢筋混凝土漏斗，备煤系统中的受煤坑、煤塔，筛焦系统中的筛焦楼、贮焦槽等 房号均为上述结构形式。 其主要施工技术难点为： 重量大、支撑难度大、 模板的设计、 混凝土的浇筑与振捣难度大。 若出现问题， 很难满足结构设计要求且较易出现严重质 量问题。经我公司在山西潞安祥瑞焦化项目、 神华乌海煤焦化项目、 山西长治兴旺焦化建 设项目的施工， 攻克了一个一个技术难题， 总结施工技术经验与教训， 不断的改进施 工工艺及方法，为公司拓展焦化市场，打造良好的焦化质量形象与信誉做好铺垫。1. 工法

2、特点（ 1）详细说明漏斗模板采用胶木模板或组合钢模板时的设计原则和加固方法。（ 2）漏斗支撑体系的设计原则及稳定性验算。（ 3）明确了在混凝土工程施工中需注意的事项。（ 4）本工法安全性能高，减少了施工安全及质量隐患，以免造成工程返工浪费工 期，加大工程成本。2. 使用范围适用于所有有锥形钢筋混凝土漏斗工程的主体结构施工3. 工艺原理在原有剪力墙的的施工方法基础上， 根据漏斗的受力方向调整支撑架体支撑方向 以及模板加固方法。混凝土浇筑时，采用粒径w 20mm勺石子，混凝土塌落度调整到180-210mm之间, 绑筋时支设马凳，内模上预留混凝土浇筑孔、振捣孔等方法保证混凝土浇筑质量。4. 工艺流程

3、及操作要点4.1 工艺流程4.2施工操作要点421 模板稳定性设计及验算（1）在漏斗稳定性设计及验算不考虑风荷载。（2） 在考虑模板稳定性前先应考虑支撑漏斗的下部架体稳定性， 应保证在施工中 漏斗不会发生整体移位变形或塌陷等安全事故， 主要考虑漏斗、模板及支架自重、施 工荷载、振捣荷载。（3）考虑模板稳定性时应考虑混凝土自重、模板自重、施工荷载、振捣荷载、混 凝土对模板的侧应力等（4）模板稳定性验算时主要验算模板的抗弯强度、 挠度，内外楞的抗弯承载能力、 挠度，对拉螺栓的拉应力。（5）依据建筑施工手册第四版及施工经验，通过综合考虑漏斗受力形式，总 结出完整的计算理论，架体、模板设计及验算过程如

4、下：1）支撑架体设计及稳定性验算计算过程：支架立杆的稳定承载能力（不考虑风荷载时）N=1.2NG+1.4NqW R（ 1.2、1.4 为荷载分项系数）N:不组合风载时支架立柱的稳定承载能力NgK轴心受压恒荷载比尸漏斗自重+模板及支架自重 =13KN/tf +1 KN/ m2 =14 KN/川；漏斗自重可按 25KN/m （2.5t/ m 3）或新浇混凝土自重（24KN/mi） +钢筋自重（根据实际设计考虑）， 模板及支架自重对于漏斗木模板取1KN/m，组合钢模取1.5KN/ m,计算楼板时分别为 0.5 KN/ m、0.75 KN/ m。NQk：轴心受压活荷载No=ffi工荷载+振捣荷载=1

5、KN/m + 3KN/m =4 KN/m;施工荷载在计算支架立柱及 其他支撑结构时取1KN/m，对水平模板为2KN/m，对垂直模板取4KN/m，漏斗为倾 角0时，振捣荷载为2/cos 0 （ 0 45时）。所以：N=1.2 Ngk+1.4Nqk=1.2 X 14+1.4 X 4=22.4 KN/ m。筛焦楼6-8轴漏斗支撑实际搭设高度7.6m,按搭设高度8m考虑，步距h=1.5m,查表得，当h+2a=2.1时，R=29.2KN,所以NvR，满足要求。R:普通钢管支架立杆的稳定承载能力只=书Af ；对于48X 3.5的普通碳素钢管，A=489mm 2, f=205N/伽2，Fd=100.245

6、书KN书值可根据建筑施工手册第四版表 5-89查得，其中依准数据h+2a, h为 立杆步距，a为顶层横管中心线至支撑点的长度，下表为常用数值（Fd单位KN钢管支架立杆的稳定承载力Rh+2a支架的计算高度H（m）468101.62Fd =41.3Fd =40.7Fd =40.2Fd =39.71.80Fd =37.2Fd =36.8Fd =36.3Fd =35.91.92Fd =33.3Fd =32.9Fd =32.5Fd =32.12.04Fd =29.9Fd =29.5Fd =29.2Fd =28.82.25Fd =25.7Fd =25.4Fd =25.2Fd =24.92）模板设计及稳定性

7、的验算 参考主要参数：模板采用胶合木模板，采用bX h方木，筛焦楼漏斗采用50X100方木，外楞采用48X 3.5的普通碳素钢管，对拉螺栓采用M16横向间距a1=800mm, 纵向间距b1=400mm方木间距L=200mm方木弹性模量 E=9500N伽2,方木抗弯强度 设计值f尸13 N/伽2,方木抗剪强度设计值fv=1.4 N/伽2。 荷载组合为新浇混凝土对模板侧面的压力标准值、倾倒混凝土产生的荷载标准值(考虑泵送混凝土为6 KN/m)、施工荷载(2.5KN/mb、新浇混凝土自重标准值 G/A振捣混凝土产生的荷(G为漏斗自重，A为漏斗水平投影面积，重力密度 25KN/m)、 载标准值(3KN

8、/m)、模板及支架自重标准值(1KN/m)。O荷载设计值混凝土对模板侧面的压力标准值：Fi=0.22 丫 ctoB iB 2V/2=0.22 X 25000X4X 1 X 1.15 X 1.5 1/2=31KN/m;F2= 丫 cH=25X 3.34=83.5KN/m2;yc：混凝土的重力密度(N/m、tc：混凝土的初凝时间，无试验资料时，可根据 t=200/(T+15)，T为混凝土的温 度(C);V：混凝土的浇筑速度(m/h)B仁外加剂修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺缓凝作用外加剂时取1.2 ;B 2：塌落度影响修正系数，塌落度为 50-90mmi时，取1.0，塌落度为110-150mm

9、时取1.15 ;H:混凝土侧应力计算处至浇筑顶面的高度；在进行荷载组合时，F1、F2两者之间取较小值，经计算 RVF2,垂直于模板方向的总荷载 匚=F1sin 9 +(G/A+2.5+1)cos 9 +6+3=9+31 X sin45 +(3.5+13)cos45 =42.6KN/nf模板支撑方木荷载的计算方木按单跨简支梁计算，其惯性矩(I=bh3/12=416.7cm4);截面抵抗矩(W=bh/6=83.3cm3)。混凝土的自重线荷载：q1=25L0cos 9 =25X 0.2 X 0.3cos45 =10.6KN/m (h1 漏斗壁 厚)；模板的自重线荷载：q2=1 X L=0.2KN/m

10、；混凝土对模板侧应力线荷载 q3= F丄sin 9 =31X 0.2sin45 =4.4KN/m；活荷载 R=2.5 X b1 X Lcos 9 +3 X 1 X L+6 X 1 X L=2.5 X 0.4 X 0.2cos45 +0.6+1.2=1.9KN方木抗弯强度的验算(最大弯矩考虑恒载与荷载计算值最不利分配的弯矩和) 均布荷载 q=1.2 (5+q2+qa) =1.2 X (10.6+0.2+4.4)=18.24KN/m;集中荷载 p=1.4p1=2.66KN;最大弯矩 M=pb4+qb12/8=2.66 X 0.4/4+18.24 X 0.4 2/8=0.63KN m; 最大支座反力

11、 N=p/2+qbi/2=2.66/2+18.24 X 0.4/2=4.98KN;方木的最大应力值（T m=M/W=0.63X 106/83.3 X 103=7.56N/mm所以（T m fn=13N/mm满足要求。方木抗剪强度验算 方木截面的抗剪强度必须满足 : 抗剪承载能力T =VS/lb fv；V:方木最大剪力，V=P/2+qb/2=4.7KN ;S:毛截面面积矩即计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩，对于方木S=bh2/4 ； 对于方木，抗剪承载能力 T =3V/2bh=3X 4.7/2 X0.05X0.1=1.4N/mm； 经验算t =fv=1.4N/mm 满足要求。7 螺栓强度验

12、算对拉螺栓的拉力N=FX方木间距（L）X对拉螺栓纵距（b1） =3.41 X 103N;A:螺栓净截面面积，M16螺栓 A=144mm t =N/A=23.7 N/mmfv 170 N/mni;t w普通螺栓抗拉强度设计值（170 N/mm），满足要求。8 扣件抗滑移验算双扣件承载力设计值取16KN实际扣件承载力取值为16X 0.8=12.8KN。 即竖向和垂直于模板方向的总荷载传递到每根钢管的荷载不得超过12.8KN，否则应采取加固措施。3）以上计算过程可应用于楼板模板、梁模板、及墙体模板的设计及验算，根据 不同荷载情况进行分析。4.2.2 模板、钢筋施工操作要点（ 1 ） 模板安装、加固1

13、 ） 模板放样根据图纸设计进行 1:1 放大样或电脑图纸放样。2）模板加工、安装1 根据实际放样尺寸进行加工，考虑模板接缝，加工尺寸=放样尺寸 -5mm。2底模安装前应具备漏斗支撑架体搭设完成，方木支撑按照设计间距安装好。3 底部模板安装好后，应及时进行下部支撑加固，包括垂直于模板方向的撑杆， 支撑附加立杆、 水平杆等，所有附加撑杆与下部支撑架体的接头与立杆间距不应大于150mm保证主要荷载能传递到架体立杆支撑外楞采用双肢48X 3.5的钢管，用对拉螺栓加固，对拉螺栓长度 =漏斗 壁厚+2X模板厚度+2X钢管外径+4X井字垫厚度+4X螺母高度+5cm对拉螺栓应一次 加工，严禁二次补接降低对拉螺

14、栓拉应强度。 钢管后用双井字垫双螺母固定，外楞下 部支撑管应直接为立杆，用丝托顶紧。内模加工时应根据受力大小可适当加大方木间距和减小撑管数量， 以免造成材 料浪费，内模安装时应根据漏斗壁厚和倾斜角度留置浇筑孔、 振捣孔。孔大小应根据 方木和螺栓间距确定，混凝土浇筑前应准备好振捣孔封堵模板，用 2根25钢筋作 为支撑，用木楔加紧。模板安装完毕后，应进行二次全面检查，针对螺母、扣件的松紧情况，撑管的 位置等。漏斗架体支架及模板加固示意图(2) 钢筋安装工程在钢筋安装时，在壁厚不超过20cm时，马凳间距不应超过60c(做好洽商工作)， 且钢筋应绑扎牢固，否则在采用插入振捣器振捣混凝土时， 振动棒钻入

15、钢筋保护层中 不易拔出，所以需保证钢筋网片稳定，为混凝土浇筑做好准备工作。4.2.3 混凝土工程操作要点(1) 钢筋工程、模板工程根据规范及方案要求验收合格。(2) 材料、机具设备已准备好，若采用插入式振捣器振捣困难时，应准备平板振 捣器。(3) 应根据壁厚与倾斜度选用石子，方便混凝土浇筑，在乌海焦化项目部，壁厚200mm钢筋网片净间距仅有120mm漏斗倾斜角度60,垂直高度3m,将普通石子改为粒径不大于2cm石子，调整塌落度为180-200mm混凝土浇筑效果良好。根据实际情况提前做好混凝土配比、从材料选用上严格控制，保证漏斗浇筑质量。(4) 若为大型漏斗群，如受煤坑结构，可以搭设混凝土浇筑平

16、台架立于周围框架梁上，既减小漏斗荷载也方便吊运重复利用。如下图：(5) 混凝土浇筑时，可采用在浇筑孔处架设溜槽进行浇注，溜槽下应放置灰斗， 以免造成混凝土浪费。(6) 浇筑时应注意随时均匀敲打模板，观察振捣是否到位，浇筑时发生模板位移 等应停止浇筑，待修理完毕后方可继续浇筑。5. 材料和机具设备搭设材料包括架管、扣件、丝托、密目网、安全平网、脚手板等，其他材料主要 见机具设备表：主要机具设备表序号设备名称单位数量1塔吊台12电焊机台13模板加工设备套14钢筋加工设备套15插入式振捣器个16平板振捣器个17电闸箱个26. 质量控制6.1主要参考标准(1) 混凝土结构设计规范(GB50010-20

17、02。(2) 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002。(3) 建筑施工手册(第四版)。(4) 乌海煤焦化项目、山西潞安祥瑞焦化项目、山西兴旺焦化项目的施工经验。 6.2质量保证措施(1)根据混凝土结构工程施工质量验收规范的规定，漏斗结构施工的允许偏 差见下表：漏斗结构工程允许偏差检验项目允许偏差(mrh检验方法轴线位置5钢尺检查底模上表面标咼 5水准仪或钢尺检查截面内部尺寸+4 -5钢尺检查表面平整度52m靠尺检杳钢筋保护层 3钢尺检查预埋件中心位置5钢尺检查(2)质量措施1) 建立健康、全面的质量管理体系，实行旁站管理办法，每班设监控指导人员2位，对模板、钢筋、混凝土工程进

18、行过程管理，发现问题及时处理。2) 每道工序完成后都进行一次全面检查， 针对已出现的问题及时处理，对可能 出现问题的环节进行详细检查、交底。3) 技术策划科学合理，依安全可靠、经济合理、施工方便的原则仔细推敲施工 方案并进行研讨优化方案。4) 严格控制混凝土配比及原材质量， 针对原材的品种、规格质量指标等严格控7. 安全措施7.1主要参考依据(1) 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)(2) 建筑施工手册第四版(3) 乌海煤焦化项目、山西潞安祥瑞焦化项目、山西兴旺焦化项目的施工经验7.2安全保证措施(1)脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法见下表脚手架搭设的技术要

19、求及允许偏差检验项目技术要求允许偏差(mr)检验方法地基基础坚实平整观察立杆垂直度 50经纬仪或吊线立杆步距、横距 20钢尺检查立杆纵距 50钢尺检查水平杆两段 20钢尺检查节点处扣件距离 150mm钢尺检查(2)安全措施1) 项目部建立安全责任制，根据施工方案进行详细的技术交底和安全交底。2) 特种作业人员必须持证上岗，上岗人员定期体检，合格后方可上岗。3) 漏斗施工方案经专家论证，公司工程师审批后方可施工。4) 作业层上的施工荷载应符合方案设计要求，严格控制平台荷载。5) 搭设脚手架时，应设警戒标志，专人看守，操作人员应正确佩戴安全帽、安 全带、防滑鞋。8. 环保措施(1) 施工现场必须做

20、到道路畅通无阻，排水畅通无积水，现场整洁干净，临建搭 设整齐。(2) 噪声排放达标：白天 70dB，夜间 55dB。优先选用先进的环保机械，采取 设立隔音棚、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，对于某些机器的噪声无 法控制时，应采取相应的个人防护，以避免给操作者带来职业性疾病。( 3) 现场材料、工具应分类整齐码放，保证保管合理、方便使用。( 4) 现场要有工程成品保护措施，减少碰撞、损坏现象，上道工序必须为下道工 序积极创造质量优良的条件。( 5) 工人操作地点和周围必须清洁整齐，要做到干活下清、活完料净。9. 效益分析例如煤塔大跨度漏斗施工中，根据经验下部搭设脚手架间距500X 500，步距1.2m,经严格的荷载计算，脚手架间距改为 600X 600,步距1.5，为项目部直接降低 13万余元。筛焦楼漏斗施工中，下部支撑架体由经验数据700X 700，提高到 900X 900，为项目部直接降低成本