地下室墙体单侧支模施工方案.doc

美展利研发大厦 地下室外墙内侧单侧支模方案
研发大厦

地下室外墙内侧
单侧支模施工方案

编制人：

审核人：

审批人：

天盛建设工程有限公司
2014年9月15日

一、工程概况
1、工程名称：研发大厦
2、建设单位：南京美展利医药科技有限公司
3、监理单位：南京工大建设监理咨询有限公司
4、施工单位：天盛建设工程有限公司
5、建设地点：南京市建邺区云龙山路以东
6、结构形式：框架剪力墙结构
7、建设规模：本工程拟建两栋地上26层，地下2层办公楼；占地面积为13032.29平方米，总建筑面积约92834.40平方米。±0.000米相当于绝对标高7.6米，地下室外挡土墙厚度为600mm。
8、楼南侧为地下二层,层高至下而上分别为4.80m、4.80m、地下室外墙厚度为600mm,外墙配筋详见结构图各外墙剖面。
由于地处南京河西新城科技园，为最大限度利用土地资源，地下室外墙边距原设计支护距离较小，加上新增的围护体系尺寸影响，地下室外墙外边至围护桩内侧的局部尺寸无法满足外墙施工操作空间，其中北侧支护距外墙局部尺寸为300～500mm，南侧距外墙200～400mm，（具体详见基坑支护平面图）。此空间不能满足外墙外防水找平及防水层粘贴，无法按照常规方法对外墙进行双面支模并加固施工，所以只能采用室内单侧支模方案。

二、编制依据
1、美展利研发大厦施工图纸
2、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012；
3、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)；
4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)；
5、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）；
6、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2012）
7、建筑工程施工质量统一标准（GB50300-2001）
8、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）
9、美展利医药中心地下室基坑围护设计方案。
10、本工程地下室设计图纸及图纸会审、设计变更、设计交底、联系单和其他文件。
三、施工部署
1、施工难点分析
1.1地下室外墙厚度比较厚，层高较高，混凝土在浇筑过程中产生的侧压力较大，因此模板支撑体系必须有足够的强度、刚度和稳定性；
1.2 外墙距围护距离仅0.2m～04m，无法满足双面支模空间要求，只能采用单面支模体系；而外墙外侧防水层又不允许穿透，导致加固体系完全依赖于支护桩植筋对撑及内侧斜撑。以及不确定因素较多；
1.3因地处南京市河西区域地下水位较高，地下室外墙抗渗要求较高，外墙水平施工缝一般留置在距底（楼）板面300mm的高度，常规要求外墙宜与梁、板混凝土整体浇筑，如果外墙模板体系失稳将造成梁、板模板体系的坍塌。
1.4地下室施工工期紧张，外墙总长度约310m，其中单支模长度约94.1m工程量较大，具体部位详见单支模部位平面示意图：
其施工方案的合理与否直接关系到施工安全及进度。
2、单支模体系方案选择
2.1方案选择原则:
a、遵循安全、经济、便于就地取材的原则；
b、遵循结构体系与临时围护体系安全原则；
c、遵循形成独立受力体系与支撑体系的原则；
d、遵循便于施工与质量控制的原则；
2.2方案选择
竖向构件的模板体系加固一般依赖于穿透构件的螺杆和围合于构件外围的抱箍来实现。由于本工程地下室外墙外侧距离很小，无法进行双面支模，只能单侧支模。按照常规，单面模板加固采用对拉螺杆与围护桩植筋锚固连接的方法及内侧底板或楼板埋设地锚，内侧采用斜撑钢管与单侧螺杆同时受力的方式，其效果与普通双面支模体系中的对拉螺杆效果一致。
总结以往施工经验并结合本工程实际，拟采取单面支模结合扣件式钢管支撑体系的施工方案，即外墙内侧支设单面木模，设置单侧螺杆、次楞、主楞，侧向压力通过连接墙板主楞与地面地锚的钢管传递至底板或楼面。此方案的主要优点在于：
(1)、利用植筋方式使外墙与维护桩之间连接对撑，增加模板的稳定性。
(2)、就地取材，所采用的材料均为当前建筑工程中常用的材料，其材料性能、使用效果均有实践证明；
(3)、施工工艺简单，对施工人员的技术要求一般，施工过程便于检查与验收；
3、扣件式钢管单侧支模体系
3.1系统组成与材料选择
扣件式钢管单侧支模体系由紧固部分、支撑部分与锚固部分组成。紧固部分包括面板、次楞、主楞与维护桩连接的单侧螺杆，支撑部分包括竖撑、斜撑与压杆，锚固部分包括地锚杆、与支护桩植筋连接的螺杆、连杆。
紧固部分：面板采用18mm厚交合模板，次楞选用50*100方木，竖向设置@250mm，主楞为双钢管@450mm，横向设置，主楞固定采用单侧螺杆，φ14钢筋l=1000mm@450，与支护桩植筋C16钢筋焊接。
支撑部分：竖撑、斜撑与连杆均采用φ48钢管，纵向间距@900mm；竖撑为双钢管，通长设置于横向主楞外侧；斜撑上口与竖撑相交处为丝口顶托，下口与地锚杆连接撑于底板或楼板；负二层部分斜撑利用角撑作为支座，以用来分解作用在楼板上的作用力。锚固部分：底板采用C25*600mm长，外露300mm，楼面采用C25钢筋l=500mm，斜杆与地锚杆相交处通过纵向钢管用活动扣件扣紧， 并在地锚纵向连杆下部设置与斜撑反向的三角形木偰塞紧下部空隙，斜杆与地（楼）面相交处预留凹槽，确保斜撑直顶在底板或楼板砼上。
4、施工方案与技术措施
4.1地下室外墙施工顺序及工况
（1）地下二层位置外墙浇筑，墙厚为600㎜+桩间空隙≈900～1000mm厚，浇筑高度4800㎜。
（2）地下一层楼面至顶板位置外墙浇筑，墙厚450㎜+桩间空隙≈900～1000mm，浇筑高度4800㎜。
4.2、外墙与支护桩之间，采用M7.5号水泥砂浆砌筑200~240厚砖墙，作砖胎模，砖胎模与支护桩之间空隙采用C20混凝土填实，砖胎模内侧粉刷20厚1:3水泥砂浆压光，设置翻边防水、防水层外侧粉粘结剂一道、再粉刷2厚1:2水泥砂浆保护层。
4.3施工流程
施工准备——支护桩植筋——砌筑砖胎模——砖胎模粉刷——防水层施工——粉刷防水保护层——底板砼浇筑——预留预埋地锚——设置焊接单侧螺杆、面板拼装——安装次楞、主楞——调整至设计尺寸——安装竖撑、斜撑——安装纵向稳定杆件并加固——支模架搭设——平板铺设——梁板钢筋绑扎——砼浇捣
4.4系统设置控制要点（地下二层）
根据地下室外墙单侧支模施工工况，地下二层的浇筑高度最大、且墙板厚度较厚，为本工程最不利位置。因此，选择地下二层外墙为本工程样板，建立受力分析模型，其余位置均以此为标准，参照实施。
（1）、预埋预留：地下室底板浇筑前，分别在距外墙2m、3m、处预埋长度≥0.6m/C25（锚固长度不小于300mm）的短钢筋作为地锚支撑点。内转角处按45度角设置预埋点。地锚纵向间距为900mm（同内支模架间距），底板上的预埋支撑点均采用纵横通长钢管连成整体。外墙翻边内沿纵向预埋Φ14螺杆，间距450mm，距翻边0.2m处预埋C16钢筋，作为抗浮拉结点备用。
（2）、单侧螺杆安装：在外墙钢筋绑扎之前，与支护桩植筋焊接，单侧螺杆采用φ14钢筋l=1000mm@450双向，按照外墙位置线吊线焊接，螺杆外露尺寸以满足主楞加固为宜（常规外露尺寸为180~200mm）；单侧螺杆中部需焊接止水片。
（3）、模板拼装与紧固：模板采用18mm厚胶合板，按照螺杆间距在现场弹线打孔，逐块拼装成整体后，放置竖向次楞，横向主楞，并将单头螺栓用三型卡调节件并紧固。
（4）、支撑稳定杆设置：将斜撑通过钢管扣件呈反三角连接，同时在连接结点处设置纵横通长连杆，要求所有斜撑杆单段长度不大于2米，以保证斜撑杆件稳定。
（5）支模架搭设：将外墙板加固完毕后，再进行支模架的搭设，支模架支撑系统采用扣件式钢管模板支模架。立柱、纵横钢管、剪刀撑和扫地杆等材料均为φ48钢管。扣件由可锻铸铁制作，分为直角扣件、旋转扣件、对接扣件，梁、板侧模、底模选用900mm×1800mm×18mm机制胶合板，模板下部龙骨支撑采用50×100木方，梁底梁侧方木均垂直于梁截面设置，大梁侧面加固内龙骨采用60×80木方，外龙骨采用φ48钢管，对拉措施采用直径φ14对啦螺杆。立柱钢管纵横间距、龙骨间距、对拉螺栓间距均由计算确定，扫地杆离地高度均为200mm，纵横水平钢管步距均为1.5米，立柱上端伸出顶部水平杆件均为100mm，纵横剪刀撑及水平剪刀撑的设置间距等详见支模架搭设构造要求。
支模架详见图示：

墙模板计算书
一、墙模板基本参数

计算断面宽度600mm，高度4200mm，两侧楼板厚度300mm。
模板面板采用普通胶合板。
内龙骨间距225mm，内龙骨采用50×100mm木方，外龙骨采用双钢管48mm×2.8mm。
对拉螺栓布置9道，在断面内水平间距150+450+450+450+450+450+450+450+450mm，断面跨度方向间距450mm，直径14mm。
面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。
木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。

模板组装示意图
二、墙模板荷载标准值计算
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

其中 γc—— 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；
　　　t —— 新浇混凝土的初凝时间，为0时(表示无资料)取200/(T+15)，取5.714h；
T —— 混凝土的入模温度，取20.000℃；
V —— 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h；
H —— 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取1.200m；
β—— 混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=28.800kN/m2
考虑结构的重要性系数0.90，实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值:
F1=0.90×27.000=24.300kN/m2
考虑结构的重要性系数0.90，倒混凝土时产生的荷载标准值:
F2=0.90×6.000=5.400kN/m2。

三、墙模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照连续梁计算。
面板的计算宽度取3.90m。
荷载计算值 q = 1.2×24.300×3.900+1.40×5.400×3.900=143.208kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 390.00×1.80×1.80/6 = 210.60cm3；
I = 390.00×1.80×1.80×1.80/12 = 189.54cm4；

计算简图

弯矩图(kN.m)

剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

变形计算受力图

变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=12.889kN
N2=35.444kN
N3=35.444kN
N4=12.889kN
最大弯矩 M = 0.724kN.m
最大变形 V = 0.145mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = M/W = 0.724×1000×1000/210600=3.438N/mm2
面板的抗弯强度设计值 [f]，取15.00N/mm2；
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!

(2)抗剪计算
截面抗剪强度计算值 T=3Q/2bh=3×19333.0/(2×3900.000×18.000)=0.413N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2
面板抗剪强度验算 T < [T]，满足要求!

(3)挠度计算
面板最大挠度计算值 v = 0.145mm
面板的最大挠度小于225.0/250,满足要求!

四、墙模板内龙骨的计算

内龙骨直接承受模板传递的荷载，通常按照均布荷载连续梁计算。
内龙骨强度计算均布荷载q=1.2×0.23×24.30+1.4×0.23×5.40=8.262kN/m
挠度计算荷载标准值q=0.23×24.30=5.468kN/m
内龙骨按照均布荷载下多跨连续梁计算。

内龙骨计算简图

内龙骨弯矩图(kN.m)

内龙骨剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

内龙骨变形计算受力图

内龙骨变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩 M= 0.151kN.m
经过计算得到最大支座 F= 3.884kN
经过计算得到最大变形 V= 0.022mm

内龙骨的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3；
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4；
(1)内龙骨抗弯强度计算

抗弯计算强度 f = M/W =0.151×106/83333.3=1.81N/mm2
内龙骨的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)内龙骨抗剪计算

截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh < [T]
截面抗剪强度计算值 T=3×1989/(2×50×100)=0.597N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
内龙骨的抗剪强度计算满足要求!

(3)内龙骨挠度计算

最大变形 v =0.022mm
内龙骨的最大挠度小于450.0/250,满足要求!

五、墙模板外龙骨的计算
外龙骨承受内龙骨传递的荷载，按照集中荷载下连续梁计算。
外龙骨按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取横向支撑钢管传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图(kN.m)

支撑钢管剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

支撑钢管变形计算受力图

支撑钢管变形图(mm)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.305kN.m
最大变形 vmax=0.065mm
最大支座力 Qmax=8.351kN
抗弯计算强度 f = M/W =0.305×106/8496.0=35.90N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于450.0/150与10mm,满足要求!

六、对拉螺栓的计算

计算公式:
N < [N] = fA
其中 N —— 对拉螺栓所受的拉力；
　　 A —— 对拉螺栓有效面积 (mm2)；
　　 f —— 对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；
对拉螺栓的直径(mm): 14
对拉螺栓有效直径(mm): 12
对拉螺栓有效面积(mm2): A = 105.000
对拉螺栓最大容许拉力值(kN): [N] = 17.850
对拉螺栓所受的最大拉力(kN): N = 8.351
对拉螺栓强度验算满足要求!

三、技术保证措施
（1）浇筑墙体混凝土时应放慢浇筑速度，以减缓混凝土对模板的侧压力，减小支撑系统的荷载，从而避免模板体系位移引起的垂直度偏差。
（2）地锚与钢管的节点连接处，应在地锚之间设置连接杆，斜撑支设在连接杆上，每根连接杆斜撑支设不易超过3个。
（3）混凝土的浇筑过程中，施工员与木工应经常用吊锤检查模板的垂直度，以随时纠正模板偏差。
（4）为了方便施工和减小混凝土浇筑时的自落高度，每次浇筑混凝土时都要分层浇筑，每层浇筑高度为700mm左右，分六次浇筑，严禁一次浇筑过高。
四、安全注意事项
（1）现场作业人员必须戴安全帽、系下颌带；酒后严禁作业，操作现场严禁吸烟。
（2）人员应由基坑梯子处上下基坑，不得随意跳下和往下扔东西。
（3）电动工具必须做到一机一闸一保险，作业前检查其工作性能。
（4）振捣棒必须配备两人，一人引线，一人振捣，作业人员应穿好绝缘鞋，戴好绝缘手套。
（5）作业时应注意基坑情况，如有异常应迅速撤离并向上级汇报。
（6）夜间施工或在光线不足的地方施工时，应加设灯具，满足施工照明要求。

天盛建设工程有限公司
美展利研发大厦项目部
2014年9月15日
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