某项目大体积混凝土支撑架方案对比分析
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摘 要：建筑工程施工中，脚手架支撑体系是主要环节之一。在大体积、大跨度、超高层等混凝土浇筑实施过程中，科学合理的选择支撑架方案对进度工期、成本造价均有较大影响。笔者结合某项目大体积混凝土施工时，对支撑架方案的选择做深入对比分析。
关键词：支撑架;施工;分析
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.096
1 工程概況
该大体积混凝土施工项目东西长约74m，分Ⅰ～Ⅶ轴7个轴线;南北方向总宽20m，分P1～P4共4个轴线。基础底板顶标高为-14.90m，基础底板以上结构，Ⅰ～Ⅱ轴和Ⅴ～Ⅶ轴为两层梁、板、柱框架结构，楼板顶标高分别为-9.05米层和-0.05m层;Ⅱ～Ⅴ轴间柱段从底板直接到大体积台板板底，其柱顶标高为3.815m，该处台板底标高为4.5m，台板支撑架高度为19.4m。该台板混凝土总方量约3000m?，模板面积约2700m?，钢筋约560t。
2 施工难点
2.1 支撑架高度大，属危险性较大施工项目
台板支撑架作为模板支撑体系，Ⅰ～Ⅱ轴及Ⅴ～Ⅶ轴立杆支撑在-0.05m层楼板上，Ⅱ～Ⅴ轴立杆支撑在-14.9m层底板上，5.95m高梁梁底支撑架高度为19.4m，4.5m高梁最大高度为23.2m。按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》[建质[2009]87号文]规定，台板底模支撑架属于危险性较大的工程分项，需要进行相应的专家论证，得到认证后方可执行。
2.2 平台梁高度大，支撑架单位面积荷载较大
平台梁最大高度为5.95m，每平方米支撑架荷载近24t（混凝土自重约15.5t，钢筋加预埋件自重约8t，考虑施工荷载等约0.4t）。
2.3 施工周期长
台板模板面积约2700平方，钢筋重量约560t，还包括埋件、地脚螺栓套管等施工安装，预计施工周期约持续5个月，混凝土浇筑完后还需进行大体积混凝土养护，其养护时间约35天左右。即从台板底模开始拼装到混凝土养护结束，时间需要持续约6个月。
2.4 台板离周边距离较大，支撑架材料吊装就位困难
因基础坐落在深基坑内，立于坑边的塔机距离台板较远，塔机臂杆无法完全覆盖，且塔机末端吊装重量约为3吨，吊装支撑架受限。
3 施工方案及支撑架用量
3.1 采用扣件脚手架支撑方案
3.1.1 架体设置
台板梁底模板支撑采用扣件式满堂支撑架。模板支撑体系的结构层次为，18mm厚覆面木胶合板+15mm厚模板加劲板为底模，底模下次楞为100×100方木@200mm，沿梁方向纵向布置，I10工字钢作为主楞，主楞间距按照支撑架立杆纵向间距设置，主楞由脚手架立杆顶部可调托座支撑，每个可调托撑内放置1根主楞，支撑架钢管采用Φ48.3×3.6镀锌钢管。
3.1.2 梁底支撑架主要材料统计
钢管1100吨，扣件30万个，型钢43吨。
3.2 采用钢结构支撑架方案
3.2.1 架体设置
Ⅱ～Ⅴ轴梁底模板支撑采用型钢支撑架。Ⅱ轴台板梁截面尺寸为2960×4950mm，梁底采用18厚覆面木胶合板+15厚模板加劲板为底模，底模下背楞为100×100方木@200，沿梁纵向布置，I14工字钢@350作为次梁，横向布置，次梁下设置3根HM588×300×12×20型钢主梁，主梁横向间距1350mm，中间主梁居梁中布置，每根主梁下设置5根HW400×400×13×21型钢立柱支撑，立柱沿梁纵向间距4800mm。中间排立柱支撑在+1.00m层结构梁上，最大高度为3.67m。靠Ⅰ轴侧的立柱支撑在-0.05m层楼板上，最大高度为4.72m。靠Ⅲ轴侧的立柱支撑在-14.9m底板上，最大高度为19.57m。
Ⅲ、Ⅳ轴台板梁截面尺寸为2036×5950mm，梁底采用18厚覆面木胶合板+15厚模板加劲板为底模，底模下背楞为100×100方木@200，沿梁纵向布置，I14工字钢@350作为次梁，横向布置，次梁下设置3根HM588×300×12×20型钢主梁，主梁横向间距900mm，中间主梁居梁中布置，每根主梁下设置5根HW400×400×13×21型钢立柱支撑，立柱沿梁纵向间距4800mm。立柱支撑在-14.9m层底板上，最大高度为18.57m。
Ⅱ轴台板梁截面尺寸为2847×5950mm，梁底采用18厚覆面木胶合板+15厚模板加劲板为底模，底模下背楞为100×100方木@200，沿梁纵向布置，I14工字钢@350作为次梁，横向布置，次梁下设置3根HM588×300×12×20型钢主梁，主梁横向间距1250mm，中间主梁居梁中布置，每根主梁下设置5根HW400×400×13×21型钢立柱支撑，立柱沿梁纵向间距4800mm。中间排立柱支撑在+1.00m层结构梁上，最大高度为2.67m。靠Ⅵ轴侧的立柱支撑在-0.05m层楼板上，最大高度为3.72m。靠Ⅳ轴侧的立柱支撑在-14.9m底板上，最大高度为18.57m。
Ⅱ～Ⅴ轴纵向台板梁（即P1、P4轴）两端结构高度4150mm，梁底模板采用18厚覆面木胶合板+15厚模板加劲板，底模下背楞为100×100方木@200，沿梁纵向布置，I14工字钢@350作为次梁，横向布置，次梁下设置3根HM588×300×12×20型钢主梁，主梁横向间距1200mm，中间主梁居梁中布置，每根主梁下设置3根HW400×400×13×21型钢立柱支撑，立柱沿梁纵向间距4800mm，立柱支撑在-14.9m底板上，最大高度为20.24m。台板梁跨中段结构高度2150mm，梁底模板采用18厚覆面木胶合板+15厚模板加劲板，底模下背楞为100×100方木@200，沿梁纵向布置，I14工字钢@350作为次梁，横向布置，次梁下设置3根HM294×200×8×12型钢主梁，主梁横向间距1200mm，每根主梁两端设置两根Φ159×7钢管立柱支撑，立柱沿梁纵向间距2600mm，立柱支撑在端跨梁底支撑主梁上，立柱高度为1800mm。 Ⅱ～Ⅴ轴横向结构梁之间各设置一排（3根）HW400×400×13×21型钢立柱。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ轴横向结构梁下支撑钢柱自下而上间隔4.5m设置一层柱间支撑，水平支撑采用[14a槽钢，斜向支撑采用Φ108×4.5钢管。钢柱连接板δ=10mm，焊缝高度8mm，Ⅱ～Ⅴ轴纵向台板梁下柱间支撑采用Φ108×4.5钢管，Ⅱ、Ⅴ轴梁侧支撑在底板上的立柱与-9.05m层及-0.05m层混凝土结构采用[20a槽钢连接。
3.2.2 梁底支撑架主要材料统计
型钢约580吨，钢管约330吨，扣件约5万个。
3.3 采用承插型盘扣式钢管支撑架
3.3.1 架体设置
（1）台板以下模板支撑架Ⅰ～Ⅱ轴线、Ⅴ～Ⅶ轴线在-0.05m层楼板上搭设盘扣支架;盘扣支架搭设时，-9.05m支撑架及-0.05m支撑架不拆除，直到10.45m层梁板浇筑完毕并达到施工设计强度（本部分需核算梁板承载能力，若承载力满足要求，不需加固）。
（2）Ⅱ～Ⅴ轴部分只有框架柱无楼板，台板模板支撑架需在-14.90m开始搭设;采用60系列盘销式支撑架：
本工程模板为：18mm覆膜多层板;次龙骨：140铝梁;主龙骨：185铝梁。
3.3.2 梁底支撑架主要材料统计
架管约550吨，主次铝梁约30吨，钢管扣件约20吨。
4 施工方案对比分析评价
4.1 技术方案可实施性评价
4.1.1 扣件脚手架支撑架方案
该方案在Ⅱ～Ⅴ轴间，布置扣件式脚手架间距，横梁下立杆间距为300㎜×300㎜，纵梁下立桿间距为300㎜×400㎜，由于最大高度达到23m左右，根据规范JGJ130要求，支撑架还需设置4道水平剪刀撑和若干道纵横向剪刀撑，施工困难，分层验收困难，可操作性差。
搭设脚手架重量达到1100t，搭设周期长，根据现场施工效率统计，对工期可操作性差。
4.1.2 型钢支撑架方案
型钢支撑方案结构稳定，安全可靠，但为了减少高空作业和提高支撑架制作质量，需提前预制，预制加工后，其支架单元重量较重，同时，台板离基坑边缘距离较大，超过30m距离，在吊装支撑架时，需采用130t以上吊车。
型钢支撑架约580t结构，其现场制作约需要2个月时间，支撑架组装时间约需1个月时间。本方案具有一定可操作性，但需要大型吊车配合施工，尤其安装阶段，需要200t/240t吊车配合施工。
4.1.3 采用盘扣式支撑架方案
该技术方案经验算，其受力和稳定性可行，可操作性强，总重量约需脚手架管550t，铝梁约30t，其可预先拼装和现场安装相结合，组装成格构式框架重量轻，塔吊配合施工可行，方案可操作性较强。
根据行业平均使用效率统计数据，其搭设效率为扣件脚手架支撑架的2倍以上，因此，按照该工作量计算，搭设该支撑架约需工期40天。
4.2 施工方案经济性分析评价
经计算，采用扣件脚手架支撑架方案需要费用约1100万元;采用型钢支撑架方案需要费用约880万元;采用盘扣式支撑架方案需要费用约350万元。
5 结束语
通过方案对比分析，采用盘扣式支撑架方案在进度工期、成本造价方面有较大优势，且搭拆方便，具备推广价值。
参考文献：
[1]王冬云.某工程脚手架施工方案分析[J].无线互联科技，2014（12）：85.
[2]王雍涛.盘扣式脚手架在建筑工程施工中的应用[J].居舍，2018（20）：39+7.
作者简介：张太磊（1981-），男，山东莱西人，本科，工程师，副主任，主要研究方向：核电建设成本管理及商务合同管理，主要从事各类火力发电工程及压水堆核电工程的技术及经营管理工作。
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