水利灌区渡槽基于钢管脚手架高大支模施工

杨尚诚，王泓智

（江西精诺检测有限公司，南昌 330201）

0 引 言

水利灌区渡槽规模大，高度大，常规模板施工技术模板利用率比较低，施工速度慢。而高大支模施工技术具有模板规模大、施工速度快、模板利用率高等优势，可满足渡槽大体积混凝土浇筑的要求。但高大支模施工对质量和安全的要求比较高，需要借助钢管脚手架才能为高大支模各道工序的顺利开展提供良好的条件，提升高大支模的稳定性，保障水利灌区渡槽施工质量。

1 工程概述

白云山灌区位于江西省吉安市赣江中游东岸，是江西省商品粮产地之一，其地理位置为N26° 40′ ~27° 05′，E115° 03′ ~ 115° 15′，灌区范围东起富田山地，西至赣江边，南以仙槎水为界，北临乌江。东西长25km，南北宽 51km，总面积 993km2，主要解决吉安市青原区天玉、富田、新圩、值夏、文陂、河东、富滩，泰和县万合、苑前、灌溪、垦殖场的引水灌溉。

2 水利灌区渡槽高大支模设计

本工程肖家渡槽最大支模高度排架为11.20m（预制槽身），源头渡槽最大支模高度为9.80m（现浇槽身），渡槽结构形式比较复杂，为满足渡槽施工要求，高模板支承体系，用φ48×3.5mm的钢管搭建满堂脚手架，步长选取1500mm，梁底木方小楞50mm×100mm，间隔200mm。在渡槽的两端，竖向支撑柱的间距为0.9m。在槽底布置两列立杆，其跨向间隔为450mm。在渡槽施工中，两边的立杆与高支模板的横杆用双扣件连接，形成了一个稳固的框架。扫地杆到底面的间距是200mm，顶托螺杆从顶部钢管中伸出的长度不超过200mm，但也不能＜100mm，沿着渡槽跨度放线，在梁两侧立柱下布设剪刀撑。本工程渡槽高大支模搭设参数如表1所示。

表1 模板搭设参数表（源头现浇渡槽）

3 基于钢管脚手架的高大支模施工

3.1 渡槽搭设

案例工程渡槽由18mm厚的双胶合板和小木方次楞共同组成，并通过U型支架和钢管支架相互结合的方法进行加固，为保证整个渡槽结构的稳定性，方便后期施工，顶部螺杆要能够伸出钢管顶部至少100mm，但不能超过200mm。并在距离地面高度约200mm的位置，布设一道高强度扫地杆，在立杆底部设置边长为15cm的垫板，立杆90×90mm，间距1.5m，以提升稳定性，控制好沉降和变形问题。并于渡槽上部、中部、下部布设上横向剪刀撑，控制剪刀撑斜杆和水平面之间的夹角在45°左右，且在两相邻剪刀撑间布设“之”字支撑，以进一步提升渡槽的稳定性和牢固性[1]。架体与现浇筑柱体应牢固地连接在一起，并保持稳定。能够抵抗各种外力和负载，以确保结构的稳定性和安全性。同时，梁板下的立杆应按照要求纵横成排，形成有序的支撑体系。横杆应该贯通整个支承体系，形成稳定的支撑框架，确保施工过程的安全性和可靠性。板下支承中所有的横筋都应该延伸至梁下，并与梁下横筋或立筋相连接以便更好的传递各种负载和力量，确保支承体系的整体稳定性。这种连接方式能够有效地提高支承体系的承载能力，防止结构变形和破坏。

3.2 立杆施工

为保证基于钢管脚手架的高大支模施工质量，和整体结构的稳定性，必须在合适的位置布设上强度和质量达标的纵向和横向扫地杆，扫地杆通过直角扣件和钢管脚手架连接到一起，为了满足施工安全的要求，本工程则在立杆施工中，将高出的纵扫杆向下延伸两跨，并将其牢固地固定在立杆上。确保高低差不超过1m，从而保证支撑的稳定性和安全性。在固定纵扫杆的过程中，对立杆的使用也需要进行严格的规范。立杆应该采用对接连接方式，并且接头的位置不应该设在同一直线上。同时要将在同一直线上间隔一条竖杆的两接头紧密连接一起，控制高度方向上的间隔≥500mm，控制各接头中心与柱节点的距离在1/3的步长[2]。这种连接方式可以保证立杆的稳定性和承重能力，避免出现安全隐患。此外，钢管立柱垂直度的误差应不超过支架高度的1/300，并且应在50mm内。每个柱子的底面都要有一个基座和一个衬垫，衬垫的厚度不能低于50mm。立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求：

地基承载力设计值:

其中，地基承载力标准值：fgk= 120 kPa ；

脚手架地基承载力调整系数：kc= 1 ；

立杆基础底面的平均压力：

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

基础底面面积 ：A = 0.25 m2。

p=68.66 ≤fg=120 kPa ，地基承载力满足要求。

3.3 纵向水平杆和剪刀撑施工

为确保纵向水平杆的稳定性和承载能力，接长时最好使用对接扣件进行连接。在对接扣件的使用上，应注意将它们的位置错开，以避免相邻纵杆的连接部位在同一跨距内或同步。对于不同步长和不同跨长的两个相邻节段，也需要使用对接扣件进行连接，以确保结构的稳定性和承载能力。其横向相交间距不能＜500mm，节段中心到最近的主结点的间距不能超过1/3的纵向间距[3]。搭接长度不得＜1m，并以等间距布置3个转动扣件进行固定，扣件的端面与搭接纵向水平的杆端之间的距离不得＜100mm。用抱箍将每排立杆纵向水平拉杆的两端进行严密扣接；延伸横向水平拉杆进入次梁；并将板底支撑立杆与其水平拉杆紧密扣接，本工程支撑体系和竖向结构相连如图1所示。

图1 支撑体系和竖向结构相连图

满堂模板支架的立面需要设置支架立杆，并应于纵向立杆之上设置纵向剪刀支撑，每个立面设置的剪刀支撑数量不得少于两个。特别注意在支撑主梁的部位，应增加一道剪刀支撑。工程剪刀撑跨越立杆的最多根数如表2所示。

表2 剪刀撑跨越立杆的最多根数

3.4 扣件支撑地基施工

对于连接紧固件的开孔，应确保其位于上方或内部，这样可以使得紧固件在受力时能够更加稳定，也可以避免一些潜在的安全隐患。同时，在安装扣件螺栓时，应尽可能朝向相同方向，以保证受力均匀，提高紧固效果。紧固螺栓时，扭矩应控制在45~60N·m之间，以使螺栓紧固的力度适中，达到紧固效果。主节点处，纵横向水平杆、横向斜撑、剪刀撑等使用的直角扣件与旋转扣件的中心点的间距控制在不超150mm，以保证这些扣件在受力时能够保持稳定，并且可以有效地降低因受力不均而产生的安全隐患。此外，防滑固定件之间必须牢固拧紧，且不会发生滑动或脱落的情况。在安装完成后，应由专职的技术人员进行核查、确认。为保证立杆基础承载力，立杆底部应设≥150mm×150mm的垫板，保证架体不下沉[4]。

3.5 其他施工细节的控制

泵送管道不能挂在整个脚手架上，只能依附柱身另搭设支撑架，在浇筑混凝土之前，为了保证以后的浇注安全，需要在模架上加荷。保证竖向、横向钢筋在《扣件式脚手架规范》中所规定的范围内。立杆支撑务必垂直，禁止错接，立杆的承重必须贯通，严禁将立杆的载荷传给横杆，横杆的载荷又传给立杆（确保载荷清晰）[5]。支承应做到水平垂直，呈一字排开，以确保横向拉杆和纵向拉杆之间可以用紧固件相连。阴阳角处要用木框对齐，以确保线条平滑和避免在现场产生膨胀。支承系统采用已经浇注好的钢筋网，采用刚性连接，张紧顶固，保证支承系统的稳定性。柱与满堂架连接大样图如图2所示。

图2 柱与满堂架连接大样图

顶托支座位置应将两个钢管并列在一起，进行荷载传递。顶托支撑的插入长度要以确保顶托支撑的稳定性和不会出现错位为原则，通常突出的长度不会超过总长度的1/3。在可调节支架的底座上，在立柱的顶端，要在垂直向和横向各布置一根水平拉杆。在符合模板设计的水平拉杆步距要求下，应均分扫地杆与顶部水平拉杆的间距以确定步距，并在每一步距处，各设纵横向一道水平拉杆。最后，确保所有的横向拉杆的末端务必与周围的建筑紧固在一起[6]。当没有支撑的地方时，在横向拉杆的两端及中间部位，在垂直方向上布置一条连续的剪力梁。若支架立柱的高度超过5m时，需在立柱的外侧四周及中间有结构柱的部位，依照竖向间距2~3m、水平间距6~9m的原则，与建筑结构设置一个固定节点。

4 结 语

综上，结合实际案例，分析了水利灌区渡槽基于钢管脚手架的高大支模施工，结果表明，白云山灌区渡槽结构复杂，规模大，常规模板施工技术难以满足渡槽快速施工和高质量施工的要求。经做好渡槽搭设、立杆及纵向水平杆和剪刀撑施工、扣件支撑地基等施工要点，并做好各道工序的有序衔接，确保了水利灌区渡槽钢管脚手架高大支模施工的稳定性，有效满足水利灌区渡槽规模大、施工安全等要求，从而保证水利灌区渡槽施工质量。