石家庄新客站东广场地下土建工程框架柱模板设计与施工

薛景辉

（中铁十八局集团第四工程有限公司 天津 300350）

石家庄新客站东广场地下土建工程框架柱模板设计与施工

薛景辉

（中铁十八局集团第四工程有限公司 天津 300350）

石家庄新客站东广场地下土建工程结构施工中部分区域属高大模板工程，设计高支模框架柱模板，并进行验算，计算结果表明设计方案是可行。工程实践表明所采用的模板方案和施工工艺是合理的，保证工程的顺利进行。

模版 框架柱 施工 地下工程

1 工程概况

本工程为二层地下室，为石家庄新客站广场及道路配套工程项目。地下一层建筑层高公共汽车停车库为5.60 m，商业为5.0 m，地下二层建筑层高出租车停车库为3.90 m，社会停车库为4.60 m，局部为一层地下室，层高9.625 m，采用钢筋混凝土现浇框架结构。本项目中间区域层高超过8 m，属高大模板工程［1］。图1中Z1至Z5板块为高支模区域。结构剖面图如图2所示。

图1 施工平面示意图

图2 东广场高支模区剖面图

2 框架柱模板方案设计

本工程柱截面尺寸为两种，边墙柱为1000×1000 mm，框架柱为900×900 mm，柱高度为9 625 mm，按最不利因素计算框架柱。框架柱模板采用方木+对拉螺栓+多层板。柱箍为φ48×3.5双钢管柱箍，最底一道距地面100 mm，向上间距400 mm设置。框架柱模板及支撑体系见图3所示。

3 框架柱模板检算［2-4］

3.1 荷载组合

图3 框架柱模板及支撑体系

计算基本参数如下：混凝土重度γc=24γckN/m3，新浇混凝土初凝时间t0= 6.67 h，外加剂影响修正系数β1=1，混凝土坍落度影响修正系数β2=1.15，混凝土浇筑速度V=2m/h，混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度H=7.825m，新浇混凝土对模板的侧压力标准值G4k= min｛0.22γct0β1β2v1/2，γcH｝=min｛0.22×24×6.67×1×1.15×21/2，24×7.825｝=min｛57.276，187.8｝=57.276kN/m2，倾倒混凝土时对垂直面模板荷载标准值Q3k=2kN/m2。

新浇混凝土对模板的侧压力标准值：

承载能力极限状态设计值：

正常使用极限状态设计值：S正=G4k=57.28 kN/m2。

3.2 面板检算

面板为覆面竹胶合板，面板厚度为15 mm，面板抗弯强度设计值［f］= 14.74 N/mm2，面板弹性模量E=8925 N/mm2，柱长短边小梁根数均为5，柱箍间距l1=400 mm。如图3（b）所示。

最不利受力状态如图4所示，按四等跨连续梁验算。

图4 面板计算简图

静载线荷载q1=0.9×1.35bG4k=0.9×1.35×0.4×57.28=27.84kN/m

活载线荷载q2=0.9×1.4×0.7bQ3k=0.9×1.4×0.7×0.4×2=0.71kN/m

Mmax=-0.107q1l2-0.121q2l2=-0.107×27.84×0.222-0.121×0.71×0.222=-0.16kN·m

σ=Mmax/W=0.16×106/（1/6×400×152）=10.34N/mm2≤［f］=14.74N/mm2，强度满足设计要求。

作用线荷载q=bS正=0.4×57.28=22.91kN/m

ν=0.632ql4/（100EI）=0.63×22.91×2254/（100×8925×（1/12×400×153））=0.37mm≤［ν］=l/400=225/400 =0.56mm，挠度满足设计要求。

3.3 小梁检算

小梁为矩形木楞，规格为45 mm×75 mm，截面惯性矩I=158.2 cm4，截面抵抗矩W=42.19 cm3，小梁抗弯强度设计值［f］= 15.44 N/mm2，小梁弹性模量E=9350 N/mm2，最低处柱箍离楼面距离为100 mm。如图3（a）所示。

计算简图如图5所示。

图5 小梁计算简图

小梁上作用线荷载q=bS承=0.22×71.36=16.06 kN/m，弯矩计算结果如图6所示。

图6 小梁弯矩图（kN·m）

Mmax=0.25kN·m

σ=Mmax/W=0.25×106/42.19×103=5.93N/mm2≤［f］=15.44N/mm2，强度满足设计要求。

小梁上作用线荷载q=bS正=0.22×57.28=12.89 kN/m，变形计算结构如图7所示。

图7 面板变形图（mm）

ν=0.11mm≤［ν］=1.5mm

挠度满足设计要求。

图8 柱箍计算简图

图9 柱箍弯矩图（kN·m）

图10 柱箍剪力图（kN）

3.4 柱箍检算

柱箍为φ48×3.5双钢管柱箍，柱箍截面惯性矩I=12.19cm4，柱箍截面抵抗矩W=5.08 cm3，柱箍抗弯强度设计值［f］= 205N/mm2，柱箍弹性模量E=206000N/mm2。如图3（a）所示。

长边计算简图如图8所示。弯矩计算结果如图9所示，剪力计算结果如图10所示，挠度计算结果如图11所示。

图11 长边柱箍变形图（mm）

Mmax=0.44kN·m，Nmax=9.74kN

M/Wn=0.44×106/（5.08×103）=86.46N/mm2≤［f］=205 N/mm2，强度满足设计要求。

ν1=0.19mm≤［ν］=l/400=1.35mm，挠度满足设计要求。

3.5 对拉螺栓验算

式中SOC团储为土壤团聚体有机碳储量，t/hm2；SOC团为土壤团聚体的有机碳含量，g/kg；W团为团聚体质量比例(W团=M团/M土；M团为团聚体质量；M土为土壤质量)；r为土壤容重，g/cm3；H为土壤厚度，cm。

对拉螺栓为M16，轴向拉力设计值Ntb=24.5 kN，扣件容许荷载为26 kN。

N=9.74×2=19.47kN≤Ntb=24.5 kN，满足设计要求。

N=9.74×2=19.47kN≤26kN，满足设计要求。

4 框架柱模板施工工艺

4.1 框架柱模板施工流程

放线预检→钢筋隐检→安装柱模→模板调节→检查柱模对角线及位移并纠正→自上而下安装柱箍→模板预检并进行垂直固定。

4.2 框架柱模板施工方法

（1）柱模在安装前，先在基础面上弹出纵横轴线和各断面四周边线。

（2）在柱筋四面外边，点焊φ12钢筋作柱面固定控制点，筋长等于柱断面尺寸，筋端头对准对齐柱四周边线。

（3）采用高压泵水喷枪，冲洗底板柱接触面，使之清洁干净，再予支模。

（4）组装柱模：将单片成型的柱模就位，试拼后加柱箍和支撑临时定位。然后对每片模板垂直度、平整度进行校验，最后紧固成型。

（5）同一柱列模板，在柱模顶中心拉通线，按通线校正中间部分的柱模。

（6）分段立柱支模完工后由专人检查，复核柱位、标高、垂直度、同一柱列直线情况和支撑加箍牢固情况。

4.3 框架柱模板拆除

（1）柱模拆除日期，取决于混凝土硬化的强度，各柱模板的用途，结构的性质和混凝土硬化时的气温。

（2）根据本工程柱混凝土标号及所处气温高低，混凝土在浇筑完成48小时后拆模。

（3）立柱拆模的顺序和方法，应遵循先支后拆，后支先拆，和自上而下的原则。

（4）拆柱模时，严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬，防止柱角掉损或柱面损伤。

（5）先拆除柱箍、对拉螺栓等连接和钢管支撑，再由上而下逐步拆除柱模。

（6）拆模时，操作人员应站立在安全处，现场有专人统一指挥，避免安全事故。

（7）拆下的柱模配件，严禁抛掷，要有人接应传递，按指定地点堆放，并做到及时清理、维修和涂刷好隔离油或模板漆，以备待用。

4.4 柱模制作与安装的质量要求

（1）柱模制作与安装应按《混凝土结构工程施工及验收规范》等有关规定，进行全面检查，验收合格后方能进行下一道工序。

（2）框架柱模板制作和安装必须符合施工设计的要求。

（3）各种连接件、支承件、加固配件必须安装牢固，无松动现象。

（4）各种预埋件、预留孔洞位置要准确，固定要牢固。

5 结语

随着建设工程规模的日益扩大和复杂，高大模板工程在建设项目中应用日趋广泛。为保证施工过程质量和安全，模板的设计和施工就非常重要，既要保证模板的力学要求，又要保证模板的形状、尺寸、位置、连接等要求。文章给出了石家庄新客站东广场地下土建工程高支模框架柱模板方案设计，验算结果表明模板方案设计是合理可行的。为进一步保证施工过程质量和安全，在高大模板工程施工过程中，工程建设各方责任主体要认真贯彻执行规范和有关规定，严格把好高大模板工程的安装、监测、检查、验收、拆除等环节，保证高大模板工程的施工安全。

［1］建质［2009］254号，建筑工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则［S］

［2］GB50010-2010，混凝土结构设计规范［S］

［3］GB 50009-2012，建筑结构荷载规范［S］

［4］GB 50017-2003，钢结构设计规范［S］

Design and Construction of the Frame Column Formwork for Civil Works Under the East Square of Shijiazhuang New Station

XUE Jing-hui
（No.4 Engineering Company of China Railway 18th Bureau Group Co.， Ltd Tianjin 300350 China）

The construction of civil works under the east square of Shijiazhuang New Station is high and large formwork engineering. The formwork of frame column was designed. By checking the strength and stiffness of formwork， the article verifies the feasibility of the design scheme. The project's practice shows that the formwork design and construction process are reasonable and has ensured the smooth practice of the project.

formwork frame column construction underground engineering

中国分类号：U442A

1673-1816（2016）02-0034-05

2015-11-18

薛景辉（1982-），男，河北庄藁城人，本科，工程师，研究方向施工技术与管理工。