无支护边坡上模板支撑体系的施工

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【摘要】介绍了在原施工的基坑边坡无支护的情况下，以保证施工安全和经济为前提，利用钢管脚手架进行支护，在边坡和坡顶进行结构模板支撑体系施工的处理方法。

【关键词】无支护边坡稳定性验算边坡支护架体构造缩短工期

淄博游泳跳水馆工程部分地上结构落于地下室以外基坑施工时未对边坡进行支护，为缩短工期，采用从基坑和边坡上直接搭设脚手架的方案进行此部位结构的施工。由于边坡上增加了荷载，对边坡稳定性进行了验算，并采用钢管脚手架进行支护。本方案用较小的投入，保证了工程的安全并取得了较大程度上工期的节约。

1工程概况

淄博市体育中心游泳跳水馆工程位于淄博市张店区，建成后将作为淄博市举办2010年山东省第十一届运动会的主要场馆。游泳跳水馆平面轮廓为近似椭圆形，框架剪力墙结构，地下1层，地上3层。建筑物东西向最大尺寸为165m，南北向最大尺寸为91.2m。本工程总建筑面积25800平方米，2450座。

我部进场时，土方开挖及边坡施工已接近尾声，基坑最大挖深7.0m，边坡按照三级基坑设计，采用二级自然放坡（1：0.5），没考虑边坡的支护，仅在边坡表面进行了混凝土喷护处理。

2重点、难点分析

根据现场情况，边坡上主体结构施工有两种方案，具体如下。

方案一：地下室结构施工完毕后，进行室外回填，然后施工地上结构。施工流程：地下室结构外墙防水室外回填支撑体系搭设一层结构。优点：地上结构模板支撑体系的安全系数高。缺点：防水和回填占用关键路线，影响总体施工进度。

方案二：从基坑及边坡上直接搭设一层结构支撑体系。施工流程：坑底处理支撑体系搭设地上结构架体拆除外墙防水室外回填。优点：外墙防水及室外回填不单独占用工期，加快总体施工进度。缺点：对边坡及支撑体系安全要求高，需进行详细的设计计算，并对边坡进行支护。

由上述可知，按照常规的施工方案（方案一），虽然整体安全有保证，但防水和室外回填占用较长的工期（约25天），影响施工进度，从而提高了总体施工成本；采用方案二，可有效的加快施工进度，经详细可靠的设计计算后，能保证整体的安全性，虽然要对边坡进行支护，但支护成本远小于工期延长增加的成本。

因此，本工程最终确认采用第二种方案进行施工。

3施工方案

采取方案二进行施工涉及到边坡的稳定性，为保证整个体系的安全，需对边坡支护进行设计计算和复核。

3.1支撑体系参数设定

1坡顶支撑体系

架体高度约为6.4m。板底立杆间距1000×1000，横杆步距1600。梁底立杆间距500×1000，横杆步距1600。

2基坑及边坡上支撑体系

架体高度8m～12m。板底立杆间距1000mm×1000mm，横杆步距1600mm。梁底立杆间距500mm×1000mm，横杆步距1600mm。考虑利用横向横杆对边坡进行支护，在每步横杆居中加设一道横向横杆，所有横向横杆均与地下室外墙和边坡顶紧。

3.2边坡稳定性验算

1、边坡承受荷载设计值

1）坡顶

架体自重标准值：每米高架体0.18KN/m2，6.4m高架体自重1.15KN/m2

架体自重设计值：1.2×1.15=1.38KN/m2

结构、模板自重及施工荷载设计值：7.48 KN/m2

坡顶承受荷载设计值为：1.38+7.48=8.86 KN/m2

荷载通过架体立杆和立杆下脚手板传至坡顶地面，立杆间距为1m，脚手板宽度按0.3m计，脚手板板底均布荷载为29.53 KN/m2。当量土方厚度为29.53/19.0=1.55m。

2）边坡

作用在边坡上的架体高度在6.4m～12m之间，为简化计算，偏于安全考虑，按架体平均高度10m计算，架体自重1.8 KN/m2

架体自重设计值：1.2×1.8=2.16KN/m2

结构、模板自重及施工荷载设计值：7.48 KN/m2

边坡承受荷载设计值为：2.16+7.48=9.64KN/m2

边坡上架体立杆间距为1000mm，脚手板宽度按0.3m计，脚手板板底均布荷载为9.64×1.0/0.3=32.13 KN/m2。当量土方厚度为32.13/19.0=1.60m。

2 、边坡稳定性计算

本工程基坑施工设计时按基坑边坡安全等级三级考虑（边坡重要性系数0.90，边坡稳定安全系数最小值1.1），边坡无外加荷载，但采用现方案要对坡顶及边坡施

加荷载，基坑安全等级相应调整为一级（边坡重要性系数1.10，边坡稳定安全系数最小值1.3）。需要对边坡稳定性重新验算。

现场在基础地梁施工时，坡底已回填3：7灰土至标高-5.8m处，实际基坑深度约为5.4m，叠加上部荷载最大土方当量厚度1.60m，基坑稳定性验算实际深度为7.00m。

将上述参数代入PKPM计算软件复核，结果为边坡稳定安全系数为1.258

3.3支撑体系构造

1模板支撑体系构造

板底立杆间距1000mm×1000mm，横杆步距1600mm，距地200mm设纵横向扫地杆，每道框架梁下加设一道立杆（即梁底立杆间距500mm×1000mm）并设置纵向剪刀撑，中间每隔4m立杆设置一道剪刀撑，与地面夹角45。，由底到顶连续设置。两端与中间每隔4m立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。所有立杆下均穿“铁鞋”，下铺50mm厚、长度不小于2m的木脚手板。

2边坡支护体系构造

在基坑高度范围内与边坡垂直方向设置水平支撑，间距1600mm，与架体横杆间隔布置。立杆底端贴木脚手板设置斜向连接杆，并设置斜撑，斜撑与立杆下端用扣件可靠连接，防止立杆在斜面上滑移而使架体失稳，并使荷载得到有效传递。基坑高度范围内的所有横向横杆、水平支撑和斜撑必须与地下室外墙和边坡顶紧，杆件两端设置脚手板。 边坡上满铺彩条布，以防止边坡在原有喷护砼受损坏后受雨水冲刷破坏。

经验算，上述支护体系完全能满足对基坑边坡的支护要求。在正式施工前，本方案按照有关要求进行了专家论证，并顺利通过。

3施工要求

1）钢管采用符合国家标准的φ48×3.5mm钢管，扣件采用可锻铸铁制作的扣件。每根钢管最大重量不超过25KG。进场时由技术负责人会同材料员、质检员、安全员共同进行验收。

2）钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道，钢管的壁厚、外径等的偏差应复核规范规定。钢管上严禁打孔。

3）扣件在螺栓拧紧力矩达65Nm时，不得发生破坏。有裂缝、变形的扣件严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。

4）基坑原有排水沟保留，以便于基坑内的雨、污水及时排出。

5）高大架体立杆不允许搭接接长，应用对接，保证传力直接可靠。相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内，宜>500mm。

6）扣件螺栓拧紧扭力矩不应小于40Nm，且不应大于65 Nm。

7）在主节点处固定纵横向水平杆、剪刀撑斜撑等的扣件中心点的相互距离不应大于150mm。各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。对接扣件开口应朝上或朝内。

8）架体搭设前，项目经理应会同技术负责人对交底、地基基础、架体材料、操作人员资质等进行复核，复核要求方可正式施工。

9）架体搭设和使用过程中，安排专人不间断进行巡视检查，重点检查项目如下：

架体的构造是否符合要求；

地基是否积水，底座是否松动，立杆是否悬空；

扣件螺栓是否松动；

安全防护措施是否符合要求等。

10）架体搭设完毕后，技术负责人应组织相关人员架体搭设质量进行验收，满足要求方能进行下道工序的施工。遇到六级以上大风或大雨后，项目部应及时组织对架体进行检查，发现问题及时纠正。

4结束语

本工程现已结构封顶，在整个施工过程中没有发生异常情况，并且支撑体系和边坡没有明显变形，砼构件完全满足验收规范对平整度、垂直度等的要求，达到了预期的效果。

采用本施工方案，主体结构施工工期缩短25天，取得了很好的经济效益，并为类似工程提供了很好的借鉴。