完整版独立柱施工方案.docx

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完整版独立柱施工方案

1、编制依据

本方案依据以下几项编制：

1、深圳市机场（集团）有限公司工程量清单及施工图纸；

2、深圳机场亚太转运中心施工合同；

3、深圳机场亚太转运中心施工组织设计；

4、国家及地方标准规范：

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

图集03G101-1（修正版）

国家及地方其他规范；

5、现场实际情况。

2、工程概况

2.1主要工程概况

本工程位于深圳机场，建筑面积约5万平米，作业区312米（1轴-14轴）×144.8米（A轴-F轴）。

结构形式为钢筋混凝土柱钢结构屋面。

作业区主要柱距24.4m×24m及32m×24m。

最大柱高13.23米（承台面至设计柱顶标高）。

2.2主要工程量

本工程柱分为中间区域独立柱和边柱两大类。

根据柱平面图及详图，柱总数140根，其中中柱56根，边柱84根。

钢筋总量约122吨。

混凝土用量745方

柱具体参数详见下表（承台面标高-0.5m）：

序号

类别

柱号

截面尺寸

柱顶标高

柱高

单个砼量

根数

备注

1

中柱

Z3

800×800

11.28

11.78

7.54

4

中柱合计56根

2

Z4

800×800

11.28

11.78

7.54

20

3

Z4a

800×800

11.28

11.78

7.54

2

4

Z5

800×800

12.73

13.23

8.47

8

5

Z6

800×800

12.73

13.23

8.47

20

6

Z6a

800×800

12.73

13.23

8.47

2

7

边柱

Z-1J

400×700

11.98

12.48

3.49

6

边柱合计84

8

Z-1

400×700

11.98

12.48

3.49

42

9

Z-2

400×700

11.98

12.48

3.49

8

10

Z-2a

400×700

11.98

12.48

3.49

6

11

Z-2b

400×700

11.98

12.48

3.49

10

12

SQZ1-1~7

400×700

屋面梁下弦标高-150mm

11

13

SQZ14-a

400×700

1

合计

140

柱钢筋用量详见下表：

序号

级别

直径

用量（t）

备注

1

HRB400

28

51.4

2

25

22.3

3

22

15.6

4

20

6

5

12

3.3

6

HPB235

8

22.6

7

6

0.4

8

10

0.2

合计

121.8

3、施工部署

3.1总体部署

根据总进度计划，独立柱施工由1轴向14轴，按1-4轴、4-7轴、7-11轴、11-14轴四个施工段流水，承台基础梁施工时预留柱插筋，备后续柱施工。

由于本工程柱主要分为两种规格，中间柱800×800和边柱400×700，中间柱采用钢模，一次性安装模板到位，一次性浇筑混凝土；边柱由于预埋件较多，采用木模，分两次安装模板，分两次浇筑混凝土（第一次浇筑至承台面以上7米）。

主要流程详见下图：

3.2进度控制

根据总进度计划要求，作业区混凝土中柱施工总工期为58天，按1轴到14轴流水作业，每条轴线为一个施工段。

边柱沿A轴（F轴）从1轴到14轴施工。

3.3机械配置

本工程独立柱施工机具设备详见下表：

序号

名称

规格型号

单位

数量

备注

1

吊车

15t

台

2

2

钢筋切割机

GD40

台

2

3

钢筋弯曲机

GW-40

台

2

4

钢筋调直机

BC-3

台

1

5

套丝机

GHG32

台

2

6

振捣棒

50

台

10

7

电焊机

BX3-315

台

8

3.4劳动力安排

序号

工种

人数

备注

1

架子工

15

2

钢筋工

20

3

钢模安装工

20

4

电焊工

5

5

木工

20

6

混凝土工

10

7

杂工

10

4、施工方法

4.1准备工作

1、基础承台施工完毕；

2、现场道路通畅；

3、模板架体等材料机具及劳动力准备；

4、厂家供应商准备；

5、熟悉图纸，尤其对特殊部位处理。

4.2测量控制

1、轴线测设。

利用建设单位提供的控制点将各轴线采用极坐标法全部予以定位，各控制轴线，设置控制点，并用混凝土作好保护。

钉好龙门桩，在龙门桩上标出各轴线。

2、柱轴线投测。

将基础垫层清扫干净，利用地面上的轴线控制网进行部分轴线的投测。

将仪器架设在控制桩位上，把控制轴线投测到作业面上，经检查无误，然后以控制线为基准，以设计图纸为依据，放样出其他轴线和柱边线等细部尺寸线。

放线尺寸允许偏差如下表所示：

主轴线间距L（m）

允许偏差（mm）

L≤30

±5

30＜L≤60

±10

60＜L≤90

±15

L＞90

±20

注：

轴线的对角线尺寸的允许偏差应为边长偏差的20.5倍；外廓轴线夹角的允许偏差应为±1″。

3、高程控制点的联测。

在向场内引测标高时，首先联测地面标高控制点，经联测确认无误后，方可向场内引测所需的标高。

4.3操作架施工

4.4.1架体搭设

由于本工程独立柱较高，需搭设三排灯笼架。

灯笼架采用普通48钢管，地面平整压实，铺设木方或模板，立杆距离柱边500开始设置第一排，沿柱边方向600设置，第一排立杆分别向外1000、2000形成第二排、第三排，立杆间由水平杆连接，水平杆离地200设置第一道，以上每道间距1800纵横向拉通，外侧设置45度剪刀撑。

于柱顶标高以上500设置1.2m操作平台。

本架体为操作架，与模板支撑系统分开。

在第一二排立杆间设置上下马道。

具体剖面图如下（其他细部详见安全保证措施5.1章节）：

4.4.2架体拆除

1、拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上、下同时作业。

2、必须严格遵守拆除顺序，由上而下，先绑者后拆，后绑者先拆，一般是先拆安全网、栏杆，脚手板，剪刀撑，而后手拆小横杆，大横杆，立杆等。

3、拆除前应使用警戒带将拆除区域5米范围内围护，并安排专人看守，不得让行人通过。

有专人指挥，上呼下应，左右协作，当拧开与另一人有关的扣件时，应提醒对方。

拆除的材料必须用麻绳绑紧下放，不允许乱抛乱丢。

5、拆除作业时的高空作业人员，必须戴好安全帽，系好安全带，扎裹腿，穿软底鞋。

4.4钢筋施工

4.4.1现场钢筋用量情况

序号

级别

直径

用量（t）

备注

1

HRB400

28

51.4

2

25

22.3

3

22

15.6

4

20

6

5

12

3.3

6

HPB235

8

22.6

7

6

0.4

8

10

0.2

合计

121.8

4.4.2材料准备

1、钢筋进场必须有合格证，进场前通知监理单位进场日期、数量、炉号、批次等数量，进场后按要求抽样送检，检测合格后方可加工使用。

进场钢筋应无老锈及油污，当加工过程中发生脆断等特殊情况，还需作化学成分检验。

2、铁丝可采用20～22号铁丝（火烧丝）或镀锌铁丝（铅丝）。

铁丝的切断长度要满足使用要求。

3、控制混凝土保护层用的砂浆垫块、塑料卡、各种挂钩或撑杆等准备。

4、操作工具：

钢筋钩子、撬棍、扳子、绑扎架、钢丝刷子、手推车、粉笔、尺子等。

4.4.3作业条件

1、按施工现场平面图规定的位置，将钢筋堆放场地进行清理、平整。

准备好垫木，按钢筋绑扎顺序分类堆放，并将锈蚀进行清理。

2、核对钢筋的级别，型号、形状、尺寸及数量是否与设计图纸及加工配料单相同。

3、当施工现场地下水位较高时，必须有排水及降水措施。

4、熟悉图纸，确定钢筋穿插就位顺序，并与有关工种作好配合工作，如支模、管线、防水施工与绑扎钢筋的关系，确定施工方法，作好技术交底工作。

4.4.4施工工艺

钢筋加工→ 运至使用部位 → 连接预留筋 → 绑扎箍筋

1、按照图纸要求，对钢筋进行下料，料单通过审核后开始对钢筋加工；

2、按照柱需要将加工完成的钢筋做好编号，统一运送至使用部位；

3、连接受力钢筋，因为受力钢筋多为25以上，采用直螺纹套筒连接。

4、根据图纸，上部柱插筋应在承台绑扎同时预留，并按照图集要求设置预留长度并满足接头错开；

4.4.5连接方式

直径22及以下的钢筋采用搭接，直径25及以上的钢筋采用直螺纹套筒连接（套筒连接时露出套筒不超过2个丝）。

钢筋锚固搭接长度按照03G101图集及图纸详图施工；

4.4.6保护层厚度

根据设计总说明保护层厚度详见下表

部位

保护层厚度mm

部位

保护层厚度mm

基础（下层）

50（有垫层）

梁（地上）

25

承台（下层）

100（有垫层）

地上各层楼板（室内）

15

柱（地下）

35

屋面

20

柱（地上）

30

雨棚

20

梁（地下）

35

备注：

除以上注明外，其余部位均根据图集03G101-1（修正版）页33确定

4.5模板施工

4.5.1准备工作

1、钢筋绑扎完成，并通过监理验收；

2、钢结构及其他专业预埋工作完毕并通过验收；

3、按照广东省统一用表要求完成工序交接记录；

4、材料准备、劳动力准备等。

4.5.2模板配备

由于本工程工期紧，中间区域独立柱一次浇筑，采用钢模；由于边柱预埋件较多，采用木模。

根据场地布置各柱分布特点制作钢模4套，木模14套进行流水施工。

4.5.3材料要求

钢模由厂家制作完成。

钢管：

立杆、大小横杆均采用￠48钢管，壁厚3.5mm，材质应符合规范要弯曲、变形、锈蚀钢管或已被打过孔眼的钢管不得使用。

扣件：

所使用的扣件应符合规范要求，扣件抗滑移能力［F］≥8KN

模板：

选用优质18厚胶合板

木枋：

采用50*100松木枋

螺栓：

￠12螺栓

所有材料如需送检，均按国家及深圳市要求进行送检，送检合格后方可使用。

4.5.4中间独立柱钢模板

承台浇筑完毕后在承台上将柱边线弹线，钉压脚模板条以固定柱模底部。

待钢筋绑扎完毕后开始支设侧模。

中柱（独立柱）采用4mm厚企口式定型钢模，板间采用母子企口衔接，用M12螺栓连接成一体。

模板安装一次成型。

承台面以上6m、11m两处在柱四侧设置钢丝绳揽风。

揽风绳采用直径为10的钢丝绳，在距离柱边4m、7m的位置夯压双排壁厚3.5的Φ48钢管地锚，地锚钢管入土深度不小于1m。

风缆用手动葫芦调节风缆的松紧。

具体细部做法详见下图

4.5.5边柱木模板

柱模板的背部支撑由两层（木楞或钢楞）组成，第一层为直接支撑模板的竖楞，用以支撑混凝土对模板的侧压力；第二层为支撑竖楞的柱箍，用以支撑竖楞所受的压力；柱箍之间用对拉螺栓相互拉接，形成一个完整的柱模板支撑体系。

在柱模板的两个垂直方向，架设经纬仪，同时在模板的两个临边上挂线锤，用以控制柱模板的垂直度（垂直度控制10mm以内）。

柱模板设计示意图

柱截面宽度B（mm）:

700.00；柱截面高度H（mm）:

400.00；柱模板的总计算高度:

H=12.50m；

根据规范，当采用溜槽、串筒或导管时，倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2；

计算简图

一、参数信息

1.基本参数

柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:

0；柱截面宽度B方向竖楞数目:

3；

柱截面高度H方向对拉螺栓数目:

0；柱截面高度H方向竖楞数目:

2；

2.柱箍信息

柱箍材料:

钢楞；截面类型:

圆钢管48×3.5；

钢楞截面惯性矩I（cm4）:

10.78；钢楞截面抵抗矩W（cm3）:

4.49；

柱箍的间距（mm）:

450；柱箍肢数:

2；

3.竖楞信息

竖楞材料:

；

宽度（mm）:

100.00；高度（mm）:

50.00；

竖楞肢数:

1；

4.面板参数

面板类型:

竹胶合板；面板厚度（mm）:

18.00；

面板弹性模量（N/mm2）:

9500.00；

面板抗弯强度设计值fc（N/mm2）:

13.00；

面板抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.50；

5.木方和钢楞

方木抗弯强度设计值fc（N/mm2）:

13.00；方木弹性模量E（N/mm2）:

9500.00；

方木抗剪强度设计值ft（N/mm2）:

1.50；

钢楞弹性模量E（N/mm2）:

210000.00；钢楞抗弯强度设计值fc（N/mm2）:

205.00；

二、柱模板荷载标准值计算

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间，取1.500h；

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--模板计算高度，取12.500m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.000；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.000。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别为12.523kN/m2、300.000kN/m2，取较小值12.523kN/m2作为本工程计算荷载。

计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=12.523kN/m2；

倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/m2。

三、柱模板面板的计算

模板结构构件中的面板属于受弯构件，按简支梁或连续梁计算。

本工程中取柱截面宽度B方向和H方向中竖楞间距最大的面板作为验算对象，进行强度、刚度计算。

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；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

由前述参数信息可知，柱截面宽度B方向竖楞间距最大，为l=300mm，且竖楞数为3，面板为2跨，因此对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁进行计算。

面板计算简图

1.面板抗弯强度验算

对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁用下式计算最大跨中弯距：

其中，M--面板计算最大弯距（N.mm）；

l--计算跨度（竖楞间距）:

l=300.0mm；

q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×12.52×0.45×0.90=6.086kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m，式中，0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。

q=q1+q2=6.086+1.134=7.220kN/m；

面板的最大弯距：

M=0.125×7.220×300×300=6.50×104N.mm；

面板最大应力按下式计算：

其中，σ--面板承受的应力（N/mm2）；

M--面板计算最大弯距（N.mm）；

W--面板的截面抵抗矩:

b:

面板截面宽度，h:

面板截面厚度；

W=450×18.0×18.0/6=2.43×104mm3；

f--面板的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；

面板的最大应力计算值：

σ=M/W=6.50×104/2.43×104=2.674N/mm2；

面板的最大应力计算值σ=2.674N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm2，满足要求！

2.面板抗剪验算

最大剪力按均布荷载作用下的二跨连续梁计算，公式如下:

其中，∨--面板计算最大剪力（N）；

l--计算跨度（竖楞间距）:

l=300.0mm；

q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×12.52×0.45×0.90=6.086kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m，式中，0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。

q=q1+q2=6.086+1.134=7.220kN/m；

面板的最大剪力：

∨=0.625×7.220×300.0=1353.783N；

截面抗剪强度必须满足下式:

其中，τ--面板承受的剪应力（N/mm2）；

∨--面板计算最大剪力（N）：

∨=1353.783N；

b--构件的截面宽度（mm）：

b=450mm；

hn--面板厚度（mm）：

hn=18.0mm；

fv---面板抗剪强度设计值（N/mm2）：

fv=13.000N/mm2；

面板截面受剪应力计算值:

τ=3×1353.783/（2×450×18.0）=0.251N/mm2；

面板截面抗剪强度设计值:

[fv]=1.500N/mm2；

面板截面的受剪应力τ=0.251N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2，满足要求！

3.面板挠度验算

最大挠度按均布荷载作用下的二跨连续梁计算，挠度计算公式如下:

其中，ω--面板最大挠度（mm）；

q--作用在模板上的侧压力线荷载（kN/m）：

q=12.52×0.45＝5.64kN/m；

l--计算跨度（竖楞间距）:

l=300.0mm；

E--面板弹性模量（N/mm2）：

E=9500.00N/mm2；

I--面板截面的惯性矩（mm4）；

I=450×18.0×18.0×18.0/12=2.19×105mm4；

面板最大容许挠度:

[ω]=300/250=1.2mm；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.521×5.64×300.04/（100×9500.0×2.19×105）=0.114mm；

面板的最大挠度计算值ω=0.114mm小于面板最大容许挠度设计值[ω]=1.2mm,满足要求！

四、竖楞方木的计算

模板结构构件中的竖楞（小楞）属于受弯构件，按连续梁计算。

本工程柱高度为12.5m,柱箍间距为450mm，竖楞为大于3跨，因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，竖楞采用木楞，宽度100mm，高度50mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=100×50×50/6=41.67cm3；

I=100×50×50×50/12=104.17cm4；

竖楞方木计算简图

1.抗弯强度验算

支座最大弯矩计算公式：

其中，M--竖楞计算最大弯距（N.mm）；

l--计算跨度（柱箍间距）:

l=450.0mm；

q--作用在竖楞上的线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×12.52×0.30×0.90=4.057kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×2.00×0.30×0.90=0.756kN/m；

q=（4.057+0.756）/1=4.813kN/m；

竖楞的最大弯距：

M=0.1×4.813×450.0×450.0=9.75×104N.mm；

其中，σ--竖楞承受的应力（N/mm2）；

M--竖楞计算最大弯距（N.mm）；

W--竖楞的截面抵抗矩（mm3），W=4.17×104；

f--竖楞的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；

竖楞的最大应力计算值:

σ=M/W=9.75×104/4.17×104=2.339N/mm2；

竖楞的最大应力计算值σ=2.339N/mm2小于竖楞的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm2，满足要求！

2.抗剪验算

最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下:

其中，∨--竖楞计算最大剪力（N）；

l--计算跨度（柱箍间距）:

l=450.0mm；

q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×12.52×0.30×0.90=4.057kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×2.00×0.30×0.90=0.756kN/m；

q=（4.057+0.756）/1=4.813kN/m；

竖楞的最大剪力：

∨=0.6×4.813×450.0=1299.632N；

截面抗剪强度必须满足下式:

其中，τ--竖楞截面最大受剪应力（N/mm2）；

∨--竖楞计算最大剪力（N）：

∨=1299.632N；

b--竖楞的截面宽度（mm）：

b=100.0mm；

hn--竖楞的截面高度（mm）：

hn=50.0mm；

fv--竖楞的抗剪强度设计值（N/mm2）：

fv=1.500N/mm2；

竖楞截面最大受剪应力计算值:

τ=3×1299.632/（2×100.0×50.0）=0.390N/mm2；

竖楞截面抗剪强度设计值:

[fv]=1.500N/mm2；

竖楞截面最大受剪应力计算值τ=0.39N/mm2小于竖楞截面抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度按三跨连续梁计算，公式如下:

其中，ω--竖楞最大挠度（mm）；

q--作用在竖楞上的线荷载（kN/m）：

q=12.52×0.30=3.76kN/m；

l--计算跨度（柱箍间距）:

l=450.0mm；

E--竖楞弹性模量（N/mm2）：

E=9500.00N/mm2；

I--竖楞截面的惯性矩（mm4），I=1.04×106；

竖楞最大容许挠度:

[ω]=450/250=1.8mm；

竖楞的最大挠度计算值:

ω=0.677×3.76×450.04/（100×9500.0×1.04×106）=0.105mm；

竖楞的最大挠度计算值ω=0.105mm小于竖楞最大容许挠度[ω]=1.8mm，满足要求！

五、B方向柱箍的计算

本算例中，柱箍采用钢楞，截面类型为圆钢管48×3.0；

截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

钢柱箍截面抵抗矩W=4.49cm3；

钢柱箍截面惯性矩I=10.78cm4；

柱箍为单跨，按集中荷载简支梁计算（附计算简图）：

B方向柱箍计算简图

其中P--竖楞方木传递到柱箍的集中荷载（kN），竖楞距离取B方向的；

P=（1.2×12.52×0.9+1.4×2×0.9）×0.3×0.45/2=1.08kN；

B方向柱箍剪力图（kN）

最大支座力:

N=1.083kN；

B方向柱箍弯矩图（kN.m）

最大弯矩:

M=0.303kN.m；

B方向柱箍变形图（mm）

最大变形:

V=0.913mm；

1.柱箍抗弯强度验算

柱箍截面抗弯强度验算公式

其中，柱箍杆件的最大弯矩设计值:

M=0.3kN.m；

弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩:

W=4.49cm3；

B边柱箍的最大应力计算值:

σ=64.32