砂筒在模板标高调节中的应用

砂筒在模板标高调节中的应用

杨艳怀麻昌军陈能罗明超李瑞

中建三局集团有限公司  河南省郑州市  450000

[摘要]：本工程应用以砂筒、千斤顶在竖向空间维度上共同配合灵活调节盖梁底模板标高的施工技术，解决了在盖梁支撑体系标高调节施工过程中“双千斤顶法”施工成本极高、“塞铁法”在支撑体系拆除过程中不易拆除的施工难题。该技术既能保证盖梁施工的安全和质量，又能够很大程度减少资源投入、降低施工成本、提高施工效率。

[关键词]：灵活调节；竖向空间维度；“砂筒+千斤顶”法；

0.引言

目前，在盖梁钢管柱支撑体系施工中，传统的调节标高方法有双千斤顶法、塞铁法，这两种方法都存在一定的缺陷。“双千斤顶法”在工程量大、工期紧张时需求量大，其本身价格昂贵，施工成本极高；“塞铁法”在支撑体系拆除过程中不易拆除并具有一定的危险性。本工程盖梁支撑体系标高调节施工采用“砂筒+千斤顶”法，既能保证盖梁施工的安全和质量，又能够很大程度减少资源投入、降低施工成本、提高施工效率，达到了经济有效的拆除支撑的目的。

1.技术原理

1.1调节原理

该技术结合砂筒与千斤顶的优点，采用千斤顶配合砂筒调节盖梁模板标高。施工前根据施工图纸计算出钢管柱活络头高度的调节范围；在钢管柱安装完成后，将活络头顶标高通过砂筒调节至比设计标高高约6～8mm；待模板安放完成后，通过打开砂筒螺栓阀来调节砂筒高度，使模板达到设计标高。调节期间若出现低于设计标高的情况，使用千斤顶配合砂筒完成标高调节。

砂筒对盖梁底模分段整体进行调节，既保证盖梁模板安装的质量安全，也提高了盖梁施工的效率，降低了施工成本，节约了施工工期。

1.2砂筒设计原理

根据钢管、钢板、砂均具有很高的抗压强度并且不易变形的特点，利用钢管、钢板焊接成2个封闭容器——“固定端”与“活动端”，“固定端”内装一定量细砂，在其侧面距底部约2cm处设置一螺栓阀，通过调节螺栓阀达到调节高度目的，形成活塞式可调砂筒。

2.施工工艺流程及操作要点

2.1施工准备

（1）工程技术人员对施工图纸（包括盖梁中心桩位、高程和坐标）、砂筒及千斤顶规格进行复核，经审核无误后才进行现场施工。

（2）对现场人员进行安全技术交底。

（3）依据已经监理工程师批准并能满足工程需要的测量控制网，组织测量人员进行精确放样。

2.2工艺流程

地基处理→钢管柱设计高度计算→砂筒制作及高度调节→钢管柱安装→活络头调节→盖梁横梁、底纵梁安装→盖梁底模安装→盖梁底模高程微调

2.2操作要点

2.2.1钢管柱的安装与调节

（1）基础处理及预埋钢筋安装

根据支架设计方案，在承台和条形基础浇筑前在设计位置预埋钢筋。条形基础地基必须坚实，确保地基承载力不小于150kpa；条形基础为C20混凝土，其尺寸为2m×5m×0.6m，表面配φ10@150的钢筋网片，保护层厚度5cm，并预埋钢筋8根（单个钢管桩）。

（2）砂筒制作及钢管柱设计高度计算

砂筒采用活塞式结构，分内外两个部分，根据砂筒压缩量、预留高度，确定外筒采用外径150mm、壁厚6mm、高度150mm（含10mm厚底板）的Q235圆柱无缝钢管。内筒采用外径125mm、壁厚6mm、高度150mm（含10mm厚顶板）的Q235圆柱无缝钢管。筒身与底（顶）钢板焊接，使钢板与筒身形成一个整体，内筒需注满C30混凝土并抹平，每个外筒侧壁下部距筒底约20mm处开设一口，安放螺栓阀，在拆除模板时掏砂之用。

根据设计图纸扣除横梁、纵梁和模板背楞高度（考虑悬臂坡度影响），计算钢管柱设计顶标高和高度，按照计算出的高度进行不同钢管柱搭配，预留小于20cm的调节高度。

（3）预压试验

首先按砂筒的受力工况，确定出砂筒承载力的设计值，再进行预压试验。砂筒在压力机上进行试压，应保证砂筒的高度及砂筒的设计承载力两个方面符合要求。如果达到承载力而砂筒的高度低于设计值，要继续加砂；如果达到承载力后砂筒的高度高于设计值，要进行减砂，直到两个方面都满足要求。同时根据每个临时支座受力情况提前做好抗压试验记录，筒内砂在承受nKN荷载的沉降量a, 施工测量临时支座高程时可预留出沉降量a。

（4）钢管柱及砂筒安装

使用汽车吊准确安装钢管柱，保证垂直度及稳定性。且柱底法兰抄垫密实，预埋螺栓与法兰之间全部紧固，同时在吊装时应注意吊装方位及角度，严禁与邻近钢管柱发生碰撞。

根据计算出的钢管柱高度准确计算出预留高度，调节砂筒使其高度高于预留高度6～8mm,移动砂筒放入钢管柱活络头，每个活络头放置两个砂筒。

2.2.2盖梁横梁、纵梁及底模的安装与调节

（1）横梁和底纵梁安装

活络头调节完成之后，在活络头上方安装2榀I45b型工字钢，长度6m，工字钢与工字钢之间采用满焊的形式，工字钢与活络头之间采用满焊形式进行固定。

悬臂两侧底纵梁长度9m间距45cm，墩与墩之间底纵梁长度8m间距45cm。

（2）盖梁底模安装

在下方支撑体系搭设完成之后，模板背楞放置于底纵梁上，模板间使用螺栓紧密连接。

（3）盖梁底模高程微调

盖梁底模安装完成后，精确测量底模板高程，通过与设计数据对比，确定砂筒的调节高度。打开螺栓阀，缓慢调节阀门，过程中应严格控制出砂量，防止超标。同一横梁下四个砂筒应同步调节，确保模板平稳、调节精确。如在调节过程中因失误导致超标，应采用千斤顶辅助砂筒调节活络头高度，使其达到设计标高，千斤顶周转使用。

3施工注意事项

1）基础必须平整夯实，软基础进行换填，确保地基承载力达到150KPa；

2）钢管桩平面位置严格按照方案执行，保证钢管桩垂直度；

3）任何钢材之间均采用焊接的形式进行固定；

4）作业人员在进行型钢和模板以及其他工具传递时，对下方作业人员采取一定防护措施防止因高处物体的坠落而造成人身伤害事故；

5）吊装施工中应缓慢起吊及下落，严格控制吊装速度；

6）严格执行“起重吊装作业十不吊规定”；

7）作业中严禁扳动支腿操纵阀。调整支腿必须在无载荷时进行，并将起重臂转至正前或正后方可再行调整；

8）在工程施工前对所从事高处作业的人员进行安全基本知识，安全注意事项等安全技术交底。高处作业人员必须系好安全带。凡在2米以上高处作业，必须系好合格的安全带，有的高处作业点没有挂安全带的条件时，施工作业前应为工人设置挂安全带的安全拉绳、安全栏杆等，并确保高挂低用；

4.质量控制

砂筒临时支座的焊缝要饱满密实表面无夹渣气眼，质量要符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

砂筒临时支座焊接所使用的焊条符合《焊接材料质量管理规程》JB/T3223-2017。

参考文献

[1] 孙波涌. 现浇箱梁格构式钢管柱支撑体系稳定性研究[J].科技创新与应用, 2013(19):221-221.

[2] 李锴. 钢管贝雷梁柱式支架在市政现浇箱梁施工中的应用[J]. 铁道技术监督. 2011,39(2): 30-33.

[3] 张建平. BIM技术的研究与应用[J].施工技术, 2011，40(1):15-18.

[4] 任东红，李锦华.桥梁施工卸落设备砂筒的空间应力分析及试验[J].华东交通大学学报，2005(5)：37-40.