独立柱施工方案.docx
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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=64.32N/
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