1、封闭式楼梯施工工法封闭式楼梯施工工法1 前言由XX有限公司承建的海蓝福源东二区西区项目占地面积362288.48m2，总建筑面积480725.99m2，包括别墅和高层公寓等物业类型，其中：别墅347栋，建筑面积133162.47m2；高层公寓12栋，建筑面积28.159664万m2,地下车库建筑面积6.231万m2、会所建筑面积1495.83m2，幼儿园建筑面积2161.05m2。本工程属群体建筑工程，量大面广。工程现浇混凝土楼梯结构共有403处，模板铺设面积合计15442m2,混凝土浇筑方量达到1352m3，工程量大，工期紧，质量要求高。由于工程量大，工期紧，质量要求高，如何保证楼梯结构浇筑2、效果，为楼梯精装修提供良好的工作面，是本工程一个技术重点。一般建筑工程现浇混凝土楼梯结构模板支设采用传统木胶合板支模方法，对楼梯踏步面不进行封闭，踏步正面利用吊模加固。根据长期工程实践经验，采用传统支模方法施工时因施工人员频繁利用楼梯上下，易造成楼梯踏步支座处面筋因被踩踏而下陷，踏步吊模因被碰撞而松动不稳，现浇成型的楼梯结构踏步面层外观效果不够理想，结构表面不平整，踏步吊模一侧容易涨模，日后楼梯装修施工前需对现浇楼梯结构进行打凿，既极大地增加施工成本，又影响施工工期，同时打凿过程可能对楼梯结构造成损害而留下安全隐患。对于目前封闭式楼梯施工技术，主要针对采用钢模板支模加固而编制，但一般建筑工程现3、浇混凝土楼梯结构仍大量采用木胶合板支模加固，缺乏可供参考及借鉴的施工技术及规范。所以根据上述实际情况，如何从模板支设加固的角度出发，推行统一的关于木胶合板封闭式楼梯施工方法，能够满足其对于现浇混凝土楼梯结构成型外观效果，避免对楼梯后期装修产生不利的影响，是目前待解决的技术重点。本工程采用18mm木胶合板进行全封闭式楼梯支模，楼梯结构模板面层和底层采用483.0mm双钢管作模板受力龙骨，M12对拉螺栓加固，增强楼梯模板系统整体刚度；防止浇筑时混凝土外溢，节省材料和清理用工，无需人工槎抹找平，提高施工速度。保证现浇混凝土结构施工质量效果，最终降低楼梯装修施工成本及缩短楼梯装修工期，避免楼梯施工的质4、量通病，有效节约了成本及工期。可为以后现浇混凝土楼梯施工提供参考，具有大力推广的价值，故总结形成本工法。2 工法特点封闭式楼梯施工技术特点包括：（1）楼梯踏步面层采用木胶合板进行封闭，保证浇筑后踏步面层平整，同时方便施工人员上下，避免对楼梯支座面筋造成影响；（2）楼梯踏步不用吊模，在楼梯踏步面层采用钢管及对拉螺栓加固增加楼梯支模整体刚度，避免因涨模对后期装修施工的影响；（3）楼梯踏步封闭避免浇筑时混凝土外溢，节省材料和清理用工，无需人工槎抹找平，提高施工速度。3 适用范围封闭式楼梯施工技术主要应用于一般房屋建筑工程现浇混凝土结构楼梯模板支设加固施工方法中。4 工艺原理（1）现浇混凝土结构采用15、8mm木胶合板进行全封闭式楼梯支模，楼梯结构模板面层和底层采用483.0mm双钢管作模板受力龙骨，M12对拉螺栓加固，增强楼梯模板系统整体刚度。（2）楼梯踏步水平面层模板应设置排气孔，避免踏步面层因混凝土中气泡无法排出而影响浇筑外观效果。5 工艺流程及操作要点5.1 施工工艺封闭式楼梯施工流程见图5.1。图5.1 封闭式楼梯施工流程示意图5.2 操作要点123455.15.25.2.1 模板加工切割根据设计图纸要求确定楼梯的斜长及宽度，再根据现场实际情况对木胶合板进行切割加工。操作此步骤时，应特别注意扣除模板厚度及确定水平踏步板与垂直踏步板相互连接方式及踏步板与剪力墙锯齿状模板边缘的连接方式。6、此环节建议采用如下连接方式：1、水平踏步板端部取代垂直踏步板上部；2、垂直踏步板下部取代水平踏步板根部；3、垂直踏步板左、右端部取代楼梯侧模锯齿状预留模板端部；4、水平踏步板左、右端部取代楼梯侧模锯齿状预留模板端部。5.2.2 对拉螺栓孔预留安装楼梯底模板前应根据施工方案要求对楼梯模板整体加固时将使用到的对拉螺栓加固提前预留孔，孔径为12mm，预留孔为沿着梯板斜长方向从梯梁与梯板接触口起每间距600mm，分别距离各自梯板边缘350mm处起中间间距700mm布置一道，每道为3个孔。5.2.3 模板支撑支设加固开始铺设梯板模板时应先对梯板支撑系统进行加固，其加固方式采用100mm50mm规格木方作7、为次龙骨外加钢管、顶筒的组合进行斜撑，木方（次龙骨）摆向沿着梯板斜长方向，且从梯板边缘起每间距300mm布置一个木方，布置原则为保证梯板两端均安装木方且中间跨木方间距不大于300mm。钢管支撑角度与梯板底面宜成直角且支撑钢管底脚与下层楼梯的踏步相接触（即支撑在水平踏步与垂直踏步的交接转角位置），与顶丝接触的支撑钢管采用2根48钢管合并且兼作楼梯的整体加固支撑主龙骨，斜撑加固时，支撑钢管第一跨为沿着梯板斜长方向距离梯梁与梯板接触口700mm处布置一道，之后且间距1200mm布置一道，且最后一跨不得大于600mm，每道为2个钢管配2个顶丝，钢管横向位置为分别距离各自梯板边缘450mm处进行布置。58、.2.4 楼梯钢筋绑扎梯板模板安装、加固工序完成后应插入梯板钢筋绑扎工序，应保证楼梯支座负筋在踏步面层上，防止因施工人员上下导致钢筋下陷。5.2.5 楼梯踏步模板封闭根据设计图纸要求对楼梯梯板进行放线，再用棉线进行绷线，以控制踏步模板安装时的误差。楼梯踏步面层模板安装时应首先从楼梯下口的第一个竖向踏步板开始安装，再安装第一个横向踏步板，如此类推，安装时应采用铁钉进行初步固定，铁钉用量以保证踏步板用手推搡不会随意摆动为原则。5.2.6 楼梯模板整体加固踏步面模板安装工序完成后应进行整体加固，进行整体加固前在每梯水平踏步板面和板侧放置木方压角，待木方固定后，采用电钻机对踏步板进行钻孔处，鉴于之前的9、工序已进行了楼梯板底的钻孔处理，因此可利用此孔从下往上对踏步板进行开孔处理，电钻机钻头方向应垂直于楼梯斜长方向，孔径为12mm，钻孔工序完成后采用对拉螺栓插入预留孔中配长度为6米的钢管顺着楼梯斜板方向沿着对拉螺栓两边对楼梯整体进行加固。封闭式楼梯立面示意图对拉螺杆锁定通长双钢管固定表面留适量透气孔侧面木方背楞钉牢面层模板全封闭上层楼板下层楼板5.2.7 模板踏步面层设置排气孔整体加固完成后应对踏步板预留排气孔，排气孔布置在水平踏步板上，每一踏步设置2个。排气孔开孔需在踏步板安装、加固后进行钻孔，以免造成木方与排气孔位置重叠。5.2.8 清理封闭式楼梯模板内木屑待上述所有工序均完成且检查无误之后10、，应对封闭式楼梯模板内残留木屑进行及时处理，且用冲水的方式将木屑从楼梯斜板底面的木屑清理孔排出。木屑清理孔是在原楼梯底模板基础上开孔，孔型为长方形，长度为楼梯的宽度，宽度为250mm。 木屑清理完成后便可以对楼梯斜板预留的建渣清理预留孔进行封闭，必要时可视具体情况外加两根钢管对封闭部位的模板进行单独加固。5.2.9 楼梯结构混凝土浇筑由于采用封闭式楼梯模板，要求浇筑混凝土时应确保从第一个踏步起每个踏步振捣时间符合规范要求，混凝土振捣密实，避免出现蜂窝孔洞等质量缺陷。5.3 封闭式楼梯模板支设加固受力验算受力验算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）。模板支架搭设高度11、为2.6m，梁截面 BD=2100mm180mm，立杆的纵距(跨度方向) l=1.20m，立杆的步距 h=1.50m， 梁底增加2道承重立杆。面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。木方50100mm，剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。梁底支撑木方长度取2.20m。 梁顶托采用双钢管483.5mm。梁底承重杆按照布置间距500,1200mm计算。模板自重0.50kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3，施工活荷载2.00kN/m2。由可变荷载效应控制的组合S=1.2(25.12、500.18+0.50)+1.402.00=8.908kN/m2由永久荷载效应控制的组合S=1.3524.000.18+0.71.402.00=7.792kN/m2由于可变荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.40一、模板面板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值 q1 = 25.5000.1802.100+0.5002.100=10.689kN/m活荷载标准值 q2 = (2.000+0.000)2.100=4.200kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为13、:W = 210.001.801.80/6 = 113.40cm3；I = 210.001.801.801.80/12 = 102.06cm4； (1)抗弯强度计算f = M / W f其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；M 面板的最大弯距(N.mm)；W 面板的净截面抵抗矩；f 面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷载设计值(kN/m)；经计算得到 M = 0.100(1.2010.689+1.404.200)0.3000.300=0.168kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.16810001000/113400=1.4814、5N/mm2面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!其中最大剪力 Q=0.600(1.2010.689+1.44.200)0.300=3.367kN截面抗剪强度计算值 T=33367.0/(22100.00018.000)=0.134N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 抗剪强度验算 T T，满足要求! (3)挠度计算v = 0.677ql4 / 100EI v = l / 250面板最大挠度计算值 v = 0.67710.6893004/(10060001020600)=0.096mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!二、梁底支撑木方的计算（一）梁底木方计算作用荷15、载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：q1 = 25.5000.1800.300=1.377kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q2 = 0.5000.300(20.180+2.100)/2.100=0.176kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN)： 经计算得到，活荷载标准值 P1 = (0.000+2.000)2.1000.300=1.260kN均布荷载 q = 1.201.377+1.200.176=1.863kN/m集中荷载 P = 1.401.260=1.764kN木方计算简图木方弯矩图(kN.m16、)木方剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：变形计算受力图木方变形图(mm) 经过计算得到从左到右各支座力分别为N1=2.838kNN2=2.838kN经过计算得到最大弯矩 M= 0.675kN.m 经过计算得到最大支座 F= 2.838kN 经过计算得到最大变形 V= 0.345mm 木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 5.0010.0010.00/6 = 83.33cm3； I = 5.0010.0010.0010.00/12 = 416.67cm4；(1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f=0.675106/83317、33.3=8.10N/mm2木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!(2)木方抗剪计算 可以不计算截面抗剪强度必须满足:T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=31.999/(250100)=0.600N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.30N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!(3)木方挠度计算 最大变形 v =0.345mm木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!（二）梁底顶托梁计算托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。均布荷载取托梁的自重 q= 0.092kN/m。托梁计算简图托梁弯矩图(kN.m)托梁剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值18、，受力图与计算结果如下：托梁变形计算受力图托梁变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M= 1.277kN.m经过计算得到最大支座 F= 12.418kN经过计算得到最大变形 V= 1.486mm顶托梁的截面力学参数为截面抵抗矩 W = 10.16cm3；截面惯性矩 I = 24.38cm4；(1)顶托梁抗弯强度计算抗弯计算强度 f=1.277106/1.05/10160.0=119.70N/mm2顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁挠度计算最大变形 v = 1.486mm顶托梁的最大挠度小于1200.0/400,满足要求!三、扣件抗滑移的计算纵向或横向水平杆与立杆19、连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:R Rc其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。四、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式其中 N 立杆的轴心压力设计值，它包括：横杆的最大支座反力 N1=12.42kN (已经包括组合系数)脚手架钢管的自重 N2 = 1.200.1902.550=0.582kNN = 12.418+0.582=13.000kN 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到；i 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58A 立杆净截面面积 (cm2)20、； A = 4.89 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2；l0 计算长度 (m)；参照扣件式规范2011，由公式计算 l0 = ku1(h+2a) (1)l0 = ku2h (2)k 计算长度附加系数，按照表5.4.6取值为1.155；u1，u2 计算长度系数，参照扣件式规范附录C表；u1 = 1.298, u2 = 2.089a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.50m；计算结果：取整体稳定最不利值 l0=3.748m =3748/15.8=237.21421、 =0.130 =13000/(0.130489)=204.149N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求!3.5结论通过以上计算该模板支撑系统完全满足设计要求，可以使用。6 材料与设备6.1 材料要求18mm木胶合板, 483.5mm钢管, M12对拉螺栓, 50100mm木方。6.2 设备要求本工法所需的机具设备见表6.2-1。表6.2-1 机具设备表序号设备名称型 号规 格数量制造年份额定功率 (kw)生产能力用于施工部位1塔吊TC60211台201465/材料运输2电锯1台20152/模板和木方加工3电钻1台20142.1模板钻孔7 质量验收及控制7.1 封闭式楼梯验收依据本工法除满22、足设计图纸外，还必须遵守混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2011、模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载。建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011的有关规定。7.质量保证措施7.2.1 加强技术交底工作，加强现场监管力度，编制详细的施工方案，并责任落实到人。7.2.2 加强原材料控制。对于原材料到现场以后还要抽样检查，检测合格后才能用于施工现场。7.2.3 加强对施工人员教育，并召集班组长召开专题会议，讲述楼梯施工的控制要点。7.2.4 砼浇筑前和浇筑过程中应对楼梯的稳定性及变形进行监控。7.2.5 混凝23、土浇注过程中，及时振捣，保证混凝土浇筑密实。避免出现蜂窝孔洞等质量缺陷。8 安全措施8.1 安装人员必须服从安全施工的管理，遵守项目部制定的有关安全管理规章制度，每天早晨开始工作前班组长要对队员进行安全教育，加强安全意识。8.2 吊装作业施工时必须有安全员在场监控和专业司吊人员指挥吊装。8.3 模板及其支撑系统在安装过程中，必须设置临时固定设施严防倾覆。8.4 支撑过程中应遵守安全操作规程，如遇途中停歇，应将就位的支顶，模板联结稳固，不得空架浮搁。8.5 木工机械必须严格使用倒顺开关和专用开关箱，一次线不得超过3m，外壳接保护零线，且绝缘良好。电锯必须接用漏电保护器，锯片不得有裂纹（使用前检查24、，使用中随时检查）；且电锯必须具备皮带防护罩、锯片防护罩、分料器和护手装置。长度小于50cm 或厚度大于锯片半径的木料严禁使用电锯；两人操作时相互配合，不得硬拉硬拽；机械停用时断电加锁。8.6 浇筑混凝土前必须检查支撑是否可靠、扣件是否松动。浇筑混凝土时必须由模板支设班组设专人看模，随时检查支撑是否变形、松动，并组织及时恢复。经常检查支设模板吊钩、斜支撑及平台连接处螺栓是否松动，发现问题及时组织处理8.10 风大超过6级时严禁吊装作业。9 环保措施9.1 应成立专门环境管理小组，加强工程施工的环保管理力度。9.2 在施工作业区域范围内，合理布置各种材料、设备的堆放，定型化防护，做到标牌清楚、齐25、全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.3 现场模板加工垃圾及时清理，并存放进指定垃圾站。9.4 做到工完场清。整个模板堆放场地与施工现场要达到整齐有序、干净无污染、低噪声、低扬尘、低能耗的整体效果。10 效益分析10.1 社会效益封闭式楼梯施工技术的成功应用，保证了现浇混凝土结构施工质量效果，最终降低楼梯装修施工成本及缩短楼梯装修工期。得到了监理、业主及质量监督站、安全监督站的一致好评，为今后类似工程设计和施工积累经验，前景广阔，为企业形成竞争过程中的技术先进性。102 经济效益本工程通过采用现浇混凝土结构封闭式支模加固，替换传统楼梯支模加固方式，成功应用于15442现浇混凝土楼梯结构模板施26、工，提高现浇混凝土结构施工质量效果，对最终降低楼梯装修施工成本及缩短楼梯装修工期。由于封闭式楼梯施工技术的成功应用，降低楼梯结构装修打凿修补成本，福源东西区二区西区产生直接经济效益12.35万元、金鹿工业园项目产生直接经济效益3.89万元、鲁能美丽五区一标北区项目产生直接经济效益8.58万元。11 应用实例封闭式楼梯施工技术在XX有限公司海南分公司承建的海蓝福源东二区西区项目得以应用。本工程别墅别墅347栋，高层公寓12栋。现浇混凝土结构楼梯共有403处，模板铺设面积合计15442m2，混凝土浇筑方量达到1352m。封闭式楼梯施工完成后经监理、设计、业主验收一次性合格，满足合同及相关规范要求，27、整个施工工艺科学合理，施工安全可靠，缩短工期，节约成本。具有良好的推广价值。封闭式楼梯施工技术在由XX建设有限公司承建的金鹿工业园标准化工业厂房C10、C16栋工程项目同时在应用。金鹿工业园标准化工业厂房C10、C16栋工程项目建筑面积51316m2。其中：C10栋，建筑面积20735m2；C16栋，建筑面积30581m2。本工程现浇混凝土楼梯结构共有52处，模板铺设面积合计1568m2,混凝土浇筑方量达到470.5m3。封闭式楼梯完成后得到监理和业主的一致肯定，加快了施工进度降低了施工成本。鲁能三亚湾美丽五区一标北区项目为鲁能集团在三亚湾海坡开发的住宅项目，由2栋18层及6栋16层住宅楼组成。建筑面积为93271.32；总建筑高度55.45M，地下室层高为4.90米，首层层高为5.2米，标准层层高为3米。在施工中使用封闭式楼梯施工技术，过程中加快了施工进度降低了项目成本，得到了业主、监理和公司的一致好评。15