建筑工程懸挑混凝土結構施工技術

范馬旺

摘 要：建筑工程中懸挑混凝結構是重要的組成部分，選擇合適的方案進行設計對提高施工質量有著積極的意義。本文結合某建筑工程實例進行說明，分析了懸挑混凝土結構施工難點，對備選的施工方案進行比選，闡述了各部分設計與施工的重點，并給出了施工重點的質量保證措施，值得人們參考借鑒。

關鍵詞：模板；腳手架；斜撐式；承力平臺

0 引言

隨著我國經濟的不斷增長，建筑工程越來越多，建筑技術逐漸成熟和完善，懸挑混凝土結構日益增多。但是如果沒有可靠的施工方案和技術，懸挑混凝土的施工質量就得不到保證和提高，如何細化施工過程來確保懸挑混凝土的施工質量成為了人們關心的問題。下面就結合實例就這方面進行討論分析。

1 工程概況

某建筑地下1層，地上主樓16層，裙房5層，建筑高度69m。在主樓9～16層，軸以東○Y1～○Y2軸范圍的梁板是懸挑混凝土構造，懸挑長度為2.3m，9層（結構標高33.440m）處懸挑梁截面尺寸為300mm×550mm，封口梁截面尺寸為250mm×550mm，板厚120mm，33.550m標高處懸挑結構平面見圖1。

2 懸挑混凝土結構施工難點

依照設計圖紙，主樓第9層樓面的平面形狀開始發生了改變，懸挑長度有2.4m，該層離地高度達到33.44m。所以，混凝土構造施工中必須解決以下幾個問題。

（1）設計一個支撐懸挑結構的模板支撐架承力平臺，須承受第9層樓面的外挑鋼筋混凝土結構梁板荷載、施工荷載和風荷載。

（2）懸挑結構距地高度33.55m，其模板及支撐系統在外側和底部無任何防護結構，安全要求高，施工難度大。

（3）由于33.550m標高處是懸挑的混凝土梁板結構，決定了標高33.550m以上的外腳手架與該處以下的外腳手架不能共用同一個腳手架體系，需要另外設計單獨的外腳手架來保證施工安全。

3 方案比選

（1）方案一。采用落地式鋼管扣件腳手架作為33.550m標高處的模板支架承力平臺。本工程高空大懸挑結構需要搭設的架體高度為33.55m，架體寬度約4.5m，高寬比較大，上部荷載也較大，此時地下室回填土還未進行，對地基的承載力要求高，需做加強處理，且不一定能達到預期效果。因此，本方案存在較大安全風險，搭設腳手架費工、費料，施工工期長。

（2）方案二。采用高空雙層后置式超長型鋼懸挑平臺作為33.550m標高處的模板支架承力平臺。在7層樓面結構（標高29.650m）架設型鋼懸挑梁，在該型鋼懸挑梁上搭設腳手架，然后在8層樓面結構（標高29.650m）按同樣方式架設型鋼懸挑梁，該型鋼梁擱置在下方腳手架頂端。然后在該層型鋼懸挑梁上搭設支模架及腳手架。本方案用鋼量大，相應的支承鋼管也大量增加，成本較高。

（3）方案三。采用高空后置斜撐式超長型鋼懸挑平臺作為33.550m標高處的模板支架承力平臺。該方案由四部分組成：支撐模板的扣件式滿堂支架、外腳手架，以及作為承重結構的懸挑式型鋼支撐平臺和斜撐槽鋼。型鋼可采用熱軋工字鋼，上部荷載由懸挑型鋼結構承擔，并通過該型鋼結構傳給建筑物。雖然模板體系的荷載和腳手架體系的荷載全部作用在同一個承力平臺上，構件的內力和支座反力會較大，但是該體系受力較明確，通過設計可以讓型鋼構件有足夠的安全儲備，同時承力平臺自重較小，優于方案二。

綜上所述，本工程決定采用方案三作為該懸挑混凝土結構施工的模板支架體系和腳手架體系的實施方案。

4 上部模板支撐及外腳手架設置

（1）標高33.500m處樓面梁板模板支撐架體系的設計懸挑結構梁截面為250mm×550mm、300mm×550mm，最大懸挑長度2400mm，板厚120mm。在8層樓面設置懸挑承力平臺的結構，全部支撐架立桿落在型鋼懸挑梁上，搭設開始，先將每根立桿套入到鋼梁上的φ25定位鋼筋中，滿堂支撐架立桿縱向間距≤1250mm（同懸挑鋼梁間距），橫向間距≤800mm，立桿步距≤1500mm，并根據實際情況布置。滿堂模板支撐架體系包括直接支承混凝土的模板、支撐模板的木方，以及鋼管橫桿、立桿、扣件等構（配）件。

（2）8～12層的外墻腳手架體系的設計。腳手架與滿堂模板支撐架共用型鋼承力平臺，立桿縱向間距同懸挑型鋼間距，橫向間距800mm。因建筑物外墻面無線條突出，并考慮與支撐架同時搭設的方便性，外腳手架內排立桿距離建筑物的距離為300mm。內、外立桿與水平懸挑鋼管用雙扣件進行連接，腳手架的步距為1.8m，架體總高15.6m，隨結構層上升而上升。

5 承力平臺設置

5.1 懸挑承力平臺結構構件設置

懸挑承力平臺的結構組成模板支撐架及腳手架的承力平臺，主要受力構件為懸挑工字型鋼梁，采用I20a，工字鋼梁從8層樓面挑出。為減少懸挑工字鋼梁的撓度，用I16斜撐桿支撐在7層邊梁上，與事先預埋件焊接連接。斜撐桿長4m多，為確保安全，在計算安全的基礎上加設1根Φ48×3.5鋼管水平系桿，以焊接方式將I16斜撐桿整體貫通，以此來避免因斜撐桿長細比過大而失穩的風險。

5.2 結構傳力體系

樓層梁板鋼筋混凝土自重、模板自重、施工荷載、模板支撐架自重、外腳手架自重等荷載經由扣件式鋼管架立桿傳遞給承力平臺的主梁工字鋼梁和工字鋼斜撐，再由其傳遞給建筑物混凝土結構。荷載首先作用在梁板模板上，按照“底模→底模小楞→水平鋼管→扣件/可調托座→立桿→基礎（承力平臺主梁工字鋼梁）”的傳力順序，分別進行強度、剛度和穩定性驗算時，先計算模板支架體系及腳手架體系桿件的受力情況，然后根據鋼管立桿傳遞給工字梁的荷載，計算該承重平臺的受力情況，以此來進行整個系統的承載能力計算分析。

6 懸挑承力平臺施工

6.1 承力平臺施工順序

承力平臺施工順序為預埋斜撐桿下端支撐點構件→預埋懸挑工字梁U形鋼筋壓環→放置懸挑工字鋼梁→連接斜撐桿→連接水平系桿→鋪設槽鋼和木板→掛密目安全網→上一層邊梁預埋鋼絲繩吊環→連接鋼絲繩。

6.2 承力平臺施工

（1）懸挑承力平臺施工前應做好埋件的預埋工作，7層樓面結構施工時預埋斜撐桿的下端承力支座，8層樓面結構施工時預埋懸挑工字鋼的U形鋼筋壓環，9層施工時預埋鋼絲拉繩拉接點鋼筋吊環。

（2）按設計間距放置工字鋼懸挑梁，固定懸挑梁的構造應按施工規范進行。

（3）懸挑工字鋼梁上焊接φ25、100mm長鋼筋作為上部支撐架鋼管立桿可靠固定的定位點。

7 結語

由上文可見，該建筑工程在施工過程中，各系統和組分的結構都穩定可靠，懸挑承力平臺性能優良，參數滿足規定的要求，證明了該施工方案有著切實可行，效益創造性好的優點。我們想要提高懸挑混凝土結構的施工質量，就要從施工方案選擇開始，設計好每一步流程，做好施工質量管理，保證施工安全。

參考文獻

[1] 張杭生，夏曉峰，耿文. 超高層建筑頂部懸挑結構支撐模板體系的計算及應用[J]. 建筑施工，2013，35（ 2） ： 126 - 133.

[2] 中國建筑科學研究院. JGJ 130—2011 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范[S]. 北京： 中國建筑工業出版社，2011.