型鋼梁加壓型鋼板組合結構在后封結構板中的應用

李 鄰 田 青 董萬龍 楊 光

中建三局集團有限公司成都分公司 成都 610041

0 引言

在當前高層及超高層建筑施工過程中，因前期設計考慮不全或后期業主對建筑功能進行重新劃分等原因造成結構改造的情況越來越多，而結構改造過程中對原有洞口進行封板作業的施工又占據了相當大的比例。如何快速、高效、質量可控地進行結構封板作業，成了當前需要解決的一個難題。某項目就是進行大量豎向電梯井后封板結構施工的一個典型案例。通過采用型鋼梁加壓型鋼板組合結構作為結構支撐體系對豎向電梯井封板進行施工作業，解決了傳統封板施工由下至上支架、支模，逐層進行豎向電梯井封板施工作業的難題，節約了施工工期，保證了施工質量[1-3]。

1 工程概況

某工程建筑面積2.10×105m2，是集辦公、商業、住宅為一體的城市綜合體。其中1#、2#為辦公樓，3#、4#為住宅樓，塔樓最大建筑高度為118.80 m。

1#、2#辦公樓因業主對房屋建筑功能分區的重新調整，更改了原電梯設計達到樓層，造成原豎向電梯井需進行大量封板作業。其中，1#辦公樓電梯井豎向封板的樓層為1～22層，2#辦公樓電梯井豎向封板的樓層為1～25層，電梯井封板尺寸為2 550 mm×2 400 mm、8 350 mm×2 400 mm、5 600 mm×2 400 mm。

2 電梯井封板設計

1）情況1：封板電梯井四周結構均為結構梁或剪力墻時，封板區域長邊方向兩側采用200 mm×14 mm等邊角鋼，短邊方向兩側采用180 mm×110 mm×10 mm不等邊角鋼作為封板區域的支撐型鋼梁。型鋼梁采用化學錨栓固定并與壓型鋼板通過栓釘焊接固定，該種情況下的具體封板設計做法如圖1所示。

2）情況2：封板電梯井三側為結構梁或剪力墻，另一側無結構時，封板區域長邊方向采用200 mm×14 mm等邊角鋼，短邊方向采用180 mm×110 mm×10 mm不等邊角鋼及400 mm×200 mm×8 mm×13 mm H型鋼作為封板區域的支撐型鋼梁。型鋼梁采用化學錨栓固定并與壓型鋼板通過栓釘焊接固定，該種情況下的封板長邊方向設計做法同情況1，如圖1（a）所示；其短邊方向設計做法如圖2所示，型鋼梁與混凝土梁、墻連接如圖3所示。

3 豎向電梯井封板施工

3.1 施工流程

型鋼梁加壓型鋼板組合結構對豎向電梯井進行后封結構板的施工流程為：型鋼、壓型鋼板等材料加工→型鋼梁安裝→壓型鋼板安裝→鋼筋綁扎→混凝土澆筑及養護。

3.2 型鋼梁、壓型鋼板等材料加工

圖1 情況1下電梯井封板設計施工做法示意

圖2 情況2下電梯井封板短邊方向設計施工做法示意

圖3 型鋼梁與混凝土梁、墻連接做法示意

電梯井封板所采用的錨板、連接板、型鋼梁及壓型鋼板均在工廠里面加工，加工完成后運至現場進行安裝。其中，錨板主要通過化學錨栓與結構連接，再通過與連接板焊接，最后連接板再與H型鋼梁用高強螺栓連接，從而完成H型鋼梁的安裝；L型鋼梁直接采用化學錨栓固定于結構上，即可完成L型鋼梁安裝。H及L型鋼梁的加工做法如圖4、圖5所示。

壓型鋼板選用YXB42-215-645（B）型組合板，壓型鋼板厚1 mm，直接按照設計要求進行采購，采購后運輸至現場根據施工需要進行切割、加工[4-6]。

3.3 型鋼梁安裝

圖4 L型鋼梁連接板加工做法示意

圖5 H型鋼梁連接板加工做法示意

型鋼梁安裝前須準備的工作有：化學錨栓鉆孔、清孔完畢；錨板、連接板及型鋼梁加工完畢，安裝所需的化學錨栓準備到位；型鋼梁吊裝所用的手動吊裝葫蘆安裝就位。在手動吊裝葫蘆吊鉤上設置一定長度的鋼絲繩，綁住需要安裝的H型鋼梁進行吊運安裝。型鋼梁吊裝就位方法如圖6所示。

圖6 型鋼梁吊裝就位剖面施工示意

3.3.1 L型鋼梁安裝方法

1）化學錨栓鉆孔、清孔完畢后，將加工完成的L型鋼梁吊運就位至安裝位置，要保證L型鋼梁的孔與化學錨栓孔前后在同一位置。

2）L型鋼梁吊裝就位后，逐步展開化學錨栓的緊固安裝。緊固安裝須從L型鋼梁的中部向兩側進行，以免型鋼梁局部發生應力集中的情況。

3）L型鋼梁化學錨栓緊固安裝到位后，對型鋼梁防銹漆及防火涂料已被破壞的部位進行修補施工，最終完成其安裝[7,8]。

3.3.2 H型鋼梁安裝方法

1）化學錨栓鉆孔、清孔完畢后，將加工完成錨板安裝就位，按設計要求安裝化學錨栓并緊固到位。

2）錨板安裝完成后，再安裝連接板。連接板與錨板連接部分采用兩側對稱角焊縫焊接固定，焊縫焊腳尺寸為8 mm。

3）連接板安裝完成后，將H型鋼梁吊裝至安裝位置，然后用高強螺栓將連接板與H型鋼梁連接為一體。高強螺栓緊固連接時須從連接板的中部向兩側進行，以免型鋼梁局部發生應力集中的現象。

4）H型鋼梁安裝就位后，對型鋼梁防銹漆及防火涂料已被破壞的部位進行修補施工，最終完成其安裝。

3.4 壓型鋼板安裝

1）根據電梯井豎向封板的大小，對壓型鋼板進行放樣下料，且壓型鋼板與型鋼梁的搭接不少于50 mm。封板懸挑處需設置封板擋邊。

2）在進行壓型鋼板鋪設時，要先用自攻釘將板的肋與支托軸線成垂直方向上的一端固定好，第2塊板在與第1塊板搭接時要保證在垂直方向上與第1塊板相一致。第2塊板與第1塊板的凹凸槽要對準，并及時調整位置，控制安裝精度。

3）嚴格按照圖紙和規范的要求來調節壓型鋼板位置，板的直線度誤差為10 mm，板的錯口要求＜5 mm。檢驗合格后方可與主梁焊接，焊接采用手工電弧焊，焊條為E4313或4322型。

4）壓型鋼板焊接固定后，將栓釘施焊于壓型鋼板及型鋼梁上，以使壓型鋼板及型鋼梁成為一體。

3.5 鋼筋綁扎

對封板區域按照設計進行鋼筋位置的繪點描線，然后將施工所需的鋼筋直接鋪設于壓型鋼板上，不需要植入原結構內。施工時直接按照設計圖紙及規范要求進行加工、下料，并安裝綁扎。安裝綁扎時，底筋下部需設置保護層墊塊，底筋與面筋之間需設置鋼筋馬凳，以保證鋼筋底筋及面筋保護層厚度。

3.6 混凝土澆筑施工方法

1）因豎向電梯井后封結構板面積較小，故直接采用手推車將施工所需的混凝土運至封板部位，混凝土澆筑施工方法如下：

（1）封板所需的混凝土需適當摻入一定緩凝劑，以防因運輸時間過長造成混凝土早凝。

（2）混凝土澆筑時要均勻下料、小心振搗，不得推擠、碰動造成移位。

（3）對封板進行澆筑混凝土時，其混凝土虛鋪厚度應略大于板厚，用平板振搗器垂直于澆筑方向進行來回振搗，并用鐵插尺檢查混凝土澆筑厚度，振搗完畢后用長木抹子抹平。

（4）板面二次振搗采用平板振動器、人工拍實抹平和收光機壓抹等方法。

（5）混凝土振搗后，及時用刮杠根據設計標高進行初步刮平，在混凝土初凝前進行二次壓實抹平，在混凝土終凝前進行第三次壓抹收光。

2）因壓型鋼板下部無設計支撐體系，混凝土澆筑時需注意以下事項：

（1）澆筑混凝土時，應小心避免混凝土堆積過高；傾倒混凝土所造成的沖擊應保持均勻一致，應盡量在鋼梁處傾倒，并且迅速向四周攤開，以避免壓型鋼板局部出現過大的變形。

（2）混凝土澆筑完成后，在混凝土未達到75%設計極限抗壓強度前，不得在樓層面上附加任何其他載重[9,10]。

4 結語

本工程采用型鋼梁加壓型鋼板組合結構對豎向電梯井進行后封板施工（圖7），減少了傳統封板施工支撐體系的搭設、鋼筋植筋等工作量。可實現豎向電梯井結構封板的分段多層同時作業，施工速度快、施工質量可控，具有較好的推廣價值，為其他工程結構改造后封板施工作業提供借鑒。

圖7 后封結構板實施效果