譚應松 龍曉玲
(重慶巨能建設集團建筑安裝工程有限公司 重慶 400042)
核芯筒電梯井道支模工藝探討
譚應松 龍曉玲
(重慶巨能建設集團建筑安裝工程有限公司 重慶 400042)
進入21世紀以來,高層建筑越來越多,由于剪力墻結構以墻承重,整體性強、抗側剛度大、水平力作用下的側向變形小,且可比框架結構體系省去大量的填充墻砌筑工序,因而受到廣大設計者和開發商的親睞。而需要大開間的公用建筑則多采用了框架-核芯筒結構。我們在施工中發現,這兩種結構形式都有一個共同點,即電梯井道多設置在核芯筒部位,眾所周知,電梯井道為上下通透的一個通道,中間并無任何隔斷,因而,核芯筒體電梯井道內的支模是一個值得探討的課題。普通剪力墻結構和框架-核芯筒結構的電梯井道,在不可能使用滑模,也不方便使用爬模的情況下,如何將傳統支模架設計得更便捷、合理、安全,是一個值得研究的課題。筆者根據多年施工經驗,通過對傳統支模工藝的分析,提出了改進方法,并進行了可行性驗算,證明這種工藝是可行的。
核芯筒;電梯井道;支模工藝;改進
當下,高層建筑越來越多,由于剪力墻結構以墻承重,整體性強、抗側剛度大、水平力作用下的側向變形小,且可比框架結構體系省去大量的填充墻砌筑工序,因而受到廣大設計者和開發商的親睞。而需要大開間的公用建筑則多采用了框架—核芯筒結構。我們在施工中發現,這兩種結構形式都有一個共同點,即電梯井道多設置在核芯筒部位,眾所周知,電梯井道為上下通透的一個通道,中間并無任何隔斷,因而,核芯筒體電梯井道內的支模是一個值得探討的課題,雖然許多的專業書籍和技術論文也介紹了滑膜、爬模等先進工藝,但推廣應用并不廣泛,一方面這些工藝雖然先進,但在實際應用中有諸多限制,譬如滑模,因井道只是內側可以滑到頂,外側一般為樓梯間或電梯前室,有樓板隔斷不能采用滑模,因此并不便捷;在滑模基礎上改進的爬模工藝解決了這個問題,但也存在爬升效率不高、安全風險沒有徹底解決等等問題制約。能不能在常規支模工藝上作點文章,讓井道支模既便捷,又能最大限度地保證安全,筆者將在本文中作一些設想,結合在重慶出版傳媒創意中心工程中的實踐,希望能與廣大的工程技術工作者作一些技術交流。
本工程位于重慶CBD南區,為重慶出版傳媒創意中心工程,總建筑面積為:131568.69m2。由A、B兩棟塔樓及裙房組成,設3層地下室。A、B棟塔樓±0.000以上為24層,裙房±0.000以上為6層。A、B棟塔樓采用框架-核芯筒結構,裙房及地下室采用框架結構。 其中A棟核芯筒面積為,B棟核芯筒面積為。分別配置有8臺電梯和7臺電梯。
高層建筑筒體部分一般功能為電梯井道及樓梯間,電梯井道一般設計為3面剪力墻,只有電梯前室一側留門洞,該部位模板支設難度相對較大,筆者以井道內空尺寸2200×2200,層高3000的尺寸標高為例進行闡述。
2.1 支模方式一
筒體剪力墻上預留孔洞,搭設時將水平鋼管插入孔洞作為支撐橫梁,再搭設立桿,見圖1。這種方式是早期最為常用的電梯井道支模架方式,但由于鋼管抗彎能力差,一般只能層層搭設,效率較低,也不安全。其驗算如下:
2.1.1 支模架計算所需的荷載參數
(1)恒載標準值:
支模架自重標準值:1.155kN。
竹跳板板自重標準值:0.3kN/m2。
鋼管橫梁自重標準值:0.0385kN/m。
模板自重標準值:7.92kN。
木楞自重標準值:2.268kN。
加固鋼管自重標準值:3.388kN。
對拉螺桿及山型卡等自重標準值:1.0kN。
(2)可變荷載標準值
施工人員及設備荷載標準值:1.0kN/m2。
2.1.2 驗算鋼管支撐橫梁

圖1 支模方式一

從以上計算可見,直接以單鋼管為支撐橫梁是不能滿足要求的,還需在下一層增設斜撐鋼管。
2.2 支模方式二
采用3根鋼管為一根斜橫梁,兩根橫梁以30°傾角一端擱置在剪力墻上,一端擱在電梯門洞暗梁上,橫梁間用鋼管連接形成鎖口,見圖2。鋼管架可搭設3層樓,采用塔吊整體提升,提高了效率,但安全性比較差。
這種搭設方式的驗算方式同上,從搭設方式看雖然其抗彎強度加強,但由于橫梁采用傾斜搭設,支座兩端無可靠錨固,容易發生滑移和傾覆,也是不可取的。
事實上,許多地區監管部門已經意識到這個問題,有的已經出臺文件,明令禁止不能采用鋼管作為支撐橫梁。
2.3 支模方式三
筒體剪力墻上預留孔洞,以16#工字鋼為橫梁,工字鋼上焊接200mm高φ48鋼管,搭設時將工字鋼穿入預留洞,然后搭設3層樓高鋼管架,待三層混凝土結構完成后,重新搭設支模架。
重慶出版傳媒創意中心工程就采用這種支模方式,但在實施過程中,感覺到這種支模方式還是存在一些不足,雖然安全性提高了,效率也相對提高,但由于工字鋼自重較大,在穿工字鋼時難度較大,且每三層需重新搭設一次,也增加了勞動強度,勞動效率也收到影響。

圖2 支模方式二
3.1 支模架設計
筆者從塔吊標準節得到啟示,在上述支模方式三的基礎上,將井道支模架做成整體式,直接將鋼管架與支撐橫梁焊接在一起,考慮到操作人員自身的高度和操作的方便,總高設計為2.5m。改進后的支模架主要在鋼橫梁上進行改進,將其分為三段制作,采用螺栓連接,拆模時只需松掉螺栓,使鋼橫梁斷開,即可采用塔吊提升,提升到預定位置后,再用螺栓擰緊連接,從而減少支模架的搭拆工序,同時也解決了穿工字鋼難的問題。
3.2 塔吊提升的可行性

圖3 改進后的支模方式
支模架的總體總量與前述支模方式一相比,只在支撐橫梁上有差別,故:
橫梁自重為:20.5×3×2=123kg。
鋼管架自重為:115.5kg。
竹跳板板自重為:30×1.9×1.9=108.3kg。
模板自重為:792kg。
木楞自重為:226.8kg。
加固鋼管自重為:338.8kg。
對拉螺桿及山型卡等自重為:100kg。
支模架總重為:123+115.5+108.3+792+226.8+338.8+100=1804.4kg。
總重未超過2t,完全是可以采用塔吊提升的。
3.3 支模架驗算
工字鋼抗彎強度完全能滿足要求,故不在此驗算。現主要對螺栓連接進行驗算。
3.4 螺栓連接驗算
3.4.1 連接方式設計
螺栓選用C級普通螺栓,螺栓直徑d=16mm,孔徑d0=17.5mm,兩塊20厚Q235鋼板連接。
根據相關要求,螺栓的端距不應小于2d0,最小容許間距為3d0。
3.4.2 承載力驗算

4.1 模板支架制作
用2根3m長的16#號工字鋼作為支撐橫梁,將每根工字鋼下為3段,用4根2.5m的φ48鋼管作為立柱與支撐橫梁的1.8m長段焊接牢固,再根據實際尺寸焊接支模架橫桿(以不影響提升為準)。
4.2 支模架就位
剪力墻鋼筋綁扎成型后,用塔吊將支模架提升到電梯井筒位置,同時將4根0.6m長的工字鋼穿入預留洞中,分別用兩塊鋼板夾于每個接頭的工字鋼腹板兩側,用螺栓連接擰緊。
4.3 模板制作
模板采用覆膜板拼接為3塊大模,轉角處及電梯門洞一側制作為角模,角模采用薄鐵皮覆面,使其在多次拆模后,陰角處不致破損,影響成形質量。
此項工作可在地面操作,制作完成后,用塔吊提升就位。
4.4 模板安裝
模板吊裝就位后,用40×90木方作背楞,φ12對拉螺桿間距500~600mm,雙鋼管夾具將背楞夾緊,山型卡擰緊加固。
4.5 拆模
拆模時先拆大模,再拆角模,拆模后,大模不需提升到樓面放置,直接放于支模架上即可,通過計算,支模架能承受此重量。
4.6 支模架提升
拆模完畢后,待下一層支模時,用塔吊將支模架提升就位,重復以上4.2~4.5條工序,直至鋼筋混凝土結構完成。
高層建筑電梯井道支模一直是施工現場未能解決好的一個問題,多年來很多項目并未引起重視,井道支模方式多出于工人自由發揮,大多項目技術人員對支模工序監管不力,更未進行驗算。由于出版傳媒創意中心工程電梯井道較多,筆者開始思考電梯井道支模問題,通過總結以往經驗,提出了一個改進后的電梯井道支模架方式,它既能提高工作效率,又能保證安全,值得推廣。
[1]江正榮,朱國梁,編著.《簡明施工計算手冊(第三版)》.北京:中國建筑工業出版社,2010.
[2]北京鋼鐵設計研究總院主編.《鋼結構設計規范》.北京:中國建筑工業出版社,2003.
[3]中國建筑科學研究院主編.《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》.北京:中國建筑工業出版社,2011.
[4]陳紹蕃,編著.鋼結構(第二版).北京:中國建筑工業出版社,1994.
龍曉玲(1976-),房屋建筑中級,工程管理部部長,主要從事工程項目管理工作。
TU761.3
A
1004-7344(2016)03-0205-02
2016-1-9
譚應松(1973-),房屋建筑高級工程師,總工程師兼安全副總經理,主要從事工程項目管理工作。