談工程施工中高支模技術(shù)的應(yīng)用

王 茂 盛

(山西建筑工程有限公司，山西 太原 030006)

談工程施工中高支模技術(shù)的應(yīng)用

王 茂 盛

(山西建筑工程有限公司，山西 太原 030006)

以赤峰市鐵南棚戶區(qū)改造項(xiàng)目中高支模施工為例，從設(shè)計(jì)方案、受力分析計(jì)算科目、懸挑鋼梁材料選用等方面，闡述了模架支撐體系的設(shè)計(jì)內(nèi)容，并對(duì)其施工要求進(jìn)行了總結(jié)，從而保證建筑施工質(zhì)量。

高支模，高層建筑，支撐體系，鋼梁，懸挑梁

本文結(jié)合赤峰市鐵南棚戶區(qū)改造項(xiàng)目的施工，現(xiàn)將高層建筑大跨度懸挑連廊高支模主要施工技術(shù)敘述如下。

1 工程概況

赤峰市紅山區(qū)2014年鐵南棚戶區(qū)改造回遷安置房三期(B04地塊)和泰家園小區(qū)房建及配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目工程，共30棟住宅樓，其中有25棟樓為地上15層，在樓北立面第12層設(shè)計(jì)有室外懸挑鋼筋混凝土消防連廊，結(jié)構(gòu)標(biāo)高33.00 m～34.5 m，如圖1所示。

連廊結(jié)構(gòu)伸出主體結(jié)構(gòu)最大懸挑寬度5號(hào)～7號(hào)樓1.45 m，8號(hào)～15號(hào)樓為3 100 mm，16號(hào)～19號(hào)為3 700 mm，20號(hào)～29號(hào)樓為3 400 mm，懸挑梁截面尺寸為200 mm×600 mm。

連廊平臺(tái)板厚120 mm，梯板寬度1 300 mm，梯板設(shè)計(jì)有橫向連系梁200 mm×500 mm?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C25。板上安裝鐵藝欄桿。

2 模架支撐體系設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)方案

消防連廊結(jié)構(gòu)位于第12層(33.0 m～33.5 m)，計(jì)劃在消防連廊下方第11層(30.0 m)設(shè)置懸挑鋼梁及扣件式鋼管腳手架模板支撐體系。

在第11層已澆筑的樓面上設(shè)置懸挑鋼梁，外懸挑長度至少超出連廊結(jié)構(gòu)外邊緣0.4 m，用于支撐模板支架系統(tǒng)及外防護(hù)架。錨固端長度至少達(dá)到懸挑端長度的1.5倍；懸挑鋼梁的間距根據(jù)模架立桿的縱距及主樓剪力墻的位置進(jìn)行配置和調(diào)整。

考慮到懸挑鋼梁的長度，由于拆除時(shí)鋼梁上方的建筑物混凝土已澆筑，型鋼無法采用塔吊進(jìn)行吊裝，采用上開口式錨固環(huán)，相鄰鋼梁上的錨固環(huán)定位應(yīng)錯(cuò)開?？紤]到懸挑鋼梁施加給樓板結(jié)構(gòu)的荷載，此時(shí)樓板混凝土澆筑齡期在5 d左右，采取在鋼梁錨固段施加配重的措施，減少錨固環(huán)加在樓板上的集中應(yīng)力。

鋼梁的懸挑端在下方設(shè)置φ100國標(biāo)鋼管斜支撐。斜撐鋼管的上端插入焊接在鋼梁下方的限位件上，下端支撐在下一層混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)埋鋼板上。斜撐鋼管的傾角原則上以60°為宜，本工程受鋼梁懸挑寬度和結(jié)構(gòu)層高的比值限制，傾角設(shè)置在40°左右，不得小于45°。懸挑鋼梁采用鋼絲繩與主體結(jié)構(gòu)可靠拉結(jié)，作為增強(qiáng)懸挑鋼梁穩(wěn)定性的附加構(gòu)件，不參與受力計(jì)算。

在第11層鋼梁上搭設(shè)扣件式鋼管支撐架，支撐架立桿全部支設(shè)在懸挑鋼梁上。

消防連廊混凝土結(jié)構(gòu)在第12層混凝土結(jié)構(gòu)(33.0 m)層施工時(shí)澆筑一部分，在梯段跨中1/3處留施工縫，在第13層主體結(jié)構(gòu)(36.0 m)層施工時(shí)澆筑余下部分。

2.2 受力分析計(jì)算科目

1)計(jì)算懸挑鋼梁的撓度，懸挑鋼梁截面的穩(wěn)定性，以確定鋼梁截面。

2)計(jì)算拉結(jié)鋼絲繩的拉應(yīng)力，以確定鋼絲繩截面和錨環(huán)直徑，并計(jì)算錨環(huán)絲扣的承載力。

3)計(jì)算斜撐鋼管的軸向壓力和穩(wěn)定性，以確定鋼管截面。

4)計(jì)算鋼梁施加給斜撐鋼管壓力的水平分力，以確定鋼管上部限位件與鋼梁的焊縫尺寸、鋼管下部與預(yù)埋件焊縫的尺寸、預(yù)埋鋼板的相關(guān)規(guī)格尺寸。

2.3 懸挑鋼梁材料選用

5號(hào)～7號(hào)樓消防連廊懸挑1.45 m，擬采用20號(hào)工字鋼，懸挑端長度2.0 m，錨固端長度3.0 m；

8號(hào)～15號(hào)樓消防連廊懸挑3.10 m，擬采用9 m長20號(hào)工字鋼，懸挑端長度3.5 m，錨固端長度5.5 m；

16號(hào)～19號(hào)樓消防連廊懸挑3.70 m，擬采用12 m長20號(hào)工字鋼，懸挑端長度4.3 m，錨固端長度5.4 m；

20號(hào)～29號(hào)樓消防連廊懸挑3.40 m，擬采用9 m長20號(hào)工字鋼，懸挑端長度3.8 m，錨固端長度5.2 m。

斜撐采用φ100鋼管壁厚3.8 mm。

鋼絲繩φ20。

錨固環(huán)鋼筋φ20圓鋼HPB300，絲扣長度200 mm，雙螺帽，定制加工。

2.4 鋼梁支撐體系構(gòu)造與措施

懸挑工字鋼梁錨固端錨固在已澆筑好的樓板上，懸挑端作為支撐架及外腳手架的支撐點(diǎn)；第11層(30.00 m)鋼梁下方設(shè)置斜撐，斜撐采用φ100鋼管壁厚3.8 mm，斜撐底部設(shè)在第10層主體結(jié)構(gòu)梁頂面的預(yù)埋鋼板上。斜撐與樓層內(nèi)的模板支撐架進(jìn)行鋼性連接，并與上一層的樓層結(jié)構(gòu)用φ16鋼絲繩拉結(jié)。20號(hào)工字鋼懸挑梁與上一層的主層樓層結(jié)構(gòu)用φ20鋼絲繩拉結(jié)，在鋼梁上的拉結(jié)點(diǎn)處打孔，用卡環(huán)穿孔與鋼絲繩連結(jié)。

1)工字鋼鋼梁水平間距最大1.2 m，錨固端每隔1.5 m設(shè)置一道錨固。鋼梁錨固環(huán)與鋼絲繩拉環(huán)均用φ20圓鋼HPB300。

2)懸挑鋼梁平面滿鋪50厚木板后，搭設(shè)扣件式鋼管腳手架模板支撐體系和外防護(hù)架，需確保立桿位于懸挑鋼梁的正上方。

3)模板支撐架剪刀撐設(shè)置：外側(cè)周圈設(shè)置一道豎向連續(xù)剪刀撐，內(nèi)部每隔一跨設(shè)置一道豎向剪刀撐。

4)連廊支撐架以外獨(dú)立設(shè)置單排圍護(hù)架，立桿縱距依工字鋼位置確定，步距1.5 m，設(shè)置豎向連續(xù)剪刀撐。單排圍護(hù)架與主體結(jié)構(gòu)可靠拉結(jié)。

5)在工字鋼頂面焊接短鋼筋，長度為100 mm～150 mm、直徑20 mm，用于模架立桿限位。

6)考慮到混凝土澆筑時(shí)懸挑模架有一定量的下沉，模架支設(shè)時(shí)，模板面標(biāo)高提高3 cm～4 cm。

消防連廊支撐鋼梁立面，平面示意見圖2，圖3。

3 施工要求

3.1 懸挑梁支撐體系的施工

1)工藝流程：鋼梁下一層的預(yù)埋鋼板安裝、鋼梁提前焊接定位鋼筋頭→安裝錨固環(huán)→當(dāng)前層混凝土澆筑后安裝鋼梁→固定鋼梁→斜撐鋼管的固定及鋼絲繩拉結(jié)→鋼梁平臺(tái)滿鋪木板→搭設(shè)模板支撐架及外防護(hù)架→消防連廊模板安裝及混凝土澆筑→連廊裝飾與欄桿施工→外防護(hù)架拆除與鋼梁拆除。

2)預(yù)埋鋼板及鋼梁錨固環(huán)嚴(yán)格按規(guī)劃進(jìn)行定位。

3)確定鋼梁的間距和長度，布置錨固環(huán)的位置；第一道錨固環(huán)設(shè)置于建筑邊緣內(nèi)側(cè)0.20 m處，沿鋼梁中間每隔1.5 m左右設(shè)置一道錨固環(huán)，但相鄰鋼梁的錨固環(huán)應(yīng)交錯(cuò)布置以分散應(yīng)力。錨固環(huán)采用釘子固定在模板上，防止在結(jié)構(gòu)樓板澆筑混凝土?xí)r移位。采用上開口式U型錨固環(huán)，直段向上留200 mm長的絲扣，直段頂面高出鋼梁頂面200 mm。鋼梁吊運(yùn)進(jìn)錨固環(huán)內(nèi)后采用鋼板蓋壓鋼梁，雙螺帽固定鋼板，鋼梁與蓋壓鋼板之間加三角木楔擠緊。

4)埋件嚴(yán)格按規(guī)劃位置預(yù)埋，不得遺漏。

5)嚴(yán)格檢查焊縫質(zhì)量的部位包括：鋼梁上固定下部斜撐鋼管的限位件焊接在鋼梁上的焊縫、下部預(yù)埋鋼板的焊縫、斜撐鋼管與預(yù)埋鋼板的焊縫。每個(gè)部位都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，采用經(jīng)試驗(yàn)合格的焊條，焊縫長度滿足設(shè)計(jì)要求，焊縫的有效高度不小于6 mm，焊件與母體接觸面周圈滿焊，不得有夾渣、氣孔。

6)鋼絲繩使用的緊繩器必須是高強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)件，斜撐鋼管同時(shí)用扣件式腳架連接到結(jié)構(gòu)內(nèi)的模板支撐架，使斜撐受到鋼性連結(jié)以確保斜撐鋼管不會(huì)失穩(wěn)。

7)鋼梁安裝固定完畢后，鋼梁平臺(tái)滿鋪50 mm厚木板，達(dá)到架體底面硬防護(hù)的要求，并起到作為懸挑連廊施工平臺(tái)的作用。

8)鋼梁支撐體系上的外防護(hù)腳手架搭設(shè)與其他部位外架同步施工，高度應(yīng)高出消防連廊最高結(jié)構(gòu)面1.5 m以上。

9)消防連廊外架、模板、鋼筋、混凝土等施工需嚴(yán)格按相關(guān)專項(xiàng)方案施工，模板標(biāo)高嚴(yán)格預(yù)留沉降量，混凝土的澆筑順序必須先澆筑外側(cè)挑板結(jié)構(gòu)再澆筑里側(cè)挑梁結(jié)構(gòu)。

3.2 鋼梁支撐體系的拆除

1)待消防連廊混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到拆模強(qiáng)度后，首先拆除模板支架，并運(yùn)至樓內(nèi)。

2)消防連廊的裝修與欄桿施工完畢后，拆除外防護(hù)腳手架，由上至下一次拆除。

3)鋼梁的拆除應(yīng)先收回至樓內(nèi)分割，每段長度4.5 m，然后采用塔吊運(yùn)輸下樓。

4 結(jié)語

大跨度懸挑消防連廊高支模支撐體系的設(shè)計(jì)，需要綜合對(duì)比各種方案的優(yōu)劣性和可行性，充分考慮實(shí)際工況，如連廊結(jié)構(gòu)的標(biāo)高分布在不同的施工層，固定支撐體系所在結(jié)構(gòu)層的混凝土齡期等實(shí)際條件。支護(hù)結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)的空間所受到的限制，如懸挑鋼梁的固定需要采取上開口型錨固環(huán)，以及懸挑鋼梁長度在樓梯間受到限制。考慮材料垂直運(yùn)輸?shù)臈l件是否能夠滿足等等。應(yīng)通過多方多次的專項(xiàng)方案論證，充分預(yù)測各種問題并提出可靠解決方案。建筑工程高支模施工技術(shù)在現(xiàn)如今的應(yīng)用范圍非常廣，因其風(fēng)險(xiǎn)度較大成為從政府、社會(huì)到項(xiàng)目管理層再到施工作業(yè)人員全部重視的對(duì)象，要從制度、組織、方案、實(shí)施細(xì)節(jié)都做到有效把控，從而從整體上保證其施工質(zhì)量。

[1] GB 50009—2012,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[2] GB 50010—2010,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 《建筑施工手冊》編委會(huì).建筑施工手冊[M].第5版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[4] JGJ 130—2011,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[5] GB 50017—2012,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

On application of high-support formworks in engineering construction

Wang Maosheng

(ShanxiArchitecturalEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Taking the high-support formwork construction in reconstruction in Tienan Shanti Town in Chifeng City as the example, the paper illustrates the design for the formwork support system from the design scheme, calculation subject, and material selection for cantilever steel beam, and the construction reqirements are summarized, so as to ensure the construction quality of the buildings.

high-support formwork, high-rise building, support system, steel beam, cantilever beam

1009-6825(2017)22-0112-03

2017-05-26

王茂盛(1965- ),男，工程師

TU755.2

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