高空部位大懸挑現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

【摘 要】通過荷載分析計(jì)算，設(shè)計(jì)一個(gè)具有足夠剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性的鋼平臺(tái)，將該平臺(tái)設(shè)置在懸挑結(jié)構(gòu)下部相應(yīng)位置，作為懸挑結(jié)構(gòu)施工的操作層和受力層，在平臺(tái)上進(jìn)行懸挑混凝土結(jié)構(gòu)的模板、鋼筋、混凝土施工，從而解決高空部位大懸挑現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的施工難題。

【關(guān)鍵詞】高空部位; 大懸挑; 混凝土結(jié)構(gòu)

【中圖分類號(hào)】TU755【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

目前，房屋建筑設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出越來越明顯的個(gè)性化、多樣化的趨勢(shì)，同一建筑中，不同樓層也有著不同的風(fēng)格和功能，在部分工程中出現(xiàn)了在較高的樓層處設(shè)計(jì)有大懸挑現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件的情況，它滿足了建筑功能及美觀的要求，但給施工帶來較大的難度，本文通過實(shí)際工程情況，總結(jié)出了一個(gè)有效地解決高空大懸挑現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的施工辦法，能夠保證該類工程的順利施工。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于成都市高新區(qū)，由6棟16～20層的高層建筑組成，總建筑面積14.3×104 m2，結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。2-1號(hào)樓在16層（58.55 m）、17層（62.05 m）周邊有懸挑結(jié)構(gòu)，懸挑長度為0～4 m不等，懸挑板厚100 mm，懸挑梁斷面為200～600 mm×700 mm，17層以上，又恢復(fù)到原本的結(jié)構(gòu)形式。由于這兩層懸挑結(jié)構(gòu)所在位置較高，且懸挑長度達(dá)4 m，給該部位的模板支設(shè)及外防護(hù)架施工帶來一定的困難。

綜合考量，采用在懸挑構(gòu)件下一樓層相應(yīng)位置搭設(shè)鋼平臺(tái)，在平臺(tái)上進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)模板支撐體系及防護(hù)腳手架搭設(shè)工作，如圖1所示。

2 鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)

2.1 懸挑結(jié)構(gòu)下部常規(guī)模板支撐體系設(shè)計(jì)（不含鋼平臺(tái)）

根據(jù)混凝土懸挑構(gòu)件的截面尺寸及相關(guān)規(guī)范，運(yùn)用品茗安全軟件計(jì)算出懸挑構(gòu)件鋼管支撐體系的縱橫間距及步距、進(jìn)而得出每根豎向鋼管需要傳遞到平臺(tái)上的荷載以及在平臺(tái)上支撐點(diǎn)的位置。在進(jìn)行鋼平臺(tái)受力計(jì)算時(shí)，需要考慮上部兩層結(jié)構(gòu)及支撐體系傳遞到平臺(tái)上的總荷載、單層施工荷載，同時(shí)還要考慮外圍兩層防護(hù)腳手架傳來的荷載。

2.2 平臺(tái)設(shè)計(jì)

鋼平臺(tái)需要承受上部兩層結(jié)構(gòu)及其支撐體系的自身重量、單個(gè)樓層的施工活荷載、外部兩層腳手架的重量及腳手架上的施工荷載，整體受力較大。所以，平臺(tái)的受力體系材料選用H型鋼，具體為：

（1）沿懸挑梁方向的H型鋼，一端用U形卡環(huán)加螺栓的形式固定在下層樓板上，伸出結(jié)構(gòu)樓板外的長度根據(jù)結(jié)構(gòu)外伸長度變化而變化，需滿足上部懸挑構(gòu)件的外伸長度加上搭設(shè)防護(hù)腳手架所需長度之和。卡環(huán)的設(shè)置形式見圖2。

（2）H型鋼的間距同上部樓層模板支撐體系鋼管的間距。

（3）為保證H型鋼不位移，在H型鋼固定端之間焊接16#工字鋼兩道。

（4）沿外圍護(hù)架搭設(shè)部位，在外伸H型鋼上焊接16#工字鋼，在每根懸挑H型鋼的下部，用16#工字鋼對(duì)其進(jìn)行斜撐，下部結(jié)構(gòu)的邊梁上需要埋設(shè)鋼板預(yù)埋件，作為斜撐的支撐點(diǎn)，見圖3。

（5）在第一層懸挑結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完畢后，用鋼絲繩將懸挑H型鋼斜拉在該層結(jié)構(gòu)上，增加安全系數(shù)。

（6）鋼平臺(tái)主H型鋼的規(guī)格、橫向型鋼的規(guī)格、斜撐桿件規(guī)格均需通過PKPM專用軟件進(jìn)行受力計(jì)算，桿件需能滿足受力及變形要求。

（7）本工程的整個(gè)支撐體系設(shè)計(jì)如下：整個(gè)支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)為H型鋼及錨固件組成，其主要截面形式為H300×150×6.5×9，材質(zhì)Q345B，16#工字鋼，材質(zhì)Q235B。錨固系統(tǒng)主要采用20 mm成品錨環(huán)，鋼絲繩拉環(huán)采用20 mm圓鋼制作，整個(gè)外挑支撐系統(tǒng)設(shè)置拉鎖及型鋼支撐，主梁間距1.2 m。外架立桿橫距0.8 m，縱距1.5 m，步距1.8 m。模板支撐架立桿縱、橫間距1.2 m，步距1.5 m，梁底增加一根立桿與板支撐架連接為整體，見圖4。

本平臺(tái)荷載按照斷面最大的梁處荷載進(jìn)行計(jì)算，懸挑長度按最大懸挑長度加外架所需寬度進(jìn)行選取，按此梁部位的型鋼兩側(cè)1.2 m/2=0.6 m范圍內(nèi)的總體荷載傳遞進(jìn)行計(jì)算。

4 鋼平臺(tái)的施工

在外伸型鋼平臺(tái)層結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，開始安裝型鋼。將已刷漆的型鋼用塔吊運(yùn)到樓層上，放置在U型錨栓的U型卡槽內(nèi)，使用U型錨栓的蓋板及螺帽進(jìn)行初步固定。

調(diào)整型鋼懸挑長度，在每根型鋼上作出相應(yīng)的懸挑長度尺寸標(biāo)志，用塔吊配合，調(diào)到型鋼外挑尺寸與方案一致。型鋼布置完成后，拉通線檢查并再次校正外挑長度，擰緊螺栓，并將型鋼同樓板上的埋件焊接;待焊接完成后安裝下部斜支撐，將斜撐的角度按方案要求調(diào)成現(xiàn)場需要的角度，先進(jìn)行斜撐與下部預(yù)埋板焊接，后進(jìn)行斜撐與懸挑梁間的焊接，待斜撐安裝完成后，安裝懸挑型鋼間的連接工字鋼，使懸挑梁形成整體。

懸挑梁、斜撐和連接次梁全部焊接加固后，采用木枋、木楔子等將每根型鋼固定在預(yù)埋錨環(huán)上，確保固定牢實(shí)，不松動(dòng)。

待懸挑梁及各工字鋼固定牢固、形成整體后，在懸挑端滿鋪木腳手板，腳手板必須垂直于工字鋼主梁橫向鋪設(shè)，并采用低碳鋼絲將腳手板同鋼梁綁扎牢固，形成完整的操作平臺(tái)。

5 支撐架體及防護(hù)架搭設(shè)

5.1 支撐架體搭設(shè)流程

安裝立柱→安裝水平掃地桿→安裝掃地小橫桿→安裝水平桿→鋪掛安全網(wǎng)→鋪設(shè)模板→綁扎鋼筋→驗(yàn)收→澆筑混凝土。

5.2 支撐架體搭設(shè)應(yīng)注意事項(xiàng)

（1）在支模架搭設(shè)之前，應(yīng)結(jié)合平面布置圖將挑梁線彈測(cè)出來，保證立桿間距滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）立桿位置固定。按照設(shè)計(jì)采用的立桿間距要求，在型鋼上相應(yīng)位置先焊接直徑為25 mm，長度不小于50 mm的鋼筋，將立桿套在鋼筋上，方便固定位置，同時(shí)也防止立管滑移。

5.3 外腳手架搭設(shè)

（1）外腳手架立在焊接于H型鋼的工字鋼上面，同樣需要先在工字鋼上相應(yīng)位置先焊接直徑為25 mm，長度不小于50 mm的鋼筋，將立桿套在鋼筋上，方便固定位置，同時(shí)也防止立管滑移。

（2）由于支撐架所處位置較高，需按規(guī)定與建筑物間設(shè)置可靠的連接措施，防止支撐架傾倒。

6 混凝土澆筑及架體監(jiān)測(cè)

（1）混凝土澆筑。在支撐架及防護(hù)架驗(yàn)收合格后，方可澆筑混凝土;澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)禁將布料機(jī)放置在懸挑板上，嚴(yán)禁在懸挑板上堆放過高的混凝土及其他無關(guān)物件。

（2）支架沉降和位移監(jiān)測(cè)。根據(jù)施工要求在梁下和梁上設(shè)置監(jiān)測(cè)剖面。

（3）動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)。支模完成后混凝土澆筑之前觀測(cè)2次，混凝土澆筑過程中視現(xiàn)場施工情況每 0.5～1.0 h觀測(cè)一次。

監(jiān)測(cè)周期為支模施工完成后、混凝土澆筑之前起至澆筑完成后 4 h終止。發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)超預(yù)警值得變形時(shí)，立即停止施工，查找原因，并采取相應(yīng)糾正措施

7 支模架及平臺(tái)拆除

7.1 拆除順序

支模架體拆除—外防護(hù)架體拆除—平臺(tái)板拆除—鋼絲繩拆除—次梁拆除—斜撐梁拆除—外挑懸梁懸挑部分截?cái)嗖鸪馓魬伊杭庸檀胧┎鸪馓魬伊翰鸪A(yù)埋件拆除—現(xiàn)場清理—拆除完成

7.2 拆除注意事項(xiàng)

在進(jìn)行斜撐工字鋼拆除前，先采用吊具將工字鋼吊穩(wěn)后，方可安排焊工切開工字鋼與其他構(gòu)件間的焊縫，待斜撐工字鋼同其他構(gòu)件完全分離開后，將其吊運(yùn)至地面。

在H型鋼梁拆除時(shí)，確保在鋼梁穩(wěn)固的狀態(tài)下進(jìn)行，切除焊縫后將木楔松去，再將卡環(huán)螺母松開，最后滑移后，吊運(yùn)至地面。

參考文獻(xiàn)

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[定稿日期]2021-08-11

[作者簡介]張富卷（1970～），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事建筑施工方面的工作。