[摘 要]针对施工电梯井区域高空悬挑结构梁无法随楼层浇筑的技术难题,以型钢梁及施工电梯井两侧已浇注的悬挑结构梁作为卸荷平台,利用其自身刚度较大的特点,有效地承载钢管、扣件、模板、混凝土的自重及施工荷载;采用悬挂支模的方式,减少支模的难度。通过对工程实践的总结和归纳形成了完整的施工技术,以期为同类型工程提供借鉴。
[关键词] 高层建筑;悬挑结构梁;悬挂支模;预留洞口;施工技术
0前言
随着人们对建筑外观审美的提高,不少建筑在屋顶采用了钢筋混凝土悬挑结构设计来满足建筑外观造型的需求,比如广西许多公共建筑在屋顶采用了悬挑斜屋面的“帽盖”民族特色的造型设计,在该类建筑的高空悬挑结构施工时,施工电梯往往尚未拆除,受施工电梯顶部安装位置影响,该处悬挑结构梁无法一次性浇筑完成,需要预留出施工电梯的部位,待施工电梯拆除或下降后方再进行二次浇筑。采用何种模板支撑方式对局部少量的高空悬挑结构进行施工,是一个值得探讨的问题,如采用常规的搭设落地架或在下一层搭设悬挑钢梁卸荷平台的方法,则工艺繁琐,成本高工期长,同时也增加了安全隐患。
本文以广西分中心综合机房楼工程为例,通过结合现场实际情况以及悬挑构件荷载进行研究分析,提出了采用悬挂卸荷形式的支模方式,并分析了其施工工艺过程及相关的质量控制方法。
1 工程概况
广西分中心综合机房楼工程,位于南宁市五象新区玉洞片区春阳路南面、阳岭路东面。总建筑面积7940.66 m2,屋面为钢筋混凝土悬挑斜屋面结构,高度32.35m,悬挑跨度3.5m。施工过程中,由于材料垂直运输的需要,施工电梯井(宽度6m)需穿过建筑顶部的挑檐,挑檐处有3根悬挑梁受到影响,无法随楼层浇筑,如图1所示。
2 方案设计
悬挂支模体系工序原理:先在拟施工区域设置数道钢梁架设在其两侧已浇筑成型的梁结构上,再在钢梁上向下安装用于承载底模和侧模的钢管龙骨架,然后在钢管龙骨架内铺设底模、绑扎钢筋和安装侧模,以此形成反向卸荷的悬挂支模体系(图2)。
该体系充分利用型钢梁刚度大、拥有较高承载力的特点,作为卸荷主龙骨,将悬挑梁施工过程产生的荷载传递到两侧现有结构上,并同时通过设置双扣件抗滑、设置吊挂钢筋箍辅助卸荷及限位等措施,进一步确保悬挂支模体系的安全。
图1 屋面悬挑结构梁预留孔洞
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图2 悬挂支模体系
3 施工工艺过程
3.1 操作平台搭设
由于原有外架脚手架的宽度并不能满足悬挑梁施工要求,需要在原外架基础上向外进行扩展架体,形成局部悬挑的操作平台,以便的悬挂卸荷体系的安装作业。局部悬挑的操作平台标高控制低于梁底约0.5m左右,操作平台应满铺脚手板和安全网,操作平台临边防护高出作业面1.5m以上,并挂安全网和设置挡脚板,防止物体坠落。
3.2 搭设悬挂卸荷体系
1、型钢梁铺设:在待施工区域两边已浇筑成型的悬挑梁架设钢梁(如图3),钢梁两端落在支承结构上的长度不宜小于0.5m。支承结构(悬挑梁)混凝土强度应达到设计值的100%,当支承结构设计承载值较低时,应提前进行配筋优化,以提高其承载力。
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图3 型钢梁铺设
2、竖向钢管搭设:钢梁搭设好后,在其上铺设安装与钢梁垂直的钢管,安装位置与拟浇筑的悬挑梁两侧位置大体相符,并用横向钢管初步固定,竖向钢管既作为受拉卸荷构件,同时也是用于后续加紧梁侧模的外龙骨。其设置数量应满足竖向卸荷承载力的要求,同时要满足对梁侧模的约束加固要求。(如图4所示)
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图4 竖向拉结杆与顶部纵向水平杆
3、梁底纵横水平杆搭设:竖向钢管搭设完成后,在其下端搭设梁底纵横向水平杆,横行水平间距与竖向钢管间距一致,并采用纵向水平杆将横杆连接成整体,如图5所示。
图5 底部纵横向水平杆安装
4、钢筋恢复和绑扎:后浇筑悬挑梁预留钢筋与施工电梯安装部位空间冲突,在电梯安装时往往被掰弯,甚至适当切割。预留钢筋在架设钢梁前,应进行基本调整到位,梁底纵横钢管骨架搭设好后,梁底横向水平杆可为钢筋提供架设受荷,然后采用工具对钢筋进一步细调、规整和恢复,并绑扎好箍筋。
5、底模铺设:梁钢筋恢复和绑扎好后,需要在梁钢筋下方铺放方木模板,但由于钢筋架设在钢管上,此时,需要将钢筋拉起或抬起一定距离,为方木、模板铺装提供空间。方木沿着梁跨方向布置,为便于操作,可先将底模钉设在方木条上形成整体后,再安放在钢管龙骨上。
6、侧模安装及竖向钢管调整:侧模安装按常规工艺进行即可,同理,为便于操作也可先将侧模方木内楞先顶设在模板上。调整梁两侧的竖向拉杆(钢管)的位置,使其夹紧梁两侧方木,同时对上部横杆(垂直布置在钢梁上的钢管)进行调整到位,并用钢管进行纵向拉结。
7、加固措施:
1)钢管扣件抗滑(限滑)措施:竖向钢管在上下端受荷设置双扣件方式(如图6所示);
2)拉结钢筋箍辅助卸荷:为进一步确保-模板体系的安全,可设当增设拉结箍筋对梁底纵向水平杆进行辅助卸荷,钢筋直径为8-10mm的圆钢,箍筋拉结到钢梁上,并采用焊接收口(如图6所示)。
3)采用钢管将各条梁的梁底相互拉结,增强其整体稳定性,避免混凝土浇筑过程发生晃动。
图6 底部加固措施
3.3混凝土浇筑及监测
混凝土施工前,必须对模板与支撑架体进行专项验收,经验收合格后方可进行下一道工序。重点对防滑扣件、钢筋拉结以及整体稳定性进行检查。
在支撑架体各水平杆及立杆处设置监测点并安装位移传感器,监测各点垂直位移、水平位移及位移速度,实时监控整个架体的变形情况。浇筑混凝土时,发现架体位移超过预警值时立即停止作业,处理完善后方可继续作业。
混凝土按照每层300~400 mm厚度分层浇筑,振捣上一层时振捣器应插入下一层50~100 mm,以消除两层之间接缝。上层混凝土的振捣应在下层混凝土初凝之前进行。
3.4悬挂卸荷体系拆除
当悬挑结构梁混凝土施工完成且强度达到100%的设计强度后,方可进行拆模作业。模板与架体的拆除顺序遵循“先支后拆,后支先拆”的原则。采用气割的方式切断拉结钢筋,拆除底部纵向水平杆;依次拆除底部横杆、竖向拉结杆、顶部纵向水平杆,最后拆除模板与木方,并通过塔吊将材料钢管、模板及型钢等材料运至地面。
5结语
采用悬挂支模技术及型钢承力平台相结合的方法,能够很好地解决高空悬挑结构梁二次支模难的问题。与普通高支模、型钢外挑支模等传统方法相比,本技术大大节约了周转材料、降低了施工成本,并加快了施工进度。由于本技术施工工艺简单无特殊要求,安装拆除方便,占用场地少,故有利于文明施工,具有很强的实用性。从安全角度看,采用本项技术,具有比高支撑架、型钢外挑等其他施工方法更低的风险性。经过项目实践证明,这一项施工技术能够很好地满足建筑设计及施工的要求,取得了较好的效益,具有推广价值。
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