淺談高層住宅坡屋面懸挑檐口結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

【摘要】坡屋面懸挑檐口式結(jié)構(gòu)由于其優(yōu)良的排水性能及其獨特、美觀的造型，近年來已被越來越多的應(yīng)用到高層建筑中來，然而傳統(tǒng)的施工方法往往是適用于地層房屋，并不能完全照搬到高層建筑上，致使高層住宅的坡屋面懸挑檐口結(jié)構(gòu)在施工中存在諸多隱患。本文結(jié)合工程實例探討了該結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的重點步驟及注意要點，希望為施工技術(shù)人員提高一定的參考。

【關(guān)鍵詞】坡屋面；懸挑檐口；高層建筑；施工技術(shù)

1、前言

由于我國人口眾多且分布較集中，城市建筑用地十分緊張。高層住宅已成為大勢所趨，而建造美觀、實用的高層住宅是人們的迫切需求。坡屋面懸挑檐口結(jié)構(gòu)因為其獨特的嶺南風(fēng)格，以及其在防、排水方面的顯著功效，在嶺南等地的高層住宅中被廣泛使用。然而由于結(jié)構(gòu)本身的特點，檐口懸挑處樓層導(dǎo)致在澆筑混凝土?xí)r模板的設(shè)置十分困難。傳統(tǒng)的方法是利用下部建筑作為支撐斜向搭設(shè)模板，該方法在懸挑長度大、建筑樓層高時由于風(fēng)力等因素的影響，操作難度大且存在較大的安全隱患。目前扣件式鋼管腳手架系統(tǒng)是我國建筑施工中的主要手段，由于其施工方便、可拆卸回收、經(jīng)濟適用等優(yōu)點被廣泛認(rèn)可。在涉及高空范圍的懸挑式腳手架主要采用懸挑型鋼作為支撐橫梁以進行垂直搭設(shè)。對此行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ 130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》中有詳細(xì)的規(guī)定和施工方法。此外我國當(dāng)前采用較多的混凝土結(jié)構(gòu)坡屋面施工方法大多只是針對于中低層建筑，而超高空作業(yè)中超高泵送混凝土坍落度發(fā)生變化等諸多因素均為被考慮到，在高層建筑中實用性較低。綜上，傳統(tǒng)的施工方法無法保障高層建筑的坡屋面懸挑檐口結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，必須針對該結(jié)構(gòu)探討新的施工技術(shù)。

2、幾種施工方法的改進

2.1利用懸挑型鋼作為底部橫梁承受支架荷載

傳統(tǒng)的施工方法大多采用工字鋼作為底部橫梁。主要是由于工字鋼抗剪及抗彎能力突出且變形較小。然而當(dāng)前的坡屋面懸挑檐口結(jié)構(gòu)大多是用作排水、裝飾及遮陽等方面，并不至于承受太大荷載，工字鋼的優(yōu)點并未發(fā)揮，可以利用懸挑型鋼取代其作為底部橫梁同時承受懸挑腳手架與懸挑檐口結(jié)構(gòu)支模所帶來的荷載。

通過力學(xué)簡化（如圖1）對懸挑型鋼的受力進行分析可知，該受力結(jié)構(gòu)等同于一個三跨連續(xù)梁，通過計算可知：（1）若布置卸荷鋼絲繩，則各點受力大小排列為C>D>A>B，固定點A、B受力較小較容易滿足規(guī)范，此時懸挑型鋼撓度小，故采用小規(guī)格的型鋼（14-18號）就可使其滿足要求；（2）若不布置卸載鋼絲繩，則固定點B受力最大而A較小，但其受力仍然較易滿足規(guī)范要求。而此時懸挑型鋼撓度大，故需采用大規(guī)格型鋼（20-24號）方能使其滿足規(guī)范要求。

通過以上力學(xué)計算可知，只要采取布置鋼絲繩或增大懸挑型鋼規(guī)格等方式方法，型鋼的力學(xué)性能是可以滿足規(guī)范要求的，因此利用懸挑型鋼作為底部橫梁同時承受挑檐模板支架、腳手架系統(tǒng)的荷載是可行的。

2.2懸挑型鋼主梁設(shè)計實例

懸挑型鋼的受力設(shè)計的基礎(chǔ)是承受模板及腳手架系統(tǒng)的立桿軸力，因此必須保證每一根模板及腳手架系統(tǒng)的立桿都支撐到了型鋼上。一般情況下會在挑檐模板支撐系統(tǒng)設(shè)計完成后再根據(jù)其立桿間距進行腳手架和型鋼的設(shè)計。

在廣東省某市一處新建住宅樓項目中，采用了懸挑檐口結(jié)構(gòu)。由模板計算書知F1=F2=F3=4.65kN，由腳手架計算書知F=F5=3.23kN。型鋼、立桿布置等相關(guān)參數(shù)如圖2。利用PKPM等計算軟件可計算出主梁的各項數(shù)值，在此不詳述計算過程及結(jié)果（可參照其設(shè)計資料）。通過驗算發(fā)現(xiàn)懸挑檐口部分的各方面力學(xué)性能均滿足要求，對整個支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性幫助大，從而確保了結(jié)構(gòu)施工的安全。

2.3坡屋面混凝土澆筑質(zhì)量的輔助控制措施

當(dāng)前的坡屋面懸挑檐口結(jié)構(gòu)一般坡度在30°-45°之間，傳統(tǒng)的澆筑方法是在澆筑時設(shè)置鋼絲網(wǎng)于鋼筋面之上，澆筑后再進行拍實。由于前文所述超高泵送混凝土存在坍落度大等問題，因此施工過程中容易出現(xiàn)混凝土的滑落及離析等現(xiàn)象，搗實程度難以控制，可能引起日后混凝土的滲漏等問題。采用雙面模板施工方法可以很好的解決該問題，但雙面模板法施工成本較大，經(jīng)濟效益低。結(jié)合過往的施工案例，在混凝土澆筑時我們可以綜合傳統(tǒng)方法與雙面模板法利用短鋼筋、木枋來輔助控制混凝土的澆筑質(zhì)量。

如上圖所示，可在施工時由檐口至上，每隔一段距離焊接一段短鋼筋，澆筑混凝土?xí)r設(shè)置木枋以控制澆筑標(biāo)高并擋住混凝土流動，圖中是以40cm為段分層進行混凝土的澆筑、搗實等各個步驟，由下至上在下段混凝土初凝前移除木枋，開始上一段的施工。該方法可有效的保證混凝土澆筑質(zhì)量，且相比于雙面模板法，木枋、段剛勁等材料成本極低，經(jīng)濟效益最大化。

3、高層住宅坡屋面懸挑檐口結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵步驟

3.1施工順序及施工時間的優(yōu)化

必須嚴(yán)格按照以下流程來施工：（1）繪制施工圖，包括型鋼設(shè)計、模板支架、防護系統(tǒng)設(shè)計等幾項內(nèi)容；（2）在施工樓層預(yù)埋鋼筋錨固環(huán)；（3）設(shè)置型鋼，逐層搭設(shè)模板及腳手架支撐系統(tǒng)；（4）設(shè)置卸荷鋼絲繩，包括預(yù)埋吊環(huán)、拉索等；（5）坡屋面模板架設(shè)、焊接定位鋼筋；（6）利用小鋼筋及木枋等手段進行分層澆筑；（7）澆筑完成后拆除支撐系統(tǒng)及預(yù)埋鋼筋。

3.2整體安全性及穩(wěn)定性的提升

（1）考慮風(fēng)荷載的影響，模板及腳手架立桿必須將水平桿與室內(nèi)支架立桿相拉結(jié)，形成整體；（2）施工中懸挑部分必須設(shè)置踏腳平臺并焊接在支架系統(tǒng)上，防止滑移；（3）水平剪刀撐、縱向連接、連墻件等常規(guī)構(gòu)造必須嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)置。

嚴(yán)格按執(zhí)行上述措施，該項目在實際施工中效果表現(xiàn)良好，施工順序設(shè)置合理，各工藝銜接順暢，大大節(jié)省了工期；由于桿件間的整體式連接提升了支架系統(tǒng)的整體性，使得整個施工過程中支架系統(tǒng)未發(fā)生大的變形及滑落、坍塌等情況。作業(yè)平臺焊接牢靠，使用方便，整個懸挑檐口施工過程中未發(fā)生任何安全事故。

4、結(jié)束語

通過對傳統(tǒng)方法的幾點優(yōu)化，改進后的坡屋面懸挑檐口結(jié)構(gòu)施工技術(shù)顯然更適用于高層住宅的新建，對比傳統(tǒng)方法改進方法全面的提升了模板支撐系統(tǒng)的安全性及整體性，利用懸挑型鋼同時支撐兩種荷載的方法大大的降低了模板工程的施工難度，而在混凝土的分層澆筑及超高泵送混凝土的質(zhì)量控制上，也盡可能的降低了成本來完成預(yù)期目標(biāo)。綜上所述，本技術(shù)簡便且操作性強，對整體施工質(zhì)量的提升效果明顯，在今后的高層住宅中有著十分廣闊的應(yīng)用前景。