高層建筑懸挑結(jié)構(gòu)模板支撐體系施工技術(shù)探索

劉必安

（福建六建集團(tuán)有限公司　350007）

高層建筑懸挑結(jié)構(gòu)模板支撐體系施工技術(shù)探索

劉必安

（福建六建集團(tuán)有限公司350007）

高層建筑為追求立面觀感效果，通常設(shè)計(jì)外立面高空時(shí)會(huì)有向外延伸懸挑造型，高空懸挑結(jié)構(gòu)施工目前較多采用懸挑承力支撐體系，而替代了以往常規(guī)使用的落地鋼管扣件式滿堂腳手架形式。本文以所實(shí)施的項(xiàng)目分別從方案比選、施工順序、懸挑支撐架體系參數(shù)、懸挑支撐架施工工藝以及模板支撐架檢查與驗(yàn)收等方面闡述高層建筑懸挑結(jié)構(gòu)模板體系的應(yīng)用，該體系施工過(guò)程不僅安全可靠、施工便利，還大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約周轉(zhuǎn)料具，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

高層建筑；懸挑結(jié)構(gòu)；支撐體系；施工技術(shù)

引言

在高層建筑施工中傳統(tǒng)的滿堂腳手架有許多使用弊端，尤其當(dāng)施工作業(yè)達(dá)到一定高度時(shí)，會(huì)有較大的施工安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。另一方面，在高層建筑的施工過(guò)程中，使用落地式滿堂腳手架需要從地面到施工層架設(shè)扣件式鋼管架，增大了材料及人工的成本，還會(huì)造成較大的安全隱患。此外，建筑結(jié)構(gòu)施工完后部分腳手架需要用在后期裝修使用，所以在腳手架的使用間隔期間要做相應(yīng)的維護(hù)，提高了工程成本。因此，在高層建筑工程施工中適合使用懸空模板支撐體系，不但可以減少人工勞動(dòng)量、減少材料周轉(zhuǎn)同時(shí)還可以節(jié)約材料、降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

圖1　高層建筑

1　懸挑結(jié)構(gòu)概況

丹寧頓小鎮(zhèn)高層區(qū)屋面（結(jié)構(gòu)標(biāo)高99.3m）女兒墻頂四周外伸結(jié)構(gòu)采用懸挑梁板結(jié)構(gòu)承力形式，懸挑結(jié)構(gòu)頂面標(biāo)高為100.8m，懸挑長(zhǎng)度1.1～2.9m。

懸挑板局部有上下兩層，上層距離屋面1.5m（標(biāo)高100.8m），懸挑長(zhǎng)度最大為2.9m，下層為女兒墻外側(cè)出屋面懸挑板（標(biāo)高98.7m），懸挑長(zhǎng)度為1.1m，懸挑反梁截面尺寸為200mm×600mm，懸挑板厚100mm，懸挑板沿長(zhǎng)合計(jì)110m。

2　方案比選

高空懸挑結(jié)構(gòu)施工中需要使用的模板體系，按以往常規(guī)的施工方案是采用落地扣件式鋼管滿堂腳手架，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算來(lái)對(duì)面板、主次楞、立桿等參數(shù)進(jìn)行確定，從地下室頂板一直搭設(shè)到施工懸挑部位都需要搭設(shè)鋼管扣件還得做好相應(yīng)的安全構(gòu)造措施。采用此方案存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

（1）使用這種搭設(shè)方式，需要較大的周轉(zhuǎn)料具。在結(jié)構(gòu)完成施工后為了保證后續(xù)施工的需求就得需要保留架體，并且定期進(jìn)行架體的維護(hù)和監(jiān)控，增加了工程費(fèi)用。

（2）如果架體的搭設(shè)超過(guò)一定高度，會(huì)有較大的安全隱患。

綜上所述，基于安全和經(jīng)濟(jì)的角度，采用常規(guī)落地扣件式鋼管滿堂架方案并不理想。在對(duì)此工程的實(shí)際情況進(jìn)行認(rèn)真分析后，決定模板支撐架采用懸挑工字鋼梁+雙拼鋼管斜撐組合式下支撐體系。

3　懸挑板施工順序

（1）施工流程

施工準(zhǔn)備→安全技術(shù)交底→根據(jù)設(shè)計(jì)支撐位置及間距定位→鋼板預(yù)埋→安裝工字鋼懸挑梁→預(yù)埋鋼板與懸挑梁焊接、安裝固定螺栓→安裝斜撐→搭設(shè)上部模板及支撐→檢查驗(yàn)收→混凝土澆筑。

（2）本工程懸挑板施工時(shí)，先安裝水平懸挑工字鋼梁，緊接著在工字鋼上焊接兩道槽鋼；然后安裝工字鋼下部斜撐及加強(qiáng)桿，下部支撐體系完成后，施工上部懸挑模板及模板支撐架。

（3）屋面懸挑板施工

屋面懸挑板擬先施工下層懸挑板，懸挑長(zhǎng)度、高度均較小，施工難度較小，待該處懸挑板混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)，再施工上面一層懸挑板，上面一層懸挑板內(nèi)側(cè)支撐架支撐在下面一層懸挑板處（下面一層懸挑板下方的支撐不拆除），待所有懸挑板混凝土達(dá)到100%時(shí)，再拆除上下兩層懸挑板的支撐。

（4）混凝土澆搗

懸挑板混凝土澆搗主要采用塔吊吊斗吊運(yùn)方式進(jìn)行，混凝土澆搗時(shí)對(duì)稱、分層澆搗，反梁澆搗由中間向兩邊進(jìn)行、懸挑板澆搗由內(nèi)向外澆搗，嚴(yán)禁在一側(cè)澆搗，以防止支撐架因受力不均發(fā)生變形。

（5）支撐架拆除順序

待上部懸挑板混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)，應(yīng)先清除平臺(tái)上的所有雜物，而后由上而下，按“后搭的先拆，先搭的后拆”的原則進(jìn)行。

（6）懸挑架的拆除

懸挑架的拆除在工字鋼以上的支撐全部拆除后進(jìn)行。

①先拆除懸挑架之間的連接件，連接件拆除時(shí)用塔吊上鋼絲繩系牢，拆除一根，向屋面上吊運(yùn)一根，最后集中吊運(yùn)。

②連接件全部拆除后進(jìn)行懸挑架的拆除，先拆除雙拼鋼管斜撐，后拆除懸挑梁。

4　斜撐式懸挑支撐架體系具體搭設(shè)參數(shù)

（1）懸挑斜撐式支撐體系需滿足高空懸挑結(jié)構(gòu)的支模承載需要，水平懸挑梁采用20b號(hào)工字鋼，懸挑長(zhǎng)度3m，錨固長(zhǎng)度3m，間距900mm，工字鋼錨固方式采用兩道M20普通螺栓錨固，兩道螺栓間距2000mm，同時(shí)工字鋼錨固段與樓板內(nèi)預(yù)埋鋼板（300× 300×20）焊接，每根工字鋼下預(yù)埋鋼板設(shè)置兩塊，間距1000mm，工字鋼懸挑段之間采用兩道8號(hào)槽鋼通長(zhǎng)焊接連成一整體，兩道8號(hào)槽鋼間距1000mm。

（2）每道水平懸挑梁下均設(shè)置一道斜撐，斜撐采用φ48×3.5雙拼鋼管，斜撐之間采用同規(guī)格鋼管通長(zhǎng)扣件接連成一整體。

（3）每道水平懸挑工字鋼梁均采用鋼絲繩采用6×19、φ17mm的鋼絲繩固定（為確保安全，受力驗(yàn)算時(shí)假定鋼絲繩不受力），鋼絲繩軋頭按規(guī)定配套旋牢，固定在女兒墻上部預(yù)埋φ20鋼筋吊環(huán)上。

5　懸挑支撐架施工工藝

（1）鋼板預(yù)埋

在33F（+96.3m）樓面處預(yù)埋鋼板，預(yù)埋鋼板尺寸300×300，厚20mm，下部錨固鋼筋為4根φ16鋼筋，錨筋應(yīng)位于構(gòu)件的外層主筋內(nèi)。

（2）懸挑梁的安裝：水平懸挑梁外懸挑長(zhǎng)度3m，樓板內(nèi)錨固長(zhǎng)度3m，懸挑梁與樓面的預(yù)埋鋼板滿焊連接，采用兩道鋼板夾M20穿板螺栓固定懸挑梁（@2000mm），每道鋼板采用4根M20普通螺栓，M20螺栓在樓板底采用雙螺母固定，M20螺母固定時(shí)應(yīng)設(shè)置彈性墊片防止螺栓松動(dòng)，同時(shí)工字鋼錨固段下部與樓板內(nèi)預(yù)埋鋼板焊接（@1000mm），懸挑梁安裝時(shí)采用塔吊配合施工，用溜繩人工控制方向。

（3）斜撐的安裝：安裝完畢懸挑梁后，再將斜撐一端與工字鋼懸挑梁事先焊接筋連接，另一端與32F（+93.3m）樓板外側(cè)梁可靠固定，支撐平臺(tái)四周搭設(shè)臨時(shí)防護(hù)，操作層滿鋪竹笆片，其中下方懸掛兩層密目安全網(wǎng)，保證模板支撐施工時(shí)的安全。

6　質(zhì)量檢查與驗(yàn)收

（1）工程使用的工字鋼必須經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)場(chǎng)使用，安裝鋼平臺(tái)時(shí)，焊工需持證上崗，工字鋼組裝不得偏位，焊縫不得有裂紋、孔洞、夾渣，并且需要檢測(cè)合格，對(duì)制作以及安裝全過(guò)程進(jìn)行控制。

（2）防止因結(jié)構(gòu)梁柱破壞而引起的支撐體系失穩(wěn)、變形，支撐工字鋼梁的梁柱必須要做受力驗(yàn)算；出現(xiàn)承載力不足的情況要及時(shí)進(jìn)行加固，等到梁柱混凝土的基本強(qiáng)度到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度，支撐體系才可以承受上部傳來(lái)的荷載。

（3）在實(shí)際施工過(guò)程中，對(duì)可能產(chǎn)生的變形進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)。

（4）進(jìn)行分段驗(yàn)收和檢查，發(fā)現(xiàn)有不符合要求的應(yīng)迅速整改。

（5）支撐架分段驗(yàn)收嚴(yán)格按現(xiàn)行《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》和施工方案要求的內(nèi)容進(jìn)行檢查，填寫(xiě)驗(yàn)收記錄單，并由搭設(shè)人員、安全員、施工員、設(shè)計(jì)人員、項(xiàng)目經(jīng)理簽字，方能交付使用。

（6）在大風(fēng)、雨后重新使用的支撐架，要全面檢查，合格后的支撐架才能投入使用。

7　安全保障措施

（1）支撐架搭設(shè)人員必須是經(jīng)過(guò)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)定》考核合格的專業(yè)架子工。

（2）拆除支撐架必須按搭設(shè)逆序完成捆綁以便向下吊運(yùn)并逐一檢查捆綁點(diǎn)是否牢固。拆除時(shí)至少應(yīng)有兩人同時(shí)作業(yè)，不得有冒險(xiǎn)思想，操作時(shí)要集中思想，小心進(jìn)行。

（3）安排專人在支撐架下觀察模板支撐架的情況，發(fā)現(xiàn)支撐架變形過(guò)大、個(gè)別構(gòu)件發(fā)生破壞等問(wèn)題時(shí)應(yīng)立即報(bào)告并暫停施工，待整改完畢確認(rèn)安全后方可繼續(xù)施工，混凝土澆筑面由現(xiàn)場(chǎng)派專門管理人員監(jiān)督，混凝土澆搗嚴(yán)格按方案進(jìn)行，防止荷載不對(duì)稱導(dǎo)致支撐架產(chǎn)生變形。

（4）工字鋼平臺(tái)上，應(yīng)設(shè)置密目安全網(wǎng)和鋼笆片的雙重安全防護(hù)，以防止高空落物傷人。鋼平臺(tái)周邊的臨空面，應(yīng)先期設(shè)置安全防護(hù)欄桿，支撐體系拆除時(shí)，墜物范圍要設(shè)圍欄或警告標(biāo)志，并有專人指揮。

（5）架子工及架上操作人員，每天上下班前要檢查架子的支撐錨固點(diǎn)是否牢固，架上施工荷載要均勻布置，不得集中一邊，單向偏一受力，并不得超過(guò)設(shè)計(jì)荷載。

（6）六級(jí)及以上大風(fēng)或雷雨天氣不準(zhǔn)搭設(shè)或拆除外架，也不準(zhǔn)在架上作業(yè)，其他按腳手架的操作規(guī)程執(zhí)行。

8　結(jié)束語(yǔ)

高層建筑中使用懸空結(jié)構(gòu)，模板支撐體系是一項(xiàng)難以解決的問(wèn)題，通過(guò)在本工程中使用的高空懸空結(jié)構(gòu)模板支撐體系，可以看出該體系具有拆卸方便、安全可靠、安裝簡(jiǎn)易、受力明確等特點(diǎn)，待結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后還能夠繼續(xù)作為操作平臺(tái)供裝修施工，從而很大程度的縮短施工周期、減少了勞動(dòng)力投入和施工成本、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]徐佳煒.高層建筑多層模板支撐體系及其安全性研究[D].同濟(jì)大學(xué)，2008.

[2]朱為亮.高層大懸挑混凝土結(jié)構(gòu)施工方案設(shè)計(jì)與實(shí)施[D].重慶大學(xué)，2012.

[3]王俊增，吳浩東，徐新剛.超高大跨度懸挑結(jié)構(gòu)模板支撐體系設(shè)計(jì)與施工[A].施工企業(yè)模板與腳手架應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)論文集[C].亞太建設(shè)科技信息研究院、《施工技術(shù)》雜志，2007：3.

[4]厲天數(shù)，何一軍，史磊斌，黃璐燕.高空大跨度型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)模板支撐體系施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2014，02：84～87.

TU755.2+2

A

1673-0038（2015）08-0040-02

2015-1-28

劉必安，男，本科，2002年畢業(yè)于福州大學(xué)土木工程學(xué)院，建筑工程專業(yè)，從事施工項(xiàng)目管理工作。