全逆作法地下室環(huán)梁鋼筋的整體加工與安裝工藝簡析

黎光軍 （中建四局第六建設(shè)有限公司，安徽 合肥 230011）

0 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長，建筑行業(yè)不斷向著高、大、深的方向發(fā)展，城市核心地帶的土地利用率逐漸提高，施工可利用場地越來越少，全逆作法在超高層與深基坑結(jié)合的建筑工程中應(yīng)用越來越多。

由于全逆作法工程項(xiàng)目上下同步施工的特性，地下室頂板作為平臺(tái)層需提前封閉，導(dǎo)致后續(xù)地下室各層結(jié)構(gòu)施工時(shí)，環(huán)梁無法整體預(yù)加工后吊裝至指定位置，圓形主筋需由兩段半圓形鋼筋焊接成型。該做法具有施工時(shí)間長、主筋焊接點(diǎn)增加、環(huán)梁整體性降低等缺點(diǎn)。

本文介紹了一種全逆作法地下室環(huán)梁預(yù)加工整體安裝就位的方法，避免了環(huán)梁在地下室頂板封閉后，無法整體吊裝的問題，加快施工進(jìn)度，減少了鋼筋的使用量及焊接量，提升了環(huán)梁鋼筋綁扎質(zhì)量，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)安全性。

1 工程概況

廣州寺右萬科中心項(xiàng)目位于天河區(qū)珠江新城臨江大道北側(cè)、華訊街西側(cè)緊鄰廣州大道?？偨ㄖ娣e為128295m2，地下27937m2，地上100358m2。地下 3層，地上含2棟超高層辦公樓，1#樓地上34層，建筑高度162.6m；2#樓地上26層，建筑高度133.2m。

項(xiàng)目位于廣州市核心地段，場內(nèi)施工場地狹小，采用全逆作法組織施工。

2 逆作法概述

施工地下連續(xù)墻作為深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼做地下室永久外墻，實(shí)現(xiàn)“兩墻合一”。

按“一樁一柱”的設(shè)計(jì)要求施工鉆孔混凝土灌注樁加地下室鋼管混凝土柱作為豎向支承結(jié)構(gòu)。

待深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與豎向支承結(jié)構(gòu)施工完成后施工地下室頂板作為逆作施工平臺(tái)層，繼而實(shí)現(xiàn)地上地下結(jié)構(gòu)同時(shí)施工。

3 全逆作法地下室環(huán)梁鋼筋施工

3.1 環(huán)梁主筋分段施工

在全逆作法建筑工程項(xiàng)目中，因地下室頂板作為平臺(tái)層提前封閉，導(dǎo)致后續(xù)地下室各層結(jié)構(gòu)施工時(shí)，環(huán)梁無法整體預(yù)加工后吊裝至指定位置，圓形主筋需由兩段半圓形鋼筋焊接成型。

施工工藝流程：地下室頂板施工→地下室各層環(huán)梁鋼筋分段加工→環(huán)梁分段主筋現(xiàn)場焊接→鋼管柱環(huán)梁節(jié)點(diǎn)完成，如圖 1、圖 2。

圖1 環(huán)梁主筋分段焊接成型示意圖

圖2 環(huán)梁主筋分段加工示意圖

環(huán)梁主筋分段焊接成型慢，鋼筋耗費(fèi)量大，作業(yè)空間狹小難以保證焊接質(zhì)量，且易出現(xiàn)鋼筋排布易混亂、箍筋難以按規(guī)范要求彎折等情況。環(huán)梁主筋接頭多，影響鋼筋工程的整體質(zhì)量。

3.2 環(huán)梁鋼筋預(yù)加工整體安裝方法

3.2.1 環(huán)梁鋼筋預(yù)加工整體安裝思路

結(jié)合全逆作法工程的施工特點(diǎn)，在地下室負(fù)一層鋼管柱上增設(shè)一種環(huán)梁的承托工具，在地下室頂板封閉之前，將地下室各層預(yù)加工成整體的環(huán)梁吊裝至負(fù)一層鋼管柱承托位置上。

施工工藝流程：地下室鋼管柱深化承托連接環(huán)板→地下室鋼管柱施工→地下室頂板封閉前加工成品環(huán)梁鋼筋→環(huán)梁承托工具與承托連接環(huán)板焊接→環(huán)梁承托在鋼管柱上→各層預(yù)加工成品環(huán)梁鋼筋沉放至設(shè)計(jì)位置。

3.2.2 環(huán)梁鋼筋預(yù)加工

環(huán)梁主筋用數(shù)控彎曲機(jī)一次加工成型并采用套筒連接，見圖3。

圖3 環(huán)梁主筋一次加工成型實(shí)例圖

環(huán)梁主筋一次性成型后，在拼裝胎架上完成所有環(huán)梁鋼筋的預(yù)加工，見圖4、圖 5。

3.2.3 承托工具的設(shè)計(jì)與施工

地下室鋼管柱外壁上深化設(shè)計(jì)增加5mm厚250mm寬的承托連接環(huán)板，與承托工具“7”字條焊接后用于承托成品環(huán)梁鋼筋。

“7”字條采用25mm鋼板，材質(zhì)與鋼管柱相同，豎向段與鋼管柱焊接10d，橫向段伸出環(huán)梁鋼筋邊線50mm。每根鋼管柱上設(shè)4根“7”字條承托工具，見圖6。

圖4 環(huán)梁鋼筋預(yù)加工實(shí)例圖

圖5 環(huán)梁鋼筋預(yù)加工成品實(shí)例圖

圖6 “7”字條焊接示意圖

“7”字條焊接完成后將成品環(huán)梁鋼筋承托在負(fù)一層鋼管柱上后。見圖7。

圖7 成品環(huán)梁鋼筋吊運(yùn)

成品環(huán)梁在鋼管柱上承托就位后，在其上方環(huán)板焊接“G”字型吊鉤，用于后期沉放成品環(huán)梁，見圖8。

圖8 安裝工具焊接示意圖

3.2.4 成品環(huán)梁的沉放

成品環(huán)梁鋼筋將在地下室鋼管柱上進(jìn)行較長時(shí)間的放置，采用密目安全網(wǎng)包裹其表面，避免土方暗挖期間被污染損傷。

待土方暗挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將環(huán)梁承托支座“7”字條割除，在割除承托工具的同時(shí)，用手動(dòng)葫蘆通過吊鉤輔助沉放環(huán)梁鋼筋至設(shè)計(jì)標(biāo)高，實(shí)現(xiàn)全逆作法地下室環(huán)梁節(jié)點(diǎn)鋼筋的整體預(yù)加工及現(xiàn)場安裝，保證全逆作法地下室鋼筋工程的施工質(zhì)量。

4 計(jì)算書

4.1 “7”字條鋼筋受力驗(yàn)算

根據(jù)受力特點(diǎn)，吊鉤主要承受環(huán)梁自身重力帶來的剪應(yīng)力。本工程環(huán)梁吊重最重在2t左右，4根“7”字條選擇厚度為25mm鋼板，焊縫長度為250mm，材質(zhì)為Q345B。耳鉤焊縫為全熔透焊一級(jí)焊縫，角焊四周包邊。

根據(jù)剪應(yīng)力公式：Т剪應(yīng)力=Q/An＜fv

其中

Q=P/ψ

=2000/4×9.8/（1.4×4）=875N

Ψ為吊裝過程中產(chǎn)生的動(dòng)荷系統(tǒng)，取值1.3～1.5；

最不利截面處凈截面面積：An=μ×A=μ×a×t=1.2×250×25=7500mm2

μ為截面損耗系數(shù)，取值1.2～1.25，a為切斷邊距，t為鋼條厚度；

Т剪應(yīng)力=Q/An＜fv=875/7500

=0.11N/mm2＜fv=170N/mm2

fv為鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，耳板選用 Q345B，取值 170N/mm2。

“7”字型承托工具滿足受力要求。

4.2 吊鉤驗(yàn)算

根據(jù)受力特點(diǎn)，吊鉤主要承受環(huán)梁自身重力帶來的剪應(yīng)力，本工程環(huán)梁吊重最重在2t左右，2根“G”字吊鉤選擇厚度為25mm鋼板，焊縫長度為250mm，材質(zhì)為Q345B。耳鉤焊縫為全熔透焊一級(jí)焊縫，角焊四周包邊。

根據(jù)剪應(yīng)力公式：

Т剪應(yīng)力=Q/An＜fv

其中Q=P/ψ=2000/2×9.8/（1.4×4）=1750N

Ψ為吊裝過程中產(chǎn)生的動(dòng)荷系統(tǒng)，取值1.3～1.5；

最不利截面處凈截面面積：An=μ×A=μ×a×t=1.2×250×25=7500mm2

μ為截面損耗系數(shù)，取值1.2～1.25，a為切斷邊距，t為鋼條厚度；

Т剪應(yīng)力=Q/An＜fv=1750/7500

=0.233N/mm2＜fv=170N/mm2

fv為鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，耳板選用Q345B，取值170N/mm2

“G”字型吊鉤滿足受力要求。

5 結(jié)語

在全逆作法建筑工程項(xiàng)目中，在地下室鋼管柱深化設(shè)計(jì)階段，綜合考慮后期地下室梁柱節(jié)點(diǎn)的施工需求，提前部署，在地下室鋼管柱上增設(shè)承托工具，實(shí)現(xiàn)地下室各層環(huán)梁鋼筋整體預(yù)加工成型，保證地下室鋼筋工程施工質(zhì)量，降低現(xiàn)場施工難度，加快施工進(jìn)度，大幅減少鋼筋焊接量，節(jié)約鋼筋用量，經(jīng)濟(jì)效益與工期效益顯著，對(duì)全逆作法地下室結(jié)構(gòu)施工具有一定的借鑒意義。