工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐體系

周 偉，劉 璇，田君華

（中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司中南公司，湖北 武漢 430070）

為解決建筑物不均勻沉降及超長結(jié)構(gòu)溫縮問題，通常設(shè)置后澆帶。因后澆帶留置時(shí)間長，加之在實(shí)際施工中存在后澆帶支撐體系搭設(shè)不規(guī)范、檢查不到位的問題，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全，所以需研究一種新型的后澆帶臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，保證后澆帶部位結(jié)構(gòu)的安全，增加后澆帶位置的空間利用率，提高模板及模板支撐體系的周轉(zhuǎn)率。

1 工程概況

萬科金域國際綜合體項(xiàng)目位于漢陽五里墩B1-1地塊，規(guī)劃用地性質(zhì)為商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地，規(guī)劃凈用面積為29923m2，總建筑面積為30.04萬m2，其中計(jì)容建筑面積為24.55萬m2，容積率為8.2。購物中心為地上1～7層，商業(yè)塔樓為地上8～43層，辦公塔樓為地上8～48層，最大高度為211.3m。主體結(jié)構(gòu)施工階段共有幾十條后澆帶，后澆帶縱橫交錯(cuò)，給模架支設(shè)帶來較大困難。

2 后澆帶支撐體系概述

2.1 傳統(tǒng)后澆帶支撐體系

目前，建筑工程施工中傳統(tǒng)后澆帶支撐方式主要有三種形式：鋼管雙排架支撐、鋼管格構(gòu)柱支撐和混凝土構(gòu)造柱支撐。

第一種是鋼管雙排架支撐，優(yōu)點(diǎn)是適用性強(qiáng)，基本適用于所有后澆帶；缺點(diǎn)是材料用量大、占用空間多、難以維護(hù)等。第二種是鋼管格構(gòu)柱支撐，優(yōu)點(diǎn)是占用空間小、成本低；缺點(diǎn)是承載力一般，使用范圍有局限性。第三種是混凝土構(gòu)造柱支撐，優(yōu)點(diǎn)是占用空間小、承載力比較強(qiáng)；缺點(diǎn)是后期需拆除，容易產(chǎn)生大量建渣。

2.2 工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐體系

基于上述后澆帶支撐的三種形式，經(jīng)過綜合考慮，文章提出了一種后澆帶采用工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐的方法，如圖1所示。

后澆帶工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐主要由內(nèi)外立管、盤扣連接盤、橫桿、插銷及上端支撐蓋板組成。外立管頂部設(shè)有螺紋式套管，并設(shè)有插銷，可以調(diào)節(jié)支撐與模板木方之間的松緊；內(nèi)立管每隔12cm開設(shè)Ф20mm圓孔，用于高度調(diào)節(jié)；各鋼立柱設(shè)有盤扣連接盤，各鋼立柱之間采用盤扣橫桿連接為整體，橫桿間距為2m設(shè)置一道；獨(dú)立支撐頂部設(shè)有支撐蓋板，蓋板下方設(shè)有4根圓管，墊板將內(nèi)管頂部連接成整體。該后澆帶支撐體系可廣泛應(yīng)用于各種住宅、商業(yè)工程的后澆帶支撐中。

圖1 工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐

后澆帶工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐可用在后澆帶、施工縫等懸臂構(gòu)件的位置，它的高度可在一定范圍自行調(diào)節(jié)。以中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司中南公司萬科金域國際項(xiàng)目為例，由于層高變化比較大，故設(shè)計(jì)了兩種高度范圍，一種高度范圍為2.7～3.7m，另一種高度范圍為4.3～5.3m。主要構(gòu)件包括內(nèi)外立管、盤扣連接盤、橫桿、插銷及上端支撐蓋板。

鋼立柱的外管采用60mm×3mm的鋼管，頂部設(shè)有螺紋式套管，并設(shè)有插銷，用以調(diào)節(jié)支撐與模板木方的松緊。調(diào)節(jié)至合適高度后，將插銷插入鋼立柱內(nèi)管的圓孔內(nèi)，完成外立管與內(nèi)立管的連接。

鋼立柱的內(nèi)管采用48mm×2.5mm的鋼管，設(shè)計(jì)每間隔12cm開設(shè)Ф20mm圓孔，便于調(diào)節(jié)支撐高度，以適用于各類型建筑后澆帶支撐。內(nèi)外立柱之間采用插銷連接。

鋼立柱頂部支撐蓋板下方設(shè)有4根60mm×3mm的圓管，墊板將內(nèi)管頂部連接成整體。

盤扣橫桿，每根鋼立柱外立管每隔2m設(shè)計(jì)有盤扣連接盤，之間采用盤扣橫桿連接，連接形成格構(gòu)柱。

3 工藝流程

該新型工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐安裝的主要步驟如下：將鋼立柱的內(nèi)管套入外管，使用銷軸固定；用盤扣橫桿依次將連接盤連接起來，使鋼立柱成為整體；安裝頂部支撐墊板；調(diào)節(jié)外管上端的螺紋式套管使支撐墊板與木方抵緊，高度調(diào)節(jié)完畢后即完成安裝。

4 質(zhì)量保證措施

（1）嚴(yán)格控制進(jìn)場材料的材質(zhì)。

（2）焊工必須經(jīng)考試合格并取得合格證書。

（3）持證焊工必須在其考試合格項(xiàng)目及其認(rèn)可范圍內(nèi)施焊。

（4）鋼材切割面應(yīng)無裂紋、夾渣、分層和大于1mm的缺棱。

（5）焊縫無漏焊、虛焊、焊瘤、焊渣等缺陷。

（6）根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算所得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行后澆帶部分的受力情況分析，保證整個(gè)系統(tǒng)的施工參數(shù)。繪制施工圖，明確架體搭設(shè)的根本性要求以及關(guān)鍵組成部件的安裝等過程。

（7）要使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的材料，如發(fā)現(xiàn)不合格材料被使用，應(yīng)嚴(yán)肅處理責(zé)任人。

（8）架體搭設(shè)完成之后，應(yīng)該請?jiān)摴こ痰谋O(jiān)理和甲方進(jìn)行工程驗(yàn)收工作，合格后方可進(jìn)行下一步澆筑工作。

（9）澆筑完成后至封閉期間，不能拆除任意支撐構(gòu)件。

（10）澆筑完成后，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的100%后才能拆掉支撐構(gòu)件。

5 安全保證措施

（1）根據(jù)國家、行業(yè)和企業(yè)的安全生產(chǎn)法規(guī)和規(guī)章制度認(rèn)真落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制。

（2）施工前，所有準(zhǔn)備材料應(yīng)該準(zhǔn)備就緒并且擺放整齊。

（3）嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求進(jìn)行施工，剩余材料及時(shí)清除出施工現(xiàn)場。

（4）凡高空作業(yè)人員必須經(jīng)體檢合格后方能進(jìn)行高空作業(yè)，特殊工種應(yīng)持證上崗。

（5）高空作業(yè)人員必須系安全帶。

（6）高空施焊時(shí)注意防火，配備接火盆、滅火器。

（7）上部施工時(shí)需在地面拉設(shè)警戒線，設(shè)置警戒牌，防止高空墜物事件發(fā)生。

（8）施工時(shí)必須由專人操作，精神集中，并做到“三看”“二聽”“一及時(shí)”，即看電流表、進(jìn)度、孔壁情況，聽機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)、孔內(nèi)震動(dòng)聲，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)處理。

（9）后澆帶兩側(cè)不允許隨意放置任意建筑原料，防止荷載過大而導(dǎo)致支撐體受損。

（10）施工前，應(yīng)仔細(xì)檢查各種施工設(shè)備和工具，保證所有設(shè)施都處于安全的狀態(tài)。

6 荷載計(jì)算

截取40cm獨(dú)立支撐的小樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，節(jié)點(diǎn)部位的承載力可達(dá)22t。通過分析，支撐高度在3.5m時(shí)承載力為12t，支撐高度在4.5m時(shí)承載力為8t，基本上能滿足所有房建項(xiàng)目的需求。以可調(diào)范圍為4.7～5.5m的獨(dú)立支撐建立有限元模型，施加224kN的豎向荷載。應(yīng)力與變形均滿足要求，桿件穩(wěn)定應(yīng)力比接近臨界值。

7 效益分析

將工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐與鋼管雙排架、混凝土構(gòu)造柱進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性對比：購買一組工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐是900元；鋼管雙排架按6個(gè)月的租賃時(shí)間測算，每4m長度租賃費(fèi)用高達(dá)312元；單根混凝土構(gòu)造柱支撐施工及后期破除的費(fèi)用至少需500元。

通過以上分析可知，工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐周轉(zhuǎn)一次后的經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于混凝土構(gòu)造柱支撐，周轉(zhuǎn)兩次后的經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于鋼管雙排架支撐。理論上，它可以周轉(zhuǎn)200次?？梢?，其具有安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐施工技術(shù)已成功應(yīng)用于中建三局一公司萬科金域國際項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了工具化、定型化和標(biāo)準(zhǔn)化施工，保證了后澆帶結(jié)構(gòu)的安全，增加了后澆帶位置的空間利用率，提高了模板及模板支撐體系的周轉(zhuǎn)率。同時(shí)，后澆帶臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)操作簡便、施工效率高，并可重復(fù)周轉(zhuǎn)使用實(shí)現(xiàn)綠色施工，顯著提升了現(xiàn)場安全文明施工形象，同時(shí)縮短了施工工期，降低了施工成本，達(dá)到了預(yù)期的各項(xiàng)指標(biāo)，提升了管理水平，取得了業(yè)主、業(yè)內(nèi)同行及社會的認(rèn)可和好評，有較好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。

8 結(jié)束語

綜上所述，文章提出了一種新型工具式格構(gòu)柱獨(dú)立支撐體系后澆帶施工方法，通過理論分析，該施工方法可為類似工程提供切實(shí)可行的參考價(jià)值。