創(chuàng)新型可調(diào)式大直徑鋼管后澆帶支撐施工技術(shù)研討

【摘要】后澆帶的設(shè)置有效的解決了建筑結(jié)構(gòu)施工過程中的不均勻沉降和混凝土溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。后澆帶施工是工程施工中的一個(gè)重要的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，施工中應(yīng)全過程進(jìn)行管控，其中后澆帶的支撐體系就是施工中管控的一個(gè)重點(diǎn)?？烧{(diào)式大直徑鋼管后澆帶支撐創(chuàng)新型施工技術(shù)，與模板體系同步安裝，獨(dú)立形成支撐體系，避免虛設(shè)誤拆情況發(fā)生，確保了后澆帶留設(shè)期間的結(jié)構(gòu)安全，降低了后澆帶支撐體系對后續(xù)工程的影響?？烧{(diào)式的設(shè)計(jì)不但增強(qiáng)了支撐體系的適應(yīng)性，還方便了后期的拆除。

【關(guān)鍵詞】后澆帶支撐體系;可調(diào)式鋼管支撐;創(chuàng)新型施工技術(shù);質(zhì)量管控重點(diǎn)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.06.

引言：

為降低建筑結(jié)構(gòu)施工過程中結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生的不均勻沉降，在建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)通常在建筑四周設(shè)置有沉降后澆帶;為減少相鄰地下室間施工過程中混凝土溫度應(yīng)力的影響，通常設(shè)置有溫度后澆帶用于平衡和釋放溫度應(yīng)力。在后澆帶未澆筑封閉，沒有形成完整的結(jié)構(gòu)體系之前，按照規(guī)范要求后澆帶的位置需設(shè)置支撐體系，支撐體系應(yīng)獨(dú)立于模板支架體系，支撐體系直至后澆帶封閉后才能進(jìn)行拆除。傳統(tǒng)施工方式是采用鋼管支撐架進(jìn)行搭設(shè)，占用鋼管數(shù)量多、時(shí)間久，在鋼管腳手架未拆除之前后澆帶支撐體系將建筑結(jié)構(gòu)拆分為相互獨(dú)立的空間，嚴(yán)重影響到后續(xù)工序施工，且長期占用鋼管、扣件、頂托、木枋、層板等輔材。為滿足當(dāng)今工程建設(shè)提出的新要求，后澆帶支撐體系也在工程建設(shè)的不斷摸索探索中得到發(fā)展。

1、工程概況

七彩云南·花園里（B-02-01）地塊項(xiàng)目屬于集群式住宅項(xiàng)目，項(xiàng)目占地面積約10萬平米，設(shè)計(jì)有一層約9.5萬平米地下室，地下車庫上部設(shè)計(jì)有別墅、洋房、小高層。設(shè)計(jì)考慮有沉降后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶、溫度后澆帶，需二次澆筑的沉降后澆帶和溫度后澆帶合計(jì)約6000m。若采用傳統(tǒng)的鋼管架支撐體系，需占用大量的周轉(zhuǎn)材料，投入成本高，且影響后續(xù)工序施工，無法滿足建設(shè)方的工期要求，急需尋求替代技術(shù)以解決后澆帶的支撐問題。

2、創(chuàng)新型支撐體系分析

2.1混凝土柱支撐

后澆帶支撐有采用在懸挑梁位置臨時(shí)設(shè)置小截面的混凝土柱，混凝土柱與主體同步澆筑，改變后澆帶位置懸挑梁的受力形式，以滿足后澆帶設(shè)置期間的結(jié)構(gòu)安全[1]。采用該方式，前期施工時(shí)需進(jìn)行模板安裝，后澆帶封閉后對其拆除時(shí)施工難度較大，理論上可將拆除的混凝土柱用做門過梁，后澆帶澆筑在主體荷載上完之后才能進(jìn)行，此時(shí)砌體基本全部完成，故拆除的混凝土只能按照建筑垃圾處理，不符合當(dāng)今環(huán)保節(jié)能的要求。

2.2 PVC管模支撐工藝

PVC管模支撐工藝是采用直徑DN160以上的PVC管安裝在后澆帶邊緣的梁底位置，并在梁底開有同PVC管直徑的圓孔，結(jié)構(gòu)混凝土澆筑時(shí)同時(shí)向PVC管內(nèi)澆筑混凝土形成后澆帶支撐[2]。PVC管材質(zhì)量輕、安裝后自穩(wěn)性差，在澆筑混凝土?xí)r容易因振搗出現(xiàn)PVC管爆裂、偏移的情況。若澆筑工藝不當(dāng)或排氣不暢，PVC管內(nèi)的混凝土不連續(xù)，形成虛支撐，無法達(dá)到后澆帶的支撐效果，對結(jié)構(gòu)造成不可逆的影響[3]，施工過程中需加強(qiáng)對其進(jìn)行檢查，確保支撐系統(tǒng)的可靠性。

現(xiàn)目前也有采用石英沙在混凝土澆筑前先對PVC管進(jìn)行填充，形成支撐體系，該方式有效的解決了虛支撐的問題，拆除相對也比較方便，但在豎向壓力的作用下，石英沙對PVC管壁進(jìn)行擠壓，當(dāng)壓力達(dá)到超過PVC管壁能承受的壓力時(shí)管壁破裂，支撐將失效。使用時(shí)需嚴(yán)格計(jì)算PVC管立柱需承擔(dān)的荷載，在荷載允許范圍內(nèi)使用。

2.3 鋼支撐工藝

鋼支撐工藝是采用大直徑鋼管、方管、型鋼等對后澆帶進(jìn)行支撐[4， 5]，該方式支撐體系可靠，有效避免了支撐體系被誤拆，產(chǎn)生虛支撐的情況。鋼支撐在后澆帶澆筑完成后拆除，進(jìn)行周轉(zhuǎn)使用，符合綠色施工要求。鋼支撐體系由于不具備可調(diào)性，拆除時(shí)需采用錘敲出，拆除時(shí)容易發(fā)生安全事故。現(xiàn)也有在支撐下端設(shè)置素混凝土支座，拆除時(shí)通過鑿除支座的方式實(shí)現(xiàn)支撐體系拆除，但總的來說支撐體系拆除時(shí)還是需投入較多的人力。遇到層高不一致時(shí)，需對鋼支撐進(jìn)行切割或焊接調(diào)整長度，以確保長度滿足施工要求，多次的切割焊接一定程度上造成了鋼材的浪費(fèi)，降低了鋼支撐的可靠性。

因此，后澆帶支撐體系可在鋼支撐的基礎(chǔ)上，增加可調(diào)節(jié)裝置提高鋼支撐的適應(yīng)性。

3、可調(diào)式大直徑鋼管支撐體系

可調(diào)式大直徑鋼管支撐體系與傳統(tǒng)的后澆帶采用鋼管扣件支撐架、梁后澆帶位置增加混凝土柱作臨時(shí)支撐及采用PVC為套管澆筑混凝土支撐進(jìn)行比較，具有加工簡單、施工便捷、安裝和拆除簡便、周轉(zhuǎn)率高，支撐實(shí)現(xiàn)了全工具化，提高了后澆帶支撐體系的適應(yīng)性，避免了二次切割造成的材料浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能、綠色環(huán)保的要求。同時(shí)在質(zhì)量保證及安全保證方面，也較傳統(tǒng)的后澆帶支撐體系有較明顯的優(yōu)勢。

3.1 工藝原理

可調(diào)式大直徑鋼管支撐體系由可調(diào)支座及支撐桿組成?？烧{(diào)支座采用無縫鋼管底部焊接鋼板封堵，距底部50mm處開φ16的圓孔，焊接螺母作為卸料口，用配套螺栓封堵。支座鋼管內(nèi)填裝石英砂，通過調(diào)整石英砂的高度用于調(diào)節(jié)支撐桿的高度，填裝石英砂高度最少100mm，具體根據(jù)凈高進(jìn)行調(diào)整，凈高相差350mm內(nèi)的支撐鋼管可通用。由于石英砂壓縮量小，可忽略使用過程中被壓縮變形的問題。安裝時(shí)通過卸料口對石英砂體積調(diào)節(jié)，從而達(dá)到對支撐鋼管的高度調(diào)整的目的，該施工方式具有施工便捷、安全可靠的特點(diǎn)。

3.2 工藝特點(diǎn)

可調(diào)式大直徑鋼管支撐體系相比傳統(tǒng)工藝來說具有加工簡單、施工便捷、安裝和拆除簡便、周轉(zhuǎn)率高、適應(yīng)性強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)了全工具化的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的后澆帶支撐體系比較節(jié)約了大量的周轉(zhuǎn)材料，提高了模板支撐系統(tǒng)材料的周轉(zhuǎn)率，綠色環(huán)保。大直徑鋼管，雖然一次投入多，但可多次循環(huán)使用，多次周轉(zhuǎn)分?jǐn)偤罂梢越档秃鬂矌е误w系的施工成本。用于調(diào)節(jié)高度使用的石英砂具有壓縮量小的特點(diǎn)，滿足支撐期間的要求，且可以多次回收利用，符合當(dāng)今綠色環(huán)保施工的要求。gzslib202204031444

3.3 施工工藝流程

3.4 操作要點(diǎn)

3.4.1 施工準(zhǔn)備

項(xiàng)目中標(biāo)進(jìn)場后，在后澆帶施工的一個(gè)月前根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模、施工順序、后澆帶長度、后澆帶位置的梁底凈高度及需支撐的梁數(shù)量，計(jì)算出所需的鋼管及其他材料的數(shù)量，清點(diǎn)落實(shí)可周轉(zhuǎn)使用的材料數(shù)量，對不滿足要求的材料進(jìn)行采購替換，對數(shù)量不夠的材料進(jìn)行采購補(bǔ)充，進(jìn)場材料均應(yīng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后才能投入使用。材料進(jìn)場后應(yīng)堆碼整齊，并應(yīng)堆放在硬化的水泥地面上或采用木方支墊，禁止直接接觸未硬化的地面，要做好覆蓋，防止淋雨生銹。根據(jù)場地平面布置圖布置材料加工場，加工場地臨時(shí)用電應(yīng)滿足TN-S供電系統(tǒng)的供電要求，現(xiàn)場照明充足、通風(fēng)良好、配置相應(yīng)的滅火器。

3.4.2 支撐體系加工

新采購的鋼管原材長度一般為定尺9000mm，為減少鋼材的浪費(fèi)，支座鋼管按照500mm的長度進(jìn)行切割，支撐鋼管一般按照500mm的模數(shù)進(jìn)行切割，當(dāng)遇到凈高按500mm模數(shù)切割后與可調(diào)支座內(nèi)的石英砂高度仍然無法滿足支撐要求時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行下料。

支撐立桿的上下兩端采用同鋼管直徑5mm厚的Q235鋼板進(jìn)行焊接封堵，可調(diào)支座在底部焊接200×200×5mm的Q235鋼板，焊接時(shí)宜采用先點(diǎn)焊，后滿焊的方式進(jìn)行焊接，焊接時(shí)注意材料的變形情況，焊接宜采用E43型焊條進(jìn)行焊接，焊接完畢后應(yīng)對焊縫進(jìn)行檢查，確保焊接質(zhì)量滿足要求。

3.4.3 可調(diào)支座加工

可調(diào)支座在該支撐體系中起著重要的作用，加工時(shí)需重點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量控制。在可調(diào)支座的底端對卸料孔進(jìn)行定位，卸料孔距可調(diào)支座底端50mm處，定位完成后采用開孔器對其進(jìn)行開孔，孔的直徑為16mm，孔洞四周應(yīng)平滑，滿足石英砂順利流出的要求，確保卸載時(shí)可順利拆除支撐立桿。開孔完成后在孔洞外焊接直徑16mm的螺帽，焊接時(shí)需提前預(yù)熱防止因溫度應(yīng)力導(dǎo)致焊接后螺栓無法進(jìn)行安裝。焊接完成后將配套螺栓扭進(jìn)螺母上，檢查螺母是否有變形現(xiàn)象。若有變形，對螺母進(jìn)行更換，確?？梢皂樌麑χёM(jìn)行卸載。

3.4.4 支撐體系定位

在后澆帶施工前需提前確定需要進(jìn)行支撐的位置，并根據(jù)后澆帶的位置，繪制后澆帶支撐布置圖。根據(jù)工程實(shí)踐，大直徑鋼管支撐，一般僅在主、次梁位置進(jìn)行設(shè)置即可，位置設(shè)置在距梁端300mm處的位置上，中心點(diǎn)應(yīng)與梁中心在一條垂線上。當(dāng)遇到連續(xù)多層的后澆帶時(shí)，根據(jù)荷載情況對支撐數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，連續(xù)多層設(shè)置時(shí)，上下層間的后澆帶支撐體系應(yīng)在同一位置，確保傳力體系可靠。

3.4.5 確定石英砂高度

后澆帶支撐定位后，對梁底凈空進(jìn)行測量，從梁中心向下引垂線，與定位中心點(diǎn)在同一條直線上，用鋼卷尺進(jìn)行測量，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)h再選擇尺寸相近h1鋼管，最后計(jì)算出需要填裝石英砂的高度h2（H2=h-h1）。工人向支座鋼管內(nèi)填裝石英砂，石英砂要干燥，填筑高度根據(jù)上述計(jì)算確定，填筑高度誤差控制在+5mm以內(nèi)，禁止出現(xiàn)負(fù)誤差。

3.4.6 安裝立桿

支撐立桿為直徑140×5mm的普通鋼管，調(diào)節(jié)支座為直徑159×5mm的無縫鋼管。安裝支撐體系時(shí)將支撐立桿放入支座鋼管內(nèi)，兩名工人扶正支撐立桿，一名工人在底部穩(wěn)固支座。安裝的支撐鋼管高度h1若大于h-h2，則把卸料口的螺桿打開，從卸料口向外掏出支座鋼管內(nèi)的石英砂，通過支座鋼管內(nèi)石英砂高度的減少，來調(diào)整支撐鋼管的高度誤差，撐桿的高度誤差控制在+5mm以內(nèi)。從卸料口掏出石英砂時(shí)，下面應(yīng)采用編織袋或其他物品鋪墊，以便石英砂回收再利用。

3.4.7 調(diào)整立桿位置及垂直度

支撐鋼管的高度調(diào)試合格后，并對位置及垂直度進(jìn)行校正。首先根據(jù)定位放線，檢查后澆帶支撐體系位置的準(zhǔn)確性，其次采用線錘或激光儀進(jìn)行垂直度檢查校正，確保滿足要求。支撐鋼管調(diào)整好位置及垂直度滿足要求后，采用鐵釘通過支撐鋼管頂端鋼板的螺栓孔與梁底木模板進(jìn)行釘牢加固。

3.4.8 支座固定

為防止支撐體系被誤拆和倒塌傷人，垂直度檢查滿足要求后，采用電鉆在支座鋼板的螺栓孔位置處進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度為50mm，直徑為12mm，鉆孔后用吹風(fēng)機(jī)將孔內(nèi)的灰塵吹出，對角安裝M12膨脹螺栓固定支座。

3.4.9 刷漆

為防止支撐體系銹蝕，增大支撐體系的周轉(zhuǎn)次數(shù)和增強(qiáng)支撐體系的可識別性，需對支撐體系進(jìn)行防銹漆涂刷。防銹漆涂刷在支撐體系安裝前和安裝后涂刷均可，為降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少地面污染建議在安裝前完成此操作。為便于區(qū)分及美觀，支座鋼管顏色宜涂為黃色，支撐鋼管顏色宜涂為黃黑相間。

3.4.10 拆除回收

后澆帶支撐體系安裝完成后，過程中應(yīng)加強(qiáng)檢查，防止被松動(dòng)、誤拆，支撐設(shè)置的時(shí)間與傳統(tǒng)的后澆帶支撐體系相同。支撐體系拆除時(shí)，首先拔出支撐鋼管頂部固定的釘子，其次取下卸料口的螺桿，通過卸料口掏出部分石英砂，待支撐鋼管頂部鋼板與梁底模脫開5-10mm間隙后可停止掏石英砂，再用砂輪磨光機(jī)將固定支座的膨脹螺栓沿板面切除，最后由兩名工人扶住支撐鋼管，沿水平方向向梁外慢慢旋轉(zhuǎn)，使其離開梁底，慢慢放倒支撐鋼管。支撐鋼管與支座鋼管分離后，先取出支座鋼管內(nèi)的石英砂，回收再利用，之后將支撐鋼管及支座鋼管分類整齊的碼放在指定的場地上，以便周轉(zhuǎn)利用。

3.4.11 周轉(zhuǎn)使用

周轉(zhuǎn)使用的支撐體系，使用前應(yīng)對其進(jìn)行檢查驗(yàn)收，支座和鋼管材質(zhì)滿足要求后才能使用，重點(diǎn)檢查焊接部位和鋼管的銹蝕情況。支座鋼管要對其卸料孔進(jìn)行檢查，螺母是否損壞、變形或堵塞，是否有螺桿不配套等問題，檢查維修合格后方可用于現(xiàn)場施工。

4、質(zhì)量安全環(huán)保控制要點(diǎn)

4.1 質(zhì)量控制要點(diǎn)

按照材料計(jì)劃采購合格的鋼管，材料進(jìn)場時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)收制度，只有驗(yàn)收合格的材料才能組織進(jìn)場。材料進(jìn)場后，根據(jù)圖紙進(jìn)行鋼管支撐體系的加工，鋼管下料長度嚴(yán)格控制在±5mm以內(nèi)。焊接部位采用氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，焊接質(zhì)量按《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661及《氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口形式及尺寸》GB985現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行，驗(yàn)收不合格的進(jìn)行返工處理，不合格的支撐體系禁止用于現(xiàn)場施工。gzslib202204031444

支撐體系安裝時(shí)，必須要控制支撐裝置的位置及垂直度，保證支撐裝置獨(dú)立受力有效。支撐裝置必須安裝牢靠有效，防止在有效支撐過程中，支撐立桿出現(xiàn)松動(dòng)、移位等現(xiàn)象發(fā)生。

4.2 安全控制要點(diǎn)

施工前，對操作人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，主要內(nèi)容為施工環(huán)境、危險(xiǎn)源、操作規(guī)程等內(nèi)容。支撐裝置在施工現(xiàn)場集中加工制作時(shí)，施工用電要符合相關(guān)要求，焊工必須持證上崗并配備齊全的防護(hù)工具。地下室光線較暗，施工時(shí)保證充足的照明。安裝和拆除要嚴(yán)格按工藝要求實(shí)施，注意防止支撐體系倒塌傷人的情況發(fā)生，同時(shí)要求操作工人正確使用安全防護(hù)用品。

4.3 環(huán)保措施

鋼管的切割及焊接工作，應(yīng)在加工棚內(nèi)進(jìn)行，盡量選在白天施工，減少噪音污染及電弧閃光的傷害，同時(shí)對切割的鐵屑及焊渣及時(shí)清理。涂刷防銹漆時(shí)應(yīng)注意個(gè)人防護(hù)，禁止在密閉空間內(nèi)進(jìn)行油漆涂刷，以免危害工人的身心健康，每天收工前應(yīng)將剩余油漆返回油漆桶內(nèi)并封蓋，為用完的材料應(yīng)分類堆碼整齊，油漆桶應(yīng)由專業(yè)公司收集后集中處理。材料、機(jī)具、構(gòu)配件分類堆放，擺放整齊。現(xiàn)場機(jī)具應(yīng)標(biāo)識準(zhǔn)確、整潔，安全裝置靈敏可靠，工具棚內(nèi)外干凈整潔，工具擺放整齊，禁止亂丟材料、工具及其他雜物。

5、經(jīng)濟(jì)效益分析

可調(diào)式大直徑鋼管支撐體系的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的鋼管扣件支撐架支撐、梁后澆帶位置增加混凝土柱作臨時(shí)支撐及采用PVC為套管澆筑混凝土支撐后澆帶相比較，加工簡單、安裝便捷、支撐牢固、可周轉(zhuǎn)使用，大大提高了后澆帶跨度內(nèi)的模板及支撐架的周轉(zhuǎn)率，減少了周轉(zhuǎn)輔料的投入，降低了周轉(zhuǎn)輔料的投入成本。所使用的支撐裝置材料雖然一次性投入較大，但周轉(zhuǎn)率高，只要注意成品保護(hù)，可以周轉(zhuǎn)10次以上，攤銷到每個(gè)工程上，費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)后澆帶支撐架、梁后澆帶位置增加混凝土柱作臨時(shí)支撐及采用PVC為套管澆筑混凝土支撐后澆帶所產(chǎn)生的費(fèi)用，降低了施工成本，還不會產(chǎn)生建筑垃圾，綠色環(huán)保。通過對可調(diào)式大直徑鋼管支撐體系的應(yīng)用，使后澆帶區(qū)域的文明施工得到大幅度提升，提高了施工現(xiàn)場的文明施工形象，將后續(xù)工序的施工影響降到最小。

小結(jié)：

創(chuàng)新型可調(diào)式大直徑鋼管后澆帶支撐體系安裝式與模板支架同時(shí)進(jìn)行安裝，模板拆除時(shí)將傳統(tǒng)的模板支架體系進(jìn)行拆除，拆除后僅預(yù)留大直徑鋼管支撐體系，大大降低了對后續(xù)工序的影響?？烧{(diào)式設(shè)計(jì)提高了支撐體系的適應(yīng)性，也降低了安拆難度，經(jīng)過大量的工程實(shí)踐證明，該支撐體系是安全的、可靠的，可以在工程建設(shè)中推廣使用。

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