多層住宅結(jié)構(gòu)外挑梁板施工技術(shù)研究

鄭國磊，馬黎明，張欣

（中建二局第二建筑工程有限公司，山東 青島 266499)

隨著社會發(fā)展，建筑設(shè)計理念的不斷更新，多層住宅外立面呈現(xiàn)復(fù)雜化趨勢，例如，住宅陽臺間增加了懸挑梁，頂層增加了懸挑造型且頂板外懸挑外長度也不斷加大。外立面復(fù)雜化提高使得施工時架體搭設(shè)的難度相應(yīng)提高。當(dāng)前諸多工法技術(shù)的研究多集中于多層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對于外立面懸挑構(gòu)件的研究較少，對于多層住宅結(jié)構(gòu)外挑梁板施工及架體搭設(shè)技術(shù)的相關(guān)研究已經(jīng)迫在眉睫。

1 工程概況

某多層住宅建設(shè)項目總規(guī)劃用地約193 331m2，規(guī)劃總建筑面積約412 014.5m2，其中地上建筑面積347 802.5m2，地下建筑面積64 212m2，包括3 棟洋房、2 棟高層及連體車庫。其中：洋房住宅為7層，高度為21.15m；高層住宅為26層，高度為75.40m；結(jié)構(gòu)類型均為剪力墻結(jié)構(gòu)。

2 施工關(guān)鍵技術(shù)

對于多層結(jié)構(gòu)外挑梁板，提高施工質(zhì)量及施工便捷性，是關(guān)系結(jié)構(gòu)是否安全可靠的關(guān)鍵。為此，本項目基于工程實際，在前期進行了大量工程調(diào)研及設(shè)計、施工方案論證會，優(yōu)化外挑梁板施工流程、優(yōu)化施工工藝、降低施工成本、提高施工質(zhì)量，現(xiàn)將相關(guān)施工關(guān)鍵技術(shù)做簡要介紹，以期為同類項目施工提供參考。

2.1 高支模支撐架體與外架復(fù)合施工技術(shù)

傳統(tǒng)陽臺間連系梁與屋面懸挑的結(jié)構(gòu)板施工時需搭設(shè)高支模架體，且外圍一般再搭設(shè)作為圍護結(jié)構(gòu)的外架架體，然而外架架體距離建筑物板邊過遠，結(jié)構(gòu)拉結(jié)難度大，后期支撐架體拆除后，外架距離主體距離過遠，對于裝飾裝修施工架體無任何作用，容易造成成本浪費。

為此，本項目經(jīng)過縝密的腳手架搭設(shè)設(shè)計，從模板支撐和普通外架架體結(jié)合搭設(shè)角度，對施工腳手架與模板支撐體系進行改良?；谀０逯渭荏w與普通外架架體搭設(shè)施工構(gòu)造不同的特點，除考慮模板支撐作用外，還根據(jù)常規(guī)外架增加外部攔腰桿、安全網(wǎng)、密目網(wǎng)、鋼笆網(wǎng)，受力考慮材料、風(fēng)力荷載等等，將支撐架體與外架合二為一，滿足架體支撐的同時，也做到了結(jié)構(gòu)圍護，建立了高支模支撐架體與外架復(fù)合支撐體系。施工過程中嚴格遵守專家論證設(shè)計方案的搭設(shè)順序及規(guī)范規(guī)定的有關(guān)構(gòu)造要求和尺寸。經(jīng)過本項目的實踐，不斷優(yōu)化復(fù)合架體設(shè)計，從而獲得更好的性能，形成了一套可用于多層住宅外挑梁板施工技術(shù)。

2.2 懸挑構(gòu)件混凝土振搗技術(shù)

懸挑構(gòu)件混凝土振搗質(zhì)量是影響構(gòu)件強度的關(guān)鍵工藝，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)“混凝土空隙率每提高1%，強度將降低6%左右[1]”，可見混凝土空隙率對結(jié)構(gòu)安全的不利影響之高?？茖W(xué)的振搗工藝能夠有效改善施工中空隙率過高的難題，提升構(gòu)件強度。基于筆者工作經(jīng)驗及對相關(guān)項目混凝土振搗情況的調(diào)研，從“人”和“機”兩方面明確了本項目懸挑構(gòu)件混凝土振搗技術(shù)優(yōu)化方案。

施工的關(guān)鍵在“人”。前期對相關(guān)施工人員進行了系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)，改善施工人員的振搗習(xí)慣，優(yōu)化振搗棒的插點排列方式，采用“行列式”的振搗移動次序，振動半徑約為振動棒半徑的8～9 倍（40～45cm)，每次移動位置的距離不大于振動棒作用半徑的1.5 倍。每次插入振搗時間為20s 左右，并以混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，開始泛漿時為準。振搗器的選擇也是直接影響振搗效果的關(guān)鍵，結(jié)合懸挑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特性選擇適合的振搗器是本項目前期重點關(guān)注的問題。通過分析低頻振搗器與高頻振搗器的作業(yè)性能差別，發(fā)現(xiàn)3 000rpm/min 的頻率在混凝土中會衰減30%以上，而頻率在15 000rpm/min 的振搗器可以更好地減小氣泡體積并使之均勻分布，提高混凝土耐久性。以上措施保證了懸挑構(gòu)件混凝土保護層厚度、振搗密實情況均達到較高水平。

2.3 混凝土養(yǎng)護技術(shù)

混凝土的養(yǎng)護質(zhì)量直接影響構(gòu)件強度與裂縫發(fā)展[2]，近年來越來越得到專家學(xué)者及施工人員重視。為提高懸挑構(gòu)件混凝土的養(yǎng)護質(zhì)量，增強結(jié)構(gòu)整體性、降低裂縫增長趨勢，本項目對常規(guī)的混凝土養(yǎng)護方式中，通過參數(shù)分析、試驗研究等方式[3]確定了表面刷養(yǎng)護劑及覆蓋薄膜養(yǎng)護法。

本項目6 號樓采用了礦物油乳液型養(yǎng)護劑進行養(yǎng)護，將其噴涂在混凝土表面，待水溶液蒸發(fā)到一定程度后逐漸形成一層無色、不透水的脂膜，可阻止混凝土或砂漿內(nèi)的水分進一步蒸發(fā)，減少混凝土的收縮和龜裂。經(jīng)本項目實踐發(fā)現(xiàn)，表面刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護的混凝土具有較好的保水性，其抗壓、抗彎強度均超過傳統(tǒng)養(yǎng)護混凝土；經(jīng)統(tǒng)計表面刷養(yǎng)護劑的混凝土收縮率降低了約40%。此外，表面刷養(yǎng)護劑方法施工操作更加簡便，施工環(huán)境更加整潔。本項目7 號、8 號樓采用了覆蓋薄膜養(yǎng)護法，即在混凝土表面覆蓋一層吸熱物體，搭設(shè)通光集熱保溫罩進行的混凝土養(yǎng)護，該養(yǎng)護法較自然養(yǎng)護可縮短養(yǎng)護周期約1/2 左右，且養(yǎng)護效果較好。

2.4 混凝土板裂縫控制技術(shù)

大量工程案例表明，過早拆除施工模板將導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生大量裂縫進而引起懸挑構(gòu)件強度不足的問題，而過晚拆模將增加材料周轉(zhuǎn)負擔(dān)，增加施工成本。因此，如何確定合適的拆模時間，控制裂縫的產(chǎn)生，提高懸挑構(gòu)件強度是優(yōu)化施工流程的重要環(huán)節(jié)。

為簡化施工步驟，提高工作效率，本項目建立了“溫度控制＋強度檢測”的混凝土板裂縫控制方案。首先，在溫度控制層面，選用水化熱較低的水泥，并在不影響混凝土強度的情況下適當(dāng)減少水泥用量，提高粉煤灰、礦渣等摻合料用量，以降低水泥水化熱并改善混凝土和易性。在養(yǎng)護期間，隨時檢測混凝土表面溫度，待混凝土表面溫度與外界溫度相差小于20℃時，配合強度結(jié)果確定拆模時間。其次，在強度檢測層面，對于懸挑結(jié)構(gòu)混凝土建立強度回彈檢測臺賬，定時、定量對其進行強度回彈并及時分析數(shù)據(jù)結(jié)果，確保懸挑結(jié)構(gòu)混凝土強度達標且溫差適宜后再模板架體的拆除工作。

3 經(jīng)濟效益分析

本工程項目改良得到的高支模支撐架體與外架復(fù)合施工技術(shù)已申請獲得實用新型專利，該施工體系在項目實施過程中為本項目節(jié)約了大量經(jīng)濟成本，現(xiàn)將新老工藝費用對比如下。

3.1 傳統(tǒng)外架施工方法

通過計算傳統(tǒng)外架需用鋼管量52 618m，各類扣件共計38 276個，主體施工至外架拆除時間6 個月記180天，鋼管租賃費0.016 元/m/日，扣件0.011 元/個/日，鋼管扣件根據(jù)搭設(shè)進度進場，自開工至搭設(shè)完成共計120日，租賃費按1/2 計算。

材料租賃費：（52618×0.016＋38276×0.011）×（120×0.5＋60）=151550.9 元；搭設(shè)人工費22 元/m3，總建筑面積11954.78m3，合計22×11954.78=263005元；傳統(tǒng)外架搭設(shè)總費用=151550.9＋263005=414555.9元。

3.2 傳統(tǒng)高支模支撐架體施工方法

通過計算傳統(tǒng)高支模支撐架體需用鋼管量68 827m，各類扣件共計53 765個，主體施工至架體拆除時間4 個月記120天，鋼管租賃費0.016元/m/日，扣件0.011 元/個/日，鋼管扣件根據(jù)搭設(shè)進度進場，自開工至搭設(shè)完成共計3 月記90日，租賃費按1/2 計算。

材料租賃費：（68827×0.016＋53765×0.011）×（90×0.5＋30）=126948.53元；搭設(shè)人工費：鋼管架搭設(shè)、拆卸、維修工人需10人，費用6000 人/月；傳統(tǒng)高支模支撐架體總費用=126948.53＋10×6000×4=366948.5 元。

3.3 高支模支撐架體與外架復(fù)合施工技術(shù)

根據(jù)高支模和外架復(fù)合架體施工方法，架體整體使用鋼管量75 152m，各類扣件共計61 575個。主體施工至架體拆除時間6 個月記180天，鋼管租賃費0.016 元/m/日，扣件0.011 元/個/日，鋼管扣件根據(jù)搭設(shè)進度進場，自開工至搭設(shè)完成共計5 月記150日，租賃費按1/2 計算。

材料租賃費：（75152×0.016＋61575×0.011）×（150×0.5＋30）=197374.5元；搭設(shè)人工費：鋼管架搭設(shè)、拆卸、維修工人需10人，費用6000 人/月；傳統(tǒng)高支模支撐架體總費用=197374.5＋10×6000×6=557374.5 元。

與傳統(tǒng)方法相比，本項目采用高支模支撐架體與外架復(fù)合施工技術(shù)約節(jié)約：

（1）＋（2）-（3）=414555.9＋366948.5-557374.5=224129.9 元。

4 結(jié)語

本文對多層住宅結(jié)構(gòu)外挑梁板的施工工藝提出了相應(yīng)的優(yōu)化方案，主要表現(xiàn)在以下方面。

1)通過對高支模支撐架體與外架復(fù)合施工技術(shù)的優(yōu)化，將高支模支撐架體同常規(guī)外架結(jié)合，提高施工便捷性的同時大大降低了項目成本。

2)通過對懸挑構(gòu)件混凝土振搗方案的優(yōu)化，保證了振搗質(zhì)量，提高了懸挑構(gòu)件的成型質(zhì)量。

3)擇優(yōu)選取混凝土養(yǎng)護方案，建立的“溫度控制＋強度檢測”的混凝土板裂縫控制方案，控制了混凝土開裂，減少了后期修補、維修的費用，提高混凝土的終凝強度。

本項目優(yōu)化的施工技術(shù)可廣泛應(yīng)用于其他框剪結(jié)構(gòu)多層住宅項目，能夠減少施工材料損耗，縮短施工周期，提高施工效率。