鋼筋桁架樓承板臨時(shí)支撐加固方法研究

宋郁蔥 徐 杰

1. 江西東潤(rùn)建設(shè)工程有限公司 江西 鷹潭 335000

2. 蘇州北極光知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)有限公司 江蘇 蘇州 215000

隨著鋼框架結(jié)構(gòu)的施工發(fā)展，因其施工速度快、整體剛度強(qiáng)、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)，鋼筋桁架樓承板受到越來(lái)越多人的選用，對(duì)桁架板的安全性也越來(lái)越高。但近些年來(lái)由于施工過程中存在高空、臨邊作業(yè)，以及受板承載能力及成品質(zhì)量因素而導(dǎo)致混凝土澆筑漏漿、板變形等，出現(xiàn)了大大小小的安全、質(zhì)量問題，為了防止在施工時(shí)出現(xiàn)坍塌、失穩(wěn)的現(xiàn)象，并有效保障桁架板的施工質(zhì)量，因?qū)κ┕菍拥蔫旒軜浅邪暹M(jìn)行加固處理。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于上海市臨港新片區(qū)核心城區(qū)內(nèi)。工程為鋼結(jié)構(gòu)框架體系，主要修建四棟塔樓及配套裙房，共有37層需要鋪設(shè)壓型鋼板，所用桁架板板厚為100、120、130、140、150，共5種規(guī)格，樓層板總鋪設(shè)面積為11692㎡。

該工程采用裝配式配模設(shè)計(jì)的鋼筋桁架樓承板免支撐模板體系。桁架板上、下弦采用熱軋帶肋三級(jí)鋼筋(HRB400)，腹桿采用冷軋光源鋼筋550級(jí)，鋼筋桁架樓承板基板為0.5mm鍍鋅卷板，在不設(shè)臨時(shí)支撐的情況下承載1.5kN/㎡。

2 鋼筋桁架樓承板問題調(diào)查分析

2.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

1#號(hào)塔樓二層樓承板按相關(guān)工藝流程安裝施工時(shí)發(fā)現(xiàn)操作人員在交叉作業(yè)時(shí)桁架板出現(xiàn)明顯的晃動(dòng)。安裝完成后項(xiàng)目部管理人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的922塊樓承板安裝及砼澆筑后的施工質(zhì)量，進(jìn)行了實(shí)測(cè)實(shí)量和觀查檢查。在檢查中發(fā)現(xiàn)局部樓承板板塊出現(xiàn)明顯凹陷，樓承板節(jié)點(diǎn)拼縫位置出現(xiàn)跑漏漿現(xiàn)象等質(zhì)量問題，其中板塊下沉4處、節(jié)點(diǎn)拼縫漏漿21處，均屬于質(zhì)量問題，相關(guān)情況如圖1所示。

圖1 鋼筋桁架樓承板施工存在局部凹陷、漏漿質(zhì)量問題

2.2 問題原因分析

針對(duì)當(dāng)前壓型鋼板下沉和漏漿問題進(jìn)行分析，項(xiàng)目部召集相關(guān)施工人員及技術(shù)人員召開專題討論會(huì)，從樓承板施工的人員、機(jī)械、材料、工法、環(huán)境、測(cè)量、各生產(chǎn)環(huán)節(jié)方面進(jìn)行原因分析，并針對(duì)分析出的可能導(dǎo)致相關(guān)問題的因素采取現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、回溯記錄、模擬試驗(yàn)等多種方式進(jìn)行驗(yàn)證，得到出現(xiàn)問題的原因如下。

2.2.1 運(yùn)輸?shù)跹b方式不當(dāng)

在樓承板安裝過程中，發(fā)現(xiàn)部分樓承板之間扣合，不齊整、個(gè)別樓承板板位置無(wú)法扣合甚至扣合后出現(xiàn)透光縫的情況，影響了樓承板的整體性，并且澆筑砼過程接縫容易出現(xiàn)跑漏漿現(xiàn)象，澆筑觀感效果較差。經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)人員在對(duì)搭接存在問題的位置進(jìn)行調(diào)查，主要原因是廠家運(yùn)輸打包及現(xiàn)場(chǎng)垂直吊運(yùn)過程中，直接采用打包帶、鋼絲繩扣固定在板上，導(dǎo)致樓承板彎曲變形、邊角損壞[1]。如圖2所示。

圖2 運(yùn)輸過程中質(zhì)量問題

2.2.2 安裝工人操作水平存在不足

鋼筋桁架樓承板的安裝細(xì)節(jié)是項(xiàng)目部嚴(yán)格把控的重要環(huán)節(jié)。大量的作業(yè)集中在一個(gè)立體的空間框架上進(jìn)行，交叉作業(yè)頻繁，因此常見的問題是安裝工人未有細(xì)致核對(duì)鋼構(gòu)件深化圖紙，其次常常會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工人板邊拼縫并未進(jìn)行有效搭接，導(dǎo)致拼縫處構(gòu)造形同虛設(shè)，現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生大量拼縫漏漿現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)還常常出現(xiàn)柱頭部位隨意切割，導(dǎo)致柱頭部位漏漿情況也很嚴(yán)重[2]。

這些安裝細(xì)節(jié)，或許在日常生產(chǎn)中已經(jīng)是工人師傅輕車熟路的流程，但絕不可以是掉以輕心的理由。因此，在日常管理中對(duì)質(zhì)量主控項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)管控巡查。對(duì)于存在風(fēng)險(xiǎn)隱患的部位督促及時(shí)整改，消除隱患，保證安全。

2.2.3 水電安裝過程不當(dāng)

在樓承板水電安裝過程中，常出現(xiàn)的問題是水電班組對(duì)桁架板鋼筋的切割以及預(yù)埋盒開洞處理不當(dāng)導(dǎo)致鍍層破壞，腹桿鋼筋局部斷開、重新焊接等問題，而預(yù)埋盒開洞影響到盒邊拼縫漏漿，影響桁架板質(zhì)量。

經(jīng)調(diào)查分析，原因?yàn)闃浅邪迨穷A(yù)制成品，水電預(yù)埋班組采用傳統(tǒng)預(yù)埋方式施工，在預(yù)制桁架板安裝完成之后再進(jìn)行安裝，從而存在破壞部分洞口邊桁架鋼筋，影響桁架板的施工質(zhì)量和局部荷載承受能力[3]。

3 加固條件分析

根據(jù)上述管理人員針對(duì)桁架板施工過程中總結(jié)的相關(guān)問題，主要從安全、質(zhì)量?jī)蓚€(gè)角度對(duì)桁架板采取相關(guān)的支撐加固措施。

針對(duì)桁架板作業(yè)安全方面，由于板懸挑邊與大跨徑橫板中間區(qū)域受力性能較低，因此對(duì)于外梁懸挑板采取“平撐+斜撐”的形式進(jìn)行角鋼支撐形式加固，并對(duì)于存在大跨徑的桁架板采取木撐或鋼撐的形式進(jìn)行加固。在設(shè)有高空作業(yè)安全繩及水平網(wǎng)的情況下，通過采取加設(shè)臨時(shí)支撐的處理方式在一定程度上有效提高板的承載能力，保障作業(yè)環(huán)境的安全。

針對(duì)桁架板施工質(zhì)量方面，為避免混凝土澆筑過程中存在漏漿的情況，因此從三方面進(jìn)行考慮，首先，對(duì)于柱四周處，采取板托和支撐角鋼進(jìn)行加固；其次，對(duì)于邊模板接口處，采取短鋼片進(jìn)行焊接加固，保證連接部位無(wú)空隙；最后，對(duì)于穿管問題，采取“小洞補(bǔ)膠+貼補(bǔ)鋼片”的方法進(jìn)行加固處理。此外上述提及的從安全角度出發(fā)的加固措施，對(duì)于質(zhì)量方面也有良好的加固效果。

4 解決措施

4.1 安全方面的支撐角鋼加固措施

針對(duì)邊梁處懸挑板，采取“平撐+斜撐”的形式進(jìn)行加固，排布間隔為0.75～1m等間距形式，支撐角鋼均采用Q235bC型槽鋼，平撐與斜撐角鋼交接處采用焊接連接；斜撐底部與邊梁的腹板與下翼緣內(nèi)部進(jìn)行焊接，焊接有效長(zhǎng)度為C型槽鋼單邊長(zhǎng)度；為保障平撐頂部與邊梁上翼緣的有效連接，因此平撐內(nèi)側(cè)采取切割短缺口處理，從而可有效與邊梁上翼緣進(jìn)行焊接作業(yè)。具體形式如圖3所示。

圖3 邊梁桁架板懸挑部位加固

針對(duì)大跨徑桁架板，在一定跨度范圍內(nèi)可承受自重及施工荷載。當(dāng)跨度較大時(shí)不可避免地在跨中位置和外邊梁位置出現(xiàn)較大撓度，為確保樓承板整體的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，因此采取板底加設(shè)臨時(shí)支撐角鋼進(jìn)行加固，從而提高其承載能力。槽鋼采用C型槽鋼，排布形式根據(jù)柱間距進(jìn)行適當(dāng)性調(diào)整，若柱間距較大時(shí)可設(shè)置成等間距多道形式進(jìn)行排布，板寬較小時(shí)則單道即可。槽鋼兩側(cè)與鋼梁上翼緣內(nèi)側(cè)進(jìn)行焊接固定，具體形式如圖4所示。

圖4 大跨徑桁架板支撐角鋼加固

4.2 質(zhì)量方面的支撐角鋼加固措施

在樓承板安裝后混凝土澆筑前，考慮柱四周處桁架板安裝過程中存在間隙，在混凝土澆筑階段可能存在漏漿情況，因此在柱邊下方采取“斜撐+板托”的節(jié)點(diǎn)形式進(jìn)行加固，每根鋼柱柱邊均放置角鋼板托，斜撐與隅撐平齊的設(shè)于桁架板邊角下方，鋼柱處角鋼連接節(jié)點(diǎn)處均采用四周滿焊，以確保支撐節(jié)點(diǎn)的可靠性。

角鋼支撐與樓承板作為整體共同承受混凝土澆筑過程出現(xiàn)的荷載，且避免柱邊角位置出現(xiàn)漏漿情況出現(xiàn)，如圖5所示。

圖5 柱邊支撐加固

由于邊模板成品化施工，因此為保證接縫質(zhì)量，采取鐵片補(bǔ)焊接口處，鐵片四周與邊模板多處電焊，以加強(qiáng)連接質(zhì)量，從而保障混凝土澆筑過程中避免出現(xiàn)接縫位置漏漿情況的出現(xiàn)。

4.3 優(yōu)化措施

由于柱角處支撐角鋼形式與鋼梁之間隅撐結(jié)構(gòu)類似，因此可在設(shè)計(jì)驗(yàn)算合理的情況下將隅撐結(jié)構(gòu)與柱角處支撐角鋼合二為一，從而減少現(xiàn)場(chǎng)角鋼用量，對(duì)于施工成本及工期均有積極的作用。

其次，針對(duì)桁架板邊模板，在設(shè)計(jì)單位認(rèn)可的情況下減少分段情況，有效提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效率，并因?yàn)闇p少邊模板的連接情況，對(duì)于整體外觀質(zhì)量可起到有效的提升。

此外，桁架板在運(yùn)輸及吊裝過程中可采取相關(guān)的加固措施，以防止桁架板產(chǎn)生相關(guān)變形破損情況的出現(xiàn)。本論文針對(duì)桁架板的吊裝采取一種優(yōu)化措施，采用一種設(shè)置吊耳的簡(jiǎn)易吊裝托架，該托架通過現(xiàn)場(chǎng)措施角鋼焊接而制，如圖6所示。

圖6 一種設(shè)置吊耳的簡(jiǎn)易桁架板吊裝托架

5 效果檢驗(yàn)

本工程在桁架板鋪設(shè)完成且加固措施落實(shí)到位之后進(jìn)行混凝土大面積澆筑，現(xiàn)場(chǎng)澆筑過程中漏漿情況較少，且主要的漏漿原因歸于機(jī)電單位在桁架板安裝完成后進(jìn)行開洞穿管，局部補(bǔ)洞加固存在疏忽情況。

在桁架板鋪設(shè)過程中及時(shí)采取支撐角鋼加固措施，有效提高板的承載能力，對(duì)于作業(yè)人員在佩戴安全繩的情況下桁架板上行走、作業(yè)起著有效保障。

通過現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑后情況可知，桁架板柱角位置、懸挑處均無(wú)明顯的漏漿情況，且桁架板并未出現(xiàn)變形、斷裂等不利情況，因此采取合理的支撐加固措施對(duì)于桁架板的施工質(zhì)量起到良好的效果?，F(xiàn)場(chǎng)澆筑后情況如圖7所示。

圖7 桁架板混凝土澆筑后效果情況照片

6 結(jié)語(yǔ)

通過采取對(duì)鋼筋桁架樓承板的支撐加固措施，即針對(duì)桁架板運(yùn)輸、安裝過程及邊模板焊接加固等多方面進(jìn)行把控，一方面可提高鋼筋桁架樓承板的承載能力，有效減少作業(yè)人員在桁架板上行走、作業(yè)等安全問題的出現(xiàn)，另一方面，可有效減少在混凝土澆筑階段樓承板漏漿等質(zhì)量問題的情況出現(xiàn)，從而保障了鋼混組合樓板的整體質(zhì)量。因此，從安全、質(zhì)量等方面進(jìn)行桁架板施工問題多角度分析，并采取相關(guān)的支撐加固等措施，可有效提高鋼筋桁架樓承板的施工質(zhì)量，對(duì)于后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)工程樓承板的施工有著切實(shí)可行、參考借鑒的作用。