李永紅，劉詞聲，薛海濤

（1.南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211188；2.南京第一建筑工程集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210008）

0 引 言

建筑物造型上為了取得一種外立面凌空飄然的效果并滿足室內(nèi)大面積的要求，上部結(jié)構(gòu)向外懸挑形成翼張之勢(shì)。為了避免下部懸挑梁的斷面過(guò)大影響外立面造型效果，通過(guò)結(jié)構(gòu)頂部懸挑預(yù)應(yīng)力大梁端部懸掛吊柱吊住下部懸挑梁。本文以南京交通技術(shù)學(xué)院圖文信息樓工程為例，分析研究了高支懸挑結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力梁和吊柱結(jié)構(gòu)組合施工技術(shù)的問題。

1 工程概況

該圖文信息樓為5層框架結(jié)構(gòu)，建筑物平面布局呈不規(guī)則“凸”字型，平面軸線尺寸為125m×57.5m，總建筑面積19879.2 m2。建筑高度29.80m，一至五層層高依次為4.8m、5.4m、4.8m、4.8m、5.8m，屋面架構(gòu)層高3.2m。

①四層結(jié)構(gòu)樓層標(biāo)高14.95m，從邊軸A、J軸向外懸挑6.5m，模板支架基層標(biāo)高按-0.40m計(jì)，支架搭設(shè)高度15.35m，屬于高支模板施工。

②屋面設(shè)有600×1800預(yù)應(yīng)力框架梁，端部懸掛5層吊柱。梁內(nèi)配置2束9根D＝15.2mm的1860級(jí)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉端錨具采用夾片錨具，固定端采用擠壓錨，孔道采用金屬波紋管。梁線荷載大于20kN/m，屬于高大模板施工。

③5層吊柱斷面600×700、高度5.8m、自重6.09t。

2 施工工況分析

按照設(shè)計(jì)圖紙要求，充分理解設(shè)計(jì)意圖，結(jié)合工程施工順序安排，確定施工工況如下。

圖1 四層A軸、J軸外側(cè)6.5m懸挑梁板高支模支架剖面圖

一至四層結(jié)構(gòu)施工→四層外側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)梁板高支模板及支撐架保留不動(dòng)→五層外側(cè)懸挑部分鋼筋、模板施工，混凝土不澆筑→屋面梁板結(jié)構(gòu)施工（600×1800預(yù)應(yīng)力大梁）→屋面上部構(gòu)架及下部五層留梁外側(cè)懸挑部分預(yù)板施工→五層吊柱施工→五層、四層及一至三層懸挑結(jié)構(gòu)模板及其支架由上向下依次拆除。

3 高支模施工技術(shù)

3.1 模板支撐系統(tǒng)的基礎(chǔ)處理

①四層（14.95m）A軸、J軸以外為6.5m長(zhǎng)懸挑結(jié)構(gòu)梁板高支模板施工時(shí)，其下室外廣場(chǎng)地面其下土方進(jìn)行換填處理，采用600厚6%灰土分層夯實(shí)至-0.400m。

②屋面（25.60m）600×1800框架梁，其下為五層樓面（板厚度120mm、C40混凝土、19.75m），五層樓面（梁板）下滿堂架子不能拆除，以保證完全可以承受上部施工荷載。

③A軸、J軸以外為6.5m出邊梁上部五層吊柱（19.75m～25.6m）施工時(shí)，其下為四層樓面（14.95m），四層?xùn)|西向邊梁架子不能拆除，以滿足上部施工荷載。

3.2 模板搭設(shè)方法及構(gòu)造設(shè)置

模板均采用15厚多層木質(zhì)膠合板，模板次龍骨采用b×h=50×100木方，主龍骨采用Φ48鋼管、壁厚不小于2.7mm。模板滿堂支架采用Φ48鋼管、壁厚不小于2.7mm。

3.2.1 高支模板及支架的設(shè)計(jì)

3.2.1.1 四層梁板A軸、J軸外側(cè)6.5m長(zhǎng)懸挑結(jié)構(gòu)梁板高支模板及支架的設(shè)計(jì)

600×1150梁底模板次龍骨木方@≤200、4根，主龍骨鋼管@900；梁側(cè)次龍骨@≤300、每邊5根，主龍骨@900。梁底鋼管支架：梁兩側(cè)立桿間距900梁底增加2根立桿，即立桿排距300，沿梁縱向立桿間距900；水平鋼管步距1550。

300×1150梁底模板次龍骨木方@≤200、3根，主龍骨鋼管@900；梁側(cè)次龍骨@≤300、每邊5根，主龍骨@900。梁底鋼管支架：梁兩側(cè)立桿間距900梁底增加2根立桿，即立桿排距300，沿梁縱向立桿間距900；水平鋼管步距1550。

板底模板次龍骨木方@≤300，主龍骨鋼管@900；板底支架采用Φ48×2.7滿堂式腳手鋼管排架體系：鋼管立桿縱距、橫距900，步距1550。

外側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)梁板高支模板支設(shè)，參見圖1。

3.2.1.2 屋面600×1800大梁高支模板及支架的設(shè)計(jì)

600×1800大梁，梁底模木方次龍骨沿梁縱向布置@≤150、5根，主龍骨鋼管@500。梁側(cè)模次龍骨木方沿梁縱向布置@≤250、每邊8根，主龍骨鋼管@500、豎向布置。梁高方向設(shè)置3道Φ12對(duì)拉螺栓外套PVC管，以方便拆卸后重復(fù)利用，第一道螺桿距梁底300，向上依次間距450、500，沿梁縱向@500。

梁底Φ48×2.70鋼管支架，梁兩側(cè)立桿間距0.9 m，梁底增加承重立桿2根，即立桿排距300；立桿沿梁縱向間距500，水平鋼管步距1500。立桿下設(shè)置1500×200×50@500木腳手板。屋面600×1800梁模板及支架，參見圖2。

圖2 屋面600×1800梁支架剖面示意圖

3.2.2 構(gòu)造設(shè)置

①滿堂式鋼管腳手架從換填灰土面或者鋼筋混凝土樓面搭起，立桿下設(shè)置墊板，縱橫向掃地桿距樓地面200厚。

②立桿之間必須按步距滿設(shè)縱橫向水平桿。

③支架沿梁縱向設(shè)置豎向剪刀撐，與樓地面夾角45°～60°，與樓板面頂緊。剪刀撐采用搭接接長(zhǎng)，搭接長(zhǎng)度不小于1m，并用2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件分別在桿端不小于100mm處進(jìn)行固定。

④四層（14.95m）A、J軸懸挑結(jié)構(gòu)梁板高支模板施工要求：

a.架子下地基處理（600厚灰土換填壓實(shí)）完成，自A軸、J軸向外找坡5‰，結(jié)合室外廣場(chǎng)地坪做100厚C20鋼筋混凝土(內(nèi)配Φ8@200雙層雙向鋼筋網(wǎng))；

b.懸挑結(jié)構(gòu)高支模板滿堂架與A、J軸框架柱在一層、二層、三層通過(guò)鋼管圍箍進(jìn)行加固連接，柱上、中、下各一道；

c.四層（14.95m）A、J軸懸挑結(jié)構(gòu)滿堂式鋼管腳手架在架子中部、端部設(shè)置兩道水平剪刀撐，并與周邊已澆筑混凝土柱可靠連接；

d.懸挑梁底模施工時(shí)，梁端按2‰起拱考慮；

e.五層吊柱平面位置對(duì)應(yīng)下的懸挑結(jié)構(gòu)模板支架應(yīng)予以加強(qiáng)。

⑤屋面600×1800預(yù)應(yīng)力大梁高支模板：

a.梁底模施工時(shí)，梁跨中按1.5‰起拱考慮，梁端懸挑施工時(shí)，梁端底模按2‰起拱考慮；

b.梁下豎向剪刀撐沿梁縱向在梁兩側(cè)立桿上各設(shè)置一道；

c.五層2～11/A、C、G、J軸框架柱混凝土澆注應(yīng)先施工，澆筑至預(yù)應(yīng)力梁底50mm～100mm處；

d.預(yù)應(yīng)力梁下支撐架與周邊澆筑混凝土的框架柱通過(guò)鋼管圍箍進(jìn)行加固連接，上、中、下各一道。

3.3 模板及支撐架的拆除

①水平承重構(gòu)件按規(guī)范要求留置標(biāo)養(yǎng)試塊、結(jié)構(gòu)同條件試塊，并留置同條件拆模試塊。

②預(yù)應(yīng)力張拉之前拆除梁側(cè)模，梁底模及支撐架應(yīng)在灌漿完成且漿體強(qiáng)度大于30MPa時(shí)方可拆除。

③模板支撐系統(tǒng)拆除前，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目總監(jiān)應(yīng)核查混凝土同條件試塊強(qiáng)度報(bào)告、審批簽字后方可拆除。

④模板及支撐拆除時(shí)，按先支的后拆、后支的先拆的原則進(jìn)行。自上而下逐層進(jìn)行，嚴(yán)禁上下層同時(shí)拆除作業(yè)。和周邊柱子連接的鋼管抱箍等構(gòu)造隨模板支撐架體逐層自上而下拆除。

⑤模板支撐系統(tǒng)搭設(shè)和拆除過(guò)程中，地面應(yīng)設(shè)置圍欄和警戒標(biāo)志，并派專人看守，嚴(yán)禁非操作人員進(jìn)入作業(yè)范圍。嚴(yán)禁將拆卸的桿件向樓面拋擲，應(yīng)有專人傳遞至樓面，并按規(guī)格分類均勻堆放。

4 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

4.1 預(yù)應(yīng)力筋鋪裝

①支設(shè)框架梁底模；

②原位綁扎非預(yù)應(yīng)力鋼筋（拉結(jié)筋應(yīng)在梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋穿好后再行放置）；

③按照預(yù)應(yīng)力筋束型矢高焊接固定預(yù)應(yīng)力鋼絞線托架筋（間距1m）；

④鋪放框架梁內(nèi)金屬波紋管并綁扎固定，將預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿入波紋管，調(diào)整波紋管的線形；

⑤放置框架梁內(nèi)拉結(jié)筋；

⑥預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉端及固定端就位時(shí)，將螺旋筋和承壓板用直徑不小于Φ10的二級(jí)鋼筋與梁筋焊接固定；

⑦在張拉端的錨具上設(shè)灌漿孔，排水孔設(shè)在梁跨中（即波谷部位），排氣孔設(shè)在梁支座位置（即波峰部位）波紋管的上面。

4.2 混凝土的澆筑

鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋隱蔽工程驗(yàn)收后進(jìn)行混凝土的澆注，專人進(jìn)行跟蹤檢查，嚴(yán)禁振動(dòng)棒直接振搗預(yù)應(yīng)力筋、波紋管、承壓板和螺旋筋；確保預(yù)應(yīng)力筋曲線形狀、矢高及錨具位置準(zhǔn)確；梁柱節(jié)點(diǎn)處、張拉端和固定端混凝土必須振搗密實(shí)。

4.3 張拉

同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，方可進(jìn)行張拉。

預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序：

設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力σcon=0.75fptk即1395MPa；

張拉程序?yàn)?→0.1σcon→1.0σcon（持荷2min錨固）。

每束預(yù)應(yīng)力筋的張拉施工順序：

清理承壓板、鋼絞線→穿錨環(huán)、安放夾片→安放千斤頂→安裝工具錨→張拉至初應(yīng)力→量測(cè)千斤頂在初應(yīng)力下的缸長(zhǎng)L1→張拉至控制應(yīng)力→量測(cè)千斤頂在控制應(yīng)力下的缸長(zhǎng)L2→校核張拉伸長(zhǎng)值→千斤頂回程→卸千斤頂。

預(yù)應(yīng)力筋的張拉采用張拉應(yīng)力和張拉伸長(zhǎng)值雙控進(jìn)行。

如實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的誤差超出-6%～+6%范圍，應(yīng)立即停止張拉，查明原因調(diào)整后，方可進(jìn)行張拉。

4.4 灌漿及封錨

預(yù)應(yīng)力筋張拉完后應(yīng)靜停12h進(jìn)行觀察，如未發(fā)現(xiàn)問題則應(yīng)盡快進(jìn)行灌漿（一般不得超過(guò)48h）以防預(yù)應(yīng)力筋銹蝕或松弛。

灌漿用水泥采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水灰比0.4～0.45之間，水泥漿的泌水率最大不超過(guò)3%，拌和3h后泌水率2%。灌漿采用柱塞式電動(dòng)灌漿泵在板面進(jìn)行，灌漿壓力0.5～0.6MPa。

灌漿由張拉端錨具上的灌漿孔進(jìn)行灌漿，至排氣孔冒出濃漿后，用木塞堵塞排氣孔，再繼續(xù)加壓至0.5～0.7MPa，穩(wěn)壓1～2min再封閉灌漿口。

氣溫高于35℃時(shí)，壓漿應(yīng)在夜間或清晨氣溫較低時(shí)進(jìn)行，保證灌漿飽滿密實(shí)。

灌漿完成后，采用手提砂輪切割鋼絞線，露出錨具外的鋼絞線長(zhǎng)度不小于30mm。封錨混凝土采用與結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同的微膨脹細(xì)石混凝土（C40）進(jìn)行封堵。

5 五層吊柱施工技術(shù)

五層吊柱鋼筋加工一次成型，在屋面梁板施工時(shí)，將吊柱鋼筋預(yù)埋在上部屋面梁端內(nèi)，上端與梁鋼筋綁扎牢固或焊接，吊柱鋼筋下端設(shè)置混凝土墊塊墊起。

吊柱混凝土施工時(shí)，其下部支撐應(yīng)予以加強(qiáng)，吊柱對(duì)應(yīng)樓面梁底模下部支撐體系設(shè)置9根￠48×3鋼管立桿@250，做成500×500的鋼管加強(qiáng)柱。鋼管加強(qiáng)柱與周邊滿堂架子連為一體，架子下部設(shè)置600×600×6厚鋼墊板。

在吊柱外側(cè)側(cè)模上部（預(yù)應(yīng)力框架梁梁底）設(shè)置喇叭口（喇叭口應(yīng)高出柱頂100mm），作為混凝土的進(jìn)料、振搗口。

吊柱混凝土施工時(shí)，適當(dāng)控制澆筑速度，澆筑高度到達(dá)一半（約2m）后，暫停澆筑，避免樓面處過(guò)多翻漿。靜置1～2h待混凝土下沉穩(wěn)定后再進(jìn)行吊柱上半部混凝土澆筑，與喇叭口平，以保證柱頂混凝土滿灌。吊柱側(cè)模拆除后，將柱頭外側(cè)喇叭口多余混凝土人工鑿除。

6 結(jié) 語(yǔ)

圖文信息樓工程雖然規(guī)模不大，但其框架結(jié)構(gòu)采用了兩側(cè)高處懸挑結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力大梁、吊柱等構(gòu)件組合技術(shù)以滿足其造型和大空間的需要。在施工中，充分理解設(shè)計(jì)意圖，結(jié)合施工需要，確定組合結(jié)構(gòu)科學(xué)的施工工況，選擇合理的施工方法，精心設(shè)置組織施工，確保了工程順利、安全地完成施工。