呂遠(yuǎn)

摘 要：以安蚌埠錦繡香堤1-2#地塊1#辦公樓超高層項目為例，針對工程底板超厚、鋼筋用量大層數(shù)多的特點，將常規(guī)現(xiàn)場焊接鋼筋作為馬凳改為用型鋼支架作為中間、頂層鋼筋支撐， 通過精確的計算、設(shè)計、施工，降低了成本，有效的提高了筏板鋼筋綁扎過程、砼澆筑過程中的安全、質(zhì)量與進(jìn)度。

關(guān)鍵詞：超高層；超厚筏板；型鋼支架；馬凳；施工工藝；質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1 引言

現(xiàn)代建筑中經(jīng)常會存在一些厚度較大的筏板基礎(chǔ)或其他鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)隨著其厚度的增加，其鋼筋施工階段、混凝土施工階段整體支撐體系穩(wěn)定性也會隨之降低，給整體安全施工造成了不小的難度。

2 工程概況

蚌埠錦繡香堤1-2#地塊1#辦公樓工程地下四層地上四十一層，建筑總高186m，地處蚌埠市東海大道與朝陽路交叉口西南角，蚌埠市的新地標(biāo)。該工程主樓部分的筏板厚度為2600mm，局部在基礎(chǔ)厚度變化的交接部位達(dá)到7100mm厚，裙樓和非主樓地下室部分底板厚600mm，其上部、下部均為雙層雙向Φ25@150的鋼筋網(wǎng)片，筏板厚1/2處設(shè)置雙向Φ12@200雙向鋼筋網(wǎng)片。

3 型鋼支架方案設(shè)計與驗算

3.1 型鋼支架方案設(shè)計

考慮鋼筋自身荷載及施工活荷載，其均布荷載達(dá)到8.7kN/m，如采用傳統(tǒng)的鋼筋馬鐙支撐體系，因上部荷載較大其失穩(wěn)可能性極大，且成本高。經(jīng)多方案研究比較，決定整體采用型鋼支架支撐體系，可有效解決整體支撐體系穩(wěn)定性的問題。

立柱采用[8槽鋼，局部厚板處采用[10槽鋼，間距1.8m×1.8m布置。立柱底部墊置150的[8槽鋼。頂部水平梁選用[6.3槽鋼，每1.8m設(shè)置（結(jié)合支撐立柱位置），中間鋼筋網(wǎng)片支撐南北方向選用L50×50×5角鋼和東西方向選用Φ18鋼筋，立柱之間設(shè)L30×30×3角鋼掃地桿。梁與立柱電焊固定。厚度0.6處立柱采用Φ25幾字鋼筋，間距1.5m×1.5m，槽鋼、鋼板的材質(zhì)均為Q235鋼。焊接采用E43系列型焊條。

3.2 型鋼支架穩(wěn)定性驗算

型鋼支架所承受的荷載包括上層鋼筋的自重、施工人員及施工設(shè)備荷載。

上層鋼筋的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 1.980kN/m；

施工設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 1.800kN/m；

施工人員荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.700kN/m；

橫梁采用[6.3槽鋼；

橫梁的截面抵抗矩 W=16.123cm3；

橫梁鋼材的彈性模量 E=2.05×105N/mm2；

橫梁的截面慣性矩 I=50.786cm4；

立柱采用[8槽鋼；

立柱的高度 h=2.33m；

立柱的間距 l=1.8m；

鋼材強度設(shè)計值 f=215N/mm2；

立柱的截面抵抗矩 W=25.3cm3；

支架橫梁按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強度和撓度計算，支架橫梁在小橫桿的上面。

按照支架橫梁上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算支架橫梁的最大彎矩和變形。

（1）均布荷載值計算。

靜荷載的計算值 q1=1.2×1.980=2.376kN/m；

活荷載的計算值 q2=1.4×2.700+1.4×1.800=6.300kN/m；

支架橫梁計算荷載組合簡圖（跨中最大彎矩和跨中最大撓度）

支架橫梁計算荷載組合簡圖（支座最大彎矩）

（2）強度計算。

最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩

跨中最大彎矩計算公式如下：

[M1max]=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大彎矩為：

M1=（0.08×2.376+0.10×6.300）×1.802=2.657kN·m

支座最大彎矩計算公式如下：

[M2max]=-0.10q1l2-0.117q2l2

支座最大彎矩為：

M2=-（0.10×2.376+0.117×6.300）×1.802=-3.158kN·m

我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強度驗算：

σ=3.158×106/16123.0=195.871N/mm2

支架橫梁的計算強度小于215N/mm2，滿足要求。

（3）撓度計算。

最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。

計算公式如下：

[Vmax]=0.677[q1l4100EI]+0.990[q2l4100EI]

靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=1.980+1.800=3.780kN/m；

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=2.700kN/m；

三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度。

V=（0.677×3.780+0.990×2.700）×1800.04/（100×2.05×105×507860.0）=5.276mm

支架橫梁的最大撓度小于1800.0/150與10mm，滿足要求。

（4）支架立柱的計算。

支架立柱的截面積A=10.24cm2；

截面回轉(zhuǎn)半徑i=3.150cm；

立柱的截面抵抗矩W=25.3cm3。

支架立柱作為軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行穩(wěn)定驗算，計算長度按上下層鋼筋間距確定：

σ=[NφA]+[MwW][≤][f]

式中：

σ──立柱的壓應(yīng)力；

N──軸向壓力設(shè)計值；

φ──軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)立桿的長細(xì)比λ=h/i，經(jīng)過查表得到，φ=0.76；

A──立桿的截面面積，A=10.24cm2；

[f]──立桿的抗壓強度設(shè)計值，[f]=215N/mm2；

Mw──立桿的受的最大彎矩值，Mw=3.16kN·m2；

采用第二步的荷載組合計算方法，可得到支架立柱對支架橫梁的最大支座反力為：

[Nmax]=1.1q1l+1.2q2l

經(jīng)計算得到 N=18.31kN， σ=148.354N/mm2；

立桿的穩(wěn)定性驗算 σ<=[f]，滿足要求！鋼筋支架計算滿足要求。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝原理

在基坑完成墊層工序后，在其上布置型鋼支架立柱點位，并在此點位處放置達(dá)到設(shè)計強度C30混凝土立方體方塊作為墊塊，在墊塊上放置型鋼立桿，并按設(shè)計1800×1800mm的間距進(jìn)行擺放，在立柱其底部設(shè)置拉梁，梁與立柱焊接固定，立桿中部設(shè)置拉梁且作為中層鋼筋網(wǎng)片支撐點，鋼筋網(wǎng)片同時對整體支撐有一定的拉結(jié)作用；在立柱下部設(shè)置斜支撐，頂端設(shè)置型鋼拉梁，拉梁不僅作為穩(wěn)固構(gòu)件也作為上部鋼筋網(wǎng)片的支撐點。

4.2 施工工藝流程

4.3 操作要點

4.3.1 施工準(zhǔn)備

①認(rèn)真熟悉圖紙，編制施工方案，運用PKPM軟件對方案進(jìn)行安全驗算，且方案已審批；

②對局部厚度較大區(qū)域立柱及拉梁結(jié)合現(xiàn)場做深化處理；

③運用BIM技術(shù)進(jìn)行建模分析；

④施工平面控制網(wǎng)已建立，并已復(fù)核。并彈出軸線、標(biāo)高控制線；

⑤對管理人員和施工人員做好技術(shù)交底；

⑥立柱（8#、10#槽鋼）及拉梁（30×30×3角鋼、50×50×5角鋼、6.3#槽鋼、鋼筋現(xiàn)場取材）原材料按計劃進(jìn)場；

⑦立柱、拉梁制作及編號；

⑧施工機械準(zhǔn)備就位。

4.3.2 測量放線

①根據(jù)方案設(shè)計1800×1800mm間距設(shè)置軸線、水平線，確保準(zhǔn)確。

②根據(jù)方案設(shè)計對每根立桿進(jìn)行定位，并復(fù)測每個點位標(biāo)高；

③用全站儀對每個軸線、水平線、點位進(jìn)行復(fù)測。

4.3.3 立柱及拉梁制作

經(jīng)復(fù)測立柱每個點位標(biāo)高并記錄，經(jīng)過計算進(jìn)行立柱制作并編號，拉梁按方案設(shè)計進(jìn)行選材制作。

4.3.4 立柱的放置及加固

①立柱下放置強度≥C40混凝土墊塊；

②混凝土墊塊上放置鋼墊板（10cm長8#槽鋼）；

③槽鋼立柱放置并與鋼墊板焊接；

④立柱角鋼斜撐支設(shè)；

⑤立柱垂直度校正；

⑥按方案要求對局部厚度較大部位立柱進(jìn)行二次加固處理；

⑦對每個立柱角鋼斜撐進(jìn)行滿焊并進(jìn)行焊縫檢查。

4.3.5 下部拉梁安裝

下部拉梁緊隨立柱及斜撐安裝后安裝，保證連續(xù)作業(yè)，并對每處焊縫進(jìn)行檢查。

4.3.6 中部拉梁安裝

①按方案設(shè)計1.3m中部拉梁進(jìn)行標(biāo)高控制線設(shè)置；

②按要求設(shè)置中部拉梁；

③對中部拉梁進(jìn)行標(biāo)高復(fù)測，對不符合要求的進(jìn)行整改；

④對每處拉梁及立柱連接處進(jìn)行滿焊、并進(jìn)行焊縫檢測，對不合格的焊縫進(jìn)行返工，整改完成后方可進(jìn)行中部鋼筋網(wǎng)片施工。

4.3.7 上部拉梁安裝

中部鋼筋網(wǎng)片綁扎出一部分作業(yè)面后進(jìn)行上部拉梁施工，施工中對上部拉梁頂面標(biāo)高進(jìn)行實時控制，對不合格點進(jìn)行及時處理，并檢查每處焊縫合格后方可進(jìn)行上部鋼筋網(wǎng)片施工。

5 質(zhì)量控制

5.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

5.2 質(zhì)量保證措施

（1）立柱放置前必須嚴(yán)格按照規(guī)劃圖進(jìn)行測量放線確定點位，擺放好混凝土墊塊綁扎好鋼筋網(wǎng)片后復(fù)測是否存在偏位。

（2）立柱點位確定后應(yīng)對每個點位進(jìn)行標(biāo)高測量記錄，計算每根立柱長度后方可對立柱進(jìn)行編號加工以確保上部鋼筋保護(hù)層厚度達(dá)到要求。

（3）立柱擺放完成后其橫縱方向均應(yīng)在同一中線上（帶線施工）。

（4）下部、中部、上部拉梁均應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)高進(jìn)行焊接，使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行控制。

（5）立柱斜撐嚴(yán)格按照設(shè)計角度進(jìn)行焊接。

（6）所有焊縫均應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81）中給出的缺陷分類及檢測方法進(jìn)行檢查。

（7）應(yīng)對每根立柱進(jìn)行檢查嚴(yán)禁出現(xiàn)變形、傾斜等問題，若存在此類問題應(yīng)及時反饋并進(jìn)行調(diào)整或更換。

參考文獻(xiàn)：

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