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        屋面懸挑大跨度結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

        2022-10-19 01:26:56鄧?yán)?/span>程麟晉王博葛文
        建筑機械化 2022年10期
        關(guān)鍵詞:梁板架體模架

        鄧?yán)?,程麟晉,王博,葛文

        (中國建筑第二工程局有限公司華東公司,上海 200135)

        1 工程概況

        襄陽融創(chuàng)·濱江壹號項目地處湖北省襄陽市襄州區(qū),項目二標(biāo)段總建筑面積19.4 萬m2,共9 棟單體及附屬用房,其中5#樓為超高層建筑47F(建筑高度137.4m),樓棟防護架采用全鋼附著式腳手架,支模架采用鋁合金模板快拆體系施工。

        5#樓屋面層與屋面花架層、機房層最高相差6.12m(圖1、圖2),由于爬架技術(shù)問題(爬架按標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計,屋面層無有效結(jié)構(gòu)附著點),屋面層及以上爬架無法作為防護架繼續(xù)施工(屋面層爬架無法繼續(xù)爬升),且屋面層存在多處非標(biāo)懸挑梁板(僅屋面層)存在,導(dǎo)致屋面層及以上的架體施工都需重新搭設(shè),為此本文將著重介紹防護架采用爬架時屋面懸挑大跨度結(jié)構(gòu)的施工技術(shù),為此類結(jié)構(gòu)施工提供解決方案。

        圖1 5#樓屋面層正立面圖

        圖2 5#樓屋面層側(cè)立面圖

        2 施工重難點分析

        1)5#樓主體結(jié)構(gòu)支模架采用鋁合金模板快拆體系施工,如在屋面層下一層采用懸挑架施工,將存在大量鋁合金模板需切割(保證工字鋼穿出),施工成本大;如采用木模板施工,飄窗等部位將無法一次帶出,砌筑、抹灰量增大,影響工期且增加施工成本。對策:自屋面層下一層開始搭設(shè)挑架,挑架采用高強螺栓固定工字鋼+斜撐形式,解決鋁模需切割問題,節(jié)約施工成本及節(jié)約施工工期。

        2)5#樓防護架采用全鋼爬架施工,由于屋面層存在非標(biāo)懸挑板,爬架無法提升,需重新搭設(shè)防護架,鋼管防護架如直接在爬架上搭設(shè),爬架承擔(dān)荷載增大,施工安全隱患風(fēng)險大。對策:重新搭設(shè)懸挑防護架,不在爬架上搭設(shè),保證施工安全。

        3)重新搭設(shè)懸挑防護架的主梁與爬架1.5m防護架主導(dǎo)軌相互影響,如切除爬架主導(dǎo)軌對爬架安全性降低,如調(diào)整懸挑防護架主梁位置,則防護架縱距間距過大安全系數(shù)不足。對策:爬架最后一次提升,經(jīng)提升至預(yù)設(shè)防護架之下200mm,從而不影響懸挑防護架主梁施工。

        4)屋面局部存在非標(biāo)大跨度懸挑梁板(僅屋面層有),懸挑梁板下部支模架無生根點,結(jié)構(gòu)施工困難,安全隱患大。對策:支模架與防護架同時搭設(shè)在懸挑主梁之上,通過計算來調(diào)整斜撐材料的尺寸,從而滿足受力計算要求。

        3 屋面層及以上架體節(jié)點設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

        1)5#樓屋面層懸挑主梁為16#工字鋼,斜撐為10#槽鋼,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點設(shè)計如圖3 所示。

        圖3 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點設(shè)計

        2)5#樓屋面層連廊部位懸挑主梁為16#工字鋼,斜撐為14#槽鋼,大跨度懸挑梁板節(jié)點設(shè)計如圖4 所示。連廊部位大跨度懸挑梁板平面尺寸為9000mm×2100mm,板厚120mm,梁截面尺寸為200mm×510mm。

        圖4 連廊部位大跨度懸挑梁板節(jié)點設(shè)計

        3)5#樓屋面層陽臺間懸挑梁為16#工字鋼,平面尺寸為7 800mm×600mm,板厚120mm,梁截面尺寸為200mm×480mm,斜撐為10#槽鋼,節(jié)點如圖5 所示。

        圖5 陽臺間懸挑梁板節(jié)點設(shè)計

        4)5#樓屋面層飄窗懸挑主梁為16#工字鋼,斜撐為10#槽鋼,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點設(shè)計如圖6所示。

        圖6 飄窗懸挑梁板節(jié)點設(shè)計

        4 施工流程

        1)5#樓屋面層標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點、飄窗、陽臺間懸挑梁板施工流程:預(yù)留預(yù)埋→澆筑屋面層下一層結(jié)構(gòu)混凝土→懸挑層工字鋼主梁安裝→槽鋼斜撐安裝→聯(lián)合驗收(檢查焊縫及螺栓緊固情況)→防護架及局部支模架搭設(shè)→聯(lián)合驗收(架體是否按方案實施)→屋面層豎向鋼筋綁扎→豎向模板安裝→水平模板安裝→水平鋼筋綁扎→水電預(yù)留預(yù)埋→屋面層混凝土澆筑→花架施工→模板及支模架拆除→防護架拆除→工字鋼主梁及斜撐拆除→ 爬架拆除。

        2)5#樓屋面層連廊部位大跨度懸挑梁板施工流程:預(yù)埋U 型螺栓→澆筑混凝土(此部位為吊模施工,混凝土隨屋面層下一層一起澆筑)→工字鋼安裝→聯(lián)合驗收(檢查U 型環(huán)緊固情況)→防護架及局部支模架搭設(shè)→聯(lián)合驗收(架體是否按方案實施)→屋面層豎向鋼筋綁扎→豎向模板安裝→水平模板安裝→水平鋼筋綁扎→水電預(yù)留預(yù)埋→屋面層混凝土澆筑→花架施工→模板及支模架拆除→防護架拆除→工字鋼主梁及斜撐拆除→爬架拆除。

        5 關(guān)鍵技術(shù)措施

        1)懸挑架下部為全鋼附著式腳手架(與懸挑架底相差200mm),待上部屋面層及花架層、機房等全部施工完成且懸挑拆除后,爬架再行拆除。

        2)懸挑工字鋼梁采用普通16#工字鋼,斜撐采用10#、14#槽鋼(根據(jù)結(jié)構(gòu)計算確定),工字鋼焊接鋼板及斜撐焊接鋼板均采用200mm×200mm×10mm。

        3)采用工字鋼聯(lián)梁施工時,聯(lián)梁需與懸挑工字鋼點焊,以保持架體穩(wěn)定。

        4)工字鋼斜撐未施工完成時,上部嚴(yán)禁架設(shè)防護架、支模架。

        5)屋面懸挑防護架待屋面結(jié)構(gòu)及頂層所有工序完成后拆除,塔機待拆除完屋面懸挑防護架及爬架后拆除。

        6)外架頂部的4 個角及每邊的中部應(yīng)各設(shè)一根鋼管,高出外架整體1~2m,作為避雷針,并與下部的鋼管及工字鋼焊接通連,水平及上下的工字鋼應(yīng)進行焊接通連,并與結(jié)構(gòu)的防雷接地系統(tǒng)連成一個整體,接地電阻值不得大于4Ω。

        7)懸挑支撐設(shè)計:根據(jù)工程設(shè)計施工圖紙,主梁工字鋼有擱置式工字鋼和錨固式工字鋼兩種形式,具體施工布置范圍如圖7 所示。主樓工字鋼主梁一種采用錨固式,即工字鋼主梁端頭連接板焊接,通過螺栓與主體結(jié)構(gòu)固定。另一種工字鋼主梁采用擱置式,即工字鋼主梁通過U 型錨環(huán)與主體結(jié)構(gòu)固定。

        圖7 工字鋼平面布置圖

        8)預(yù)留預(yù)埋構(gòu)造要求:錨固式工字鋼主梁端頭與連接板連接,連接板通過M20 螺栓與混凝土結(jié)構(gòu)連接。擱置式工字鋼主梁采用U 型錨環(huán)+壓板方式固定,每根工字鋼設(shè)3 個壓環(huán),第一個距結(jié)構(gòu)邊100mm,第二、第三個距工字鋼末端200mm 和400mm,壓環(huán)預(yù)埋在屋面下一層頂板結(jié)構(gòu)內(nèi)。在有剪力墻或上翻梁的部位,預(yù)埋250×250mm 木盒子,以便于工字鋼的穿墻固定,工字鋼安裝完成后,應(yīng)設(shè)置木楔將壓環(huán)楔緊。具體做法如圖8 所示。

        圖8 U型錨環(huán)預(yù)埋節(jié)點詳圖

        9)工字鋼下?lián)涡问剑翰捎?0#、14#槽鋼,工字鋼下?lián)紊隙伺c工字鋼主梁焊接,下端與連接板(200mm×200mm)焊接,連接板通過M20螺栓與混凝土結(jié)構(gòu)固定牢靠。

        10)結(jié)構(gòu)預(yù)留預(yù)埋。在屋面層下一層結(jié)構(gòu)處(外墻、主梁、陽臺反坎等部位),預(yù)埋工字鋼主梁錨固用鍍鋅套管及槽鋼斜撐錨固用鍍鋅套管(槽鋼斜撐局部節(jié)點與連接板需后期鉆孔,2 根M16 膨脹螺栓)。剪力墻處主梁與下?lián)芜B接板預(yù)埋鍍鋅套管采用梯子筋(兩根?8 鋼筋焊接)固定,避免混凝土振搗造成偏位,預(yù)埋套管采用兩根DN25 鍍鋅管(同墻長)。因預(yù)埋留下的空洞如不處理對后期外墻滲漏有極大隱患,后期采取以下進行封堵:清掃+發(fā)泡劑(距外側(cè)40mm,內(nèi)側(cè)20mm)+外側(cè)[40mm 厚防水砂漿(3%防水劑+10%膨脹劑封堵)+直徑100mm 防水涂料+直徑100mm 網(wǎng)格布+3mm 厚抗裂砂漿]+內(nèi)側(cè)[20mm 厚防水砂漿+直徑100mm 網(wǎng)格布+3mm厚抗裂砂漿](圖9)。

        圖9 洞口封堵措施構(gòu)造節(jié)點

        11)懸挑層工字鋼主梁及斜撐安裝。爬架調(diào)整,設(shè)置臨邊防護:懸挑層工字鋼主梁均采用16#工字鋼,位置應(yīng)避開爬架主框架位置設(shè)置。塔機距離防護架較遠(yuǎn),對架體搭設(shè)無影響,施工電梯不考慮進入爬架層,也對架體搭設(shè)無影響。屋面懸挑架施工層樓層,爬架提升至防護架以下200mm,工字鋼連接及槽鋼焊接均在爬架走道板上進行。錨固工字鋼主梁及下?lián)伟惭b:錨固工字鋼主梁、連接板、墊板均按設(shè)計圖加工完成后,將工字鋼端頭和連 接板焊接。錨固工字鋼安裝之前,對支撐點位置樓層的混凝土強度進行回彈,強度滿足70%方可進行安裝。

        施工流程如圖10~圖12 所示。

        圖10 第一步安裝主梁

        圖11 第二步安裝斜撐

        圖12 第三步斜撐與主梁焊接

        懸挑層成型:待工字鋼主梁及下?lián)尉惭b完成且驗收檢查合格后,在轉(zhuǎn)角處放置工字鋼聯(lián)梁,聯(lián)梁采用16#工字鋼,保證懸空結(jié)構(gòu)及外防護架均落在工字鋼上,工字鋼主梁之間鋪設(shè)一層兜網(wǎng),避免高空墜物。

        6 施工過程中所遇到的困難及解決對策

        1)爬架最后一次提升僅1 200mm高,底部翻板無法全封閉樓層,存在建筑垃圾等掉落風(fēng)險,存在較大安全隱患。對策:在爬架第二道及第五道走道板上分別與主樓之間設(shè)置雙層硬質(zhì)防護(模板+木方),保證施工安全。

        2)轉(zhuǎn)角處主梁工字鋼加工完成后,由于端部角度過大高強螺栓無法穿入主梁端板上,從而無法與主樓結(jié)構(gòu)固定。對策:加工轉(zhuǎn)角處的工字鋼需提前鋼板安裝高強螺栓,再將鋼板與工字鋼焊接完成。

        3)當(dāng)施工屋面花架時,由于花架結(jié)構(gòu)過高(6.12m),防護架搭設(shè)時連墻件無生根點,防護架安全隱患大。對策:提前在屋面層埋設(shè)“幾”字型14#鋼筋(隨屋面頂板混凝土一起澆筑),防護架搭設(shè)時,在相應(yīng)高度采用鋼管拉結(jié)(橫桿拉結(jié),形成三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)),拉結(jié)需滿足兩步三跨,如圖13 所示。

        圖13 架體臨時拉結(jié)點示意圖

        7 監(jiān)測措施

        架體如發(fā)生過大沉降和位移,從而引起架體傾覆或倒塌,將會造成不可逆轉(zhuǎn)的安全事故,定期監(jiān)測位移架體情況至關(guān)重要。項目通過經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀對懸挑支撐體系水平、垂直位置是否有偏移進行監(jiān)測。監(jiān)測點優(yōu)先選擇在施工荷載最不利且易于觀察的部位(9m 連梁處、懸挑長度超2m、工字鋼有外架+支模架除),允許偏差及預(yù)警值要求指標(biāo)如表1 所示。

        表1 允許偏差及預(yù)警值

        8 架體拆除

        1)架體拆除流程:拆除外架、支模架→斜撐槽鋼螺栓松動→拆除下?lián)巍髁汗ぷ咒撀菟ㄋ蓜印鸪ぷ咒摗鸪兰堋鸪C。

        2)架體拆除作業(yè)必須遵循由上而下逐層進行,嚴(yán)禁上下同時作業(yè)。

        3)連墻件必須隨腳手架逐層拆除,嚴(yán)禁先將連墻件整層或數(shù)層拆除后再拆腳手架;分段拆除高差不應(yīng)大于兩步,如高差大于兩步,應(yīng)增設(shè)連墻件加固。

        4)拆除前檢查外架的連墻件是否在施工時被拆除,應(yīng)逐層補加臨時連墻件,防止腳手架在拆除時突然向外傾倒,造成事故。

        9 結(jié)語

        采用上述懸挑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)措施很好地解決了采用主樓鋁模+爬架施工工藝下,處理復(fù)雜懸挑結(jié)構(gòu)及大跨度結(jié)構(gòu)的施工,滿足了業(yè)主施工進度的同時且保證了高空作業(yè)施工的安全,此技術(shù)措施得到業(yè)主、監(jiān)理及各參建方一致好評,為后期同類項目提供借鑒與指導(dǎo)。同時大膽采用此異形懸挑施工技術(shù),為行業(yè)內(nèi)增設(shè)了防護架選擇更多的施工形式,解決傳統(tǒng)防護架帶來的弊端,同時通過此技術(shù)應(yīng)用實施,也積累了不少施工經(jīng)驗,可供同類型同結(jié)構(gòu)工程提供參考意見。

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