帶轉(zhuǎn)換層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)支模施工技術(shù)

張利鋒

上海建工四建集團有限公司 上海 201103

支模體系是臨時性支撐上部施工荷載的臨時結(jié)構(gòu)物，若不能穩(wěn)定地承擔上部臨時荷載作用將會導致整個支模系統(tǒng)坍塌，從而造成施工傷亡和工程進度延緩，造成嚴重的社會影響[1]。從其功能性而言，上部結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完成后，混凝土的質(zhì)量直接施加于支模系統(tǒng)之上。因此，要求支模系統(tǒng)可穩(wěn)定、安全地承受上部荷載。對于常規(guī)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物而言，支模施工技術(shù)已經(jīng)日趨完善，相關(guān)的設(shè)計經(jīng)驗相對完備，施工質(zhì)量在可控范圍內(nèi)[2-4]。

隨著經(jīng)濟、社會的高速發(fā)展，建筑設(shè)計日趨多樣化、異形化，這給支模施工帶來了新的挑戰(zhàn)。對于異形結(jié)構(gòu)物施工技術(shù)，支模體系不能因循守舊，應(yīng)該因時制宜，優(yōu)化設(shè)計方案和施工工藝。結(jié)合深圳大學西麗校區(qū)行政辦公與科研專職用房支模工程，提出了帶轉(zhuǎn)換層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)支模工程施工技術(shù)，可為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

深圳大學西麗校區(qū)行政辦公與科研專職用房包括塔樓及其裙房，行政辦公及科研專職用房建成效果如圖1所示。塔樓地上9層，首層層高7.20 m，4層層高4.80 m，其余層高均為3.90 m，結(jié)構(gòu)標高38.75 m，裙房地上3層，高15.30 m。單層建筑面積947 m2，總建筑面積13 563 m2。圖2為行政辦公塔樓結(jié)構(gòu)概況。行政辦公塔樓為帶轉(zhuǎn)換層的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層設(shè)置在5層，樓面標高18.55 m，層高4.80 m，轉(zhuǎn)換層為梁式轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層相對其下樓層逆時針旋轉(zhuǎn)8°，由此形成的懸挑區(qū)域最大懸挑長度為4.20 m，懸挑部分面積約62、78 m2。

圖1 行政辦公及科研專職用房效果圖

圖2 行政塔樓結(jié)構(gòu)概況

圖3為轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)大梁平面示意。轉(zhuǎn)換大梁截面尺寸主要包括2 200 mm×1 200 mm、2 000 mm×1 200 mm、1 600 mm×1 200 mm。轉(zhuǎn)換層豎向支撐體系為框架結(jié)構(gòu)，柱截面尺寸主要包括800 mm×800 mm、800 mm×1 000 mm、800 mm×1 200 mm、800 mm×1 400 mm等。轉(zhuǎn)換層及以下柱距9 000 mm×6 200 mm、9 000 mm×8 500 mm，轉(zhuǎn)換層以下框架梁截面尺寸為400 mm×600 mm，次梁截面尺寸為300 mm×550 mm，轉(zhuǎn)換層以上框架梁截面尺寸為500 mm×600 mm、400 mm× 600 mm，次梁截面尺寸為300 mm×600 mm、400 mm×600 mm，轉(zhuǎn)換層以上柱截面尺寸為400 mm×600 mm、600 mm×800 mm等，板厚120、180 mm。

圖3 行政塔樓轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)大梁平面布置示意

由于轉(zhuǎn)換層的存在，行政辦公塔樓轉(zhuǎn)換層出現(xiàn)懸挑區(qū)域，支模支護難度大，施工風險系數(shù)大，不當?shù)氖┕し桨笗斐扇藛T傷亡，因此提出合理安全可行的支模施工方案尤為重要。

2 施工部署及安排

2.1 樓板模板

圖4為樓板模板排架示意。高支模區(qū)域采用厚15 mm膠合板作面板，48 mm×100 mm木楞作擱柵（擱柵間距不大于250 mm），φ48 mm×3.25 mm扣件管搭設(shè)滿堂排架。普通支模區(qū)域采用厚15 mm膠合板作面板，φ48 mm×3.25 mm鋼管作擱柵，其中擱柵間距不大于250 mm，膠合板拼縫處采用48 mm×100 mm木楞作擱柵，扣件管搭設(shè)滿堂排架。板下立桿搭設(shè)間距為900 mm×900 mm，離地面200 mm設(shè)置掃地桿，普通支模區(qū)域每隔1 800 mm設(shè)置雙向水平桿，高支模區(qū)域每隔1 500 mm設(shè)置雙向水平桿。普通支模區(qū)域水平桿伸入高支模區(qū)域兩跨并與之連成整體。

圖4 板模板排架示意

2.2 梁模板

圖5為梁模板排架示意。采用厚15 mm九夾板作底模板和側(cè)模板，48 mm×100 mm木楞作擱柵，可調(diào)頂托式鋼管扣件搭設(shè)滿堂排架。梁凈高在800～1 000 mm時，梁側(cè)模采用2道φ14 mm對拉螺桿固定；梁凈高在1 000～1 500 mm時，梁側(cè)模采用3道φ14 mm對拉螺桿固定，水平、垂直間距≤450 mm。螺桿沿梁高方向每300～600 mm高度設(shè)置，下密上疏，起步距底200 mm。梁橫向圍檁采用48 mm×100 mm木擱柵，豎向圍檁及斜桿采用φ48 mm×3.25 mm鋼管組成。

圖5 梁模板排架示意

2.3 支撐排架

支撐排架采用φ48 mm×3.25 mm的鋼管。對于高支模區(qū)域步距要求小于1.5 m。普通模板排架區(qū)域步距要求小于1.8 m。當支模高度超過8 m時，架體頂部立桿步距加密為750 mm。高支模板通過設(shè)置豎向剪刀撐、水平剪刀撐、減小立桿間距和步距來增加排架的整體剛度。頂層、底層、豎向剪刀撐頂部各交點平面設(shè)加強型水平剪刀撐，豎向間距≤6 m。

2.4 轉(zhuǎn)換層排架

轉(zhuǎn)換層大梁截面尺寸較大，其下梁截面尺寸較小。轉(zhuǎn)換層梁寬度為600～2 200 mm，其下框架梁截面寬度多為400 mm，次梁寬度為300 mm。因此會出現(xiàn)大梁立桿直接支撐于混凝土樓板的現(xiàn)象。懸挑區(qū)域排架與主體結(jié)構(gòu)區(qū)域排架非同時搭設(shè)，且主體結(jié)構(gòu)區(qū)域1—4層為普通模板排架，步距1.8 m，懸挑區(qū)域高排架步距1.5 m，懸挑區(qū)域排架后搭，采取向主樓區(qū)域排架延伸兩跨的方式進行拉結(jié)，以保證懸挑區(qū)域高排架穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)換層排架立桿布置如圖6所示。轉(zhuǎn)換層排架布置側(cè)面示意如圖7所示。

圖6 轉(zhuǎn)換層排架布置三維建模

圖7 轉(zhuǎn)換層排架布置側(cè)面示意

為方便大梁外箍筋的綁扎，轉(zhuǎn)換層樓板的排架分2次搭設(shè)。第一次搭設(shè)樓板排架立桿至梁底，水平橫桿根據(jù)規(guī)范要求正常搭設(shè)，待轉(zhuǎn)換梁鋼筋綁扎完成后搭設(shè)剩余的樓板模板排架。轉(zhuǎn)換層大梁通過排架受力，直接傳力于4、3、2、1層樓板，后經(jīng)梁板傳力于柱，柱傳力于基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)換層以上3層樓蓋施工完畢后，方可拆除其下模板支撐。除鋼筋混凝土梁板自重外，轉(zhuǎn)換層樓面設(shè)計恒載2.0 kN/m2，活載2.0 kN/m2，轉(zhuǎn)換層澆筑混凝土時，4層樓面梁板混凝土齡期不得少于20 d?，F(xiàn)場排架主要采用φ48 mm×3.0 mm扣件式鋼管搭設(shè)成滿堂腳手架，作為樓梁板的支撐體系。整體支撐體系主要包括的構(gòu)件有：水平桿（縱、橫雙向）、立桿、直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件、可調(diào)頂托、剪刀撐、安全網(wǎng)等。由于各工種交叉作業(yè)，模板排架搭設(shè)應(yīng)按施工流程進行，優(yōu)先搭設(shè)梁底排架、轉(zhuǎn)換梁鋼筋鋪設(shè)提供施工平臺。

3 轉(zhuǎn)換層模板工程施工注意事項

3.1 模板排架技術(shù)要點

1）大梁底部立桿搭設(shè)時，需對應(yīng)結(jié)構(gòu)上下層關(guān)系、上下層立桿數(shù)量，上層立桿數(shù)量不應(yīng)遠大于下層立桿數(shù)量，應(yīng)保持一致。

2）梁下立桿應(yīng)與板下立桿同步搭設(shè)，最遲應(yīng)在模板鋪設(shè)之前完成，嚴禁模板鋪設(shè)完畢后再設(shè)置梁下立桿。

3）立桿對接接頭截面應(yīng)錯開，嚴禁接頭位置、短接管等同截面搭設(shè)。后澆帶位置排架必須獨自成體系，嚴禁拆除后補。

4）當立桿長度不夠需要接長時，搭接長度不應(yīng)小于1 m，用于固定的旋轉(zhuǎn)扣件固定不得少于2個。

5）掃地桿應(yīng)在立桿下設(shè)置，布置在基礎(chǔ)面上20 cm高度，采用直角扣件相互連接。

6）應(yīng)采用統(tǒng)一型號的鋼管作為立桿，不得使用多種其他型號鋼管，以確保受力均勻。

7）位于立桿的接頭部件應(yīng)該采用相互錯開的布置原則，保證受力的整體性，避免立桿系統(tǒng)某一高度薄弱面的出現(xiàn)。

8）為立桿體系受力均勻，混凝土澆筑過程中不能對某區(qū)域集中灌注，以免造成局部的荷載過大。

3.2 水平桿搭設(shè)要求

1）立桿每步縱橫向均應(yīng)設(shè)置水平連桿。

2）水平桿應(yīng)采用對接扣件或搭接扣件。水平桿搭接應(yīng)采用3個旋轉(zhuǎn)扣件等間距固定，搭接長度不少于1 m。

3）48 mm×100 mm木楞擱柵應(yīng)在水平桿上等間距設(shè)置，間距為200 mm（中心距離）。

3.3 剪刀撐搭設(shè)要求

1）剪刀撐的斜桿應(yīng)該采用與立桿相同的搭接方法。

2）剪刀撐不應(yīng)在立桿水平桿搭接完成后施工，應(yīng)與立桿、水平桿等同時同步進行搭設(shè)，在底層斜桿下端有可以支承的墊板。

3）在搭接剪刀撐時，應(yīng)緊貼既有的立桿和水平桿。為保證傳力的整體性，剪刀撐應(yīng)與立桿和水平桿采用旋轉(zhuǎn)扣件固定連接，注意扣件到主節(jié)點的距離應(yīng)控制在15 cm內(nèi)。

3.4 堆載預(yù)壓與模板排架拆除

模板排架搭設(shè)完畢后，采用重2 t模板對其進行堆載預(yù)壓，觀察其變形情況。模板排架拆除分為主樓區(qū)域和懸挑區(qū)域。轉(zhuǎn)換層以上3層結(jié)構(gòu)施工完成后，方可拆除轉(zhuǎn)換層下模板排架。故懸挑區(qū)域模板排架需待其上3層結(jié)構(gòu)施工完畢后拆除。對于主樓區(qū)域，轉(zhuǎn)換層施工完畢后可拆除首層模板排架，6層混凝土澆筑完畢后，可拆除2、3層模板排架，待轉(zhuǎn)換層以上3層結(jié)構(gòu)施工完畢后，可拆除4層模板排架。

4 結(jié)語

深圳大學西麗校區(qū)行政辦公與科研專職用房為帶有轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計異形，施工難度大。通過制定針對性支模施工方案，解決了帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)模板支撐系統(tǒng)施工問題，提供了合理可行的施工組織設(shè)計方案，順利地推進了工程施工建設(shè)，保障了施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全，可為類似工程提供一定的參考。