吳 攀

(青島海川建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 青島 266000)

為保證高層結(jié)構(gòu)的防火疏散要求，建筑高度大于54 m的建筑，每個(gè)單元每層的安全出口不應(yīng)少于2個(gè)[1]。設(shè)計(jì)人員通常選擇剪刀梯或消防連廊作為疏散通道。綜合考慮公攤面積及易用性等因素，大多數(shù)高層及超高層建筑中設(shè)置消防連廊以滿足防火疏散要求。通常消防連廊會(huì)緊貼建筑物致使連廊模板支撐體系懸挑長(zhǎng)度較小。而隨著設(shè)計(jì)的多樣變化，遠(yuǎn)離建筑物的消防連廊亦開始出現(xiàn)，對(duì)于較大懸挑距離的連廊模板支撐體系有著一定的施工難度。筆者結(jié)合青島市錦繡年華項(xiàng)目4棟樓所采用的懸挑連廊模板支撐體系，對(duì)簡(jiǎn)支梁法懸挑連廊模板支撐體系施工工藝進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1 工程概況

雒口路34號(hào)快速路三期安置(錦繡年華)工程位于青島市利津路與雒口路交界處，工程總建筑面積78 106 m2。其中地上總建筑面積65 063 m2，地下總建筑面積13 043 m2。本工程1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)樓北立面11層及以上樓層設(shè)計(jì)有消防連廊。消防連廊板厚120 mm，寬度為1.8 m，連廊底部至地面高度1號(hào)樓為34.80 m；2號(hào)、3號(hào)樓為31.88 m；4號(hào)樓為30.80 m，最大跨距為11.5 m，消防連廊最大懸挑距離處跨長(zhǎng)6.4 m,懸挑長(zhǎng)度達(dá)4 m。該消防連廊為元寶形設(shè)計(jì)構(gòu)造，結(jié)構(gòu)板厚15 mm,兩端與建筑物樓梯間相連，最大懸挑分界處設(shè)置結(jié)構(gòu)懸挑梁(見圖1)。

2 施工難點(diǎn)

1)因支撐體系自重、施工荷載及鋼筋和混凝土重量較大，超過2 m的懸挑工字鋼支撐體系很難保證支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。消防連廊外側(cè)邊梁距主樓最大距離為4 m，為保證懸挑支撐穩(wěn)定性，懸挑鋼梁錨固長(zhǎng)度至少應(yīng)為4×1.25=5 m[2]，且為滿足撓度及形變要求，需要選擇較高規(guī)格的型鋼進(jìn)行懸挑支撐。為緩解懸挑支撐距離過大的問題，采用增設(shè)簡(jiǎn)支梁，減少支撐體系懸挑長(zhǎng)度的方法，減少力矩，從而縮短架體懸挑長(zhǎng)度，達(dá)成滿足支撐荷載的模板支撐體系的要求(見圖2)。

2)消防連廊跨度較大，通常梁板構(gòu)造按均布荷載受力分析，因此消防連廊荷載傳導(dǎo)將難以計(jì)算。通過將懸挑工字鋼按1.2 m等距布置，使消防連廊分解為沿跨度方向1.2 m的等寬受荷單元，計(jì)算單元內(nèi)的荷載則通過支架傳給懸挑梁工字鋼梁，再以集中力的形式傳給簡(jiǎn)支梁，從而作用于各節(jié)點(diǎn)上。

3)連廊模板支撐體系施工為高空作業(yè)，必須采取安全的施工措施，確保施工人員的施工安全。利用懸挑工字鋼搭建施工操作平臺(tái)底部支撐，架體施工前于工字鋼上表面架設(shè)平面棧臺(tái)，形成完整的平面操作空間，從而滿足安全施工要求。

3 操作要點(diǎn)

工藝流程：懸挑工字鋼壓環(huán)預(yù)埋→簡(jiǎn)支工字鋼選擇、焊接→簡(jiǎn)支工字鋼吊裝→懸挑工字鋼吊裝→懸挑工字鋼固定→模板支撐架搭設(shè)→連廊模板搭設(shè)→綁扎連廊鋼筋→連廊混凝土澆筑→達(dá)到結(jié)構(gòu)要求后拆?！鸪?jiǎn)支梁工字鋼模板支撐體系。

3.1 懸挑工字鋼拉環(huán)預(yù)埋

在需要支設(shè)懸挑工字鋼的樓層提前進(jìn)行拉環(huán)預(yù)埋。懸挑工字鋼固定端應(yīng)采用2個(gè)(對(duì))及以上U 型鋼筋拉環(huán)或錨固螺栓與建筑結(jié)構(gòu)梁板固定，末端拉環(huán)距工字鋼不小于100 mm，2個(gè)(對(duì))拉環(huán)間距為200 mm。U型鋼筋拉環(huán)或錨固螺栓應(yīng)預(yù)埋至混凝土梁、板底層鋼筋位置，并應(yīng)與混凝土梁、板底層鋼筋焊接或綁扎牢固，用于錨固的U型鋼筋拉環(huán)或螺栓應(yīng)采用冷彎成型，鋼筋拉環(huán)直徑不宜小于16 mm[3]。U型拉環(huán)、錨固螺栓與型鋼間隙需進(jìn)行緊固。在結(jié)構(gòu)樓板前段也應(yīng)設(shè)置至少一道U型拉環(huán)進(jìn)行導(dǎo)向緊固(見圖3)。

3.2 簡(jiǎn)支工字鋼選擇、焊接

根據(jù)圖紙及設(shè)計(jì)要求，選擇足夠長(zhǎng)度兩根20a號(hào)工字鋼疊合放置作為簡(jiǎn)支梁，兩根工字鋼應(yīng)焊接形成整體，并確保工字鋼焊接牢固，鋼梁疊合受力性能與非疊合梁力學(xué)性能差異并不明顯[4]。簡(jiǎn)支工字鋼為荷載傳力主體，主要傳力過程為：連廊結(jié)構(gòu)荷載(含模板)→立桿→懸挑梁工字鋼→簡(jiǎn)支梁工字鋼。簡(jiǎn)支梁工字鋼是施工用臨時(shí)結(jié)構(gòu)，它主要承受施工過程中的各種垂直和水平荷載，包括結(jié)構(gòu)材料、施工人員等荷載，因此簡(jiǎn)支梁工字鋼必須有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性。在架體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容許的條件下，必須滿足避免出現(xiàn)變形、傾斜、搖晃或扭曲現(xiàn)象的情況，以確保安全(見圖4)。

3.3 簡(jiǎn)支梁工字鋼吊裝

利用塔吊將焊接好的工字鋼吊裝至需要搭設(shè)懸挑工字鋼的樓層并進(jìn)行固定。簡(jiǎn)支梁工字鋼兩端分別伸入原結(jié)構(gòu)剪力墻內(nèi)，與剪力墻搭接長(zhǎng)度不小于400 mm，在消防連廊結(jié)構(gòu)下層樓層內(nèi)進(jìn)行安裝預(yù)埋并與結(jié)構(gòu)混凝土澆筑一體成型。疊合簡(jiǎn)支工字鋼梁應(yīng)較澆筑層板頂標(biāo)高高20 mm，確保簡(jiǎn)支梁工字鋼整體穩(wěn)定性。因工字鋼斷截面較大，可能會(huì)破壞原結(jié)構(gòu)墻體箍筋，應(yīng)在插入簡(jiǎn)支工字鋼處上下側(cè)箍筋進(jìn)行加密并加強(qiáng)設(shè)置，鋼梁底部位置原結(jié)構(gòu)加設(shè)水平暗梁，將疊合鋼梁底面與暗梁上部鋼筋進(jìn)行焊接固定。操作工人在兩側(cè)已施工完的室內(nèi)結(jié)構(gòu)平臺(tái)上輔助安裝施工，為施工人員操作提供了安全保障。

3.4 懸挑工字鋼吊裝

根據(jù)承載力要求及施工現(xiàn)場(chǎng)材料選用20a號(hào)工字鋼作為懸挑工字鋼[5]。將懸挑工字鋼依次吊裝至需安裝工字鋼的樓層，按照支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算間距1 200 mm進(jìn)行布置，并將前端搭設(shè)在簡(jiǎn)支梁工字鋼上，末端采用已經(jīng)預(yù)埋好的拉環(huán)固定，懸挑梁錨固端長(zhǎng)度為2 000 mm。懸挑工字鋼支撐體系支設(shè)最關(guān)鍵的問題為安全問題。通過增設(shè)簡(jiǎn)支梁工字鋼，使懸挑梁的懸挑長(zhǎng)度大大減小，從而達(dá)到減小懸挑梁受力的目的。同時(shí)，為保證懸挑工字鋼不產(chǎn)生側(cè)向偏移、變形、傾斜等問題，在將懸挑工字鋼與簡(jiǎn)支梁工字鋼焊接成一體的同時(shí)，可在懸挑工字鋼前端加焊角鋼使所有懸挑工字鋼連成整體(見圖5)。

3.5 操作平臺(tái)搭設(shè)

利用簡(jiǎn)支梁工字鋼及懸挑工字鋼作為連接支撐，搭設(shè)施工操作棧道。棧道底部應(yīng)用鋼管搭設(shè)支撐結(jié)構(gòu)，四周與結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛性固定并設(shè)置拉結(jié)點(diǎn)，架體底部滿鋪腳手板。在結(jié)構(gòu)下層設(shè)置懸挑平網(wǎng)，以確保操作棧道的施工安全。

3.6 模板支撐體系搭設(shè)

1)頂板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用扣件式鋼管腳手架搭設(shè)。支撐模板立桿底座采用長(zhǎng)度不小于50 mm、直徑φ 25的鋼筋頭焊接在懸挑工字鋼立桿間距對(duì)應(yīng)位置上，搭設(shè)架體時(shí)將立桿套入，有效防止立桿移動(dòng)。距底面200 mm設(shè)置縱橫向掃地桿，支撐模板的鋼管腳手架穩(wěn)定性得到有效控制。

2)立桿間距1 200 mm×1 200 mm，立桿總高度為2 700 mm，橫桿步距1 200 mm，縱、橫方向每2 000 mm設(shè)置一道剪刀撐，剪刀撐斜桿與水平面的傾角在45°～60°之間。剪刀撐應(yīng)隨立桿、縱向和橫向水平桿等同步搭設(shè)。斜桿用旋轉(zhuǎn)扣件與立桿或橫向水平桿扣牢。

3)縱橫向水平桿用直角扣件扣在立柱上，伸出內(nèi)外立桿應(yīng)不少于100 mm，縱向水平桿應(yīng)安置在橫向水平桿上面，靠?jī)?nèi)外立桿的縱向橫桿在立桿內(nèi)側(cè)用直角扣件與立桿固定，中間的縱向橫桿與小橫桿固定，間距不大于400 mm。

4)扣件采用可鍛鑄鐵制成，規(guī)格必須與鋼管外徑相同，扣件螺栓擰緊扭力距不應(yīng)小于40 N·m，且不應(yīng)大于65 N·m，在主節(jié)點(diǎn)處固定大、小橫桿剪力撐等用的各種扣件的中心點(diǎn)的相互距離不應(yīng)大于150 mm，各桿件端頭伸出扣件蓋板邊緣距離不應(yīng)小于100 mm。

5)模板體系的搭設(shè)，將上部荷載有效的傳遞至簡(jiǎn)支工字鋼上，形成一整套完整的模板支撐體系。

3.7 鋼筋及模板安裝

支架搭設(shè)完畢后進(jìn)行模板安裝，嚴(yán)格控制模板板底標(biāo)高。因高空作業(yè)需精確下料，可利用BIM技術(shù)輔助模板設(shè)計(jì)與拆分。懸挑梁模板底部應(yīng)進(jìn)行起拱，每4 m長(zhǎng)度內(nèi)拱度不應(yīng)小于3‰。梁底模及板底模安裝完成后，再安裝側(cè)模板并進(jìn)行加固，側(cè)模根據(jù)梁高設(shè)置不少于一道M14穿梁螺栓進(jìn)行固定。模板安裝完畢，將模板內(nèi)清掃干凈后，按照?qǐng)D紙進(jìn)行鋼筋綁扎。懸挑梁錨固段盡量與結(jié)構(gòu)板面框梁連成整體形成懸臂結(jié)構(gòu)，懸臂上端梁筋應(yīng)為整根鋼筋，不得采用連接式鋼筋，綁扎應(yīng)重點(diǎn)檢查懸挑端及兩端連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造安裝的準(zhǔn)確性。

3.8 混凝土澆筑

待鋼筋全部綁扎完畢，經(jīng)過聯(lián)合驗(yàn)收后，進(jìn)行混凝土澆筑?；炷翝仓r(shí)，必須按先主、次梁后樓板的原則進(jìn)行澆搗，混凝土澆筑時(shí)確保支模架受力均勻，澆筑施工時(shí)嚴(yán)格控制施工荷載，盡量減少澆筑時(shí)的水平及豎向沖擊力。混凝土澆筑過程中，派專人檢查支架和支撐情況，發(fā)現(xiàn)下沉、松動(dòng)、變形和水平位移情況的應(yīng)及時(shí)處理。澆筑順序應(yīng)自跨中向兩側(cè)進(jìn)行澆筑，振搗均勻，不得集中一側(cè)澆筑。澆筑應(yīng)一次澆筑成型。待混凝土澆筑完畢后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

3.9 簡(jiǎn)支梁模板支撐體系拆除

本層消防連廊澆筑完畢后不得立即拆除模板支撐系統(tǒng)，應(yīng)確保兩層以上消防連廊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及穩(wěn)定性達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將懸挑工字鋼支撐體系進(jìn)行拆除。拆除時(shí)應(yīng)遵循先支的后拆，后支的先拆的原則，簡(jiǎn)支梁最后進(jìn)行拆除[6]。模板支架系統(tǒng)自上向下一次拆除。在面層待所有模板支架及支撐拆除清理后，先拆除懸挑工字鋼梁，再拆除簡(jiǎn)支工字鋼梁，利用人工配合塔吊將工字鋼放到地面上，最終集中堆放在指定位置。拆除人員臨近結(jié)構(gòu)邊沿時(shí)，必須佩帶安全帶，嚴(yán)禁生拉硬拽。拆除時(shí)，地面應(yīng)設(shè)圍欄和警戒標(biāo)志，并有專人指揮、看守，嚴(yán)禁非操作人員入內(nèi)。

4 施工材料

1)工字鋼:必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不得銹蝕，不得有刻痕損傷。

2)預(yù)埋拉環(huán)：φ 16圓鋼，外觀無顆粒狀或片狀老銹，無刻痕損傷,應(yīng)冷彎成型。

3)架體構(gòu)件：φ48.3 mm×3.6 mm鋼管，符合國(guó)標(biāo)要求，無銹蝕、彎折，無孔眼、刻痕或損傷。

4)扣件：可鍛鑄鐵制作的扣件(十字扣件，旋轉(zhuǎn)扣件，對(duì)接扣件)在擰緊扭力矩達(dá)到65 N·m時(shí)不發(fā)生破壞。

5)架體外側(cè)防護(hù)：密目安全網(wǎng)，不得采用防塵網(wǎng)代替。

5 質(zhì)量控制

1)懸挑構(gòu)件的規(guī)格與圖紙核對(duì)后并經(jīng)設(shè)計(jì)確認(rèn)、專家論證后確定。

2)構(gòu)件在運(yùn)輸過程中應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，以防止構(gòu)件變形損壞；安裝過程中應(yīng)設(shè)臨時(shí)支撐，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。所有上部結(jié)構(gòu)的吊裝必須在下部結(jié)構(gòu)就位、校正并系牢支撐構(gòu)件后才能進(jìn)行。

3)懸挑用工字鋼梁應(yīng)焊接于簡(jiǎn)支工字鋼上，避免產(chǎn)生側(cè)向滑移。

6 安全措施

1)搭拆架體時(shí)，工人必須戴好安全帽，系好安全帶，工具及零配件要裝在工具袋內(nèi)，穿防滑鞋工作，袖口、褲口要扎緊。

2)現(xiàn)場(chǎng)帶電線路如無可靠的安全措施，不準(zhǔn)通過架體，非電工不準(zhǔn)擅自拉接電線和電器裝置。

3)由架子班長(zhǎng)負(fù)責(zé)日常檢查、維修、保養(yǎng)工作，確保施工安全。

4)嚴(yán)格執(zhí)行架體檢查驗(yàn)收制度，經(jīng)項(xiàng)目部驗(yàn)收合格后，方可使用。

5)設(shè)置縱橫向掃地桿及剪刀撐，剪刀撐每2 m設(shè)置一道，與立桿有可靠的連接。

6)施工過程中，混凝土及其他設(shè)備堆放應(yīng)符合施工方案規(guī)定要求，嚴(yán)禁超載，盡量使支撐系統(tǒng)受力均衡。單根立桿的承載力較小，不能承受過大的集中荷載，以防止由于因局部構(gòu)件失穩(wěn)而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

7)雨雪、四級(jí)及以上大風(fēng)、大霧等惡劣天氣應(yīng)停止作業(yè)。

8)該項(xiàng)作業(yè)極為危險(xiǎn)，禁止夜間作業(yè)。

7 環(huán)保措施

1)因本工法施工過程中切割機(jī)、圓盤鋸等設(shè)備屬?gòu)?qiáng)噪聲機(jī)械，采用隔音效果好的材料搭設(shè)封閉的機(jī)械棚，以減少噪聲的擴(kuò)散，并通過工作上的合理安排，盡量避免夜間高噪聲的施工作業(yè)。

2)施工生產(chǎn)制作過程中產(chǎn)生的垃圾，如鋸末、模板廢料、短絲桿、鋼管廢料等，做好分類處理的工作，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)燃，盡量回收利用，減少環(huán)境污染。

8 結(jié)語

簡(jiǎn)支梁法懸挑連廊模板支撐體系施工操作簡(jiǎn)便，安裝快捷，操作工人可在相對(duì)較為安全的室內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，而需要的支撐體系構(gòu)件為施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常使用的材料，取材較為方便、經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，增設(shè)簡(jiǎn)支梁工字鋼可使懸挑支撐體系懸挑長(zhǎng)度大大減小，從而增加了模板支撐體系的穩(wěn)定性。本工程經(jīng)過設(shè)計(jì)、監(jiān)督、監(jiān)理、建設(shè)、施工單位共同驗(yàn)收，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，并在混凝土施工、澆筑及支撐模板拆除過程中，無任何安全事故發(fā)生，且消防連廊結(jié)構(gòu)拆模后滿足設(shè)計(jì)要求。簡(jiǎn)支梁法懸挑連廊模板支撐體系徹底改變了傳統(tǒng)工藝的不足，是今后消防連廊模板支撐體系施工的首選工藝。