一、前言
近年來,隨著城市建設(shè)的發(fā)展,建筑師們充分發(fā)揮聰明才智,將建筑造型與其使用功能結(jié)合在一起,創(chuàng)造出許多造型奇特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑。單元式高層住宅室外連廊的設(shè)計(jì)即是建筑師在充分考慮建筑通行、采光、防盜等使用功能和防火要求的基礎(chǔ)上,結(jié)合建筑平立面造型創(chuàng)造出的極具視覺沖擊力的建筑產(chǎn)品。然而,奇特的造型、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)帶來的不僅是強(qiáng)有力的視覺沖擊,也給工程施工帶來了極大的挑戰(zhàn)。室外高空連廊高度高、跨度大、造型復(fù)雜、荷載大,目前,全國類似工程不多,可參考的施工技術(shù)措施和資料很少,且稍有失誤容易出現(xiàn)支模系統(tǒng)坍塌的重大安全事故和重大質(zhì)量事故,施工難度可想而知。
為了做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、保證質(zhì)量、同時(shí)確保施工安全,本工法采用自加工型鋼三角架及22#工字鋼相結(jié)合的桁架體系作為高空支模架的承載基體,然后,在此基體上鋪設(shè)16#工字鋼,搭設(shè)連廊支模架。通過萬科城、金色悅城等一系列工程的不斷研究和改進(jìn),技術(shù)人員利用此工法巧妙地克服了高空大跨度懸挑連廊的施工難題。
二、工法特點(diǎn)
2.1安裝、拆卸簡單、方便
型鋼三角架在現(xiàn)場加工成型,直接吊裝、固定,三角架上部節(jié)點(diǎn)加工時(shí)提前預(yù)留安插孔,插入剪力墻后直接以短型鋼插銷,木鍥鍥緊。
圖1 型鋼三角架上部連接節(jié)點(diǎn)
圖2 型鋼三角架上部連接節(jié)點(diǎn)
2.2適應(yīng)性強(qiáng),布置靈活
懸挑連廊多依外墻輪廓設(shè)計(jì),型鋼三角架可以適應(yīng)連廊多變的平面造型,依據(jù)外墻和懸挑連廊的要求布置,滿足直線型、折線形、轉(zhuǎn)角型等多種形式連廊的施工要求。
2.3適用范圍不受連廊跨度限制
本工法型鋼三角架可視外墻情況按照3~5m的間距靈活布置,其承擔(dān)的總體荷載與其間距直接相關(guān),只要型鋼三角架布置間距滿足承載力要求,本工法的使用不受連廊本身跨度大小的影響。
2.4便于就地取材,成本低
整個(gè)桁架基體加工安裝所用到的材料只有10#、16#、22#工字鋼、高強(qiáng)螺栓以及相適應(yīng)的抱箍,這些都是施工現(xiàn)場常見的材料,便于就地取材,不需大量購買。且三角架制作過程中僅需焊接加工,工藝簡單、技術(shù)要求不高,施工現(xiàn)場容易實(shí)現(xiàn)。由于采用的結(jié)構(gòu)基體的原材料為鋼材,因此,方便回收利用,也可以降低成本。
2.5損耗少,周轉(zhuǎn)次數(shù)高
除型鋼三角架外,其余材料、構(gòu)配件均不存在焊接作業(yè),支模架拆除后損耗極低。且近期公司實(shí)施大客戶戰(zhàn)略,萬科幸福系所有住宅均設(shè)計(jì)有室外連廊,三角架可以就近在其他項(xiàng)目上周轉(zhuǎn)使用。
三、適用范圍
本工法適用于懸挑長度在5m以內(nèi)的直線形、折線形、轉(zhuǎn)角形等各種平面形式的高空大跨度懸挑連廊,其使用范圍不受連廊本身跨度的限制。
四、工藝原理
本工法主要根據(jù)懸挑梁的受力形式設(shè)計(jì)出對承擔(dān)上部荷載最有利的桁架來解決高空大跨度懸挑連廊施工承載基體的關(guān)鍵問題。首先,根據(jù)懸挑梁上拉下壓的受力特點(diǎn)巧妙的設(shè)計(jì)出與剪力墻連接的上下節(jié)點(diǎn);其次,通過22#工字鋼的布置位置,確定中間節(jié)點(diǎn)的位置,保證三角桁架所有構(gòu)件均為二力桿;再次,通過各型鋼之間的抱箍將基體組成一個(gè)穩(wěn)定的、滿足上部支模架搭設(shè)要求的承載平臺。同時(shí),上層支模架搭設(shè)時(shí),以一步一跨的連墻件布置,使架體與結(jié)構(gòu)主體拉結(jié),保證了整個(gè)支模架體系的穩(wěn)定性。
圖3 連廊支模架剖面圖
五、工藝流程及操作要點(diǎn)
5.1工藝流程
5.2施工操作要點(diǎn)
1.施工準(zhǔn)備
(1)技術(shù)準(zhǔn)備
項(xiàng)目總工組織經(jīng)理部技術(shù)員、施工員等熟悉圖紙,認(rèn)真學(xué)習(xí)掌握施工圖的內(nèi)容、要求和特點(diǎn),熟悉各部位截面尺寸、標(biāo)高,制定模板初步設(shè)計(jì)方案。
方案編制、審批工作完成后,應(yīng)對專項(xiàng)施工方案進(jìn)行系統(tǒng)性、有針對性的技術(shù)交底和安全 交底,確保連廊施工按方案進(jìn)行。
(2)材料要求
采用國標(biāo)熱軋10#、16#、22#工字鋼,表面無裂縫、結(jié)疤、孔痕;型鋼的材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700或《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591 的規(guī)定,三角桁架焊接部位,節(jié)點(diǎn)焊縫應(yīng)至少達(dá)到二級焊縫要求。
支模架采用48×3.0的鋼管,其質(zhì)量符合現(xiàn)行國標(biāo)«碳素結(jié)構(gòu)鋼»(GB/T700)中Q235-A級鋼的規(guī)定;表面應(yīng)平直光滑,不得有裂縫、結(jié)疤、分層、錯(cuò)位、硬彎、毛碴、孔痕和深劃痕;鋼管外徑、壁厚偏差、彎曲度等應(yīng)符合規(guī)范要求。
扣件要求其材質(zhì)符合現(xiàn)行國標(biāo)«鋼管腳手架扣件»(GB15831)的規(guī)定,新扣件應(yīng)有生產(chǎn)許可證,質(zhì)量檢測單位的測試報(bào)告和產(chǎn)品質(zhì)量合格證。舊扣件使用前進(jìn)行質(zhì)量檢查,有裂縫、變形的嚴(yán)禁使用,出現(xiàn)滑絲的螺栓必須更換。
用于固定型鋼懸挑梁的U 型鋼筋拉環(huán)材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用鋼第 1 部分:熱軋光圓鋼筋》GB1499.1 中HPB235 級鋼筋的規(guī)定。
螺栓及鋼板
采用8.8級活10.9級M36高強(qiáng)螺栓,鋼板厚度均不得小于12mm。
(3)施工現(xiàn)場要求
三角桁架與剪力墻固定位置的預(yù)留洞,預(yù)留孔應(yīng)提前預(yù)留,位置準(zhǔn)確,并保證滿足規(guī)范和安裝要求。
三角桁架安裝前應(yīng)提前將保險(xiǎn)鋼絲繩安裝到位,連廊施工區(qū)域下部設(shè)置防墜挑網(wǎng),墜落區(qū)域內(nèi)材料堆放、加工場地應(yīng)提前轉(zhuǎn)移,并做好現(xiàn)場隔離工作。
2.構(gòu)配件加工制作
按照施工方案中三角桁架、抱箍等的加工圖,加工制作連廊施工中承載基體所需的各種構(gòu)配件,檢驗(yàn)構(gòu)配件加工質(zhì)量。
由于本工法中連廊跨度較大,為保證施工安全,三角桁架安裝前須先按照不小于最不利荷載的1.5倍的總荷載對三角桁架進(jìn)行現(xiàn)場加載試驗(yàn),確定桁架滿足使用要求,可以安裝使用。
3.三角桁架安裝、固定
在預(yù)定標(biāo)高處根據(jù)牛腿平面位置直接預(yù)留16#工字鋼洞口(120*200),吊裝事先焊接成形的型鋼三角架就位并卡牢,剪力墻內(nèi)部以10#工字鋼為銷子,牛腿根部通過2~4個(gè)M36螺栓與剪力墻鎖牢。
對型鋼三角架上弦進(jìn)行調(diào)整、超平,保證其上表面位于同一平面內(nèi)。
4.型鋼高空安裝
吊裝:根據(jù)塔吊吊裝能力以及現(xiàn)場型鋼三角架間距,分段吊裝22#工字,分段長度以2~3跨為宜,吊裝前,應(yīng)合理確定起吊點(diǎn),工字鋼兩側(cè)設(shè)置牽引繩,防止在吊運(yùn)過程中發(fā)生扭轉(zhuǎn)、撞擊工程外架。
高空就位及加固:22#工字鋼應(yīng)按照方案要求位置就位,呈雙排垂直于牛腿上弦布置,就位后及時(shí)調(diào)整至準(zhǔn)確位置,然后采用抱箍與牛腿的上弦固定。應(yīng)該注意的是,為保證三角架受力合理,要求22#工字鋼必須與在三角架節(jié)點(diǎn)位置重合,且與其表面密切接觸,保證兩者能夠按照設(shè)計(jì)要求正常傳力。
5.防護(hù)體系搭設(shè)
桁架安裝前,應(yīng)先在上層樓梯間剪力墻上沿連廊跨度方向設(shè)置安全鋼絲繩,施工人員的安全帶掛設(shè)在安全繩上,以方便固定上層構(gòu)件。支模架底部須綁扎安全網(wǎng)并滿鋪竹笆腳手板,做好底部硬隔離,構(gòu)成保證安全的第一道屏障。連廊外側(cè)搭設(shè)外排防護(hù)架,保證現(xiàn)場工人的操作安全。
6.連廊支模架搭設(shè)
按照方案設(shè)計(jì)要求搭設(shè)連廊支模架,搭設(shè)步驟與常規(guī)支模架相同。注意連墻件應(yīng)與支模架同步搭設(shè),其間距和設(shè)置位置必須滿足方案設(shè)計(jì)要求。
7.模板安裝
與常規(guī)施工步驟相同。
8.鋼筋綁扎
與常規(guī)施工步驟相同。
9.混凝土澆筑
為減小連廊施工荷載,建議混凝土澆筑時(shí)盡量降低布料高度,減小混凝土布料時(shí)對整個(gè)架體的沖擊,澆筑過程中應(yīng)均勻布料,切忌集中堆放。
10.模板、支模架及型鋼三角架拆除
模板、支模架必須在滿足拆除條件后方可拆除,其拆除步驟與常規(guī)施工步驟相同。
待支撐系統(tǒng)的鋼管全部拆完之后,提前將塔吊的鋼絲繩與22#工字鋼進(jìn)行捆綁,再松開工字鋼的抱箍及樓層的固定,從中間向兩邊拆除16#工字鋼。拆除22#工字鋼與牛腿的連接桿件,吊裝時(shí)在拼裝好的工字鋼兩側(cè)設(shè)置好牽引繩,防止工字鋼在吊運(yùn)過程中發(fā)生扭轉(zhuǎn)、撞擊外架。
型鋼三角架拆除時(shí),應(yīng)先將塔吊吊環(huán)與三角架固定牢靠,再拆除三角架上下固定節(jié)點(diǎn),以牽引繩協(xié)助下使其與結(jié)構(gòu)主體分離,吊離現(xiàn)場。
六、質(zhì)量控制
型鋼三角架承載基體、支模架以及連廊模板應(yīng)具有足夠的承載力,滿足剛度、穩(wěn)定性、混凝土側(cè)壓力及施工荷載要求,保證模板不發(fā)生超過允許偏差的變形。
上下層型鋼、支模架立桿布置以及模板施工均應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙及施工方案測量放線,定位準(zhǔn)確,交技術(shù)人員驗(yàn)收合格后方可使用。
連廊跨度較大,若設(shè)計(jì)無起拱要求時(shí),建議按照跨度的2‰~3‰起拱,以保證整個(gè)連廊澆筑成型的效果。
連廊鋼筋綁扎應(yīng)做到材料使用正確,鋼筋位置、間距、保護(hù)層厚度等符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
使用的模板隔離劑不得影響混凝土的結(jié)構(gòu)性能,不得妨礙裝飾工程施工,涂刷隔離劑時(shí),不得沾污鋼筋和混凝土接槎處。
模板接縫不應(yīng)漏漿,可以使用貼膠帶紙或封水泥砂漿。在澆筑砼前,應(yīng)澆水濕潤模板,但模板內(nèi)不應(yīng)有積水。
澆筑混凝土前,模板內(nèi)的雜物應(yīng)清理干凈。
安裝上層模板及其支架時(shí),下層樓板支架及型鋼三角架不得拆除。
以型鋼三角架為承載基體的高空大跨度懸挑連廊施工質(zhì)量應(yīng)滿足下表所示標(biāo)準(zhǔn)。
七、安全措施
高空連廊施工存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn),因此,采用本工法施工時(shí),必須嚴(yán)格遵守以下規(guī)定,時(shí)刻注意保護(hù)自身及他人的生命、財(cái)產(chǎn)安全,避免任何安全事故。
7.1一般性安全規(guī)定
所有人員進(jìn)入現(xiàn)場必須按要求正確佩戴安全帽,施工人員應(yīng)穿防滑鞋,穿高跟鞋、拖鞋或打赤腳者不得進(jìn)入施工現(xiàn)場,高處作業(yè)人員必須佩帶安全帶。
現(xiàn)場采用全封閉施工,“四口”、“五臨邊”應(yīng)做好安全防護(hù)措施。
現(xiàn)場安全警示標(biāo)識齊全,不得隨便移動位置或擅自拆除。
現(xiàn)場施工人員不得酒后作業(yè),患有高血壓、貧血、恐高癥等疾病的人嚴(yán)禁登高作業(yè)。
7.2 連廊承載基體及支模架安裝
連廊施工前,必須對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底,使作業(yè)人員對即將從事工作的特殊性和危險(xiǎn)性有全面的認(rèn)識。
型鋼三角架吊裝時(shí)應(yīng)設(shè)專人指揮,保證吊裝位置準(zhǔn)確,三角架上部節(jié)點(diǎn)未固定前不得解除吊環(huán)。雨天或大風(fēng)天氣情況下不得從事吊裝作業(yè)。
型鋼三角架未固定牢靠前,禁止攀爬或其他安裝作業(yè)。承載基體上16#、22#工字鋼安裝時(shí),必須提前在作業(yè)層以上安裝保險(xiǎn)鋼絲繩,鋼絲繩必須與主體結(jié)構(gòu)牢固連接,避免發(fā)生意外。
支模架搭設(shè)時(shí)所有工具均應(yīng)放置在工具包內(nèi),不得隨意放在外架上,以避免墜落傷人。
承載基體搭設(shè)完成后應(yīng)盡快將底部封閉隔離,做好防止高空墜物的第一道防線。連廊施工位置設(shè)置水平挑網(wǎng)。墜落區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁設(shè)置施工通道、材料堆放、加工場地,并做好防護(hù)隔離工作。
四周外架應(yīng)與連廊支模架同步搭設(shè),四周以密目網(wǎng)封閉,并保證架體高度在作業(yè)層1.5m以上。
工長及安全員應(yīng)加強(qiáng)巡視,對存在的安全隱患及潛在的安全因素及時(shí)提出,及時(shí)整改。混凝土澆筑過程中,相關(guān)技術(shù)人員還應(yīng)加強(qiáng)對重要構(gòu)件撓度、變形等的檢測,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào),盡快解決。
連廊施工中如果需電焊、氧割作業(yè),應(yīng)征得工長和安全員同意,并辦好動火審批手續(xù)后方可實(shí)施。且火源周邊應(yīng)配備2個(gè)以上滅火器,并設(shè)專人監(jiān)控動火作業(yè)。
編制連廊施工應(yīng)急預(yù)案,應(yīng)對高空支模架施工中的突發(fā)事件。
7.3 連廊承載基體及支模架拆除
型鋼三角架的拆除時(shí)間必須滿足按照施工方案要求,拆除前向現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人上報(bào),征得同意后方可進(jìn)行拆除作業(yè)。
拆除前需先進(jìn)行技術(shù)交底。且拆除作業(yè)必須在白天進(jìn)行,風(fēng)雨、霧霾等極端天氣情況下禁止拆除作業(yè)。
模板拆除后應(yīng)堆放整齊,及時(shí)清理干凈,不得隨意堆放在腳手架或承載基體上,以免墜落傷人。對有損傷的應(yīng)及時(shí)更換,消除安全隱患。
型鋼三角架拆除前,應(yīng)先確認(rèn)所有連接件、螺栓等是否均以拆除。確定后,應(yīng)統(tǒng)一指揮,拆卸人員、塔吊指揮以及塔吊司機(jī)相互配合,避免三角架拆除時(shí)與已施工完成的連廊發(fā)生碰撞。
腳手架拆除后,連廊應(yīng)及時(shí)做好四周防護(hù)或?qū)⑦B廊與主體結(jié)構(gòu)之間的通道封閉、隔離,避免出現(xiàn)墜人、墜物的意外。