深圳金立大廈高空大懸挑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

深圳金立大廈高空大懸挑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)熊士斌;付成剛;彭丁星;齊曉建【摘要】深圳金立大廈的空中大堂最大懸挑長度為6.62m,支模高度達(dá)8.4m,且位于66m的高空中,施工難度較大.為此，從安全、經(jīng)濟(jì)、可行性3個(gè)方面綜合考慮,選擇了在高空采用型鋼懸挑支模的方式進(jìn)行施工.施工過程中采用了滿堂架對(duì)頂卸荷、優(yōu)化混凝土澆筑順序、設(shè)置斜撐等一系列的安全保證措施，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目標(biāo)和質(zhì)量要求.【期刊名稱】《建筑施工》【年(卷)，期】2017(039)004【總頁數(shù)】3頁(P502-504)【關(guān)鍵詞】超高層建筑;懸挑結(jié)構(gòu);高支模;滿堂架對(duì)頂卸荷;型鋼懸挑施工【作者】熊士斌;付成剛;彭丁星;齊曉建【作者單位】中國建筑第二工程局有限公司深圳分公司深圳518048;中國建筑第二工程局有限公司深圳分公司深圳518048;中國建筑第二工程局有限公司深圳分公司深圳518048;中國建筑第二工程局有限公司深圳分公司深圳518048【正文語種】中文【中圖分類】TU7581項(xiàng)目概況金立大廈項(xiàng)目位于深圳市前海合作區(qū)內(nèi)，項(xiàng)目建成后將成為金立集團(tuán)在深圳的總部大樓，項(xiàng)目總建筑面積52772.42m2，地下3層，地上23層，建筑總高度110m,結(jié)構(gòu)形式為框架核心筒結(jié)構(gòu)。為體現(xiàn)金立公司的企業(yè)精神，金立大廈外觀采用扭轉(zhuǎn)的豎向線條，是抽象的〃立”字，在大廈的16層和17層（66.1~74.5m標(biāo)高處）設(shè)有一空中大堂，用于企業(yè)形象門戶展示（圖1）。圖1金立大廈效果圖空中大堂外立面呈流線型，突出結(jié)構(gòu)外邊緣2.75m,結(jié)構(gòu)最大懸挑長度6.62m,懸挑層高8.4m，懸挑板厚130mm，梁截面尺寸300mmx600mm、400mmx600mm、500mmx600mm、600mmx600mm（圖2）。圖2懸挑樓層平面示意2施工難點(diǎn)1） 空中大堂懸挑結(jié)構(gòu)的懸挑長度較大，最大懸挑長度達(dá)6.62m，同時(shí)存在較大規(guī)格的邊梁和懸壁挑梁，懸挑部分為2層結(jié)構(gòu)梁板，結(jié)構(gòu)荷載較大。2）懸挑層2層樓板之間均為高8.4m的高支模區(qū)域，施工荷載較大。3）懸挑部分距離地面66.1m，屬于高空懸挑作業(yè)施工，施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高［1-2］ 。3方案比選針對(duì)本工程的實(shí)際情況，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，我們提出了3個(gè)技術(shù)可行、安全可靠的技術(shù)方案，從施工安全、經(jīng)濟(jì)、可行性3個(gè)方面進(jìn)行比選研究。方案1：落地式腳手架滿堂支撐支模。從地下室頂板上搭設(shè)高約66m的滿堂鋼管模板支撐架，設(shè)置連墻件與結(jié)構(gòu)有效連接，剪刀撐和相關(guān)構(gòu)造措施按照方案和計(jì)算要求設(shè)置，可滿足本工程懸挑結(jié)構(gòu)的施工要求。但此方案支撐所需鋼管數(shù)量約為懸挑支模的5倍，鋼管的租賃費(fèi)用較高，同時(shí)腳手架搭拆周期過長，存在不可預(yù)見的風(fēng)險(xiǎn)因素。方案2:型鋼懸挑支模，懸挑部位后期澆筑。在主體結(jié)構(gòu)施工至15層時(shí)，在15層底板上預(yù)設(shè)埋件，16層施工時(shí)在懸挑結(jié)構(gòu)和非懸挑結(jié)構(gòu)之間留設(shè)施工縫，懸挑部位先不施工，先施工非懸挑部位結(jié)構(gòu)，待18層主體結(jié)構(gòu)非懸挑部位施工完成后，再利用15層預(yù)埋件懸挑工字鋼支模平臺(tái)，用鋼絲繩將懸挑支模用的工字鋼尾部與16層和18層非懸挑部位結(jié)構(gòu)拉結(jié)在一起，在支模平臺(tái)上搭設(shè)滿堂支撐架，進(jìn)行懸挑部位結(jié)構(gòu)施工。本方案最大的問題是施工縫留設(shè)位置的防水處理較為困難，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全不利。方案3：型鋼懸挑支模，懸挑部位同主體結(jié)構(gòu)一起施工。在主體結(jié)構(gòu)施工至15層時(shí)，在15層底板上預(yù)設(shè)埋件，利用15層預(yù)埋件懸挑工字鋼支模平臺(tái)，在支模平臺(tái)上搭設(shè)滿堂支撐架，進(jìn)行懸挑部位結(jié)構(gòu)施工。同時(shí)在15層懸挑工字鋼下方設(shè)置鋼管斜撐，保證結(jié)構(gòu)安全。本方案與方案二類似，但就整體而言，混凝土一次澆筑對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性和安全性更為有利。綜合考慮以上方案，同時(shí)結(jié)合本工程的實(shí)際，在工期不是特別緊張的情況下，為確保工程質(zhì)量和安全，最終選擇了方案3。4方案設(shè)計(jì)在15層樓面處，埋設(shè)20#圓鋼壓環(huán)，并根據(jù)平面圖布置工字鋼挑梁，間距1m，由于懸挑長度不一，故懸挑長度大于4000mm時(shí)用36a#T字鋼，懸挑長度2900~4000mm時(shí)用32a#T字鋼，懸挑長度2000~2800mm時(shí)用25a#T字鋼，懸挑長度v2000mm時(shí)用20a#T字鋼。在懸挑工字鋼的外端及中部再橫向設(shè)置10#槽鋼橫向連系梁并與主梁焊接連接，以增加側(cè)向穩(wěn)定性。工字鋼平面布置見圖3。圖3懸挑結(jié)構(gòu)工字鋼平面布置工字鋼在建筑物內(nèi)錨固段長度均＞1.25倍外懸挑長度，每根懸挑工字鋼主梁設(shè)3~5個(gè)卡箍壓緊并焊接錨固：工字鋼長度v6m,建筑物外邊緣梁中間1個(gè)，尾部2個(gè)；工字鋼長度介于6~9m之間，建筑物外邊緣梁中間1個(gè)，尾部3個(gè)；工字鋼長度29m,建筑物外邊緣梁中間1個(gè)，尾部3個(gè)，錨固段中部1個(gè)。工字鋼外端均設(shè)反拉鋼絲繩（懸挑長度在3m以上的工字鋼上設(shè)2道反拉鋼絲繩，反拉鋼絲繩僅作為安全儲(chǔ)備）。挑梁間距均為1000mm左右，然后在工字鋼挑梁上直接搭設(shè)支模架立桿，支模架立桿間排距亦為1000mm，步距為1800mm。水平桿與樓層內(nèi)架體水平桿拉通，以增加架體的穩(wěn)定性。5施工安全保障措施5.1滿堂架對(duì)頂卸荷方案設(shè)計(jì)時(shí)，即考慮將滿堂架的間距定為1m,工字鋼間距也按照1m布置，使得滿堂支撐架能夠全部立于工字鋼上，在錨固段內(nèi)通過滿堂架鋼管施加給工字鋼一個(gè)向下的力以保證結(jié)構(gòu)安全，見圖4。由于錨固段內(nèi)的工字鋼長度為懸挑段的1.25倍，使得錨固段內(nèi)施加給工字鋼的力恒大于懸挑段施加給工字鋼的力，由杠桿原理可知：通過滿堂架對(duì)頂卸荷，基本可以消除上部模板支撐體系荷載的影響。圖4滿堂架立桿對(duì)頂卸荷示意5.2優(yōu)化混凝土澆筑順序，減少施工荷載的影響優(yōu)化混凝土澆筑順序：先澆筑非懸挑區(qū)域的混凝土，再澆筑懸挑區(qū)域的混凝土，讓非懸挑部位混凝土的荷載通過滿堂架傳遞至工字鋼，平衡懸挑部位的混凝土荷載，使得施工安全更有保證。減少懸挑部位施工荷載：懸挑部位混凝土澆筑采用15m布料桿澆筑，澆筑過程中布料桿全程放置于非懸挑區(qū)域，以減少懸挑區(qū)域的施工荷載。5.3設(shè)置鋼管斜撐即使在結(jié)構(gòu)計(jì)算安全性滿足后，出于安全考慮，我們?nèi)栽趹姨糸L度大于2m的工字鋼下方增設(shè)了鋼管斜撐以進(jìn)一步保障安全。斜撐采用中48mm鋼管，支撐在懸挑工字鋼的中部位置。斜撐與工字鋼交接位置焊接一段中20mm的三級(jí)鋼筋（長度不小于200mm）用于固定鋼管。斜撐中部通過2道水平桿與滿堂架連成整體，同時(shí)保證鋼管斜撐分段長度小于1.8m，防止斜撐受力時(shí)失穩(wěn)。斜撐布置見圖5。圖5下支撐結(jié)構(gòu)剖面5.4外防護(hù)在工字鋼上支撐架的夕卜側(cè)，距離樓板外邊600mm搭設(shè)防護(hù)架，防護(hù)架設(shè)置一排立桿，與高支模的外卜架連接成整體，外側(cè)滿鋪閉目安全網(wǎng)，保證工人施工過程中的安全。5.5支模架的剪刀撐設(shè)置工字鋼上的支撐架設(shè)置水平剪刀撐2道，底、頂各1道，與樓層內(nèi)支撐架連成整體；豎向剪刀撐同樓層內(nèi)滿堂架連通。5.6工字鋼上模板封閉層施工在工字鋼逐根推至既定方案位置后，即用木楔子將壓環(huán)與工字鋼頂緊，立桿搭設(shè)完畢后即可開始工字鋼上模板封閉層的施工。水平連系梁與主梁之間的焊接必須飽滿，不得點(diǎn)焊。作為懸挑結(jié)構(gòu)的底部防護(hù)，鋼笆網(wǎng)設(shè)置在3根橫向水平桿上，鋼筋網(wǎng)片采用對(duì)接平鋪，并在兩端8cm處用14#鍍鋅鋼絲箍繞2~3圈固定。鋼笆網(wǎng)應(yīng)平鋪、滿鋪、鋪穩(wěn)，以防物體掉落和臺(tái)風(fēng)吹覆，圓弧處或拐角處2個(gè)方向的腳手板重疊放置，避免出現(xiàn)探頭及空當(dāng)現(xiàn)象。5.7鋼絲繩及繩卡在16、17層結(jié)構(gòu)拆模后立即對(duì)工字鋼進(jìn)行反拉，以進(jìn)一步加強(qiáng)使用過程中的結(jié)構(gòu)安全性。做法是：在工字鋼上下2個(gè)面分別焊接直徑不小于20mm的鋼筋，工字鋼夕卜端均設(shè)反拉鋼絲繩，懸挑長度在2.9m以上的工字鋼上設(shè)2道反拉鋼絲繩，懸挑長度在2.9m以下的工字鋼上設(shè)1道反拉鋼絲繩。反拉鋼絲繩僅作為安全儲(chǔ)備，不參與計(jì)算（圖6）。圖6反拉鋼絲繩設(shè)置示意6經(jīng)濟(jì)效益分析懸挑工字鋼搭設(shè)簡(jiǎn)單，搭設(shè)高度較低，鋼管等原材料使用較少，相對(duì)于落地式腳手架成本節(jié)約10%左右。懸挑工字鋼亦為市場(chǎng)通用型號(hào)規(guī)格，可向?qū)I(yè)公司租賃，無需單獨(dú)購買，也可周轉(zhuǎn)使用，成本可節(jié)約50%以上。懸挑工字鋼支撐架同懸挑腳手架施工方法相同，安裝方便，操作簡(jiǎn)單，混凝土可與非懸挑段同時(shí)澆筑，節(jié)約后期人工費(fèi)用。人工成本綜合可降低30%左右［3-4］。7結(jié)語本工程高空懸挑結(jié)構(gòu)施工整體進(jìn)度正常。施工完成后，模板支撐體系變形、沉降均在允許范圍內(nèi)，混凝土表觀質(zhì)量良好，無裂縫，混凝土強(qiáng)度合格。事實(shí)證明，本工程高空大懸挑支模方案合理可行，解決了因建筑造型獨(dú)特而帶來的施工難題，保證了結(jié)構(gòu)的安全整體性。通過本次應(yīng)用實(shí)踐，我們認(rèn)為在通過選用恰當(dāng)型號(hào)的工字鋼、保護(hù)措施到位的情況下，本方案理論上還可以推廣應(yīng)用至懸挑長度更大的懸挑混凝土結(jié)構(gòu)施工中。參考文獻(xiàn)【相關(guān)文獻(xiàn)】［1］ 魏杰.芻議懸挑高支模技術(shù)在工程施工中的實(shí)施要點(diǎn)