高层建筑悬空结构模板支撑体系施工技术研究

高层建筑悬空结构模板支撑体系施工技术研究摘要某办公楼的第16层为悬空楼板结构，其平面尺寸为8M8M，下净空高度达到648米。采用传统的钢管扣件式满堂脚手架进行施工存在着诸多的问题与不足，结合该悬空楼板结构的特点，在施工实践中采用了悬空结构模板支撑体系施工技术，通过搭设组合钢平台代替钢管扣件式满堂脚手架，并为上部模板提供支撑，顺利的完成了该结构的施工。文章主要介绍了预埋件施工、悬挑防护棚搭设、钢平台安装、支架搭设、模板安装等多种施工技术。实践表明，高层建筑悬空结构模板支撑体系施工技术不仅安全可靠、施工方便，还能够降低劳动强度，节约施工料具，能够取得良好的技术经济效益，在实践中值得进一步推广与运用。关键词高层建筑悬空结构支撑体系施工技术钢平台中图分类号TU2083文献标识码A文章编号1、引言对于高层建筑施工，传统的施工方案是使用钢管扣件式满堂脚手架，但是该方案存在着诸多的问题与不足，不能满足某些高层建筑施工的需要。文章主要结合某办公楼的实际情况，介绍了高层建筑悬空结构模板支撑体系施工技术，其中重点分析了该技术的预埋件施工、悬挑防护棚搭设、钢平台安装、支架搭设、模板安装等几个方面。实践表明，该技术适应了高层建筑施工的需求，能够取得良好的技术经济效益，值得进一步推广与运用。2、工程概述某办公楼的总占地面积2668185平方米，总建筑面积达到55765平方米，为框架剪力墙结构，建筑物总高度达到704米，其中地下2层，地上17层。该建筑物的第16层设计为悬空楼板结构，其平面尺寸为8M8M，下净空高度达到648米。3、施工方案的对比与选择对于该办公楼第16层悬空楼板结构的施工方案有多种多样，传统的施工方案是使用钢管扣件式满堂脚手架，首先进行设计和计算，确定立杆、主愣、次愣、面板等的各项参数，然后从地下室顶板向上搭设至施工楼层，并且采取相应的措施以保证架体的安全，这样也能完成施工。但是，该方案存在着问题与不足第一、需要搭设的架体高度过高，超过了60米，尽管在施工中会采取安全措施，但是仍然会存在着很大的安全隐患；第二、该施工方式需要占用大量的周转料具，施工完成后，如果保留架体，则需要对架体进行监控和维修，以便在以后的装修施工中能够继续使用，如果拆除架体，则以后装修施工的时候又需要从新搭设架体，浪费了大量的人力和物力。因此，有必要更新施工方案，以保证施工安全，达到最佳的经济社会效益。通过分析悬空楼板的结构特点，结合施工的实际情况，决定采用悬空结构模板支撑体系施工技术。4、组合钢平台的设计组合钢平台搭设在结构15层，包括主次钢梁和斜撑，采用预埋件和结构对它们进行连接。为保证钢平台施工安全，需要在下方搭设悬挑防护棚。主钢梁和斜撑采用I18进行制作，次钢梁采用I16制作，而防护棚则使用钢管进行搭设。具体设计如图1所示。A平面B里面图1钢平台示意图5、钢平台施工第一、预埋件施工。预埋件主要包括以下部件2跟主钢梁和4处斜撑的预埋钢板各4件，分别埋设在15层结构和14层结构上面。6跟次钢梁的预埋锚环12个，埋设在15层结构上面。此外，还有悬挑防护棚的预埋钢筋头26个，埋设在14层结构上面。在13层结构施工的时候，预埋钢筋头需要布置在J、L轴处（如图1，A平面）梁结构的边上，为了防护棚钢管的搭设，埋设方向需要与斜撑钢管保持一致。与此同时，还要埋设斜撑的预埋钢板，并运用焊接将锚筋与钢板相互连接起来。在14层机构施工的时候，也需要埋设主钢梁的预埋钢板，其方法同斜撑预埋钢板一样，同时还需要埋设次钢梁的预埋锚环，伸入到楼板钢筋网片之下，它的水平端锚固长度大于或者等于200毫米，露出的长度需要根据次钢梁放置的高度来确定。第二、悬挑防护棚搭设。钢管悬挑防护棚采用下部结构外架进行搭设，先利用扣件将水平横杆的两端固定在外架上，间距设置为500毫米。然后搭设斜撑钢管，斜撑钢管的中部与外架相互连接，一端套在预埋的钢筋头上，另一端使用扣件锁在水平横杆上面。具体情况如图2所示。值得注意的是，悬挑防护棚的作用是安全防护，主要用于施工人员的临时使用。上面堆放的集中荷载不能超过5KN，均布荷载不能超过1KN。图2悬挑防护棚示意图第三、钢平台安装。首先需要安装的是主钢梁，运用塔式起重机吊装就位，并采用焊接将其与预埋件进行连接。然后安装斜撑，先在地面对斜撑进行加工，然后运用塔式起重机吊装就位。先安装构件1，再安装构件2。斜撑完成后就安装次钢梁，间距设置为12米，一端安装在结构楼板上面，锚固长度大于或者等于800毫米，次钢梁与主钢梁的交接位置运用焊接进行连接。具体的钢平台结构如图3所示。当所有的构件安装完成后，需要对对钢平台进行检查，尤其是所有的焊缝要仔细检查，发现空洞、夹渣、裂纹必须重新施焊，以保证结构的牢固。图3钢平台搭设完成示意图6、模板体系施工模板体系施工主要包括支架搭设、模板安装，具体施工如下。第一、支架搭设。模板架体采用钢管扣件式满堂脚手架，立杆落在钢平台上面。搭设一层的高度即可，使用的焊接钢管的型号为4835，在钢管连接上，使用直角、对接、选装扣件，一律不得使用有裂纹的钢管，对于变形、脆裂、滑丝的扣件也不得使用。为保障钢管和扣件的质量，需要按照相关规定进行取样送检。第二、模板安装。当满堂脚手架搭设完成后，便可以进行模板安装。梁截面面积不大，按照普通的模板支撑体系进行施工即可。梁模板可以采用木模板，厚度为18MM；平台板模板采用竹夹板，厚度为12MM，模板下的背愣采用木枋即可，规格为50MM100MM。具体的安装模板体系如图4所示。图4模板体系7、质量控制在质量控制方面要做好以下几个方面的工作。第一、对钢平台使用的工字钢材要验收，验收合格之后才能使用，在安装的时候，工字钢安装要到位，不能发生偏移，焊工需要有良好的工艺，在焊缝中不得留有夹渣、空洞、裂缝等，保证焊接的质量，焊接完成后还要进行检测，合格后才能使用。第二、保持模板表面的平整，保证模板拼缝的紧密，严格按照施工规范进行施工，对于相邻两模板的高差应该控制在2毫米以下。第三、保证钢平台设计施工的质量。（1）为了防止垂直度偏差和自由长度偏长，在施工前可以建立应力、应变模型，进行不对称加载分析，进行力学计算、构件验收等工作，深化设计分析，在工字钢下部增加斜撑工字钢，提高结构的牢固性，保证平台的质量。（2）验算支撑工字钢梁柱的受力，防止支撑结构发生失稳、变形现象。（3）积极采取各项措施保证拼装质量和焊接质量，加强对制作、焊接整个过程的质量控制，切实保证钢平台设计施工的质量。8、结束语在该办公楼第16层悬空楼板结构的施工中，采用了悬空结构模板支撑体系施工技术，既简单方便，又安全可靠。在施工完成后，可以继续保留，为以后的装修施工提供操作平台，有利于降低施工成本，减少劳动力投入，降低劳动强度，大大缩短了施工周期。悬空结构模板支撑体系施工技术顺应了高层建筑施工的实际需求，能够收到良好的技术经济效益，在将来高层建筑施工实践中值得进一步推广与运用。参考文献1徐佳炜高层建筑多层模板支撑体系及其安全性研究D同济大学工学硕士学位论文,20082林璋璋,杨俊杰多层模板支撑体系的时空分析M杭州浙