中建二局第三建筑工程有限公司 唐山 100070
本工程為群體高層住宅樓,建筑總面積為20 萬m2,結構形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結構。其中有7 棟樓在18層處以上設置了消防通廊,且通廊長寬及結構型式均完全相同。這7 棟樓分別是1~5#樓、8#、9#樓。本文主要以1#樓為例對高空混凝土通廊操作模架支設施工進行闡述。
1#樓住宅樓工程建筑面積14 257.30 m2,地下2層,地上25+1層,首層層高4 m,2層層高3.4 m,3層以上為標準層,其層高2.8 m,建筑總高度79.4 m,通廊位置18~25層(圖1),18層通廊板頂標高50.8 m?;炷镣ɡ乳L5 400 mm、寬1 550 mm、梁截面250 mm×250 mm、板厚120 mm。
由于該通廊距地面50 m范圍內無任何混凝土構件,如采用落地腳手架作為18層通廊梁板支撐體系,其材料費用及人工消耗巨大。依據(jù)中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部2009年6月2日下發(fā)的建質[2009]87號《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》的通知規(guī)定,該落地腳手架支撐方案將屬于超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程范圍。
經過多方面對比方案,為了降低費用且保證懸空通廊梁板模板支設、混凝土澆注的施工及安全,決定在17層對應通廊頂板梁處設置一座鋼操作平臺,作為18層混凝土通廊支撐體系。
圖1 北立面通廓示意
在17層處設置的鋼制操作平臺,主要作為18層混凝土通廊支撐體系。該操作平臺待18層以上通廊結構連續(xù)完成3層以上后,再利用塔吊進行拆除。
根據(jù)計算[1],鋼結構主體鋼材采用Q235B。鋼平臺的主要材料:鋼梁為HM300 mm×200 mm×8 mm×12 mm,長度為5 300 mm,共計2 根(圖2)。在GL-1處由于轉角柱的影響,在牛腿一處需要預埋3 個螺栓桿,其它6 個螺栓為預留孔;在GL-2處的牛腿二處,均為預留螺栓孔。每個牛腿處9 個螺栓。其中GL-2兩端牛腿的剪力墻處加設加強筋6根Φ12 mm鋼筋。次梁為14#工字鋼,長度1 300 mm,共計7 根,次梁間距700 mm、900 mm。
主梁與鋼牛腿采用Φ25 mm圓鋼抱箍與鋼牛腿連接。同時防止鋼梁在牛腿上側移,每端頭設2 個螺栓。主次梁連接均為焊接剛性連接。主次梁上面滿鋪設跳板,并用鋼筋和8#鐵絲綁牢。在鋼平臺的正下方張掛大眼安全網。安全網用網繩與外架體、鋼梁等結構綁牢,綁扎后的安全網略呈松弛狀態(tài)。腳手架立桿套在與次梁焊接的長度為200 mm的Φ25 mm鋼筋上,以保證腳手架的安全性。
圖2 鋼梁立面
通廊部位及以上木模板體系[2-6]:梁底、梁側采用厚15 mm覆膜木膠合板;梁底肋采用Φ48 mm(外徑)×3.0 mm,間距300 mm。鋼管直接坐在主楞上85 mm×85 mm木方;梁側肋采用30 mm×80 mm木方。支撐體系采用鋼管腳手架+可調式頂托頭,梁架步距900 mm。
頂板模板體系:采用厚15 mm覆膜木膠合板。頂板采用30 mm×80 mm木方,間距250 mm次龍骨,85 mm×85 mm木方,間距900 mm作主龍骨,鋼管支撐間距 900 mm×1 300 mm。
本工程鋼操作平臺均設置在17層頂板標高-500 mm的位置。用以作為18層混凝土通廊的支撐體系,19層以上的混凝土通廊所搭設的模板支撐體系均在18層已經澆注完畢的混凝土通廊上進行搭設,搭設技術要求同上所述。
由于鋼操作平臺的跨中是最不利的受力部位,所以在澆注混凝土和架體拆除的過程中,應避免使鋼操作平臺的跨中集中受力,以提高鋼平臺的可靠性和穩(wěn)定性。
鋼平臺主梁HM300 mm×200 mm×8 mm×12 mm與次梁14#工字鋼均為直接采購的成品。與鋼梁連接的鋼牛腿,由于受現(xiàn)場預埋螺栓及預留孔在混凝土澆筑后的移位影響,牛腿連接板上螺栓孔采用后期鉆孔制作。針對復測實際預留螺栓孔距,做螺栓鉆孔設置樣板,加工鋼牛腿上螺栓孔,保證牛腿與墻體連接牢固。螺栓預留孔埋設及連接板現(xiàn)場鉆孔見圖3、圖4。
鋼平臺現(xiàn)場焊接,焊縫形式主要有:主梁與次梁的連接、次梁上翼緣板與主梁翼緣板焊接、次梁下翼緣板與主梁腹板采用開坡口角焊縫、次梁腹板與主梁腹板的焊接、加勁肋與腹板的焊接。
圖3 螺栓預留孔埋設
圖4 連接板現(xiàn)場鉆孔
測量放線→預埋件的預埋或預留螺栓孔→(針對復測實際預留螺栓孔距,做螺栓鉆孔設置樣板,加工鋼牛腿上螺栓孔)鋼牛腿安裝→鋼梁安裝、校正、鋼梁安裝→鋪設跳板、搭設腳手架等。(鋼平臺焊接組裝在地面上完成,統(tǒng)一吊裝)
根據(jù)構件的重量,未超出塔吊回轉半徑內起重量,結合施工現(xiàn)場情況和鋼結構構件分布情況及實際安裝要求,鋼構件主吊機械選用現(xiàn)場住宅樓施工用的塔吊,塔吊型號ST5015。
4.3.1 鋼構件的預檢[7,8]
預檢項目:鋼構件的幾何尺寸,螺孔大小和間距,預埋件位置、焊縫坡口、焊縫高度、附件數(shù)量、規(guī)格等,查驗構件材質證明、試驗報告、實際偏差值等資料,對于關鍵構件應全部檢查,其它構件抽檢10%~20%,并記錄預檢資料。
4.3.2 牛腿、預埋件、預留孔檢查
(a) 定位軸線檢查。根據(jù)測量控制網將定位軸線引到鋼牛腿平面上,檢查定位線是否同原定位線重合、封閉,每根定位軸線尺寸誤差值是否超過控制值,縱橫定位軸線是否垂直平行,定位軸線檢查應在彈過線的鋼牛腿平面上進行,由業(yè)主、監(jiān)理、土建單位三方聯(lián)合進行,對檢查結果三方簽字認可。
(b) 鋼牛腿間距檢查:鋼牛腿間距檢查是在定位軸線認可的前提下進行,用標準鋼卷尺實測鋼牛腿凈距,凈距偏差嚴格控制在±3 mm范圍內,超過偏差的應調整。
(c) 鋼牛腿中心線檢查:檢查鋼牛腿的中心線同定位軸線之間的誤差,調整鋼牛腿中心線使其同定位軸線重合。
4.3.3 螺栓檢查
在GL-1處由于轉角柱的影響,在牛腿一處需要預埋3 個螺栓桿,其他6 個螺栓為預留孔;在GL-2處的牛腿2 處,均為預留螺栓孔。每個牛腿處9 個螺栓。
(a)螺栓長度:螺栓的螺絲長度應保證牛腿安裝后螺母擰緊的需要,即雙螺母擰緊后,應有4 扣以上的絲扣露出。
(b)螺栓垂直度:誤差超過規(guī)定的必須校直,校直方法可用冷校法或火焰熱校法,校正后應檢查螺栓有否損壞,對合格螺栓將螺紋部涂上油,蓋帽套加以保護。
(c)螺栓間距:實測螺栓組間距的偏差,并繪制平面圖,該圖應表明偏差方向,檢查螺栓相對應的鋼牛腿安裝孔,如發(fā)現(xiàn)問題應與土建協(xié)商解決。
由于本工程結構施工防護采用的是附著式升降腳手架,在未施工至18層通廊時,該處為保證安全設置了全封閉整體提升架體。結合現(xiàn)場實際,將影響17層鋼操作平臺吊裝的架體先進行局部加強后,拆除影響吊裝及安裝鋼平臺的爬架架體,即爬架附墻支座的31#、32#機位北側架體進行拆除,云線范圍見圖5。其混凝土通廊南北側未拆除的架體隨樓層單獨提升,作為各層混凝土通廊的臨邊防護用架體。安裝鋼平臺時利用17層通廊以下未拆除的爬架架體作為安裝鋼平臺的操作面,在安裝時操作面要鋪好腳手板,掛好安全兜網,操作人員系好安全帶。
圖5 通廊部位附著式升降腳手架剖面
進行安裝前的基本檢查工作,對鋼構件的幾何尺寸,螺孔大小和間距;對牛腿、預埋件、預留孔檢查,鋼牛腿間距檢查,螺栓的長度、垂直度、間距等逐一進行安裝前的檢查。
檢查完畢確保安裝無誤的情況下,先安裝鋼牛腿,其中1 個工人利用樓梯休息平臺與墻體外側工人配合進行鋼牛腿的安裝,安裝過程中保證鋼牛腿的水平度,相互之間的間距尺寸,安裝完畢進行鋼牛腿的復驗,保證鋼牛腿與墻體螺栓連接堅固。
鋼牛腿安裝合格后再進行鋼平臺的吊裝,安裝鋼平臺時在鋼平臺上綁扎好安全繩、攬風繩。先用本工程的塔吊進行試吊,保證起吊后的鋼平臺處于水平狀態(tài),試吊成功后進行安裝吊運,吊裝時必須有專人指揮,先將鋼平臺起吊至通廊正上方,調整平臺位置置于兩墻體正中,慢慢降落,嚴禁大幅度擺動,避免碰撞,避免與架體有刮兜的現(xiàn)象。待鋼平臺正確就位后,對鋼平臺進行臨時固定,進行鋼平臺校正,校正完畢后用Φ25 mm圓鋼錨環(huán)將鋼梁和牛腿錨定牢固(圖6)。待鋼平臺校正、檢驗、復驗、驗收完畢后,方可進行下一道工序。
圖6 安裝鋼錨環(huán)施工
施工技術人員要認真審閱與拆除施工相關的一切資料,熟悉周圍的環(huán)境、場地、道路等情況。向進場施工人員進行安全技術交底,下發(fā)作業(yè)指導書。在拆除危險區(qū)域設置臨時圍檔、懸掛安全警示標志牌。
(a)該操作平臺待18層以上通廊結構連續(xù)完成3層以上,且18層混凝土通廊同條件混凝土試塊強度達到75%以上后,先拆除鋼平臺上模板支撐架,并由中央向兩側對稱方向拆除,再利用塔吊進行鋼平臺的拆除。
(b)由于本工程結構施工防護采用的是附著式升降腳手架,因此在拆除鋼平臺前,需待通廊北側爬架提升超過鋼平臺,保證平臺南北側無任何架體。
(c)拆除順序:清除鋼平臺上腳手架及垃圾→手動葫蘆安裝→鋼平臺北側鋼梁上連接l14輔助吊裝件→塔吊吊鉤吊住工字鋼輔助件吊環(huán)與南側主鋼梁上手動葫蘆同時加力,讓鋼平臺處于平衡狀態(tài)→拆除鋼牛腿與墻體連接螺栓→拆除鋼平臺兩端手動葫蘆→塔吊起吊,南側手動葫蘆松勁,使鋼平臺慢慢離開樓體及外架范圍→起吊鋼平臺放回地面指定區(qū)域。
(d)先將3 個手動葫蘆分別在18層的樓板上固定好,鋼平臺兩端各固定1 個手動葫蘆,固定時注意兩端對稱,保證整體重心平衡。再在鋼平臺南側主鋼梁上中間固定1 個手動葫蘆,在鋼平臺北側,主鋼梁對稱位置,將2 根工字鋼輔助吊裝件用螺栓連接在主鋼梁預先打好的螺栓孔內。用塔吊鉤住工字鋼輔助件吊環(huán)與南側主鋼梁上手動葫蘆同時加力,讓鋼平臺處于平衡狀態(tài)后,開始拆除鋼牛腿與墻體連接螺栓,然后拆除鋼平臺兩端手動葫蘆,塔吊起吊使鋼絲繩慢慢處于張緊狀態(tài),南側手動葫蘆慢慢放松,使鋼平臺慢慢離開樓體及外架范圍(圖7),起吊鋼平臺放回地面指定區(qū)域。
圖7 鋼平臺起吊拆除
起吊前施工人員必須全面進行檢查鋼牛腿與墻體螺栓連接拆除后,信號工方可指揮吊具徐徐起鉤作業(yè)。
根據(jù)以上方案,項目部加工制作了2 套鋼平臺作為施工周轉使用,目前本工程已經順利施工完成了4 棟類似住宅樓,此項施工技術既節(jié)約了人、材、機費用,為公司創(chuàng)造了一定的經濟效益,又成功解決了高空通廊施工困難的難題。保證了懸空通廊梁板模板支設、混凝土澆注的施工及安全。本工程的成功,為今后類似工程的施工積累了經驗。