摘要：为满足建筑工程对稳定性、承载力、安全性的要求，保证施工质量，在进行建筑工程高大悬挑混凝土模板支撑系统施工过程中，结合工程概况，明确高大悬挑混凝土模板支撑系统施工技术要点，之后分析高大悬挑混凝土模板支撑系统施工技术。研究表明，在条件适应的情况下，通过优化施工技术，能够获取理想的施工效果，更好的满足建筑工程质量要求。希望通过本文的阐述，可以给相关领域提供些许参考。
关键词：建筑工程；高大悬挑混凝土模板支撑系统；施工技术
1.工程概况
本工程为天赋龙庭二期2号楼工程，建筑使用性质为商业、办公。该工程为地下2层，地上24层，其中1-4层（裙楼）为商业区（层高5.4m/5.2m），5-24层为办公区（层高3.9m），该工程建筑总高度为99.45m，总建筑面积为34633.86m2，结构类型为框架剪力墙结构（图1）。
该工程设计图纸的5层至20层建筑外边轮廓基本保持一致，未发生变化；但从第21层至屋面顶层设计中，为体现建筑立面整体效果，建筑外边轮廓发生了明现变化：
首先，第21层、22层（结构高度83.550-91.350m）的南侧悬挑结构由10/11轴—13轴向楼层内后缩4500mm；第21层、22层（结构高度83.550-91.350m）的西侧E轴—M轴向楼层内后缩3600mm（图2）；
然后，从第23层至屋面顶层（结高91.350-99.150m）南侧的4轴—13轴，又由E轴向外悬挑扩展4950mm（备注：其中4轴—10/11轴为空中悬挑部分，10/11轴—13轴为原后缩部分）；
第23层至屋面顶层（结高91.350-99.150m）西侧的E轴—M轴又向外扩展至4050mm（图3）。
因此，本工程在23层（91.350m高度）位置需要搭设高大悬挑区域：悬挑长度×总宽度=5.05 m（4.95+0.1m的自由端=5.05m）×15.45m =78.0225m2【需要在空中搭设悬挑支撑架（悬挑高度91.35 m）】（图4）。
图1 工程效果图
本工程悬挑结构位于拟建建筑的第23层（91.350m高度位置）南侧，具体施工轴线位置为4轴—10/11轴，悬挑长度4.95米，悬挑区域总长度15.45m，施工总面积为78m2（图2、图3）。图纸设计悬挑区域楼板厚度为100mm，混凝土标号为C30；悬挑梁共4根{其中2根不等高悬挑主梁截面尺寸为400×1000/700【上层筋14Φ25，下层筋7Φ25，箍筋Φ10@100（4）】，2根矩形悬挑次梁截面尺寸分别为300×700【上层筋6Φ22，下层筋2Φ20，箍筋Φ10@100（2）】和300×600【上层筋7Φ22，下层筋4Φ18，箍筋Φ10@100（2）】}，端部横向梁系梁截面尺寸为300×700【上层筋8Φ20，下层筋4Φ18，箍筋Φ8@150（2）】，梁混凝土标号均为C30。
图2 二十一层E~F，④~⑪轴结构平面布置图
图3 二十三层E~F，④~⑪轴结构平面布置图
图4 悬挑区域平面图
2、施工方案确定
2.1施工难点：
2.1.1结构悬空高度高：在建筑23层（91.350m高度位置）23层建筑物外皮突出标准层，呈悬空状态，下部无可靠支撑，悬空高度91.350m；
2.1.2结构自重大：悬挑结构形式为悬挑梁+板，端部横向梁与悬挑梁相交，悬挑区域楼板厚度为100mm，混凝土标号为C30；悬挑梁共4根{其中2根不等高悬挑主梁截面尺寸为400×1000/700，2根矩形悬挑次梁截面尺寸分别为300×700和300×600}，端部横向梁系梁截面尺寸为300×700，梁混凝土标号均为C30。
2.1.3悬挑结构悬挑长度大：悬挑结构伸出建筑立面4.95m，悬挑宽度15.45m，支撑工字钢排布搭设密集。
综上难点分析，从安全性、经济性及工期考虑，结合工程实际情况，采用斜撑悬挑钢平台支撑方案。
2.2悬挑钢支撑设计
悬挑型钢主梁采用40#工字钢，悬挑方式为在结构板面预埋专用卡箍，受本危大工程施工区域中飘窗、空调板以及悬挑跨度影响，本工程型钢主梁40#工字钢采用整根长度为12m的材料（由计算确定），外挑长度为5.05m，工字钢内置锚固长度对应为6.95m（满足大于1.25倍悬挑长度的规定要求）。
选用悬挑钢梁（40#工字钢）体系作为支模架支撑，钢梁悬挑段下部设置斜撑（16#工字钢），同时采用钢丝绳（6*19+1）斜拉悬挑段钢梁的施工方案。
图5 悬挑体系构造剖面图
2.3细部构造设计
2.3.1主梁安装
悬挑主梁40#工字钢单根总重67.8kg/m×12m=813.6kg，荷载总重未超过1T，可以用QTZ65塔吊直接由楼下靠近主体一侧吊运至第21层楼板施工区域，再通过人工牵引校核至指定位置。
在浇筑第21层楼面混凝土时预埋3道（距离21层结构横梁支撑点的距离分别为0.3m、6.4m、6.6m），专用卡箍固定在主梁下层钢筋上（锚固长度不小于30cm），并保证混凝土强度满足75%设计强度后，再将工字钢满焊固定在卡箍内，防止工字钢移位。
2.3.2斜撑安装
为增强悬挑钢梁的整体稳定性，在悬挑主梁悬挑段跨中部位下部设16号工字钢焊接而成的三角桁架做斜撑，三角桁架连接均采用双面满焊，焊缝高度腹板6mm，翼板7mm。细部构造如下图。
2.3.3斜撑底端固定
斜撑层无剪力墙，斜撑底端水平切角，与梁上预埋钢板焊接，工字钢与工字钢之间、工字钢与预埋钢板之间均双面满焊，焊缝高度腹板6mm，翼板7mm（图）。
图6 斜撑底端固定详图
2.3.4斜撑顶端固定
斜撑工字钢顶端（水平切角）与悬挑主梁跨中相应位置进行焊接，采用双面满焊，焊缝高度腹板6mm，翼板7mm。斜撑工字钢中部的支撑工字钢也与斜撑工字钢双面焊接（图）。
图7 斜撑顶端固定详图
图8 悬挑层梁底支撑详图
3.施工方法与技术措施
3.1悬挑层梁板施工
悬挑层梁板上提前埋设Φ20 U型专用卡箍，U型卡箍与工字钢间的空隙用方木楔卡紧。为防止工字钢向外侧滑移，U型卡箍与工字钢焊接固定；同时为避免工字钢尾部板面受力集中，在工字钢锚固端端部设置三根钢管立杆进行反顶加固，第一根立杆距端部为150mm，检举间距500mm。
3.2斜撑及钢丝绳安装
用塔吊将斜撑工字钢吊运至悬挑主梁工字钢下方相应位置，利用20层的双排外架作为操作平台，根据斜撑与结构的位置关系进行微调，将斜撑钢梁与悬挑钢梁和预埋件焊接牢固，再用塔吊将三角桁架的竖向和中间短工字钢吊运至悬挑层下层楼面，先焊接竖向构件，再最后焊接中间短工字钢，所有焊接点采用双面满焊，焊缝高度腹板6mm，翼板7mm，确保工字钢整体稳定。
悬挑梁跨中设置2道15.5mm，1700Ma的（6*19+1）高拉强度钢丝绳，增加悬挑段的安全性。固定钢丝绳的预埋钢筋环埋设位置与悬挑工字钢在同一垂直面上。
3.3工程焊接
为防止悬挑工字钢体系侧向移动，在主梁相应悬挑部位焊接一道 [10（两构件之间进行围焊，焊缝高度为6mm，焊缝无气孔、无夹渣），将主梁工字钢横向固定。然后在悬挑工字钢上搭设固定水平兜网和密目网，用16#低碳铁丝将水平兜网和密目网绑扎在工字钢上，作为水平双层防护网；最后在悬挑主梁上铺设木跳板，在脚手架立杆间尽量满铺，采用18#镀锌低碳钢丝将木跳板固定在工字钢上，作为操作防护平台。
3.4悬挑结构支模架
立杆采用单立杆，立杆纵距L＝0.8m，横距b＝0.8m，水平杆步距h＝1.2m；悬挑段模板支撑脚手架与非悬挑段结构内支模架拉结，每层按三道设置。悬挑模板支撑架周边及内部纵横向每四跨设置一道竖向剪刀撑，由底至定连续设置；在竖向剪刀撑顶部设置一道水平剪刀撑。
3.5混凝土浇筑
支撑架体经有关部门验收后，方可浇筑混凝土。为减少混凝土浇筑荷载，保证悬挑支撑安全，在浇筑悬挑区域梁板混凝土时，禁止用混凝土泵管直接浇筑在悬挑区域，而采用人工从非悬挑区域铲运方式浇筑，混凝土的摊铺厚度不超过40CM厚。为防止浇筑时支撑失稳，混凝土浇筑按照“由中间向两边，对称浇筑”方式进行，悬挑区域浇筑顺序：框架柱→悬挑中部主梁→悬挑边梁→端部联梁→楼板。
3.6支撑体系的拆除
拆除模板支撑架（悬挑结构混凝土强度达到100%）→拆除架体外防护→拆除钢丝绳及脚手板→拆除和吊运工字钢。
工字钢按照先焊的后拆，后焊的先拆的原则进行拆除，考虑焊割分解，分段拆除。
图9 工字钢拆除示意图
1、第一步先拆除④号竖向16#工字钢，用乙炔割炬将工字钢分成2-3段，人工搬运至楼内；
2、第二步拆除③号斜向16#工字钢，分2段拆除，先在工字钢腹板上开孔，用钢丝绳穿孔固定在40#工字钢上，用割炬将③号斜向工字钢割成两段，人工拉到40#工字钢上，然后两人合抬至楼内；
3、第三步拆除②号斜撑16#工字钢，分三段从上至下拆除，每段在腹板上开两个孔，用钢丝绳穿孔固定在40#工字钢上后用乙炔割断，人工拉至40#工字钢上，再两人合抬至楼内，第二段拆除方法与第一段相同，第三段割断后，直接拉入20层楼内；
4、第四步拆除穿柱的40#工字钢，先拆除悬挑部分，再拆除楼内部分，穿过柱的工字钢从柱两边割掉，保留在柱内。悬挑部分的工字钢采用分段拆除的方式，每50cm分一段，在每段的腹板上开两个孔，用钢丝绳穿孔，由两人站在相邻的工字钢（工字钢上满铺脚手板）上，合抬至楼内；楼内部分的的工字钢直接分段拆除；
5、第五步拆除未穿过柱的40#工字钢，此部位的工字钢也采取分段拆除的方式，先用乙炔割除楼内工字钢尾端1.5m长，然后用电动葫芦将工字钢往楼内拖移1.5米，再割除1.5m长工字钢，再拖移，再割除，直到工字钢全部割除。
6、拆除后的工字钢，立即使用施工电梯运至地面堆放，减轻楼面荷载。严禁向下抛掷。
7、工字钢拆除在20层和21层，在20层和19层配备足够的灭火器，派专人守护，以免拆除时产生的火星引起火灾。
4.安全保证措施
4.1安装悬挑支撑脚手架
在悬挑层悬挑区域柱间设置一道φ12钢丝绳作为水平安全绳，每5m设置一处固定点，利用钢筋拉环进行固定钢丝绳，高出操作面1~1.2m，工人在操作时将安全带系在水平安全绳上。
4.2拉、推、撬、拔等操作
采取正确的姿势，站稳脚，或一手把持在稳固构件或支持物上，以免用力过猛时身体失衡或把工具甩出。在脚手架上拆除模板时，采取必要的支托措施，以免拆下的模板材料掉落架外。
4.3工程焊接
在脚手架上进行电气焊作业时，要配备足够的灭火器，派专人守护，以免产生的火星引起火灾。
4.4验收应用
悬挑脚手架在验收合格投入使用后，必须对其进行监测监控，日常保养和定期的全面检查和整修，才能保证安全使用。在施工过程中，发现支撑架体有较大变形，应立即停止施工并采取整改措施。
4.5悬挑层梁板应用
悬挑架在使用过程中严禁在架体上推车、拉结吊装缆绳、利用架体吊运物料、任意拆除架体结构件或连墙件、拆除或移动架体上安全防护设施。
4.6混凝土模板支撑架管理
严禁在混凝土模板支撑架上堆放木模板、施工木料及施工多余的物料等以确保混凝土模板支撑架畅通和防止超载。吊运脚手板、脚手管等须用专用保险吊钩，严禁单点起吊，要堆放平稳，并严格控制混凝土模板支撑架上的施工荷载。
4.7日常管理
当有4级及4级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止混凝土模板支撑架搭设与拆除作业。雨、雪后上架作业应有防滑措施，并应清除积水、积雪。
5.结束语
总而言之，在进行建筑工程施工过程中，因为施工会受到外在等因素影响，延长施工周期，甚至出现一系列施工问题。为了保证施工质量，在进行工程工程施工时，严格按照工程实际情况，科学编制施工方案，合理选择施工技术，降低建筑施工问题发生几率，加强施工质量把控，减少施工问题出现，从根源上保证施工质量安全。
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论文作者:胡健
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：工字钢论文; 混凝土论文; 结构论文; 支撑架论文; 钢丝绳论文; 腹板论文; 模板论文; 《基层建设》2019年第8期论文;