方丹
广东潮通建筑园林工程有限公司 广东广州 510000
摘要：本文主要针对高层建筑悬挑混凝土结构的施工展开了探讨，对施工的技术特点和原理作了详细的论述，给出了一系列相应有效的施工技术，并结合了具体的工程实例，相信对高层建筑悬挑混凝土结构的施工能有一定的帮助。
关键词：高层建筑；悬挑结构；混凝土；施工
随着高层建筑施工的增多，悬挑混凝土结构的施工也随之增加了。而高层结构悬挑混凝土的施工还属于高危工程，因此，为了保障工程的施工质量和施工安全，我们就需要采取有效的施工技术进行工程建设。基于此，本文就高层建筑悬挑混凝土结构的施工进行了探讨，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
1 技术特点
（1）模板支撑架采用型钢外挑平台作为支撑面，无需落到地面，支撑架仅需搭设1层。
（2）混凝土结构分段施工，所受的荷载分阶段施加，减少了型钢平台所受荷载。
（3）利用先成型结构作为吊点逐段设置吊杆，型钢挑梁内力大大减少，可以采用工地上通用周转材料，无需特别购置。
（4）型钢平台结构简单，搭拆方便灵活，对工人要求不高，施工速度快，成本低，易推广。
（5）本技术不受悬臂长度影响。
图1 大悬挑结构分段施工示意
2 技术原理
混凝土外挑结构沿横向设置多条施工缝，由内而外分段施工。在悬挑结构下一层楼板，搭设外挑的型钢支撑平台作为模板支架的支撑面，随着结构逐步往外施工，型钢支撑平台逐步增加吊杆，增加的吊杆悬吊在已形成的结构上，如图1所示。已成型的结构一般可以承担吊杆斜拉荷载，如果局部不能承担，可对结构进行局部加固。
3 设计计算
（1）按各段施工工况对支撑平台型钢挑梁、吊杆（绳）、撑杆、锚固件等进行验算。
（2）设计荷载分段考虑，对前段已成型并达到强度的结构，不考虑其对支撑平台的作用。需考虑风荷载作用。
（3）型钢平台挑梁宜与悬吊结构整体进行计算。
（4）应对型钢平台搭设楼层、吊点设置楼层的结构承载力进行验算，当增加加固构件时，应对其进行验算。
（5）采用钢丝绳作悬吊结构时，应考虑钢丝绳初应力、非线性本构关系对平台型钢、吊绳内力的影响。宜通过试验确定钢丝绳本构关系，当条件限制时应提高钢丝绳安全系数，并加强施工过程的监测。
图2 首段结构悬挑部分范围
4 施工工艺
4.1 工艺流程
施工准备→支撑平台初步安装→首段结构施工→混凝土养护→结构加固（必要时）→加设悬吊结构→下段结构施工（重复混凝土养护流程）→结构完成、养护、拆模→装饰工程施工→逐段拆脚手架、悬吊结构→拆支撑平台。
4.2 施工准备
（1）对混凝土悬挑结构进行分段，确定各施工段的范围，首段结构主要为建筑物外围线以内的结构，首段结构可包括一部分外挑结构，外挑结构不宜过长，以支撑平台的型钢挑梁受其作用无需增加吊杆或斜撑为宜，一般取0.8～1.2m，如图2所示。其余外挑结构分1～3段施工，每段长度2～3m。
（2）确立分段方案后，进行型钢平台设计验算，并编写专项方案。
（3）在型钢平台搭设层，对型钢挑梁的位置进行放样，确定锚固点位置，在梁板钢筋绑扎完后预埋型钢梁的U形钢筋拉环或锚固螺栓。
4.3 支撑平台初步安装
（1）支撑平台搭设在外挑结构以下1层的楼板上。屋面构架平台搭在屋面层；屋面挑板、女儿墙挑檐搭在屋面以下1层楼板上。如果平台距悬挑结构太近，影响悬挑结构装饰工程的施工，可下降1层。
（2）通长出挑型钢梁规格采用I16，型钢梁长6～12m，自内向外按1%坡度顺直抬高，其固定端锚于楼板上，设3个锚固点，其中2个设在型钢梁端部，一个设在楼板边梁上。固定端长度根据计算确定，一般≥1.5m。型钢梁与锚固埋件在两侧、上部要可靠固定。
（3）特殊情况下，如果首段施工结构悬挑部分较长，型钢挑梁需设置斜撑，斜撑采用型钢，也可采用钢管。
（4）支撑平台的型钢挑梁宜采用纵向水平拉杆拉接成整体，拉杆可采用角钢或钢筋，拉杆与型钢挑梁点焊即可，拉杆随结构向外施工逐步布设，也可以利用支撑架扫地杆兼作拉杆。
4.4 首段结构施工
首段结构建筑边缘以内的部分，模板支架按常规楼板做法即可。外挑部分的支撑架支撑在已初步搭好的型钢支撑平台上，虽然型钢平台已整体出挑，但此阶段还不能整体受力，仅能在根部一定范围内受力，因此支撑架搭设范围不超过首段结构的范围。施工时应在可受力范围的边界设竖向安全防护，并设有防止跨越的标示牌。首段结构施工时，悬挑主梁主筋一般通长设置，板筋可在施工缝附近断开，在挑梁施工缝处，如果剪力较大，可设置胡须筋。混凝土浇筑按先内部结构后悬挑部分的顺序施工，对屋面构架，梁柱不得同时浇筑。
4.5 结构加固
已浇筑成型的结构，受悬吊拉杆竖向及水平向拉力，很多情况下结构本身不能承担这一荷载，特别是水平方向的荷载，需对承担悬吊拉力的结构梁或板进行局部加固，加固可采用以下几种方案。
（1）增加梁板配筋，但增加配筋量不宜过多，否则可能影响原结构的性能。
（2）保留受力梁板及其下若干层梁板的模板支撑，必要时增设支撑。
（3）单梁一般不能承担悬吊拉杆斜拉水平分力，可在单梁上设置水平拉杆，把所受的水平分力传到其他部位，如构架的梁柱节点区或有板的楼盖。
（4）当拉杆没有可悬吊的次结构，可加设钢梁，通过钢梁把所受的悬吊拉力传给主结构。
4.6 加设悬吊结构
后续段施工前，先在悬挑型钢平台上加设悬吊结构。悬吊结构可采用钢丝绳、钢筋或型钢。采用钢筋吊杆时，吊杆直接锚入混凝土梁内，施工时先在混凝土梁内预埋短钢筋，余段钢筋通过焊接或机械连接与短钢筋连成整体吊杆；采用型钢吊杆时，在混凝土梁内预埋钢板，预埋板上焊接耳板，吊杆与预埋板耳板、型钢挑梁上的连接板采用栓接、销接或焊接；采用钢丝绳悬吊时，吊绳采用绳卡做成套环与吊环和型钢挑梁套接，并适当预紧。安装吊杆前，型钢挑梁如已下垂，采用倒链将其拉到位后再固定吊杆。
4.7 下段结构施工
悬吊结构安装完后开始安装下段结构的模板支撑架，此时上段已完工的结构支撑架不得拆除，新搭设的支撑架应与前段支撑架连成整体。支撑架宜设置斜向内侧的斜撑。当悬吊结构采用钢丝绳时，挑梁模板在末端适当增加起拱，起拱量按0.5%L。当上段结构强度达到设计强度80%以上时开始浇筑混凝土。所有分段结构浇筑完后，当末段混凝土强度达到设计强度100%以后，可拆除梁板模板。
4.8 装饰工程施工
装饰工程脚手架可对结构支撑架进行改造，当改造困难时，拆除原支架并重新搭设。
当悬吊杆件与外装修的主要构件冲突时，适当调整吊杆下拉点的位置，但施工时应在新吊杆安装完后方可拆除原吊杆。
4.9 拆除脚手架及平台
按脚手架→防护设施→悬吊结构→装饰收尾→纵向拉杆→型钢悬挑梁→型钢主梁的顺序自外向内拆除。拆除型钢悬挑梁时，可采用塔式起重机、倒链等机具辅助实施。
拆架过程中，自外向内对装饰工程进行收尾工作，主要是对吊杆、预埋件等影响装修的部位进行补装。补装时，先拆除补装点外侧脚手架，再拆除补装点处的吊杆，随后立即进行修补。修补时，修补点以外支撑平台不得站人或施加其他荷载。
5 质量安全控制措施
（1）采用钢丝绳作为吊绳时，应采用倒链或花篮螺栓预紧，并指定专人对钢丝绳松紧程度进行检查。
（2）采用钢筋作为吊杆时，预埋钢筋伸出的角度应与吊杆吊拉角度一致。
（3）当支撑架的水平杆与吊杆位置冲突时，适当调整水平杆高度，确保吊杆顺直受力。
（4）在支撑楼板外缘处，型钢挑梁底部应加焊限位挡块，防止受吊杆斜拉力时型钢挑梁向内滑移。
（5）当型钢挑梁间未采用纵向拉杆拉接时，应确保钢管支架扫地杆起到约束型钢侧向变形的作用，立杆底部与其套接钢筋间隙不得超过6mm，套接钢筋长度≥150mm，并与型钢上翼缘焊牢。
（6）悬吊结构采用钢丝绳时，钢丝绳的直径不宜过大，以免因钢丝绳套环变形过大引起结构下垂。当结构精度要求较高时，宜采用钢筋或型钢吊杆。
（7）对特别重要的结构或悬挑杆较长的结构，宜对支撑平台的内力、变形进行监测。
6 效益分析
（1）模板支撑架及装饰工程脚手架搭设简单，高度低，搭架成本不到落地架10%，比传统型钢挑架成本降低50%～70%。
（2）型钢采用普通悬挑脚手架通用规格，不须另外购置，可向专业公司租赁，型钢成本可降50%以上。
（3）型钢平台结构合理简单，安装方便，对工人技术要求不高，人工成本比同类结构的悬挑型钢平台人工成本降40%以上。
7 工程应用实例
7.1 工程概况
某工程2010年9月1日开工，建筑面积约13万m2。工程地下2层，地上6层和9层。其6层东西入口屋面构架外挑长度6.9m，离地高度35m，在入口处有数根独立柱从地面延伸至构架层。其9层南北入口屋面构架外挑长度6.9m，高度45m。
7.2 施工情况
东西入口型钢挑梁采用I16，钢管支架搭设高度4.2m，构架混凝土结构分2段施工，首段为内部构架及外挑3.9m的结构，第2段为其余3.9～6.9m的外挑结构。首段施工时，型钢挑梁下支设I22主梁，主梁支撑在入口的独立圆柱上，主梁下设有八字撑。第2段施工时，增设2道吊绳，吊绳吊挂在独立圆柱顶的拉梁上，拉梁采用内拉钢丝绳加固。南北入口支架搭设高度4.5m，构架分3段施工，首段为内部构架及悬挑1m的结构，第2段为外挑1～4m的结构，第3段为外挑4～6.9m的结构。首段施工支撑平台的型钢挑梁不设吊绳。第2段施工时，增设1道吊绳，吊点设在建筑外墙缘（?轴）的构架梁上，第3段施工时，再增设1道吊绳，并在第2段已浇筑的构架外挑主梁上架设400mm×400mm格构式钢梁，作为增设吊绳的承力结构。
7.3 应用效果
因东西入口外挑结构以下有地下室车道，尚未施工，外侧还未回填土方，虽只有35m高，但不能采用落地架。南北入口外挑结构如采用传统悬挑支撑平台，平台需设在第7层，所用的型钢、吊绳规格都很大，搭设时操作难度大，成本很高。采用此技术进行施工克服了施工难题，节约成本90多万元。
8 结语
综上所述，高层建筑悬挑混凝土的施工不仅属于大型高危工程，还会对高层建筑起到一定的作用。因此，为了保障悬挑混凝土结构的施工质量和施工安全，作为施工人员，我们就要采取有效的施工技术，以确保悬挑结构的施工质量和安全。
参考文献：
[1]王伟、邢国然、金建昌、陈忱.高空大悬挑混凝土结构施工技术[J].浙江建筑.2014（08）.
[2]孙晓阳、曹浩、黄丽娟.高层大悬挑结构高空支撑技术[J].施工技术.2011（17）.
论文作者:方丹
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/3/25
标签：型钢论文; 结构论文; 吊杆论文; 支撑架论文; 平台论文; 钢丝绳论文; 构架论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;