雄安商務(wù)服務(wù)中心免架體疊合板支撐體系施工技術(shù)

童偉猛，閆曉冉，張亞軍，殷小軍，張水生，林安輝

（中建三局集團有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430064）

超高空間鋼結(jié)構(gòu)+裝配式疊合板結(jié)構(gòu)施工具有空間高度大、鋼梁跨度大的特點，所以施工時需搭設(shè)支撐體系以確保裝配式疊合板不開裂。該支撐體系如何設(shè)置更高效、更安全一直是困擾著工程管理人員的一個難題。

本項研究旨在研發(fā)一種能安全、具有普適性、經(jīng)濟性的支撐體系，解決施工過程中結(jié)構(gòu)形式為“鋼結(jié)構(gòu)+疊合板”的樓板支撐問題，拆除后可周轉(zhuǎn)使用，也可直接與主體鋼結(jié)構(gòu)連接，無需二次拆卸，協(xié)助現(xiàn)場施工。

1 工程概況

雄安商務(wù)服務(wù)中心項目位于河北省雄安新區(qū)容東片區(qū)（雄安市民中心北側(cè)），總建筑面積約8.5萬m2，地下2 層（局部3 層-14.1m），建筑面積約4.3 萬m2，地上3 層（局部5 層36m），建筑面積約4.2 萬m2。

本工程1#樓會展中心主體結(jié)構(gòu)采用鋼框架+混凝土疊合樓板的形式，疊合板分為預(yù)制底板和后澆疊合層兩部分，預(yù)制底板厚90mm，后澆層厚60mm，混凝土強度為C30。

2 疊合板支撐體系比選

2.1 傳統(tǒng)支撐方法

傳統(tǒng)支撐施工方法為采用承插型盤扣式滿堂支撐架體系，疊合樓板區(qū)域立桿橫縱向間距2 100mm×2 100mm，橫桿步距為1 500mm。

1）因中庭區(qū)域?qū)痈咻^高（二層層高為12.9m，三層層高為9m），故此方法涉及高大模板及支撐架施工，會大大增加施工復(fù)雜程度及成本。

2）同時因主鋼梁高度較大（梁高均≥1.4m），主鋼梁之間凈距相對架體橫縱向間距較小（主鋼梁之間凈距為3.25～3.8m），所以架體頂部橫桿被主鋼梁截斷無法進行拉結(jié)，架體整體性差，存在巨大安全隱患。

3）以雄安商服項目為例，地下室為混凝土框架混結(jié)構(gòu)，由品茗安全V13.5.2 計算得盤扣立桿橫縱向間距為1 200mm×900mm，橫桿步距為1 500mm。所以現(xiàn)場并無2 100mm 長的橫桿，且一般建設(shè)項目均不會使用2 100mm 長橫桿，經(jīng)計算2 100mm 長橫桿缺口為350t（圖1）。

圖1 搭設(shè)滿堂支撐架

2.2 定制成品支撐模板

另一種方法是直接購買定制化的成品支撐模板，以可拆卸鋁合金底膜為例，如圖2 所示，該方法缺點如下。

圖2 可拆卸鋁合金底膜節(jié)點圖

1）此做法價格高昂。

2）因模板均為根據(jù)每層結(jié)構(gòu)特點專門定制，故無法周轉(zhuǎn)，不利于推廣，不具備普適性。

2.3 新型支撐體系

現(xiàn)研究的超高空間超大跨距免架體的疊合板支撐體系如圖3所示，對比傳統(tǒng)方法主要優(yōu)勢如下。

圖3 超高空間超大跨距免架體的疊合板支撐體系

1）規(guī)避采用傳統(tǒng)高大模板及支撐架的安全性問題。

2）解決了采用傳統(tǒng)搭設(shè)鋼管支撐，架體頂部橫桿被主鋼梁截斷無法進行拉結(jié)，架體整體性差的問題。

3）相較于傳統(tǒng)支撐施工方式，降低項目措施成本。

經(jīng)綜合比較，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采用“超高空間超大跨距免架體的疊合板支撐體系”進行施工。

3 模型建立

該體系的主要模型是在疊合樓板預(yù)制層下方焊接16# 工字鋼作為支撐主梁，上鋪100mm×100mm×5mm 方鋼作為支撐次梁。從而保證施工過程中疊合板的撓度在允許值之內(nèi)。

3.1 確定支撐體系主次背楞、間距及所用材質(zhì)

鋼梁腹板上焊接牛腿，牛腿由搭接板與加勁板組成，搭接板厚18mm，尺寸為160mm×120mm。加勁板厚18mm，板高120mm。牛腿四周角焊縫圍焊，焊腳尺寸7mm。搭接板上邊距鋼梁頂260mm。如圖4 所示。該道工序在廠家處完成，不在現(xiàn)場焊接。

圖4 支撐節(jié)點詳圖

16#工字鋼搭接在牛腿上，工字鋼與搭接板搭接100mm，沿工字鋼長度方向兩邊與搭接板采用普通式直角角焊縫焊接，焊腳長度7mm，角焊縫長度為50mm。工字鋼沿梁跨方向間距不大于3 375mm 布置，下方牛腿間距同工字鋼間距。方鋼管垂直于工字鋼放置，每跨一道，尺寸為100mm×100mm×5mm，方鋼管頂與鋼梁頂平齊。如圖5 所示。

圖5 支撐體系圖

3.2 確定支撐體系平面布置

如圖6 所示，以標高12.8m 處體系為例，確定支撐體系平面布置。

圖6 標高12.8m處體系布置圖（-0.1～12.8m）

3.3 確定支撐體系細部節(jié)點做法

如圖7、圖8 所示，牛腿四周與鋼梁腹板角焊縫圍焊，焊腳尺寸7mm。

圖7 工字鋼與牛腿搭接板連接節(jié)點

圖8 標高變化區(qū)域（結(jié)構(gòu)降板60mm）節(jié)點處理

3.4 特殊區(qū)域施工

因一層夾層南側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)無法使用滿堂架支撐，故也采用該支撐體系施工。

在鋼梁GKL5（H1000mm×400mm×20mm×30mm）、GL6（HN700mm×300mm×13mm×24mm）腹板與16#工字鋼腹板單面焊接，工字鋼腹板采用普通式直角角焊縫與鋼梁腹板焊接，同一跨內(nèi)工字鋼與鋼梁腹板焊接在同一側(cè)，焊腳長度10mm，角焊縫長度為100mm。疊合樓板區(qū)域工字鋼上鋪木方與鋼梁標高平齊（木方方向與工字鋼垂直，間隔300mm），作為疊合板支撐。現(xiàn)澆樓板區(qū)域工字鋼上鋪模板+木方與鋼梁平齊（木方方向與工字鋼垂直，間隔300mm），作為現(xiàn)澆板支撐。做法如圖9、圖10 所示。

圖9 負一層夾層工字鋼平面圖1（陰影區(qū)域為現(xiàn)澆區(qū)域，非陰影區(qū)域為疊合樓板區(qū)域）

圖10 工字鋼與鋼梁腹板連接立面圖

3.5 體系的拆除轉(zhuǎn)運

結(jié)構(gòu)施工完畢，混凝土強度達到設(shè)計要求值后，拆除支撐體系，切割工字鋼，將工字鋼取下回收，切割邊與托板平齊。因工字鋼單位重量為20.5kg/m，支撐體系中一根工字鋼長為4m，故一根工字鋼重為80kg。分別于工字鋼兩側(cè)放置兩臺等高車，等高車頂距離板底1.5m，由勞務(wù)工人對工字鋼進行切割。先切割的一邊，使用48mm×3.2mm 盤扣＋U 托進行臨時支撐。待兩邊工資鋼均切割完畢后，由勞務(wù)人員操作等高車，降低高度，同步將工字鋼緩緩放下。其余工字鋼操作同上。

4 可適用范圍

將擬研究的支撐體系特點細化，考慮其具體適用范圍如下。

1）適用于超高空間鋼結(jié)構(gòu)+裝配式疊合板結(jié)構(gòu)施工。

2）適用于建筑層高＞3m，主鋼梁跨距＞4m或設(shè)計要求需要支撐的鋼結(jié)構(gòu)+疊合樓板的結(jié)構(gòu)形式中。

3）適用于因場地條件受限從而無法進行架體搭設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)+現(xiàn)澆混凝土樓板支撐施工。

4）采用此支撐體系，下方不影響材料及人員通行，極大地提高了項目場內(nèi)交通運輸效率。

本項目主要在標高12.8m、17.3m、21.9m處共6 920m2中庭區(qū)域疊合板下方使用該體系，其中工字鋼用量2 334m，方鋼管用量1 886m。

5 應(yīng)用流程

第一步：工廠加工鋼結(jié)構(gòu)主梁時將鋼結(jié)構(gòu)牛腿一次帶出。

第二步：在安裝主體結(jié)構(gòu)鋼梁時，工人將工字鋼放置與鋼結(jié)構(gòu)牛腿之上，無需使用電動設(shè)備輔助，對工字鋼與鋼結(jié)構(gòu)牛腿進行簡單焊接。

第三步：將方鋼管按照計算間距放置于工字鋼上，完成支撐體系施工。

第四步：按照施工藍圖，將疊合樓板吊裝放置于指定位置。

第五步：待疊合板后澆層施工完畢并且達到設(shè)計規(guī)定強度后，拆除支撐體系。

6 優(yōu)化與改進

對現(xiàn)有已經(jīng)施工的“超高空間超大跨距免架體的疊合板支撐體系”進行優(yōu)化，將原工字鋼與牛腿的焊接改為栓接，如需周轉(zhuǎn)使用時，拆除無需切割，節(jié)約拆除成本與時間，進一步降本增效。預(yù)計可節(jié)約50%拆除費用、70%拆除時間。

在工廠加工鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，將8mm 厚鋼板緊貼鋼梁上翼緣與鋼結(jié)構(gòu)主梁滿焊在一起。鋼板長度超出鋼梁翼緣100mm，高度為150mm。采用M8×30 螺栓與工字鋼固定，螺栓中心位于鋼板中部，間距為50mm。

7 結(jié)語

本研究設(shè)計了超高空間免架體的疊合板支撐體系，采用16#工字鋼、100mm×100mm×5mm 方鋼管、鋼結(jié)構(gòu)牛腿組合構(gòu)成。該體系具有安全、普適、經(jīng)濟的特點。該體系解決了施工過程中結(jié)構(gòu)形式為“鋼結(jié)構(gòu)+疊合板”的樓板支撐問題，拆除后可周轉(zhuǎn)使用，也可直接與主體鋼結(jié)構(gòu)連接，無需二次拆卸。