住宅工程屋面懸挑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

李立翔（中建一局集團(tuán)第一建筑有限公司,浙江 杭州 310000）

建筑的藝術(shù)性一直較多的體現(xiàn)于公共建筑的設(shè)計(jì)上，住宅由于經(jīng)濟(jì)條件的限制，一直停留在功能層面，未表現(xiàn)過多的藝術(shù)性。隨著房地產(chǎn)行業(yè)的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，住宅逐漸開始展現(xiàn)出藝術(shù)性、風(fēng)格化的特征，加之有著日益成熟的施工技術(shù)作為支撐，尤其在屋面結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計(jì)上出現(xiàn)越來越多的懸挑結(jié)構(gòu)。

本文結(jié)合工程實(shí)際情況對屋面懸挑結(jié)構(gòu)的支撐體系施工技術(shù)進(jìn)行介紹，希望可以對類似結(jié)構(gòu)工程的施工起到借鑒。

1 工程概況

杭州蕭山保利時(shí)光印象住宅項(xiàng)目位于浙江省杭州市蕭山區(qū)新街街道北塘東路與合歡路交叉口，包含 3 幢 16 F，5 幢 27 F 住宅樓，建筑高度分別為 46.7 m 和 78.6 m，層高 2.9 m，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)。屋面層存在外挑梁及外挑板，北側(cè)挑梁尺寸為 200 mm×610 mm，梁頂標(biāo)高同屋面結(jié)構(gòu)標(biāo)高，梁上有 600 mm高女兒墻結(jié)構(gòu)，距標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)邊挑出長度 2.3 m；南側(cè)挑板厚度 150 mm，挑梁尺寸200 mm×500 mm，次梁尺寸 200 mm×400 mm，板頂標(biāo)高為屋面結(jié)構(gòu)標(biāo)高＋1.65 m，距標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)邊挑出長度1.5～2.35 m。

2 方案選擇

針對本工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工環(huán)境，經(jīng)過分析論證提出以下 4 種施工方案：

（1）采用傳統(tǒng)滿堂鋼管腳手架從地面開始搭設(shè)；

（2）采用三角形鋼管懸挑支撐架；

（3）采用上拉式型鋼懸挑支撐架；

（4）采用下?lián)问叫弯搼姨糁渭堋?/p>

對以上 4 個(gè)方案從施工難易度、施工安全性、施工進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益等方面，結(jié)合現(xiàn)場施工環(huán)境進(jìn)行綜合考慮。對于方案一，由于懸挑結(jié)構(gòu)距地表高度為 45～48 m，滿堂支架搭設(shè)高度過高，架體整體穩(wěn)定性差，安全隱患較大，且材料用量較大，施工進(jìn)度較慢，而且此方案也不適用于主樓邊肥槽暫未回填的工程。對于方案二，利用鋼管做三角形斜支撐架進(jìn)行懸挑結(jié)構(gòu)的支模加固，但由于本工程結(jié)構(gòu)外挑長度較長，所需鋼管斜撐長度至少 5 m，而現(xiàn)今市場上鋼管壁厚材質(zhì)普遍低于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，支架安全性無法保障，且支架搭設(shè)需著重做好與主體結(jié)構(gòu)的拉結(jié)措施，架體穩(wěn)定性的保障受限于工人良好的施工素養(yǎng)與責(zé)任心及管理人員較高的管理水平，此方案適用于外挑 1 m 范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)施工。對于方案三，采用上拉鋼絲繩式懸挑支撐架，若在屋面層下一層懸挑工字鋼，鋼絲繩則需屋面層施工完成后方可設(shè)置，北側(cè)懸挑梁無法同屋面層一起完成施工，影響工期，且型鋼懸挑較長，撓度變形較大，一般直徑 18 mm 的鋼絲繩受力計(jì)算無法通過，而采用直徑較大的鋼絲繩則工人不便彎曲操作。因此采用方案四，即下?lián)问叫弯搼姨糁渭堋?/p>

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 懸挑架主梁

主梁采用16號工字鋼，北側(cè)懸挑梁采用 5.5 m 工字鋼，懸挑 3.3 m，設(shè)置 3 道 U 型螺栓固定，因結(jié)構(gòu)外側(cè)為預(yù)制設(shè)備平臺(tái)，第一道距結(jié)構(gòu)外邊 0.9 m，第二道距第一道 0.9 m，第三道距離第二道 0.2 m，端部預(yù)留 0.2 m。南側(cè)懸挑板采用 4.5 m 工字鋼，第一道距結(jié)構(gòu)外邊 0.1m，第二道距第一道 0.8 m，第三道距離第二道 0.2 m，端部預(yù)留0.2 m。每根立桿利用活動(dòng)定位樁固定位置，自懸挑工字鋼最遠(yuǎn)處 100 mm開始設(shè)置。

3.2 下斜撐

下斜撐采用 16 號工字鋼，支撐點(diǎn)位置由計(jì)算確定，北側(cè)懸挑梁支撐點(diǎn)據(jù)外錨固點(diǎn) 2.5 m，南側(cè)懸挑板支撐點(diǎn)據(jù)外錨固點(diǎn) 2 m。斜撐兩端切成坡口，上端同主梁焊接牢固，下端同預(yù)埋鋼板埋件焊接牢固。

3.3 聯(lián)系梁

聯(lián)系梁采用 16 號工字鋼，懸挑主梁間距同支模架立桿縱向間距，由計(jì)算得出間距為 1.2 m，為減少懸挑主梁及下斜撐的型鋼用量，將主梁間距擴(kuò)大為 2.4 m，并采用聯(lián)系梁方式搭設(shè)施工平臺(tái)。聯(lián)系梁與主梁間采用抱箍或焊接方式固定。下?lián)问叫弯搼姨糁渭艽钤O(shè)形式如圖 1、圖 2 所示。

圖1 屋面層北側(cè)外挑梁型鋼支架剖面圖

圖2 屋面層南側(cè)外挑板型鋼支架剖面圖

4 施工流程及要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

屋面層下兩層預(yù)埋下斜撐埋件→屋面層下一層預(yù)埋U型環(huán)→鋪設(shè)工字鋼及固定→焊接下斜撐→搭設(shè)聯(lián)系梁及外架→屋面層結(jié)構(gòu)（含懸挑結(jié)構(gòu)）支模澆筑→強(qiáng)度達(dá)到 100% 后進(jìn)行屋面層上部懸挑結(jié)構(gòu)支模澆筑→強(qiáng)度達(dá)到 100% 后拆模。

4.2 施工要點(diǎn)

（1）下斜撐埋件。下斜撐埋件采用 8 mm 厚鋼板與 4根 Φ16 mm 圓鋼焊接制作，埋件位置與U型螺栓位置對應(yīng)，保證主梁與斜撐放置時(shí)不會(huì)錯(cuò)位，埋件預(yù)埋在邊梁頂部，剪力墻位置立放于墻根位置如圖 3 所示。埋件固定不應(yīng)與主筋相碰，應(yīng)置于主筋內(nèi)側(cè)。澆筑前在鋼板表面裹一層塑料薄膜防止鋼板污染。

圖3 剪力墻位置下斜撐埋件

2）U 型螺栓預(yù)埋。U 型螺栓采用 Φ18 mm 的圓鋼冷彎制作，寬度依據(jù)型鋼規(guī)格，高度依據(jù)板厚及型鋼規(guī)格，兩端絲口長度≥50 mm。安裝時(shí) U 型螺栓必須錨在板底鋼筋下，并在底部附加 2 根 1.5 m 長 Φ18 mm（HRB400）鋼筋。為防止?jié)仓^程中對 U 型螺栓造成偏位及污染，將其與板筋點(diǎn)焊，并用塑料薄膜保護(hù)絲口。

（3）主梁安裝。利用塔吊將主梁運(yùn)至樓面，依據(jù)預(yù)埋U型螺栓位置逐一放置，套上 L 63×6 mm 角鋼蓋板，將雙螺帽用扳手?jǐn)Q緊，主梁兩側(cè)與 U 型螺栓間空隙用木楔頂緊。主梁固定牢固后進(jìn)行下斜撐的焊接，斜撐兩端預(yù)先切好坡口，頂端與主梁軸心對焊，根部與埋件滿焊，焊縫按三級焊縫外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)施焊，支撐點(diǎn)一般為懸挑段的 2/3 長度左右位置，具體由計(jì)算確定。

（4）架體搭設(shè)。主梁及斜撐安裝固定完成后方可進(jìn)行上部架體搭設(shè)，架體采用鋼管扣件式。所有立桿利用活動(dòng)定位樁作為底座。首先鋪設(shè)并固定好聯(lián)系梁，再進(jìn)行外架搭設(shè)，外架橫距 0.6 m，步距 1.8 m，縱距 1.5 m，架體高度超出女兒墻 1 m，外側(cè)設(shè)置連續(xù)剪刀撐，立面滿掛密目安全網(wǎng)，懸挑架表面用廢舊模板滿鋪硬隔離，架體與主體結(jié)構(gòu)或原有外架每跨進(jìn)行鋼管拉結(jié)，保證其整體穩(wěn)定性。

懸挑梁支模架梁側(cè)立桿間距 0.6 m，立桿縱距 1.2 m，步距 1.5 m，懸挑板支模架立桿橫距 0.9 m，縱距 1.2 m，步距 1.5 m，所有支模架與樓層滿堂架水平桿拉通連接成整體，且支模架不與外架相連。為抵消懸挑主梁受力引起的垂直方向線位移產(chǎn)生的撓度對結(jié)構(gòu)的變形影響，需在模板支設(shè)時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠鸸?，以保證結(jié)構(gòu)的整體水平。

（5）混凝土澆筑。澆筑宜采用塔吊非泵形式，以減小施工荷載，澆筑應(yīng)按照先里后外、先中間后兩邊順序進(jìn)行，確保滿堂內(nèi)架先受力，以防架體傾覆，澆筑應(yīng)分層進(jìn)行，每層高度不應(yīng)超過 400 mm，不得一次到頂。操作人員不得在懸挑部位集中，應(yīng)分散開來，澆筑過程中派專人看護(hù)支撐體系，出現(xiàn)下沉、變形、異常響聲、松動(dòng)等情況立即停止并及時(shí)解決。

（6）支撐架拆除。懸挑結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到 100% 后方可進(jìn)行拆模，拆模順序依照支模的逆順序進(jìn)行。懸挑結(jié)構(gòu)的外裝飾施工完成后即可進(jìn)行懸挑架的拆除，拆除順序?yàn)橄劝踩W(wǎng)、腳手板，再外架桿件，之后聯(lián)系梁、下斜撐，最后主梁，可利用電葫蘆等通過氣割拆除。拆除時(shí)下方應(yīng)設(shè)置警戒及圍欄，專人看守，確保安全。

5 結(jié) 語

本文針對住宅工程屋面懸挑結(jié)構(gòu)的施工，結(jié)合工程特點(diǎn)與現(xiàn)場環(huán)境，通過分析論證選用了下?lián)问叫弯搼姨糁渭艿氖┕し椒ǎ崂砹嗽摲椒ㄔ谑┕み^程中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，通過上述施工技術(shù)的應(yīng)用，既保證了屋面懸挑結(jié)構(gòu)的成型質(zhì)量，又減少了施工成本投入，縮短了施工工期，確保了施工安全，取得了良好的實(shí)際效果，為類似工程施工提供了施工經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)支持，值得推廣應(yīng)用。