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型钢悬挑支模施工技术在建筑工程中的应用研究
作者简介:郭旭红 (1989-01) 男,汉族,湖南宁乡人,本科,工程师,主要从事建筑施工工作。
摘 要:随着城市建设的飞速发展,建筑功能和外观造型越来越丰富,高空屋面挑檐、高空大型悬挑阳台或类型的悬挑结构越来越多,针对此类高空悬挑结构如果采用落地满堂支模架,工程量将十分巨大,将耗费大量的人工、材料及工期,经济和适用性差,由此建筑工程中针对此类结构使用型钢悬挑支模技术的越来越多,其充分利用型钢自身的承载力,将高支模架转化为一般支模架,减少钢管材料和人力的大量投入,具有较高的施工效率和质量。型钢悬挑支模技术是指利用悬挑部分来承担模板重量的一种施工工艺,目前该技术已经在我国建筑工程中得到了广泛应用,相比于传统的支模方式其能减少人工和材料的大量投入达到降低施工成本,加速工期的目的。基于此,本文首先分析了型钢悬挑支模技术在建筑工程中应用的优势,并探讨了该技术在建筑工程中的应用方法和要点,以提高其实际应用效果。
关键词:建筑工程;型钢悬挑支模;搭设;应用
随着我国国民经济的快速发展,我国高层建筑也在迅猛增加,各种新结构、新技术、新材料、新工艺和新方法层出不穷。在高层建筑中,各类高空悬挑构件在现浇钢筋混凝土结构中出现得越来越多,也带来了高空悬挑构件高支模施工的难题。为了确保施工安全、技术先进适用、经济合理,合理选择编制完善此类高空悬挑结构支模方法,有非常大的现实意义。
1方案对比分析选择
根据施工经验高空悬挑构件有以下两种施工方案:
(1)搭设落地满堂支模架到施工层。高空悬挑采用此方案将会做成架管材料的严重浪费,且支架本身的稳定性与承载力较差(高空悬挑大多无法设置符合要求的连墙件),变形情况难以得到根本上控制。
(2)采用在下一层或下两层设置悬挑型钢搭设支模架。采用此方案施工简便,节省人工及材料,但型钢悬挑较长时,挠度变形大。型钢挠度变形大可以通过上拉和下撑等措施进行解决。
型钢悬挑支模是指利用型钢悬挑部分的悬挑部分来承担模板重量,与落地满堂支模架方式相比,型钢悬挑支模具有如下优点:(1)悬挑型钢支模架较落地满堂高支模架高度大大降低,大大减少工程量,加快施工进度。(2)悬挑型钢支模架受力明确、工艺简单、性能可靠,施工安全及质量能够得到保障。(3)充分利用了型钢自身的承载力将高支模架转化成了一般支模架,减少了钢管架的大量投入,节约了大量的人力和物力。
综上所述,高空悬挑构件采用悬挑悬挑支模比搭设落地满堂支模架更为经济适用合理。
2型钢悬挑支模架类型及优劣分析
型钢悬挑支模架常见分为两种类型:传统的工字钢悬挑支模架和花篮悬挑支模架。
(1)花篮悬挑支模架相较于传统悬挑支模架优势:
1)主体结构施工质量更容易保证:因花篮悬挑架是通过高强度螺栓固定在主体结构上,无需在楼层内部设置钢梁锚固段,没有穿透孔洞,避免传统工字钢预留洞后期封堵导致的渗漏风险,且不会对外墙转角处暗柱钢筋的破坏。
2)更利于穿插施工提效:因无需在楼层内部设置钢梁锚固段,不会影响悬挑层砌体砌筑及其他装饰装修工序施工,减少对现场施工作业面的占用,利于穿插施工提高效率,节约工期。
3)降本增效节约成本:花篮悬挑架的固定方式相较于传统型钢悬挑架,可节省工字钢及预埋环的用量,从而达到降本增效的目的。
4)安拆方便节省人工:花篮悬挑架单根型钢质量相对于传统悬挑架重量得到了极大的减轻,安装人数大大减少,基本无需大型机械辅助作业。
(2)花篮悬挑支模架相较于传统悬挑支模架劣势:
1)当需要在悬挑阳台、悬挑梁等悬挑部位设置工字钢悬挑构件时,不建议采用花篮悬挑支模架,因悬挑阳台、悬挑梁等悬挑构件本身就是受力的薄弱环节,再在上面固定花篮悬挑架有施工安全风险,在悬挑阳台、悬挑梁等部位设置悬挑型钢,一般采用传统的型钢悬挑方式(在悬挑阳台等部位设置花篮悬挑支模架时需经设计复核确定)。
2)当主体结构悬挑长度过长时不建议采用花篮悬挑支模架,采用传统悬挑支模架更能确保施工安全。
综上所述,在悬挑长度过长及悬挑阳台等悬挑结构上设置型钢悬挑构件时,优先考虑传统悬挑支模体系,其余情况优先考虑花篮悬挑支模体系。
3建筑工程中型钢悬挑支模施工技术的具体应用策略
3.1型钢悬挑支模架体结构设计
根据相关规定,在建筑工程中使用型钢悬挑支模架体结构时,应确保其具有足够的承载能力、刚度以及稳定性,并设置一定的安全措施。同时,还应确保架体的结构尺寸符合设计标准。因此,在进行型钢悬挑架设计时,应遵循以下原则:1)型钢悬挑架体系具有一定的强度、刚度以及稳定性,并在此基础上能够承受一定的荷载;2)型钢悬挑架体系应符合相关规范的要求,且所选用的型钢材料应符合要求,同时在进行施工时应确保其质量合格;3)在型钢悬挑架体系设计中,还需要考虑到其结构尺寸、荷载等因素,同时还需要对其施工工艺进行严格控制[2]。在进行型钢悬挑支模体系设计时,还需要对其稳定性和安全性进行严格控制,案例一:某项目洋房1#-30#楼的屋顶结构处沿结构外围均设置有挑檐结构,悬挑长度从600mm、900mm、1500mm和2900mm,厚度200mm,具体的悬挑支模施工大样如下:
经过前面第2条对“型钢悬挑支模架类型及优劣分析”的分析,本案例的短跨度悬挑(悬挑600、900)采用花篮悬挑支模架的方式进行施工,长跨度悬挑(悬挑1500、2900)及阳台位置采用传统型钢悬挑支模架的方式进行施工。
案例二:某项目在屋面结构处外围的挑檐结构,悬挑长度达到了5.1米,采用的是双层工字钢悬挑布置支模架搭设方案。
通过对以上两个案例的总结分析,针对高空悬挑结构在开展型钢悬挑支模施工方案策划时,需要基于技术可行、安全可靠与经济适用的原则,选择合适的型钢悬挑支模施工方案。
3.2选择型钢悬挑支模结构施工材料
首先,在选择型钢悬挑支模结构材料时,应确保型钢的材质符合相关规定要求,同时在选择过程中应考虑型钢的材质是否会出现变形和扭曲,保证型钢悬挑支模结构材料的质量符合要求。在实际应用过程中,应根据工程要求进行合理选择;其次,在选择型钢悬挑支模结构材料时还应对其进行严格验收。例如,应对型钢表面进行检查和清理,确保型钢表面清洁无油污;检查型钢的尺寸是否符合设计要求;检查型钢表面是否有裂缝、划痕和毛刺等问题,避免在施工过程中出现不必要的安全隐患。由于型钢本身具有一定的重量和体积,因此在储存过程中应确保型钢不会发生变形和扭曲,同时应根据相关规定对型钢进行分类、储存、运输和保管等工作[3]。
3.3花篮型钢悬挑支模系统具体搭设流程:
因传统悬挑支模架施工技术已非常成熟在此不在过多介绍,本文主要介绍花篮悬挑支架架的相关施工知识。花篮型钢悬挑支模架搭设流程:悬挑钢梁及构件制作→预埋连接套管→安装悬挑主梁→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→横向水平杆→纵向水平杆 →剪刀撑→上斜拉杆→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。
3.4花篮悬挑主钢梁与现浇构件连接
在花篮型钢悬挑支模施工中,主钢梁的悬挑部分和现浇构件的连接是十分重要的,悬挑部分与现浇构件之间的连接,是确保型钢悬挑支模施工质量和效果的重要保证。通常情况下,在型钢悬挑支模施工中,主钢梁与现浇构件之间通常采用的连接方式是高强螺栓连接。螺栓连接具有操作简单、施工方便、易拆易补等优势。
(1)预埋件安装:预埋件采用专用预埋件,螺栓采用高强螺栓,预埋件位置需按照图纸准确预埋。在悬挑层楼面边梁或剪力墙结构外侧模板封闭前,对照型钢布置图,定好预埋件位置。预埋件是成品塑料组装预埋套筒,一端通过钉子与内侧模板固定,另一端通过短钢筋与主体结构钢筋绑扎在一起固定牢固,同时在与内模板固定一端内置六边形螺帽,在内模无需拆除的情况下即可将型钢安装完成。
(2)悬挑主梁安装:安装层的混凝土同条件试块混凝土强度达到C20才能安装悬挑梁、上荷载,连接时用高强螺栓拧入预埋件内的螺帽中。工字钢安装初期工字钢放置在水平杆上,工字钢未拧高强螺栓前,严禁工字钢上搭设钢管或放置重物。为保证螺栓的牢固度,需要在螺栓安装完成后及时进行紧固工作,以此才能保证主钢梁与现浇柱之间的连接可靠、稳定。
(3)拉杆安装:混凝强度达到C20才能开始安装斜拉杆。拉杆是主要受力构件,所有拉杆螺栓安装必须拧紧固定,同时在安装过程中保证拉杆拉紧并处于受力状态。拉杆的安装过程中要保证拉杆顺直,不允许有弯折、破损、断裂的情况,若存在上述问题需对拉杆进行更换。上拉杆位置的双吊耳环在其对应位置的混凝土现场回弹强度达到C20才能安装,拧紧过程中需把吊耳件螺杆段全部拧进砼内,不得留有空隙,并拧紧,以确保螺杆与预埋件内螺帽连接可靠。
3.5型钢悬挑支模系统监测措施
3.5.1监测目的及监测内容
型钢悬挑支模架在搭设及使用过程中为及时反映架体系统的变化情况,预防事故的发生,需要对脚手架系统进行沉降和垂直度进行监测。班组日常进行安全检查,项目部每周进行安全检查,所有安全检查记录必须形成书面材料。架体在承受六级大风、大暴雨、凝冻天气后以及停工超过14天必须进行全面检查,日常检查,巡查重点部位:1)杆件的设置和连接、支撑等构件是否符合要求;2)脚手架沉降,立杆是否悬空;3)架体垂直度是否符合要求;4)施工过程中是否有超载现象;5)支架与杆件是否有变形的现象;6)斜拉杆是否张紧;
3.5.2监测方法
(1)监测控制:采用靠尺、水准仪、卷尺对架体进行监测,主要监测支架的沉降、位移和变形。
(2)监测点设置:观测点设置在立杆1.2m标高处,用“+”字标出对比点,固定观测标准点在坚固基础上设置,宜采用钢钉或钢筋头在砼中预埋,柱或砼墙边监测点直接在浇筑好的砼上用钢钉钉入砼中作为固定对比观测点。监测点设置间距不超过20m。
(3)监测措施:架体搭设、使用直至完全拆除过程中,派专人检查支架和支撑情况,发现下沉、松动、变形和水平位移情况的应及时解决。
3.5.3监测频率
(1)架体搭设期间,一般监测频率不超过3~5天/次;架体使用期间,一般监测频率不超过10~15天/次,要求监测直至脚手架完全拆除。
(2)架体顶端水平位移预警值25mm,垂直度变化预警值20mm或沉降预警值20mm。
(3)发现杆件变形、防护不全、杆件松动等,监测数据超过预警值时必须立即停止施工,疏散人员,并及时进行加固处理。
3.6型钢悬挑支模的拆除施工工艺
安全准备:在进行任何拆除工作之前,必须确保施工现场的安全。清理施工区域,移除杂物和障碍物,确保工作区域的通畅和安全。拆除计划:制定拆除计划,包括拆除顺序、拆除方法和所需的人力和设备等,根据悬挑支模的结构和连接方式,确定拆除的先后顺序,确保拆除过程的安全和顺利进行。清除架体杂物→拆除脚手板、安全网→拆除该步水平横杆→拆除该步立杆→拆除该步小横杆→拆除剪刀撑→拆除连墙件→钢管及配件用塔吊运至地面指定位置→拆除下一步架→悬挑层的下一层搭设操作架→架子工上操作架→塔吊配合吊短肢钢挑梁(架子工将塔吊挂钩挂在短肢梁上并固定牢固)→拆除固定短肢钢挑梁的高强螺栓→塔吊将短肢钢挑量吊运至地面指定位置。清理和整理:在完成架体的拆除后,清理施工现场,移除残留的材料和设备[5]。整理拆除后的型钢支模材料,分类存放或进行回收利用。
4结语:
综上所述,通过对建筑工程中型钢悬挑支模施工技术的具体应用策略进行分析,发现该技术在建筑施工中的应用能够有效地提高施工效率和质量,增强工程整体安全性。本文通过对建筑工程中型钢悬挑支模施工技术进行分析,介绍了其具体的应用流程和内容,并对其中的相关技术进行了深入分析和探讨,通过对该技术的研究,可以为相关施工人员提供借鉴和参考,在实践中不断地加强该技术的应用效果和水平。
参考文献:
[1]张广周,操岳林,申辉.大跨度型钢悬挑支模架设计与施工[J].城市建筑空间,2022,29(S2):569-570.
[2]严忠勇.斜拉大悬挑型钢架在高支模架中的应用[J].四川建筑,2022,42(03):112-116.
[3]王志兵,杨博.型钢悬挑支模施工技术在建筑工程中的应用[J].居舍,2021(21):59-60+56.
[4]罗晓玲,简军,欧阳文乐等.高空大跨度悬挑型钢平台高支模施工技术[J].江苏建材,2019,171(S2):73-75.
[5]王进.悬挑型钢支模架在高空悬臂结构施工中的应用[J].工程质量,2018,36(04):29-32.