多层地下室结构精细化施工关键技术

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年2月6期   作者:李勇
[导读] 筏板钢筋支撑技术经过详细受力分析和计算,

         【摘 要】筏板钢筋支撑技术经过详细受力分析和计算,支撑体系稳定可靠,施工质量得到有效保证,解决传统钢筋支架承载力低,稳定性差等问题;国内已有的模板早拆装置都存在着与龙骨不配套,与市场上的租赁站或施工单位现有的周转材料和技术不能有机衔接,通用性差,工程建设初期一次性投资大等问题,轮扣式木模早拆体系可使以上施工难题得到有效解决;铝合金模板独立支撑系统只适用于3.2m以下层高,而轮扣式木模早拆支撑系统在层高变化时,轮扣式木模支撑体系通过增设横杆就可解决架体稳定性问题,相比之下适用性更强;工具式定型化支撑系统施工方便快捷,节约大量辅材,可适用于不同层高的地下室,回收利用率极高,符合“绿色施工”要求。
         【关键词】筏板、槽钢支架、混凝土、工具式、支撑、早拆、精细化
一、技术背景
         现代化的高层建筑的地下室用途越来越多样化,如地下商场、餐厅、车库、加工场等,随着对地下空间使用功能的日益扩张,地下室的施工难度越来越大。大体量的多层地下室施工成本高且施工质量不易控制,质量常见问题屡见不鲜,甚至还出现了较大安全事故。如何有效提高地下工程品质,降低安全风险,降低施工成本成为建筑施工行业亟待解决的问题。
二、超大超厚筏板施工关键技术
1.筏板钢筋支撑技术
         超大超厚筏板带来的是大体量的钢筋制安,针对不同厚度的筏板,上下层钢筋支架承载力低,稳定性不够等常见问题进行了技术攻关,形成了槽钢支架与钢筋支架结合支撑的技术。该技术工艺简单、施工方便、稳定性好,具有较高的承载力,能够承受较大的钢筋自重及施工荷载,其主要施工技术如下:
         (1)工艺流程
         施工准备→计算施工荷载→支撑系统选型→确定型钢类别、型号→确定型钢间距和连接方式→绑扎底板底部钢筋→焊接立柱底脚钢板→安放型钢立柱→连接斜撑、剪刀撑及水平杆件→绑扎底板中部钢筋→安装支撑系统顶部型钢横梁→绑扎底板上部钢筋→浇筑底板混凝土。
         (2)主要技术方案
         根据不同的底板厚度,经过详细计算验证,对于2m及2m以内的筏板,钢筋绑扎前先设置钢筋支撑,按纵横向1.5m间距设置,支撑钢筋顶部位置设置通长钢筋,作为底板上层钢筋支撑,该通长钢筋直径为Φ28;底板厚度>3m的采用10#槽钢现场加工支架,做法如下图所示。
                             厚度≤2m的底板钢筋支架大样
 
         厚度>2m的底板钢筋支架大样                厚度>2m的底板钢筋支架现场做法
         为了防止槽钢失稳,避免支架立柱槽钢成为贯通筏板的渗水点,在槽钢底加焊一块300×300×10钢板,槽钢中间根据筏板厚度在不同方向加设1~3道Φ25钢筋斜撑;为解决筏板顶部钢筋安装时定位难的问题,采用钢筋余料加工的等间距的定位筋控制钢筋间距,有效提高筏板钢筋安装效率和安装质量。

定位筋应用
         经实践证明,该技术安全可靠,施工质量得到有效保障,完成后的钢筋安装质量见下图:

综合使用槽钢支架和定位筋施工后的筏板钢筋
         支架安装完毕后在每根立柱中部安装遇水膨胀止水条,避免支架立柱成为贯通筏板的渗水点。
支架立柱上安装遇水膨胀止水条
         由于筏板厚度较大,施工过程中柱插筋容易受到扰动而产生偏斜或移位,发明了可调式矩形柱定位箍,解决了以上问题,该工具制作简单,使用方便,可多次周转使用,示意如下图所示(该工具已获得实用新型专利授权)。剪力墙插筋采用可周转利用的等间距的梯子筋进行定位和固定。
             
可调式矩形柱定位装置示意及实物图
2.筏板大体积混凝土浇筑
         本项目筏板混凝土约6000m3,项目位于城市中心位置,如何保证混凝土持续供应,确保混凝土拌合物和现场浇筑质量成为急需解决的施工难题。经过精心策划,对多个方案比选后确定最具有实施性的施工方案,组织建设、监理、设计、试验检验、混凝土拌合站等各方召开大体积混凝土专项会议,综合各方意见和项目实际情况对专项方案修改确认后实施,浇筑过程中派专人到混凝土拌合站监督检查其原材料质量、配比等工艺质量,保证混凝土拌合物质量;由于本工程筏板较厚,浇筑过程中采用分层浇筑,重叠振捣的方法,为了保证砼分层间的振捣均振捣到位,保证工程的施工质量,要求在各层钢筋留设上下人通道,保证振捣人员能下到底层操作。混凝土浇筑前按如下原则布置测温点:
         测点的布置原则为浇筑体平面对称轴线的一半为测试区,每条轴线上最少布置4个点,平分平面水平间距,由于电梯井、集水坑处最厚为6000mm,需单独对电梯井、集水坑位置布置1个测温点。
         通过对混凝土内部温度监测能及时掌握大体积砼的温度变化规律,及时了解温差对大体积砼的质量影响,对筏板基础进行温度监控,在养护期间内以便对温差过大的区域能有的放矢地采取相应技术措施,确保施工质量。

筏板大体积混凝土浇筑方式

大体积混凝土测温和温度变化曲线
         采用麻袋覆盖+塑料薄膜养护法,覆盖方式为:双层麻袋覆盖后将其充分湿润再覆盖黑色塑料薄膜。在浇筑完的区域特别注意保湿,潮湿养护使刚浇筑不久的混凝土避免因表面脱水而产生收缩裂缝,同时混凝土在保温潮湿环境中,有利于增强混凝土早期的抗裂能力,养护期间不允许提前揭开养护覆盖层。
 
筏板混凝土采用覆盖养护
三、轮扣式木模早拆施工技术
          随着混凝土楼板早拆模板施工工艺越来越多地被应用到工程中,早拆技术的一些问题也逐渐显现出来,国内已有的模板早拆装置都存在着与龙骨不配套,与市场上的租赁站或施工单位现有的周转材料和技术不能有机衔接,通用性差,一次性投资大等问题。针对以上问题,结合我公司辅料中心轮扣式支撑系统,对轮扣式木模早拆支撑系统的施工方法进行了研究,研发了早拆装置,并与轮扣支撑系统有机斜接,形成独特的“轮扣式木模早拆支撑系统”技术。
1.技术要点
         1、轮扣式横杆长1200mm,层板1220x2440mm,正好能与立杆间距配套使用。
         2、在早拆支撑头的位置,由两块胶合板拼接,且两块胶合板开孔,两块板上的孔尺寸与支撑头的尺寸匹配。
         3、U形托梁上安放主龙骨(60*100木方),主龙骨上安放次龙骨(40*50C型钢夹木),15mm厚胶合板安放在次龙骨上,早拆支撑头上表面与胶合板上表面平齐。
 
早拆头安装示意
         4、该支架体系设计原理为主动减小结构跨度,根据规范要求跨度≤2m时,混凝土强度≥50%即可拆除底模,混凝土强度达到设计要求后,按设计方案要求拆除次梁模板、主梁侧模、楼板板模板和部分支架立杆,在架体内形成运料通道以便及时将材料转运到下一层使用,其支撑系统示意如下:
轮扣式木模早拆支撑系统示意
四、施工电梯等设备基础工具式标准化支撑系统研发应用
1.支撑系统简介
         针对施工电梯等设备设置于地下室顶板上的情况,研发了工具式标准化支撑系统。该系统由承插式支架和可调支撑头组成;承插式支架立柱为4根φ125×4.5mm的钢管,钢管上焊有三道承插接口,12根工具式的横杆通过承插接口与4棵立柱连接组合成支架系统。经受力分析及验算,该系统强度、刚度、稳定性等均满足要求,具有支拆方便快捷,可周转利用,占地面积小,无构配件损耗,美观实用,大量减少钢管、扣件、顶托的用量等优点。
2.施工技术要点
         1 材料
         (1)立柱
         采用Q345φ125×4.5mm钢管。立柱高度为楼层净高减100mm,每个施工电梯每层四根立柱,每根立柱底部焊有15mm厚25mm×25mm Q345钢板。每根立柱在离地30cm、1.8m、3.3m处各焊接两个在水平方向垂直的承插扣。
         (2)横杆
         横杆采用φ48×3mm钢管,两端焊接承插头;每层支架需要4×3根带承插头的横杆,其长度根据立柱间净距控制。

立柱与横杆安装效果
         (3)可调支撑头
         可调支撑头分为带有中心螺孔的支承垫块、配装于支撑垫块中心螺孔中的顶端带有支撑顶板的φ48螺杆(支撑顶板为15mm厚直径150mm的园型钢板),螺杆上配装一个M48调节螺母。
     
可调支撑头安装效果
(2)工艺流程

工艺流程图

四层地下室支撑系统示意
         该支撑体系立柱设有定尺标准节和配节,标准节与配节之间使用自主发明的钢管连接件连接,结合顶部可调支撑头,该系统适用于不同的层高,对施工电梯等设备在地下室的支撑尤为适用,使用过程中几无构配件损耗,可多次周转使用,其中钢管连接件和可调支撑头均已获得实用新型专利授权。
五、小结
         在我国经济社会快速发展的新时代,随着人民生活水平的不断提高,人们对更加健康、舒适的生活、工作、学习环境的需求日益加深,建筑是人们生产、生活、学习的重要场所,建筑品质的优劣直接影响着人们的身心健康。政府有关部门高度重视,继开展了工程质量治理两年行动后,又推出了工程质量安全提升行动方案,明确要求“推广工程建设新技术,大力推广建筑业10项新技术等先进适用技术”。
         通过多层地下室结构精细化施工关键技术的研究和应用,有效保证了多层地下室结构施工质量,节约了劳动力和工期,降低了施工成本;早拆体系的应用,大幅减少施工前期投入,缓解初期施工经济压力,节约木方、层板等周转料消耗量;工具化、定型化支撑系统及后浇带可调独立钢柱支撑技术均可周转使用,节约大量材料,完全满足“四节一环保”要求,具有广泛的推广应用价值。
         国内常见传统的筏板钢筋支撑为使用钢筋马镫或辅以脚手架支撑(混凝土浇筑过程中逐步拆除脚手架),这种形式的支撑体系,上排钢筋安装质量难以保证,施工过程中由于大量的操作人员需进入到支架下方进行各项安装工作,安全隐患极大。该支撑技术经过详细受力分析和计算,支撑体系稳定可靠,施工质量得到有效保证;国内已有的模板早拆装置都存在着与龙骨不配套,与市场上的租赁站或施工单位现有的周转材料和技术不能有机衔接,通用性差,工程建设初期一次性投资大等问题,轮扣式木模早拆体系可使以上施工难题得到有效解决;铝合金模板独立支撑系统只适用于3.2m以下层高,而轮扣式木模早拆支撑系统在层高变化时,轮扣式木模支撑体系通过增设横杆就可解决架体稳定性问题,相比之下适用性更强;工具式定型化支撑系统施工方便快捷,节约大量辅材,可适用于不同层高的地下室,回收利用率极高,符合“绿色施工”要求。
         多层地下室结构施工关键技术的应用,解决了一些人们普遍关注的热点问题,大大提升了工程质量,提高了建筑品质。在保障施工安全的前提下,加快了工程进度,得到了业主单位和用户的高度认可,获得了良好的经济和社会效益,同时,提升了公司的品牌影响力和核心竞争力。
【参考文献】
[1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》
[2]《大体积混凝土施工规范》
[3]《建筑施工模板安全技术规范》
[3]《云南省第一人民医院二号住院楼项目设计图纸》
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