建筑施工新型鋼混凝土空腹夾層板施工工法

新型鋼—混凝土空腹夾層板施工工法XX三建建筑工程有限責(zé)任公司XX四方結(jié)構(gòu)新技術(shù)發(fā)展有限公司1.前言上世紀(jì)80年代出現(xiàn)的平板型焊接球和螺栓球節(jié)點(diǎn)平板型鋼網(wǎng)架，它具有空間三維受力，工廠制造現(xiàn)場(chǎng)拼裝，用料經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，但相應(yīng)帶來的不足之處也不可忽視，如防銹、防火性差，由于管壁薄，所以耐久性、抗腐蝕性對(duì)建筑物的使用壽命也值得商榷，另一方面我國(guó)大量的工業(yè)廠房和公共建筑90%以上，是跨度在12m～30m之間，其網(wǎng)架的費(fèi)用更高，由工程院院士馬克儉教授研發(fā)的空腹樓板（專利公開號(hào)CN1811094A）填補(bǔ)了這項(xiàng)空白，這種結(jié)構(gòu)具有用料省、自重小、跨度大，外觀優(yōu)美等突出特點(diǎn)，近幾年在我國(guó)到大面積的應(yīng)用，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。XX第一建筑工程公司和XX三建建筑工程有限責(zé)任公司在XX中醫(yī)藥大學(xué)體育館工程中的空腹夾層板施工中，總結(jié)出新型鋼—混凝土空腹夾層板施工工法，經(jīng)過全國(guó)各地多個(gè)工程的應(yīng)用，證實(shí)其減少了建筑工程施工過程中模板量的投入，簡(jiǎn)化了施工方法，達(dá)到節(jié)約資源、縮短工期、降低工程成本的目的。2.工法特點(diǎn)新型鋼—混凝土空腹夾層板是通過對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、采用厚壁大管徑的無縫鋼管(Φ180×10)做為豎向支撐、普通鋼管(Ф48×3.5)做為拉結(jié)的支撐體系，厚壁管的布置間距可以擴(kuò)大到4000×4000mm，比傳統(tǒng)的普通鋼管(Ф48×3.5)支撐體系有更大的承載力，如采用傳統(tǒng)的支撐體系，通過計(jì)算則鋼管的支撐間距為300mm，施工人員將無法在下面操作，施工過程中面臨許多關(guān)鍵技術(shù)，特別是支模、拆模過程中的技術(shù)，在支模過程中，1～2層鋼柱應(yīng)上下對(duì)齊，不得錯(cuò)位；在拆模過程中要遵循從上到下逐層拆除，每層的拆除順序要從中間向兩邊拆除。3.適用范圍新型鋼—混凝土空腹夾層板施工工法適用于工業(yè)與民用建筑中大跨度現(xiàn)澆梁板的施工。4.工藝原理新型鋼—混凝土空腹夾層板的工藝原理是利用大管徑的無縫鋼管強(qiáng)度大、剛度大、承載能力高、可承擔(dān)較大彎矩和剪力的原理，該工藝減少了傳統(tǒng)支撐體系豎向支撐過于緊密的不足，加大了豎向支撐的間距，節(jié)約了模板、木方和支撐材料，減少了施工作業(yè)量，空腹樓板中間加柱，改變了使用條件下的受力狀態(tài)，使整體結(jié)構(gòu)跨中臨時(shí)增加鋼柱處的負(fù)彎矩加大，驗(yàn)算負(fù)彎矩筋是否滿足；在結(jié)構(gòu)驗(yàn)算中，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行Ansys建模，采用簡(jiǎn)化成兩層交叉梁中間短柱與上下交叉梁剛接的空間框架模型計(jì)算方法。在充分理解設(shè)計(jì)意圖的前提下，通過細(xì)致的計(jì)算，采用上述支模及拆模的方法，能較好的滿足設(shè)計(jì)要求。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程立柱180×10mm管安裝→水平拉接48×3.5mm管安裝→立柱180×10mm管頂部水平操作平臺(tái)安裝安裝→U形鋼板槽臨時(shí)架安裝→1.5m高調(diào)節(jié)裝置安裝→臨時(shí)支架拆除→U形鋼板槽及樓面板支撐安裝→下弦U型板輔設(shè)鋼筋、剪力鍵鋼筋→下弦混凝土澆筑→剪力鍵模板及上弦梁板模板安裝→剪力鍵及上弦板鋼筋→剪力鍵及上弦板澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→卸荷及模板支撐拆除→驗(yàn)收。支撐示意圖如下：5.2操作要點(diǎn)、立柱的安裝首先按施工圖放出立柱定位線用墨斗彈在混凝土樓面板上。用門式腳手架搭設(shè)4個(gè)可移動(dòng)的4m高操作平臺(tái)用來做立柱水平拉接的操作平臺(tái)，把4個(gè)平臺(tái)放在開始安裝的4個(gè)立柱附近，做到牢固可靠可操作水平拉接的安裝，立柱吊裝采用塔吊將第一根立柱吊裝到位然后用臨時(shí)支撐將第一根立柱固定支護(hù)牢固防止傾倒，然后吊裝第二根立柱同樣支護(hù)，接著從下到上將水平拉接（48×3.5mm腳手架管）安裝上，然后吊裝第三根立柱將水平拉接安裝上，接著安裝第四根立柱讓這四根立柱形成一個(gè)井字架并安裝剪刀撐。按此順序安裝直到將地下室立柱全部安裝完畢。地上一層、二層全部按此方法安裝。、安裝立柱（180×10㎜）頂部水平操作平臺(tái)1按圖紙用48×3.5mm腳手架管搭設(shè)水平操作平臺(tái)，首先安裝D軸到S軸方向的水平桿，然后安裝1軸到10軸方向的水平桿，兩個(gè)方向的水平桿用腳手架扣件連接。2在所有U形鋼板槽兩側(cè)各鋪上兩條鋼跳板并用8號(hào)線綁扎牢固以便下道工序施工。、安裝U形鋼板槽臨時(shí)支架U形鋼板槽臨時(shí)支架用Ф48×3.5mm腳手架管搭設(shè)，在Ф180×10㎜無縫鋼管立柱頂部水平管上綁扎Ф48×3.5mm立柱，此立柱高出空腹夾層板下肋底面200mm左右即可，然后按空腹夾層板下肋底面標(biāo)高在Ф48×3.5mm立柱上綁扎與Ф180×10㎜無縫鋼管頂部水平操作平臺(tái)一樣的水平桿用來做空腹夾層板下肋U形鋼板槽的臨時(shí)支架。、安裝1.5m高調(diào)節(jié)裝置在U形鋼板槽安裝完畢后經(jīng)檢驗(yàn)合格后安裝調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置用塔吊吊到U形鋼板槽節(jié)點(diǎn)附近用人工將調(diào)節(jié)裝置安裝到位，調(diào)節(jié)裝置起到調(diào)節(jié)U形鋼板槽反拱（設(shè)計(jì)說明：起拱按短跨的1/500）及拆除整個(gè)支撐系統(tǒng)的作用。、U形鋼板槽安裝調(diào)節(jié)裝置安裝完畢后拆除U形鋼板槽臨時(shí)支架，然后安裝U形鋼板槽支撐，U型板槽在十字交叉處采用焊接及螺栓連接。、鋼筋敷設(shè)鋼筋敷設(shè)按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行敷設(shè)，鋼筋的連接采用單面焊接，為增加混凝土與U型鋼板的粘結(jié)強(qiáng)度，在U型板內(nèi)點(diǎn)焊M16的螺栓增加錨固，同時(shí)在U型板內(nèi)焊接U型箍筋。、U型槽混凝土的澆筑原設(shè)計(jì)要求在36M跨留設(shè)后澆帶，經(jīng)與設(shè)計(jì)者溝通確認(rèn)取消后澆帶，混凝土一次澆筑完不留施工縫，為了防止混凝土表面產(chǎn)生收縮及徐變產(chǎn)生的裂縫采用在商品混凝土中摻加緩凝劑、膨脹劑，運(yùn)輸采用塔吊及料斗，混凝土沿短跨方向澆筑。、剪力鍵及頂板支模、綁筋及混凝土澆筑在U型板混凝土達(dá)到強(qiáng)度后開始支設(shè)剪力鍵及頂板模板，模板采用竹膠模板，支撐采用普通鋼管支撐在鋼柱上的支模方法，鋼筋綁扎按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行布置；商品混凝土對(duì)粗細(xì)骨料的選擇，碎石選用5-31.5mm連續(xù)粒級(jí)，砂選用細(xì)度模數(shù)不小于2.3的中砂，混凝土的運(yùn)輸采用塔吊及泵送相結(jié)合的方式，混凝土施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)振搗，不宜過振也不要漏振，在混凝土初凝前進(jìn)行二次復(fù)振，方可達(dá)到密實(shí)，以消除沉縮裂縫。、混凝土的養(yǎng)護(hù)混凝土二次抹面后，立即采取覆蓋等措施，并澆水養(yǎng)護(hù)，澆水的次數(shù)應(yīng)能保持混凝土有足夠的潤(rùn)濕狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)期為14天。、卸荷及模板支撐拆除待混凝土強(qiáng)度達(dá)到100％時(shí)方可拆除支撐。本方案總的拆除順序?yàn)閺纳舷蛳轮饘硬鸪?，每層的拆除順序?yàn)橄戎虚g后兩邊。每層參照支撐拆除圖紙分五步進(jìn)行：第一步先拆除副支撐；第二步要收拾施工平臺(tái)，搭設(shè)必要的跳板和安全欄桿，為卸荷施工做準(zhǔn)備；第三步即按照擬定順序卸荷，循環(huán)施工；第四步拆除1.5m高調(diào)節(jié)裝置。第五步拆除180×10mm立柱及拉接桿。其中第三步卸荷按如下的順序進(jìn)行：1、本工程支撐按等值線分為a、b、c、d、e、f、g、h、i、j共10組，每組又分為20次位移直至支撐脫離梁底，卸載沉降控制量等值線圖如下：2、每個(gè)測(cè)點(diǎn)下點(diǎn)焊一個(gè)不足1mm的鋼絲，鋼絲一直從屋頂垂到地面，并掛重物，鋼絲上固定一個(gè)事先設(shè)計(jì)好的卡具，并與百分表相連。卸載時(shí)，樓蓋下?lián)?，鋼絲上的卡具下移，帶動(dòng)百分表下移，二者同步，樓蓋的撓度便可通過百分表監(jiān)測(cè)出來。監(jiān)測(cè)示意圖如下所示。3、卸荷步驟和位移控制量統(tǒng)計(jì)表如下：等值組號(hào)卸荷步驟a組b組c組d組e組f組g組h組i組j組第一步2020202020第二步0404040404第三步4040404040第四步0404040404第五步4040404040第六步0606060600第七步6060606060第八步0808080800第九步8080808000第十步0100100100000第十一步10010010010000第十二步0100100100000第十三步1001001000000第十四步010010000000第十五步100100000000第十六步01000000000第十七步10000000000第十八步0000000000第十九步10000000000第二十步0000000000總計(jì)7462545244423422168注：本表中單位采用mm，雙劃線以下區(qū)域，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做卸載位移量的進(jìn)一步調(diào)整。每次位移量不得大于10mm。6.材料與設(shè)備6.1材料規(guī)格和性能新型鋼—混凝土空腹夾層板支撐采用Φ180×10、Ф159×8無縫鋼管、Ф48×3.5普通鋼管、銷釘、U型板（6mm、8mm）、高強(qiáng)螺栓。6.2設(shè)備新型鋼—混凝土空腹夾層板選用的設(shè)備，見下表表6.2新型鋼—混凝土空腹夾層板選用的設(shè)備序號(hào)裝備名稱額定功率（KW）序號(hào)裝備名稱額定功率（KW）1電弧焊機(jī)159切割機(jī)1.52交流焊機(jī)3610手電鉆0.53電焊條烘箱8.111千斤頂15T4剪板機(jī)3012倒連5T5圓鋸1.513經(jīng)緯儀6平刨1.514水準(zhǔn)儀7壓刨1.515手鋸8折彎?rùn)C(jī)1516扭距扳手7.質(zhì)量控制7.1新型鋼—混凝土空腹夾層板依據(jù)地方有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。7.2U型板安裝前應(yīng)嚴(yán)格測(cè)設(shè)控制線，保證定位精確，U型板安裝后應(yīng)保證整體的穩(wěn)定性。7.3U型板連接通過高強(qiáng)螺栓固定連接板使U型板形成整體，Ｕ型板的支架應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠承受現(xiàn)澆混凝土重量及施工荷載。支架下樓板或地基土層應(yīng)具有承受上層荷載的承載能力。7.４新型鋼—混凝土空腹夾層板拆除時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)，應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204）相應(yīng)條款要求。7.５新型鋼—混凝土空腹夾層板安裝的允許偏差，見表7.５。表7.５新型鋼—混凝土空腹夾層板安裝的允許偏差項(xiàng)目允許偏差（mm）檢驗(yàn)方法軸線位置5鋼尺檢查底模上表面標(biāo)高5水準(zhǔn)儀或拉線、鋼鋼尺檢查截面內(nèi)部尺寸梁＋4，－5鋼尺檢查層高垂直度不大于5m6經(jīng)緯儀或吊線、鋼鋼尺檢查大于5m8經(jīng)緯儀或吊線、鋼鋼尺檢查表面平整度52m靠尺和塞尺檢檢查注：檢查軸線位置時(shí)，應(yīng)沿縱、橫兩個(gè)方向量測(cè)，并取其中的較大值。8.安全措施施工前組織施工人員進(jìn)行安全教育，加強(qiáng)施工安全管理，嚴(yán)格遵守各項(xiàng)安全生產(chǎn)規(guī)章制度。施工前制定安全施工措施，并在施工前進(jìn)行交底。在拆除危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)置圍欄并設(shè)警戒標(biāo)志牌。拆除施工，必須在工程負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮和設(shè)專人監(jiān)督下進(jìn)行。施工中安全負(fù)責(zé)人要隨時(shí)對(duì)支撐體系進(jìn)行安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正，以消除隱患。裝拆模板時(shí)，上下應(yīng)有人接應(yīng)，隨拆隨運(yùn)轉(zhuǎn)，并應(yīng)把活動(dòng)部件固定牢靠，嚴(yán)禁堆放在腳手板上和拋擲。8.0.6支撐拆除的順序和方法，應(yīng)按照設(shè)計(jì)的規(guī)定進(jìn)行，遵循先支后拆，先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原則。9.環(huán)保措施遵守國(guó)家、地方有關(guān)環(huán)保法律法規(guī)，新型鋼—混凝土空腹夾層板減少了木材、鋼材的使用，減化了施工步驟，比傳統(tǒng)支撐方式節(jié)能、環(huán)保。9.0.1正確處理垃圾：合理配制模板，減少模板邊角料、鋸屑等施工垃圾的產(chǎn)生，施工垃圾在施工區(qū)內(nèi)集中存放，并及時(shí)運(yùn)往指定垃圾場(chǎng)。運(yùn)輸車輛要封閉良好，保證道路的清潔衛(wèi)生，不得在運(yùn)輸過程中沿途丟棄、遺撒固體廢物。9.0.2提高廢舊物再循環(huán)利用率：對(duì)廢舊物本著先內(nèi)后外、先利用后處理的原則管理，提倡修舊利廢、節(jié)約代用。10.效益分析新型鋼—混凝土空腹夾層板施工工法是在對(duì)比傳統(tǒng)支撐方式施工工藝基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),減少了材料投入，降低了工程施工成本。這種工法具有顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益，主要表現(xiàn)在以下幾方面：10.1工程造價(jià)低新型鋼—混凝土空腹夾層板施工工法與傳統(tǒng)支撐施工工藝相比較，減少了普通鋼管的投入量，并節(jié)約模板材的使用，降低了工程總體成本。10.2工程工期短新型鋼—混凝土空腹夾層板施工工法與傳統(tǒng)支撐的施工工藝相比較，模板安拆速度快，可以節(jié)省模板安拆所占用的工時(shí)，大大縮短了工程工期。同時(shí)也節(jié)省了因延長(zhǎng)工期所需的工程開支。10.3節(jié)能環(huán)保新型鋼—混凝土空腹夾層板施工工法對(duì)周圍環(huán)境污染低，節(jié)約了能源。滿足國(guó)家有關(guān)建筑節(jié)能的要求，使可再生能源（木材、竹材）在建筑行業(yè)得到大規(guī)模使用。11.應(yīng)用實(shí)例吉林省長(zhǎng)春市吉林省政協(xié)禮堂工程屋蓋與樓蓋均采用鋼筋混凝土空腹夾層板，建筑平面為橢圓形短軸22m，長(zhǎng)軸26m，網(wǎng)格2000×2000mm，結(jié)構(gòu)高度h=720mm，樓蓋另加50厚疊合層，設(shè)計(jì)使用荷載420kg/㎡，2000年建成使用，亦是國(guó)內(nèi)橢圓形平面大跨度樓蓋采用空腹夾層板的首例。原貴州工業(yè)大學(xué)邵逸夫?qū)W術(shù)籃球館工程籃球館屋蓋24m×