工具式格構柱獨立支撐體系

周 偉，劉 璇，田君華

（中建三局第一建設工程有限責任公司中南公司，湖北 武漢 430070）

為解決建筑物不均勻沉降及超長結構溫縮問題，通常設置后澆帶。因后澆帶留置時間長，加之在實際施工中存在后澆帶支撐體系搭設不規范、檢查不到位的問題，嚴重影響結構安全，所以需研究一種新型的后澆帶臨時支撐結構，保證后澆帶部位結構的安全，增加后澆帶位置的空間利用率，提高模板及模板支撐體系的周轉率。

1 工程概況

萬科金域國際綜合體項目位于漢陽五里墩B1-1地塊，規劃用地性質為商業服務業設施用地，規劃凈用面積為29923m2，總建筑面積為30.04萬m2，其中計容建筑面積為24.55萬m2，容積率為8.2。購物中心為地上1～7層，商業塔樓為地上8～43層，辦公塔樓為地上8～48層，最大高度為211.3m。主體結構施工階段共有幾十條后澆帶，后澆帶縱橫交錯，給模架支設帶來較大困難。

2 后澆帶支撐體系概述

2.1 傳統后澆帶支撐體系

目前，建筑工程施工中傳統后澆帶支撐方式主要有三種形式：鋼管雙排架支撐、鋼管格構柱支撐和混凝土構造柱支撐。

第一種是鋼管雙排架支撐，優點是適用性強，基本適用于所有后澆帶；缺點是材料用量大、占用空間多、難以維護等。第二種是鋼管格構柱支撐，優點是占用空間小、成本低；缺點是承載力一般，使用范圍有局限性。第三種是混凝土構造柱支撐，優點是占用空間小、承載力比較強；缺點是后期需拆除，容易產生大量建渣。

2.2 工具式格構柱獨立支撐體系

基于上述后澆帶支撐的三種形式，經過綜合考慮，文章提出了一種后澆帶采用工具式格構柱獨立支撐的方法，如圖1所示。

后澆帶工具式格構柱獨立支撐主要由內外立管、盤扣連接盤、橫桿、插銷及上端支撐蓋板組成。外立管頂部設有螺紋式套管，并設有插銷，可以調節支撐與模板木方之間的松緊；內立管每隔12cm開設Ф20mm圓孔，用于高度調節；各鋼立柱設有盤扣連接盤，各鋼立柱之間采用盤扣橫桿連接為整體，橫桿間距為2m設置一道；獨立支撐頂部設有支撐蓋板，蓋板下方設有4根圓管，墊板將內管頂部連接成整體。該后澆帶支撐體系可廣泛應用于各種住宅、商業工程的后澆帶支撐中。

圖1 工具式格構柱獨立支撐

后澆帶工具式格構柱獨立支撐可用在后澆帶、施工縫等懸臂構件的位置，它的高度可在一定范圍自行調節。以中建三局第一建設工程有限責任公司中南公司萬科金域國際項目為例，由于層高變化比較大，故設計了兩種高度范圍，一種高度范圍為2.7～3.7m，另一種高度范圍為4.3～5.3m。主要構件包括內外立管、盤扣連接盤、橫桿、插銷及上端支撐蓋板。

鋼立柱的外管采用60mm×3mm的鋼管，頂部設有螺紋式套管，并設有插銷，用以調節支撐與模板木方的松緊。調節至合適高度后，將插銷插入鋼立柱內管的圓孔內，完成外立管與內立管的連接。

鋼立柱的內管采用48mm×2.5mm的鋼管，設計每間隔12cm開設Ф20mm圓孔，便于調節支撐高度，以適用于各類型建筑后澆帶支撐。內外立柱之間采用插銷連接。

鋼立柱頂部支撐蓋板下方設有4根60mm×3mm的圓管，墊板將內管頂部連接成整體。

盤扣橫桿，每根鋼立柱外立管每隔2m設計有盤扣連接盤，之間采用盤扣橫桿連接，連接形成格構柱。

3 工藝流程

該新型工具式格構柱獨立支撐安裝的主要步驟如下：將鋼立柱的內管套入外管，使用銷軸固定；用盤扣橫桿依次將連接盤連接起來，使鋼立柱成為整體；安裝頂部支撐墊板；調節外管上端的螺紋式套管使支撐墊板與木方抵緊，高度調節完畢后即完成安裝。

4 質量保證措施

（1）嚴格控制進場材料的材質。

（2）焊工必須經考試合格并取得合格證書。

（3）持證焊工必須在其考試合格項目及其認可范圍內施焊。

（4）鋼材切割面應無裂紋、夾渣、分層和大于1mm的缺棱。

（5）焊縫無漏焊、虛焊、焊瘤、焊渣等缺陷。

（6）根據設計計算所得出的數據進行后澆帶部分的受力情況分析，保證整個系統的施工參數。繪制施工圖，明確架體搭設的根本性要求以及關鍵組成部件的安裝等過程。

（7）要使用符合國家標準的材料，如發現不合格材料被使用，應嚴肅處理責任人。

（8）架體搭設完成之后，應該請該工程的監理和甲方進行工程驗收工作，合格后方可進行下一步澆筑工作。

（9）澆筑完成后至封閉期間，不能拆除任意支撐構件。

（10）澆筑完成后，強度達到設計的100%后才能拆掉支撐構件。

5 安全保證措施

（1）根據國家、行業和企業的安全生產法規和規章制度認真落實安全生產責任制。

（2）施工前，所有準備材料應該準備就緒并且擺放整齊。

（3）嚴格按照施工技術要求進行施工，剩余材料及時清除出施工現場。

（4）凡高空作業人員必須經體檢合格后方能進行高空作業，特殊工種應持證上崗。

（5）高空作業人員必須系安全帶。

（6）高空施焊時注意防火，配備接火盆、滅火器。

（7）上部施工時需在地面拉設警戒線，設置警戒牌，防止高空墜物事件發生。

（8）施工時必須由專人操作，精神集中，并做到“三看”“二聽”“一及時”，即看電流表、進度、孔壁情況，聽機器運轉、孔內震動聲，發現異常情況要及時處理。

（9）后澆帶兩側不允許隨意放置任意建筑原料，防止荷載過大而導致支撐體受損。

（10）施工前，應仔細檢查各種施工設備和工具，保證所有設施都處于安全的狀態。

6 荷載計算

截取40cm獨立支撐的小樣進行抗壓試驗，節點部位的承載力可達22t。通過分析，支撐高度在3.5m時承載力為12t，支撐高度在4.5m時承載力為8t，基本上能滿足所有房建項目的需求。以可調范圍為4.7～5.5m的獨立支撐建立有限元模型，施加224kN的豎向荷載。應力與變形均滿足要求，桿件穩定應力比接近臨界值。

7 效益分析

將工具式格構柱獨立支撐與鋼管雙排架、混凝土構造柱進行經濟性對比：購買一組工具式格構柱獨立支撐是900元；鋼管雙排架按6個月的租賃時間測算，每4m長度租賃費用高達312元；單根混凝土構造柱支撐施工及后期破除的費用至少需500元。

通過以上分析可知，工具式格構柱獨立支撐周轉一次后的經濟性要優于混凝土構造柱支撐，周轉兩次后的經濟性要優于鋼管雙排架支撐。理論上，它可以周轉200次。可見，其具有安全、實用、經濟的特點，有較高的推廣應用價值。

工具式格構柱獨立支撐施工技術已成功應用于中建三局一公司萬科金域國際項目，實現了工具化、定型化和標準化施工，保證了后澆帶結構的安全，增加了后澆帶位置的空間利用率，提高了模板及模板支撐體系的周轉率。同時，后澆帶臨時支撐結構操作簡便、施工效率高，并可重復周轉使用實現綠色施工，顯著提升了現場安全文明施工形象，同時縮短了施工工期，降低了施工成本，達到了預期的各項指標，提升了管理水平，取得了業主、業內同行及社會的認可和好評，有較好的經濟效益及社會效益。

8 結束語

綜上所述，文章提出了一種新型工具式格構柱獨立支撐體系后澆帶施工方法，通過理論分析，該施工方法可為類似工程提供切實可行的參考價值。