超高超長混凝土懸挑板錯層布置的施工方法

錢少波（中鐵建工集團有限公司，上海 200333）

伴隨著我國現代化的快車道推進深度，各種超高層建筑物如雨后春筍般出現，而隨著人們對建筑外立面的美觀要求越來越高，外形也從原來的矩形逐漸演變的奇新特異。特別是針對辦公樓、寫字樓、展示中心的公建建筑領域，建筑師們為了突出自己的特點，常常設計出各種造型獨特、外形新穎的建筑，不僅給結構設計師提出了結構設計難題，也給施工過程的安全措施增加了很大的難度。

1 工程概況

南京江寧天印健康創新園項目，工程地址位于江蘇省南京市江寧區福英路與格致路西北側，項目總占地面積為131 731 m2，規劃總的建筑面積為 563 613 m2。項目主要建設包括 25 棟單體和地下室，主要內容包括 A 01～A 04（3棟 16 層和 1 棟單層），B 01～B 09（5 棟 19 F、2 棟 12 F、1 棟 23 F 和 1 棟 2 F），C 01～C 03（3 棟 4 F）和室外連廊，地下室總體 -1 F，局部 2 F，主樓的結構形式采用現澆鋼筋混凝土框架結構體系。其中 A-01 棟、B-01 棟、B-05 棟共計 3 棟高空存在懸挑結構，層高為 4 m，最長懸挑構件為3.6 m，懸挑構件寬度為 15 m，懸挑高度為 60 m。

整個樓棟的懸挑構件設計分為兩個方向錯層布置，層高4 m，均在 60 m 高空有伸出結構外邊的 3.6 m 懸挑構件，同時連續四層。根據現場情況，施工安全要求模板支撐架不僅需要承受本層懸挑構件傳遞的荷載，還需要承受上層荷載傳遞的荷載]，同時還需要搭設雙排的防護架，確保施工人員的操作安全。如果采用普通的懸挑工字鋼施工，則需要采用 63 # 工字鋼，間距 1 m 布置才能滿足荷載要求，既不經濟也不實用，因此需要研制一種新型的架體，即可以承受構件結構荷載的同時，也可以保證施工人員的安全。

2 工程重難點

針對項目的特點，技術人員通過對比各種方案設計，參考相關文獻資料，最后確定的具體方法是設計一種類似于花籃螺栓懸挑腳手架，采用專門制作的底托設計解決施工措施及安全防護的問題，具體特點如下。

（1）本懸挑底托的設計，承受的荷載是普通腳手架體懸挑工字鋼的 3 倍，同時預留的一定的安全系數。

（2）整個懸挑底托不僅僅作為上部結構施工的模板架體（承重架）的基礎，還要作為外防護架的底板基礎，即同時作為承重架和防護架的基礎。

（3）架體底座的主要受理采用多個花籃拉桿形式設計，以拉為主，底部斜撐只作為安全儲備，不參加荷載計算。

（4）考慮到花籃上部鋼絲繩需要設置在梁上，但是梁的混凝土強度需要一定時間才能達到設計強度，因此整個架體下沉一層，以確保受拉邊梁的混凝土強度滿足計算要求。

（5）因為懸挑底托下沉設置，層高為 4 m，整個內模架的高度超過了 8 m，因此整個工藝包含了多個超過一定規模的危險性較大的分部分項工程，屬項目安全管理的重中之重。

3 施工工藝流程/研究的過程

3.1 高空多向錯層超長懸挑混凝土構件架體設計系統

如圖 1 所示。

圖1 高空多向錯層超長懸挑混凝土構件架體設計系統圖

3.2 高空多向錯層超長懸挑混凝土構件架體加工安裝

高空多向錯層超長懸挑混凝土構件架體施工，由多個懸挑主梁單元組成，每個懸挑主梁由上拉桿、下撐桿、懸挑主梁、內外架體組成。

（1）懸挑主梁：采用 22 a # 工字鋼，截面尺寸為 220 mm×110 mm×7.5 mm，長度為 9 m（單根重量為 297.63 kg），工字鋼上部焊接 4 處吊耳板，壁厚為 10 mm，間距從懸挑端開始分別為 800 mm、1 000 mm、1 000 mm、900 mm，中間設置 14 # 橫向工字鋼一方面用于加固懸挑主梁，防止變形，另一方面將模架模數與主梁不匹配，通過橫向連接件將豎向荷載傳遞至懸挑主梁上。

（2）上拉桿件：采用 4 根Φ22 的花籃拉桿，上拉桿與主梁吊耳板采用 8.8 級 M 22 高強螺栓連接，上拉節點獨立設置，且結構支撐梁在上拉桿與結構連接處有足夠的承載能力，斜拉桿拉結到框架梁上，按倒八字形式拉結，且需分層設置。高空多向錯層超長懸挑混凝土構件架體斜拉桿八字形式布置如圖 2 所示。

圖2 高空多向錯層超長懸挑混凝土構件架體斜拉桿八字形式布置圖

（3）下撐桿件：采用 16 # 工字鋼，長度為 6.54/5.86 m，上部距主梁端部 400 mm，上部與主梁采用 8.8 級 M 20 的高強螺栓連接，下部與 7 層梁板 KL8/13 層梁板 L 27 上面預埋 M-1（-12×400×300）螺栓連接；M-1 埋件做法見圖 3，中間設置橫向連接件，保證下撐桿及主梁的整體穩定性；

（4）架體：內模架、外腳手架架體需同時考慮、計算、施工，外腳手架為雙排腳手架，采用Φ48 mm×2.7 mm 的鋼管，間距 1 500 mm，步距 1 800 mm，連墻件兩步兩跨設置。內模架為盤扣式鋼管腳手架，步距 1 500 mm，且上部采用鋼筋桁架樓承板形式，自身具有一定的剛度，根據規范底部架體間距可較大設置，無支撐間距可達 3 m，整體穩定性好，底部操作平臺采取硬防護安全措施。構件架體加工、安裝如圖 3 所示。

圖3 高空多向錯層超長懸挑混凝土構件架體加工、安裝示意圖

3.3 質量控制措施

（1）本工藝屬于由多個超過一定規模的危險性較大的分部分項工程組合而成的一個復雜而且具有很大危險性的專項工程，項目技術管理人員應根據工程項目實際情況，組織對所有參與的施工人員進行針對性的技術交底，對工程質量目標分解后的重難點實施針對性技術引導與檢查。

（2）項目總工程師對整個工程項目的施工質量負責，還需要對工程質量滿足設計圖紙要求及相關的政府法規、規范及建設單位相關要求負責。

（3）項目施工質量管理人員必須對進場的所有施工用材料按設計要求進行檢查，不符合要求的材料禁止用在本項目工程實體結構上。

（4）因本懸挑平臺屬于自己設計，因此考慮在場內加工，具體要求如下：① 加工所有的材料的品種、級別、規格尺寸、相關性能指標等應符合本項目方案的設計要求，不得以次充好。② 工字鋼的長度、尺寸必須與設計圖紙相符。③ 在樓層混凝土施工過程中，及時做好 U 形板的預埋和花籃拉桿的預埋預留工作，預埋的孔洞位置必須準備，避免后期安裝困難。④ 型鋼進場前，必須對相關的質量證明文件進行檢查，同時做好進場后的復試工作，使用前須進行防銹處理，整個過程必須安排專人進行管理。⑤ 懸挑承力架的懸挑工字鋼梁、花籃螺栓拉桿、預埋板等零部件使用前必須檢查其焊縫、螺紋的完整性及有效性；重復使用的需檢查其懸挑型鋼、拉桿、花籃螺栓等部件的銹蝕深度，不合格者嚴禁使用。⑥ 懸挑鋼管腳手架的鋼構件應存放于室內。如存放于露天環境下，應有油氈或防水帆布加蓋，并有排水措施，雨后及時檢查。螺栓和其他小零件應用木箱或麻袋、編織袋等容器分類貯存于室內，并做好防銹處理。⑦ 拆除下懸挑鋼管腳手架的懸挑工字鋼梁、花籃拉桿、連接件等零部件必須檢查其焊縫、螺紋的完整性及有效性；檢查工字型鋼、花籃螺栓和拉桿等部件的銹蝕深度，及時分類整理、除銹、上油及油漆。懸挑鋼梁、拉桿等鐵制品應每年涂刷一次。⑧ 確立懸挑鋼管腳手架懸挑工字鋼梁、花籃拉桿、預埋件等零部件的使用折舊報廢制度。

3.4 安全相關要求

（1）本工藝屬于由多個超過一定規模的危險性較大的分部分項工程組合而成的一個復雜而且具有很大危險性的專項工程，施工操作人員必須具有相關的操作證書，進場教育并且培訓合格后方可開始施工。

（2）施工過程中涉及到高空作業，必須掛好安全帶，拉設好生命線，專職的安全管理人員全程旁站監督。

（3）型鋼梁安裝時，必須在配置兩個司索工，地面和樓面的指揮需要時刻小心，避免發生意外。當有超過 5 級及以上的大風時，必須立即停止吊裝作業。

（4）懸挑平臺施工完成后，必須做好驗收，經現場監理同意后，方可進行上層腳手架的搭設工作。

4 結 語

南京江寧天印健康創新園項目采用了高空多向錯層超長懸挑混凝土構件架體施工工法，施工速度快，施工質量可靠、經濟合理，外觀觀感好。應用過程中，相對于傳統的懸挑架及復雜的組合鋼梁形式腳手架，每層可節約工期約 5 d，每棟 6 F，共計 3 棟主樓，共計可節約工期約 90 d。針對不同懸挑構件的長度，現場可根據實際情況進行調整拉桿數量。

（1）懸挑長度 ≤1.8 m，1 根花籃拉桿；

（2）1.8 m ＜ 懸挑長度 ≤3 m，2 根花籃拉桿；

（3）3 m ＜ 懸挑長度 ≤5 m，4 根花籃拉桿；

（4）5 m ＜ 懸挑長度 ≤8 m，8 根花籃拉桿；

依次類推，原則上可以解決所有大懸挑構件的施工難題。

基于以上原理，從而既達到可以給高空多向錯層不同懸挑長度混凝土構件施工的效果，也可以達到給不同層高周轉使用的效果，結合高空多向錯層超長懸挑混凝土構件架體施工工法的相關內容，可以廣泛用于建設工程中高空超長懸挑混凝土構件施工，因此該施工工法基本可以應用于任何長度、任何方向、任何層數，任何層高懸挑構件架體的施工，尤其是高空多向錯層的懸挑結構，具有安全可控，適用范圍廣的特點，具有的一定的推廣應用價值。