免拆懸挑工字鋼的結構邊緣處砌體墻施工方法

龔 達 劉 丹 文 杰 唐 云 史 朋

中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204

隨著社會的發展，城市中的高層、超高層建筑越來越多。在此類結構施工中，常采用懸挑式腳手架作為結構施工階段的外腳手架。懸挑式外腳手架在主體結構施工完成后拆除。對于在結構外邊緣設有砌體墻和構造柱、圈梁的結構，外腳手架拆除后砌體墻外側無法進行模板封閉、抹灰、粉刷等操作，必須重新搭設落地式操作架或者采用吊籃施工，增加施工成本和安全隱患，同時也會對工期造成延誤。

如果在主體結構施工完成后不拆除懸挑式外腳手架或者保留部分外腳手架進行砌體結構施工，則在沒有設置懸挑型鋼的樓層可以避免該問題，但在設置懸挑型鋼的樓層由于受到型鋼的阻礙，結構外邊緣處的砌體墻無法施工，為施工帶來新的困難[1-2]。

榮連柱[3]提出將高層建筑外角臨邊構造柱與主體結構同步施工，此方法可以有效解決結構邊緣處構造柱封模的問題，但對于在結構外邊緣處有整面砌體墻的結構，如果將整面砌體墻都改為剪力墻與同主體結構同步施工，則將增加結構質量與施工成本，改變結構整體受力情況，可行性不高。

許志等[4]介紹了花籃拉桿式懸挑腳手架施工技術，運用該技術可有效解決結構邊緣處砌體墻施工問題，但該技術尚未完全普及，在國內某些省市禁止使用。

基于以上缺陷，同濟大學上海自主智能無人系統科學中心項目在工程施工中提出并應用了一種免拆懸挑工字鋼的結構邊緣處砌體墻施工方法，該方法可以高效解決以上問題，為類似在結構外邊緣設有砌體墻和構造柱、圈梁的結構施工提供借鑒。

1 工程概況

同濟大學上海自主智能無人系統科學中心項目位于上海市浦東新區張江總部園區南部B5-04地塊，北側為規劃聯創路，東側為規劃孫東路，南側為三灶港。本項目總用地面積28 339.34 m2，總建筑面積123 611.36 m2。地上建筑類型為一類高層建筑。主要建設內容為科研用房、輔助配套用房和地下車庫等。地下室整體2層，地下2層為地下車庫和人防區，地下1層為車庫和設備用房，地上共分4棟塔樓，每棟塔樓1～2層為裙房，其上為塔樓。其中，1#塔樓共12層，高48.5 m。在1#塔樓2～12層結構外邊緣處有多處砌體墻，典型結構外邊緣處砌體墻平面布置如圖1所示。

圖1 典型結構外邊緣處砌體墻平面布置示意

2 施工方法比選

2.1 結構邊緣處砌體墻施工的傳統方案

結構邊緣處砌體墻施工傳統的方案采用型鋼懸挑鋼管腳手架，每2層搭設懸挑，立桿縱距1.80 m，橫距1.05 m，大橫桿步距1.80 m；連墻件利用結構外架預埋鋼管層層拉結；內排立桿距墻面300 mm；作業層的腳手板架體外側應設擋腳板、防護欄桿，并應在腳手架外側立面滿掛密目安全網；防護上欄桿設置在離作業層高度約為1 200 mm處；防護中欄桿宜設置在離作業層高度約為600 mm處。兩端設置斜撐。承力鋼梁采用20#工字鋼，如圖2所示。

圖2 結構邊緣處砌體墻施工時傳統的型鋼懸挑腳手架立面示意

2.2 結構邊緣處砌體墻施工的創新方案比選

傳統施工方案中，結構邊緣處構造柱施工中所采用的開口型型鋼懸挑鋼管腳手架，存在著施工工期長、安全隱患大、施工成本高等缺點，且在結構邊緣處僅有一根構造柱時可以按此方法搭設，本項目在結構邊緣處則存在整面砌體墻，砌體墻內側為風井，無法在內側進行施工，故無法采用傳統施工方法。因此，在砌體結構施工前，針對本項目1#塔樓結構外邊緣處的砌體墻施工，提出了3種方案：

方案一：采用花籃拉桿式懸挑腳手架，使用高強螺栓將懸挑工字鋼與結構邊梁相連接，并采用斜拉鋼絲繩拉結，花籃拉桿式懸挑腳手架布置如圖3所示。

圖3 花籃拉桿式懸挑腳手架布置示意

方案二：在邊梁上澆筑素混凝土導墻，導墻頂部高過懸挑工字鋼及固定環。在導墻上砌筑墻體，墻體砌筑完成后拆除外腳手架，割除懸挑工字鋼。此方案外架布置如圖4所示。

圖4 方案二懸挑腳手架布置示意

方案三：在項目外架搭設過程中，在結構邊緣處存在砌體墻的位置，注意外架的搭設，即在懸挑工字鋼上方設置過梁，此過梁與砌體結構構造柱相連接，在過梁下方每隔1.8 m設置一個磚砌支座。在施工砌體結構時，直接在過梁上砌筑墻體及完成構造柱施工，墻體砌筑完成后即可拆除此部分外腳手架和懸挑工字鋼，拆除方便。全部拆除后將過梁下方的縫隙用細石混凝土灌實。此方案外架布置如圖5所示。

圖5 方案三懸挑腳手架布置示意

項目對該3種施工方案進行了對比：方案一中的花籃拉桿式懸挑腳手架需要采用鋼絲繩拉結懸挑工字鋼，但本項目地處上海市浦東新區，上海市滬建安質監（2002）第003號文中規定“鋼絲繩不得作為懸挑結構的受力桿件”，所以不得采用方案1。方案2、方案3均可以有效解決結構外邊緣處的砌體墻施工問題，但方案2在墻體砌筑完成后，拆除外腳手架時需要割除懸挑工字鋼，割除外側懸挑工字鋼時施工難度大、操作危險，存在一定的安全隱患。方案3通過在過梁下方每隔2 m設置一個磚砌支座，在過梁上砌筑墻體完成后拆除外腳手架和懸挑工字鋼，有效解決方案2中存在的安全隱患，且施工方便，在施工效率、成本、安全等方面都具有較明顯優勢，最終選定方案3作為結構外邊緣處砌體墻的施工方法。

3 施工流程及要點

3.1 施工工藝流程

定位放線→基層清理→植筋、綁扎構造柱和過梁鋼筋→支設構造柱根部、過梁模板→澆筑構造柱根部、過梁混凝土→拆模→在過梁上砌筑墻體→勾縫→封閉構造柱上部模板→澆筑構造柱上部混凝土、拆模→外墻抹灰→拆除外腳手架及懸挑工字鋼→過梁底塞縫填實。施工操作過程如圖6所示。

圖6 免拆懸挑工字鋼的結構邊緣處砌體墻施工流程

3.2 施工操作要點

3.2.1 定位放線

施工前，在樓面上定出墻體軸線位置，放出墻體邊線和構造柱位置。

3.2.2 基層清理

將混凝土表面浮漿、灰塵、建筑垃圾清理干凈，混凝土表面平整度超過30 mm要采用細石混凝土找平。構造柱根部應鑿毛。

3.2.3 植筋、綁扎構造柱和過梁鋼筋

1）鉆孔：根據控制線位置采用電鉆在構造柱的位置鉆孔。鉆孔深度應符合規范要求。

2）清孔：鉆孔完成后采用專用吹風機將孔洞內灰塵清理干凈。

3）注膠：向孔內注入植筋膠，達到1/2孔深。

4）植筋：把鋼筋慢慢旋轉插入到孔底部，植筋膠要溢出孔口，然后清除溢出的植筋膠。

5）綁扎構造柱、過梁鋼筋：構造柱主筋在搭接部位加密箍筋間距、加密長度、非加密區箍筋間距應滿足規范及圖紙要求。過梁的截面和配筋可按照國家建筑標準設計圖集13ZG332-1中的過梁配筋表選用，其中洞口寬度應按照2個磚砌支座的間距取值，磚砌支座的間距一般等同于外腳手架懸挑工字鋼的間距。

6）試驗：種植鋼筋40 h后進行抗拔力試驗。拉拔試驗合格后，方能大面積施工。

3.2.4 支設構造柱根部、過梁模板

過梁底模應高出懸挑工字鋼頂至少10 cm，以便后期拆除懸挑工字鋼。

3.2.5 澆筑構造柱根部、過梁混凝土

過梁、構造柱根部澆筑混凝土時，必須進行振搗，同時考慮基層的高低誤差，過梁的上口標高必須根據標高控制線帶線控制，以確保上口平直。

3.2.6 拆模

待混凝土強度達到1.2 MPa時拆除構造柱根部、過梁模板。嚴禁未達到強度拆除模板。

3.2.7 在過梁上砌筑墻體

1）砌筑砌塊前應適量灑水。

2）砌塊上下皮的豎向灰縫應相互錯開，相互錯開長度宜為300 mm，并不小于L/3（L為砌塊長度）。如不能滿足要求，應在水平灰縫設置2A6 mm的拉結鋼筋，拉結鋼筋的長度應不小于700 mm。

3）每一樓層內的砌塊墻體應連續砌完，不留接槎。若必須留槎時，應留成斜槎（斜槎長度應不小于高度的2/3）。

4）墻上不得留設腳手眼。

5）到頂墻砌至接近梁、板底時，預留一定空隙，待墻體砌筑完并間隔至少7 d后補砌擠緊。

6）砌筑時應先遠后近，先下后上，先外后內；應吊一皮，校一皮，皮皮拉線控制砌塊標高和墻面平整度。砌筑應做到橫平豎直、砂漿飽滿、接槎可靠、灌縫嚴密。

3.2.8 勾縫

1）砌塊墻體砌完，統一進行勾縫。其中，灰縫分勾縫、喂縫兩遍工序。

2）順序：勾縫時從上而下，先勾水平灰縫，后勾豎向灰縫。

3）勾縫：待墻體砌筑至圈梁或頂部時，隨即利用A8 mm鋼筋頭將灰縫表面原有的砌筑砂漿勾除，深度不得小于10 mm。

4）水平喂縫：勾水平灰縫時用長溜子，左手拿托灰板，右手拿溜子，將灰板頂在要勾的縫口下邊，右手用溜子將灰漿壓入縫內，不準用稀砂漿喂縫，同時自左向右隨勾縫隨移動托灰板，勾完一段后用溜子沿磚縫內溜壓密實、平整、深淺一致，托灰板不得污染砌塊邊角及墻面，保持墻面的整體潔凈美觀。

5）豎向喂縫：勾豎向灰縫用短溜子，在托灰板上把灰刮起，然后擠入立縫中，自上而下來回壓塞密實、平整，要求與水平縫交圈、貫通、深淺一致。

6）質量要求：成形灰縫凹砌塊面2～3 mm，灰縫橫平豎直，深淺一致，順直方正，貫通順滑，搭接平整并壓實抹光，不得有丟縫、開裂和黏結不牢等現象。

7）清理：用干凈的掃把立即將勾縫完畢的成形墻面清理干凈，以免喂縫殘留的砂漿污染砌塊邊角乃至墻面，從而保證墻面整體潔凈美觀的清水效果。

8）砌筑墻體盡可能做到隨砌隨勾縫，避免勾縫滯后引起灰縫開裂、脫落等質量缺陷。

3.2.9 封閉構造柱上部模板

構造柱采用對拉螺桿進行加固，嚴禁采用步步緊加固，外墻構造柱對拉螺桿采用PVC套管，構造柱上部做成喇叭口。

3.2.10 澆筑構造柱上部混凝土、拆模

在構造柱澆筑前，先將砌體留槎部位和模板澆水濕潤，將模板內的落地灰、磚渣和其他雜物清理干凈，振搗時，嚴禁通過墻體轉振，待混凝土終凝后拆除模板，鑿除喇叭口處混凝土。

3.2.11 外墻抹灰

從上往下打底，底層砂漿抹完后，再從上往下抹面層砂漿。注意在抹面層灰以前，應先檢查底層砂漿有無空裂現象，如有空裂，應剔鑿返修后再抹面層灰；另外，應注意將底層砂漿上的塵土、污垢等先清凈，澆水濕潤后，方可進行面層抹灰。

3.2.12 拆除外腳手架及懸挑工字鋼

1）腳手架的拆除順序與搭設順序相反，須遵循先搭后拆原則，從腳手架頂端拆除的順序為：安全網→護身欄桿→擋腳板→腳手板→小橫桿→大橫桿→立桿→連墻件→縱向支撐。由人工拆除架體，再將架體材料放于卸料平臺上，由塔吊吊往指定鋼管堆場位置。

2）拆除腳手架前應全面檢查腳手架的扣件、連墻件、支撐體系等是否符合構造要求，同時應清除腳手架上的雜物及影響拆卸作業的障礙物。

3）拆卸作業時，應設置警戒區，嚴禁無關人員進入施工現場。施工現場應設置負責統一指揮的人員和專職監護人員。作業人員應嚴格按照施工方案以及有關安全技術規定操作。

4）拆卸時應有可靠的防止人員與物料墜落的措施。拆除桿件及構配件均應逐層向下傳遞，嚴禁拋擲物體。

5）拆除作業必須由上而下逐層進行，嚴禁上下同時進行拆除作業。

6）拆除腳手架時連墻件必須隨腳手架逐層拆除，嚴禁先將連墻件整層數層拆除。

7）當腳手架采取分段、分立面拆除時，事先應確定施工方案，對不拆除的腳手架兩端，事先必須采取必要的加固措施。

3.2.13 過梁底塞縫填實

外腳手架及懸挑工字鋼全部拆除后，過梁底采用細石混凝土塞縫，塞縫距離必須大小一致，分層進行塞填。

4 結語

在針對結構邊緣處砌體墻施工過程中，傳統外腳手架搭設需要等拆除后進行砌體施工，但結構邊緣處墻體構造柱的外側模板又無法封閉，墻體外側無法抹灰、粉刷，傳統做法需重新搭設外腳手架或采用吊籃。針對此問題，同濟大學上海自主智能無人系統科學中心項目采用在懸挑工字鋼上方設置過梁的施工方法，有效解決了此項施工難題。通過對此做法的詳細介紹及分析，本做法具有如下優勢：無需重新搭設外腳手架或采用吊籃，很大程度上降低了費用投入，節省勞動力，節約工期，同時保證了結構邊緣處砌體墻施工的安全性。但該方法仍有繼續優化的空間，如將構造柱和工字鋼上方過梁與主體結構同步施工，將能進一步降低施工成本，縮短施工工期。