創新型可調式大直徑鋼管后澆帶支撐施工技術研討

文／龔福才 云南建投第二建設有限公司 云南昆明 650000

引言：

為降低建筑結構施工過程中結構自身產生的不均勻沉降，在建筑工程設計時通常在建筑四周設置有沉降后澆帶；為減少相鄰地下室間施工過程中混凝土溫度應力的影響，通常設置有溫度后澆帶用于平衡和釋放溫度應力。在后澆帶未澆筑封閉,沒有形成完整的結構體系之前，按照規范要求后澆帶的位置需設置支撐體系，支撐體系應獨立于模板支架體系，支撐體系直至后澆帶封閉后才能進行拆除。傳統施工方式是采用鋼管支撐架進行搭設，占用鋼管數量多、時間久，在鋼管腳手架未拆除之前后澆帶支撐體系將建筑結構拆分為相互獨立的空間，嚴重影響到后續工序施工，且長期占用鋼管、扣件、頂托、木枋、層板等輔材。為滿足當今工程建設提出的新要求，后澆帶支撐體系也在工程建設的不斷摸索探索中得到發展。

1、工程概況

七彩云南·花園里（B-02-01）地塊項目屬于集群式住宅項目，項目占地面積約10萬平米，設計有一層約9.5萬平米地下室，地下車庫上部設計有別墅、洋房、小高層。設計考慮有沉降后澆帶、膨脹加強帶、溫度后澆帶，需二次澆筑的沉降后澆帶和溫度后澆帶合計約6000m。若采用傳統的鋼管架支撐體系，需占用大量的周轉材料，投入成本高，且影響后續工序施工，無法滿足建設方的工期要求，急需尋求替代技術以解決后澆帶的支撐問題。

2、創新型支撐體系分析

2.1 混凝土柱支撐

后澆帶支撐有采用在懸挑梁位置臨時設置小截面的混凝土柱，混凝土柱與主體同步澆筑，改變后澆帶位置懸挑梁的受力形式，以滿足后澆帶設置期間的結構安全[1]。采用該方式，前期施工時需進行模板安裝，后澆帶封閉后對其拆除時施工難度較大，理論上可將拆除的混凝土柱用做門過梁，后澆帶澆筑在主體荷載上完之后才能進行，此時砌體基本全部完成，故拆除的混凝土只能按照建筑垃圾處理，不符合當今環保節能的要求。

2.2 PVC管模支撐工藝

PVC管模支撐工藝是采用直徑DN160以上的PVC管安裝在后澆帶邊緣的梁底位置，并在梁底開有同PVC管直徑的圓孔，結構混凝土澆筑時同時向PVC管內澆筑混凝土形成后澆帶支撐[2]。PVC管材質量輕、安裝后自穩性差，在澆筑混凝土時容易因振搗出現PVC管爆裂、偏移的情況。若澆筑工藝不當或排氣不暢，PVC管內的混凝土不連續，形成虛支撐，無法達到后澆帶的支撐效果，對結構造成不可逆的影響[3]，施工過程中需加強對其進行檢查，確保支撐系統的可靠性。

現目前也有采用石英沙在混凝土澆筑前先對PVC管進行填充，形成支撐體系，該方式有效的解決了虛支撐的問題，拆除相對也比較方便，但在豎向壓力的作用下，石英沙對PVC管壁進行擠壓，當壓力達到超過PVC管壁能承受的壓力時管壁破裂，支撐將失效。使用時需嚴格計算PVC管立柱需承擔的荷載，在荷載允許范圍內使用。

2.3 鋼支撐工藝

鋼支撐工藝是采用大直徑鋼管、方管、型鋼等對后澆帶進行支撐[4,5]，該方式支撐體系可靠，有效避免了支撐體系被誤拆，產生虛支撐的情況。鋼支撐在后澆帶澆筑完成后拆除，進行周轉使用，符合綠色施工要求。鋼支撐體系由于不具備可調性，拆除時需采用錘敲出，拆除時容易發生安全事故?，F也有在支撐下端設置素混凝土支座，拆除時通過鑿除支座的方式實現支撐體系拆除，但總的來說支撐體系拆除時還是需投入較多的人力。遇到層高不一致時，需對鋼支撐進行切割或焊接調整長度，以確保長度滿足施工要求，多次的切割焊接一定程度上造成了鋼材的浪費，降低了鋼支撐的可靠性。

因此，后澆帶支撐體系可在鋼支撐的基礎上，增加可調節裝置提高鋼支撐的適應性。

3、可調式大直徑鋼管支撐體系

可調式大直徑鋼管支撐體系與傳統的后澆帶采用鋼管扣件支撐架、梁后澆帶位置增加混凝土柱作臨時支撐及采用PVC為套管澆筑混凝土支撐進行比較，具有加工簡單、施工便捷、安裝和拆除簡便、周轉率高，支撐實現了全工具化，提高了后澆帶支撐體系的適應性，避免了二次切割造成的材料浪費，達到節能、綠色環保的要求。同時在質量保證及安全保證方面，也較傳統的后澆帶支撐體系有較明顯的優勢。

3.1 工藝原理

可調式大直徑鋼管支撐體系由可調支座及支撐桿組成?？烧{支座采用無縫鋼管底部焊接鋼板封堵，距底部50mm處開φ16的圓孔，焊接螺母作為卸料口，用配套螺栓封堵。支座鋼管內填裝石英砂，通過調整石英砂的高度用于調節支撐桿的高度，填裝石英砂高度最少100mm，具體根據凈高進行調整，凈高相差350mm內的支撐鋼管可通用。由于石英砂壓縮量小，可忽略使用過程中被壓縮變形的問題。安裝時通過卸料口對石英砂體積調節，從而達到對支撐鋼管的高度調整的目的，該施工方式具有施工便捷、安全可靠的特點。

3.2 工藝特點

可調式大直徑鋼管支撐體系相比傳統工藝來說具有加工簡單、施工便捷、安裝和拆除簡便、周轉率高、適應性強、實現了全工具化的特點。與傳統的后澆帶支撐體系比較節約了大量的周轉材料，提高了模板支撐系統材料的周轉率，綠色環保。大直徑鋼管，雖然一次投入多，但可多次循環使用，多次周轉分攤后可以降低后澆帶支撐體系的施工成本。用于調節高度使用的石英砂具有壓縮量小的特點，滿足支撐期間的要求，且可以多次回收利用，符合當今綠色環保施工的要求。

3.3 操作要點

3.3.1 施工準備

項目中標進場后，在后澆帶施工的一個月前根據項目規模、施工順序、后澆帶長度、后澆帶位置的梁底凈高度及需支撐的梁數量，計算出所需的鋼管及其他材料的數量，清點落實可周轉使用的材料數量，對不滿足要求的材料進行采購替換，對數量不夠的材料進行采購補充，進場材料均應進行檢查驗收，驗收合格后才能投入使用。材料進場后應堆碼整齊，并應堆放在硬化的水泥地面上或采用木方支墊，禁止直接接觸未硬化的地面，要做好覆蓋，防止淋雨生銹。根據場地平面布置圖布置材料加工場，加工場地臨時用電應滿足TN-S供電系統的供電要求，現場照明充足、通風良好、配置相應的滅火器。

3.3.2 支撐體系加工

新采購的鋼管原材長度一般為定尺9000mm，為減少鋼材的浪費，支座鋼管按照500mm的長度進行切割，支撐鋼管一般按照500mm的模數進行切割，當遇到凈高按500mm模數切割后與可調支座內的石英砂高度仍然無法滿足支撐要求時，根據現場實際情況進行下料。

支撐立桿的上下兩端采用同鋼管直徑5mm厚的Q235鋼板進行焊接封堵，可調支座在底部焊接200×200×5mm的Q235鋼板，焊接時宜采用先點焊，后滿焊的方式進行焊接，焊接時注意材料的變形情況，焊接宜采用E43型焊條進行焊接，焊接完畢后應對焊縫進行檢查，確保焊接質量滿足要求。

3.3.3 可調支座加工

可調支座在該支撐體系中起著重要的作用，加工時需重點進行質量控制。在可調支座的底端對卸料孔進行定位，卸料孔距可調支座底端50mm處，定位完成后采用開孔器對其進行開孔，孔的直徑為16mm，孔洞四周應平滑，滿足石英砂順利流出的要求，確保卸載時可順利拆除支撐立桿。開孔完成后在孔洞外焊接直徑16mm的螺帽，焊接時需提前預熱防止因溫度應力導致焊接后螺栓無法進行安裝。焊接完成后將配套螺栓扭進螺母上，檢查螺母是否有變形現象。若有變形，對螺母進行更換，確?？梢皂樌麑χёM行卸載。

3.3.4 支撐體系定位

在后澆帶施工前需提前確定需要進行支撐的位置，并根據后澆帶的位置，繪制后澆帶支撐布置圖。根據工程實踐，大直徑鋼管支撐，一般僅在主、次梁位置進行設置即可，位置設置在距梁端300mm處的位置上，中心點應與梁中心在一條垂線上。當遇到連續多層的后澆帶時，根據荷載情況對支撐數量進行調整，連續多層設置時，上下層間的后澆帶支撐體系應在同一位置，確保傳力體系可靠。

3.3.5 確定石英砂高度

后澆帶支撐定位后，對梁底凈空進行測量，從梁中心向下引垂線，與定位中心點在同一條直線上，用鋼卷尺進行測量，根據測得的數據h再選擇尺寸相近h1鋼管，最后計算出需要填裝石英砂的高度h2（H2=h-h1）。工人向支座鋼管內填裝石英砂，石英砂要干燥，填筑高度根據上述計算確定，填筑高度誤差控制在+5mm以內，禁止出現負誤差。

3.3.6 安裝立桿

支撐立桿為直徑140×5mm的普通鋼管，調節支座為直徑159×5mm的無縫鋼管。安裝支撐體系時將支撐立桿放入支座鋼管內，兩名工人扶正支撐立桿，一名工人在底部穩固支座。安裝的支撐鋼管高度h1若大于h-h2，則把卸料口的螺桿打開，從卸料口向外掏出支座鋼管內的石英砂，通過支座鋼管內石英砂高度的減少，來調整支撐鋼管的高度誤差，撐桿的高度誤差控制在+5mm以內。從卸料口掏出石英砂時，下面應采用編織袋或其他物品鋪墊，以便石英砂回收再利用。

3.3.7 調整立桿位置及垂直度

支撐鋼管的高度調試合格后，并對位置及垂直度進行校正。首先根據定位放線，檢查后澆帶支撐體系位置的準確性，其次采用線錘或激光儀進行垂直度檢查校正，確保滿足要求。支撐鋼管調整好位置及垂直度滿足要求后，采用鐵釘通過支撐鋼管頂端鋼板的螺栓孔與梁底木模板進行釘牢加固。

3.3.8 支座固定

為防止支撐體系被誤拆和倒塌傷人，垂直度檢查滿足要求后，采用電鉆在支座鋼板的螺栓孔位置處進行鉆孔，鉆孔深度為50mm，直徑為12mm，鉆孔后用吹風機將孔內的灰塵吹出，對角安裝M12膨脹螺栓固定支座。

3.3.9 刷漆

企業文化：西部礦業企業的核心價值觀是“礦業報國，振興民族經濟”，提倡“信念、忍耐、務實、奮進”的企業精神，逐漸形成了“忠誠、感恩、包容、創新”的企業風氣。企業將自身的發展與民族大義緊密結合，努力踐行自己的使命，力爭早日實現成為世界500強的國際化大型礦業資源跨國公司的企業目標。

為防止支撐體系銹蝕，增大支撐體系的周轉次數和增強支撐體系的可識別性，需對支撐體系進行防銹漆涂刷。防銹漆涂刷在支撐體系安裝前和安裝后涂刷均可，為降低勞動強度，減少地面污染建議在安裝前完成此操作。為便于區分及美觀，支座鋼管顏色宜涂為黃色，支撐鋼管顏色宜涂為黃黑相間。

3.3.10 拆除回收

后澆帶支撐體系安裝完成后，過程中應加強檢查，防止被松動、誤拆，支撐設置的時間與傳統的后澆帶支撐體系相同。支撐體系拆除時，首先拔出支撐鋼管頂部固定的釘子，其次取下卸料口的螺桿，通過卸料口掏出部分石英砂，待支撐鋼管頂部鋼板與梁底模脫開5-10mm間隙后可停止掏石英砂，再用砂輪磨光機將固定支座的膨脹螺栓沿板面切除，最后由兩名工人扶住支撐鋼管，沿水平方向向梁外慢慢旋轉，使其離開梁底，慢慢放倒支撐鋼管。支撐鋼管與支座鋼管分離后，先取出支座鋼管內的石英砂，回收再利用，之后將支撐鋼管及支座鋼管分類整齊的碼放在指定的場地上，以便周轉利用。

3.3.11 周轉使用

周轉使用的支撐體系，使用前應對其進行檢查驗收，支座和鋼管材質滿足要求后才能使用，重點檢查焊接部位和鋼管的銹蝕情況。支座鋼管要對其卸料孔進行檢查，螺母是否損壞、變形或堵塞，是否有螺桿不配套等問題，檢查維修合格后方可用于現場施工。

4、質量安全環?？刂埔c

4.1 質量控制要點

支撐體系安裝時，必須要控制支撐裝置的位置及垂直度，保證支撐裝置獨立受力有效。支撐裝置必須安裝牢靠有效，防止在有效支撐過程中，支撐立桿出現松動、移位等現象發生。

4.2 安全控制要點

施工前，對操作人員進行安全技術交底，主要內容為施工環境、危險源、操作規程等內容。支撐裝置在施工現場集中加工制作時，施工用電要符合相關要求，焊工必須持證上崗并配備齊全的防護工具。地下室光線較暗，施工時保證充足的照明。安裝和拆除要嚴格按工藝要求實施，注意防止支撐體系倒塌傷人的情況發生，同時要求操作工人正確使用安全防護用品。

4.3 環保措施

鋼管的切割及焊接工作，應在加工棚內進行，盡量選在白天施工，減少噪音污染及電弧閃光的傷害，同時對切割的鐵屑及焊渣及時清理。涂刷防銹漆時應注意個人防護，禁止在密閉空間內進行油漆涂刷，以免危害工人的身心健康，每天收工前應將剩余油漆返回油漆桶內并封蓋，為用完的材料應分類堆碼整齊，油漆桶應由專業公司收集后集中處理。材料、機具、構配件分類堆放，擺放整齊?，F場機具應標識準確、整潔，安全裝置靈敏可靠，工具棚內外干凈整潔，工具擺放整齊，禁止亂丟材料、工具及其他雜物。

5、經濟效益分析

可調式大直徑鋼管支撐體系的應用，與傳統的鋼管扣件支撐架支撐、梁后澆帶位置增加混凝土柱作臨時支撐及采用PVC為套管澆筑混凝土支撐后澆帶相比較，加工簡單、安裝便捷、支撐牢固、可周轉使用，大大提高了后澆帶跨度內的模板及支撐架的周轉率，減少了周轉輔料的投入，降低了周轉輔料的投入成本。所使用的支撐裝置材料雖然一次性投入較大，但周轉率高，只要注意成品保護，可以周轉10次以上，攤銷到每個工程上，費用遠遠小于傳統后澆帶支撐架、梁后澆帶位置增加混凝土柱作臨時支撐及采用PVC為套管澆筑混凝土支撐后澆帶所產生的費用，降低了施工成本，還不會產生建筑垃圾，綠色環保。通過對可調式大直徑鋼管支撐體系的應用，使后澆帶區域的文明施工得到大幅度提升，提高了施工現場的文明施工形象，將后續工序的施工影響降到最小。

小結：

創新型可調式大直徑鋼管后澆帶支撐體系安裝式與模板支架同時進行安裝，模板拆除時將傳統的模板支架體系進行拆除，拆除后僅預留大直徑鋼管支撐體系，大大降低了對后續工序的影響。可調式設計提高了支撐體系的適應性，也降低了安拆難度，經過大量的工程實踐證明，該支撐體系是安全的、可靠的，可以在工程建設中推廣使用。