高層建筑室外消防連廊與拉梁模架體系施工技術探討

張利強

（山西六建集團有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

在高層住宅建筑的建設中，消防連廊作為人員疏散和消防通道，造型拉梁與構造柱共同構成抗震限裂體系，兩種結構都必須具備穩定的承重能力和抗震性能。在消防連廊或造型拉梁的結構施工時，采用一般的滿堂支撐架搭設存在安全風險高的問題，可采用模架體系進行施工。模架體系是一種新型的施工技術，具有施工速度快、工程量小、節省材料、成本低等優勢，受到越來越多的關注和應用。本文將對消防連廊與拉梁的模架體系施工技術進行探討，旨在為建設更加安全、可靠的高層住宅建筑提供經驗借鑒。

1 工程概況

某住宅小區包括1#～8#住宅樓、換熱站、地下車庫、物業用房。其中1#～6#住宅樓為地下2 層，地上18 層，建筑高度為52.95m；7#、8#住宅樓為地下2 層，地上14層，建筑高度為41.35m；1#～8#住宅樓均為剪力墻結構。

1#、2#、4#、5#住宅樓14 層北側11～15 軸，21～27 軸設L 形、凹字形室外消防連廊，連廊板頂標高37.59m，梁底距地面高度37.74m。其中11～15 軸L 形消防連廊長7.9m，平直段凈長6.3m，寬1500mm，梁截面200mm×520mm，板厚100mm，混凝土強度等級C30。21～27 軸凹字形消防連廊長10.2m，平直段凈長6.8m，寬1550mm，梁截面200×520mm，板厚100mm，混凝土強度等級C30。

1#、2#、4#、5#、7#、8#住宅樓機房與樓梯間北側11～15 軸，21～27 軸設高低兩道室外拉梁，梁長分別為6.3m、6.8m。梁頂標高52.2m 處梁截面尺寸200mm×600mm（7、8#樓梁頂標高40.6m）、梁頂標高56.2m 處梁截面尺寸200mm×720mm（7#、8#樓梁頂標高40.6m）。

2 工程特點及施工要求

2.1 工程特點

案例工程建筑樓棟中存在室外消防連廊形式不一致的情況，其中11～15軸呈L形，21～27軸呈凹字形。消防連廊施工操作平臺在12層頂搭設，主樓外防護架懸挑工字鋼也在12層頂搭設，消防連廊施工操作平臺與懸挑架底部懸挑工字鋼同層施工。

由于該工程拉梁設計為外部筋混凝土梁，拉梁模板支撐架底部無支撐點，因此在拉梁模板支撐架底部架設鋼梁，作為拉梁模板支撐架的支撐操作平臺。拉梁模板支撐架的支撐操作平臺設置在拉梁同一樓層的樓梯休息平臺上標高位置，鋼梁上搭設Ф48×3.0 鋼管排架，作為拉梁模板的支撐。鋼梁擬采用30a、22a、22a工字鋼，長度7.3m，作為操作平臺主梁，橫于拉梁下方，兩端焊接于樓梯間剪力墻錨板上。工字鋼上鋪設16#工字鋼，長3.45m，作為支撐架及外腳手架的支撐點。工字鋼鋼梁水平間距1.15m。拉梁外側施工腳手架橫距0.6m，縱距依工字鋼位置確定，步距1.8m，其余要求參見腳手架方案。16#工字鋼上滿鋪50 厚木腳手板，與工字鋼共同構成模板支設的操作平臺。

2.2 施工要求

（1）確保消防連廊、拉梁施工周期內操作平臺安全、穩定、牢靠；

（2）操作平臺在搭設及拆除過程中要符合工程施工進度要求；

（3）操作平臺施工前對施工人員進行技術交底，嚴禁盲目施工；

（4）消防連廊施工操作平臺次梁樓板錨固端，LLK5邊梁截面尺寸200x500，梁配筋底部4Φ18（2 排）HRB400，頂部2Φ18（1 排）HRB400，箍筋Φ8@200HRB400（2），混凝土強度等級C30；

（5）次梁樓板錨固端板厚100mm，混凝土強度等級C30，板底部配筋 Φ6@180HRB500，頂部 Φ8@200HRB500 負彎矩鋼筋，板頂負彎矩鋼筋面積不能滿足內錨固點負彎矩值要求，經驗算將板頂平行于次梁方向鋼筋調整為Φ12@180HRB400，垂直于次梁方向依據原圖紙要求配分布鋼筋；

（6）拉梁施工操作平臺第二道22a工字鋼主梁錨固在18層樓梯間休息平臺邊梁上，該處支座反力為負值，邊梁截面尺寸200mm×1200mm（+570），施工時先將主梁鋪設在邊梁上，待18層結構施工完成后，再進行操作平臺鋪設。

3 鋼梁架設施工技術要點

3.1 鋼梁的制作

（1）鋼梁采用Q235成品工字鋼，根據圖紙定尺寸切割后運至工地現場；

（2）鋼梁需對接接長時，工字鋼腹板兩面采用鋼板貼面焊接，頂底板采用直接電弧焊焊接；腹板接縫位置搭接鋼板，接縫兩側均不小于100mm，滿焊，搭接鋼板的厚度不小于工字鋼腹板的厚度；

（3）焊接鋼梁的翼、腹板拼接縫應盡量避免在同一斷面處，上下翼緣板拼接位置應與腹板拼接位置錯開200mm以上；翼緣板拼接長度不應小于2倍板寬；

（4）過梁的定位卡、腳手架立桿定位鋼筋現場采用電弧焊焊接。

3.2 鋼梁安裝

（1）鋼梁現場采用塔式起重機吊裝，鋼梁綁扎采用兩點對稱綁扎，在兩端各拴一根溜繩，以牽引就和防止吊裝時碰撞主體結構；

（2）鋼主梁吊起后，旋轉起重臂桿使鋼梁中心線與穿墻孔對準，并將過梁傳入穿墻孔后，方可卸鉤；

（3）鋼次梁吊起后，旋轉起重臂桿使鋼次梁中心線對準主梁卡槽，并將次梁安放到卡槽后，方可卸鉤；

（4）鋼梁安裝時，為防止主梁面彎矩向外側扭轉增加3道抗扭轉鋼管支撐（見圖1所示），1道位于跨中，2道位于跨邊；

圖1 鋼主梁抗扭轉支撐圖

（5）鋼梁安裝時，為防止主梁工字鋼端頭外側扭轉，主梁與剪力墻預留洞的間隙用木楔楔緊；

（6）采用簡支梁計算時，部分主梁撓度接近允許值，實際施工時必須保證主梁與預埋錨板焊接，使主梁更接近于固定支座連接，從而減小主梁撓度。

3.3 鋼梁施焊

（1）施焊前清除焊接部位的油污、浮銹、水及臟物等；

（2）清除焊條表面的油銹；

（3）鋼梁與錨板焊接時，焊縫高度≥6mm。盡量減少焊縫中咬邊、夾渣、弧坑裂紋等缺陷，這些缺陷將形成應力集中，是造成低應力脆性破壞的因素。

4 模架體系施工流程及操作要點

4.1 施工流程

模架體系的施工流程為：放線定位→預埋件設置→安裝鋼主梁→固定鋼主梁→焊接鋼次梁→安裝架體底部硬防護→搭設防護架體。

4.2 模架體系安裝施工操作技術要點

4.2.1 放線定位與預埋件設置

鋼梁安放應按操作平臺剖面圖進行定位和放線。放線定位完成后，將操作平臺主梁架設在剪力墻上。剪力墻施工時，應根據定主梁位及主樓幾何尺寸在剪力墻上預埋工字鋼平面錨板，主梁安裝好后，剪力墻上留出工字鋼穿墻洞。穿墻洞洞口尺寸應比工字鋼每邊大10cm，便于工字鋼穿越。消防連廊操作平臺次梁直接平鋪在樓板上。應根據次梁位置在已澆筑的樓板上打眼安裝壓環鋼筋，鋼筋采用直徑16mm圓鋼[1-2]。

4.2.2 安裝鋼主梁

鋼主梁擬采用30a、22a工字鋼，橫于消防連廊下方，主梁頂標高與下一層頂板標高相同（12層頂板），12層主體施工時即在樓梯間剪力墻上安裝水平預埋錨板，12層混凝土澆筑后，開始主梁安裝，主梁采用塔式起重機吊于預埋錨板上，主梁找平后，兩端焊接于樓梯間剪力墻錨板上，施焊人員站在已澆筑的樓梯休息平臺上、電梯井外側防護架上即可施焊[3]，固定方式如圖2所示。

圖2 安裝鋼主梁固定方式圖

4.2.3 安裝鋼次梁

次鋼梁尾部采用鋼筋壓環進行錨固。工字鋼梁固定端應采用直徑16mm鋼筋壓環與建筑結構梁板固定。混凝土樓板上水鉆打眼，將壓環鋼筋穿至樓板下，在樓板下采用蓋板雙螺母擰緊。鋼筋拉環與工字鋼梁間隙用木楔楔緊。

鋼次梁與主梁連接采用承插式連，主梁上焊接50mm×50mm 角鋼定位卡，次梁置于定位卡內，次梁上焊接12mm 厚承插板（如圖3 所示），次梁采用塔式起重機吊裝就位，一端擱置與樓板上，一端擱置與主梁上卡槽內，承插板在主梁內側，通過錘擊次梁里部端頭一側，將主梁翼緣承插至次梁承插板內。

圖3 鋼次梁與主梁連接承插式連圖

消防連廊次梁與主梁連接采用Φ20圓鋼抱箍，抱箍應焊接成封閉箍筋，次梁拆除時，將抱箍切割即可。拉梁次梁與主梁連接可采用直接與主梁焊接（如圖4 所示）。鋼次梁安裝前，先在次梁上立桿位置焊接Φ20固定鋼筋，用于模板支撐架搭設[4-5]。

圖4 拉梁次梁與主梁連接圖

4.2.4 安裝架體底部硬防護

次梁安裝完畢，并固定牢固后，先鋪設木腳手底板，再依次進行防護架、模板支架搭設。在次梁上腳手架立桿兩側，滿鋪50mm后木腳手板與鋼梁共同構成施工操作平臺。

4.2.5 防護架體搭設

消防連廊防護架體高度3.9m。腳手架采用Ф48×3.0 鋼管和扣件搭設成架體，立桿橫距600mm、步距為1.80m，立桿縱距依據次梁間距確定。工字鋼架設腳手架立桿下部支承在工字鋼上，鋼管插入Φ38 固定鋼管上，然后在組成的鋼架上與普通外架一樣搭設上部架體。立桿底部200mm處設掃地桿。腳手架連墻件采用二步二跨連接，腳手架兩端縱向水平桿與主樓外架相連，中間兩跨位置連墻鋼管（見圖5所示）與建筑物垂直連接。

圖5 連墻鋼管與建筑物垂直連接圖

4.3 模架體系拆除施工操作技術要點

4.3.1 準備工作

全面檢查腳手架的扣件連接、連接件、支撐體系等是否符合構造要求。根據檢查補充完善施工組織設計中的拆除順序和措施，經項目技術負責人批準后方可實施。由項目技術人員進行拆除安全技術交底。清除操作平臺上雜物及地面障礙物。

4.3.2 模板的拆除

待消防連廊結構混凝土達到設計混凝土強度等級值的75%，并由試驗單位出具混凝土拆模強度報告后，填寫《混凝土拆模申請單》，經監理單位審批同意后方可拆除。拆除時，在消防連廊下方地面設置警戒線，警戒范圍為操作平臺每邊外擴8m，并派專人旁站提示警戒范圍內嚴禁人員停留。消防連廊模板拆除應從中間向兩側陸續拆除，拆除后的材料搬運至樓內，經轉料平臺吊至地面指定地點。

4.3.3 操作平臺的拆除拆除順序為防護外架拆除→操作平臺木腳手板拆除→次梁拆除→主梁拆除。

4.3.4 防護外架拆除

防護外架由上而下拆除陸續，嚴禁上下同時進行；連墻件必須隨腳手架逐段拆除，嚴禁先將連墻整層拆除后再拆腳手架。當腳手架拆最后一個根連墻件時，應先在適當部位搭設臨時拋撐加固，再拆除連墻件。

4.3.5 腳手板的拆除

腳手板應從外向里逐排拆除，拆除至主次梁連接部位時，先將次梁與主梁連接的鋼筋抱箍切割，再向里拆除其余腳手板，拆除的腳手板搬運至樓內，經轉料平臺吊至地面指定地點。

4.3.6 次梁的拆除

操作人員在樓內，先拆除樓板錨固鋼筋，錨固鋼筋拆除后，將次梁拉至樓內，經轉料平臺吊至地面指定地點。

4.3.7 主梁的拆除

操作人員站在樓梯間休息平臺上、電梯井模板支設平臺上，先將主梁與錨板焊口割開，采用現場塔式起重機將主梁吊至地面指定地點，吊裝時先將一側吊鉤掛在主梁一側的吊耳內，再慢慢旋轉塔吊大背使另一個吊鉤接近主梁另一側吊耳，由拆除人員將吊鉤掛入吊耳。

5 結束語

未來，室外消防連廊和造型拉梁會在更多的高層建筑工程中出現，也會有更加復雜的設計形式。隨著層高的增加和施工要求的變化，模板體系施工操作平臺的搭設需要進一步探索更加經濟和安全的施工方案。該工程的實踐證明，采用鋼操作平臺進行模板體系施工既經濟又安全，具有一定的推廣價值。