組合式三角形桁架后澆帶支撐體系施工技術

朱 鈺，童艷麗，王志偉，李齊雨，王忠良

（中國建筑第二工程局有限公司，廣東 深圳 518048）

1 引言

后澆帶作為結構施工的重要內容，直接影響建筑施工的質量。后澆帶的支撐也成為施工要點。常見后澆帶兩側內架搭設及模板支設時，采用鋼管支撐架或混凝土柱支撐。鋼管支撐架缺點在于搭設節點處容易出現偏心降低承載力，架體占有率大，成本增加；混凝土柱缺點在于混凝土容易振搗不密實，不可循環利用，浪費資源。

施工前，需要考慮施工現場外部環境因素，對混凝土的形態和形狀造成改變等情況，容易破壞建筑質量和損害建筑的使用壽命，影響后續的投入使用[1]。所以，在建筑工程施工中，運用了后澆帶技術來解決此問題。但是后澆帶留置時間長，其懸挑位置支撐體系搭設不到位、不符合規范，同樣影響建筑結構的安全[2]。

本文通過鋼管腳手架與組合式三角形桁架支撐對比分析集中后澆帶支撐體系的方法，介紹一種組合式三角形桁架支撐架體系。

2 后澆帶支撐體系對比分析

由于目前市場廣泛采用鋼管支撐體系作為后澆帶支撐，故本文后澆帶支撐體系選取了“鋼管支撐架”與“組合式三角形桁架支撐”進行最終對比。具體從施工成本、施工便捷、可循環周轉使用、綠色環保、這4方面的工藝進行比選工作。

1）鋼管支撐架 在后澆帶兩側梁、板支模時，在其下方通過搭設鋼管支撐架的方式，與梁、板支撐架同時搭設拉結，后澆帶區域形成獨立支撐體系，對后澆帶進行支撐，當后澆帶兩側梁、板混凝土達到設計強度后可以提前拆除，后澆帶位置不拆除。其中涉及的主要施工環節為：根據盤扣腳手架施工規范要求搭設立桿縱距、橫距、步距，架體內部區域每隔5 跨由底至頂縱、橫向均設置豎向斜桿或采用扣件鋼管搭設的剪刀撐。當架體高度超過4 個步距時，應設置頂層水平斜桿或扣件鋼管水平剪刀撐。腳手架頂部設置頂托與木枋，方便架體高度調整。后澆帶澆筑完成，待混凝土強度達到100%后可拆除架體施工區域。盤扣式腳手架搭設費時費力，安拆轉運不便（圖1）。

圖1 扣件式鋼管腳手架后澆帶支撐體系

2）組合式三角形桁架支撐 在后澆帶兩側梁、板支模時，在其下方通過搭設組合式三角形桁架支撐架的方式對后澆帶進行支撐，與其他梁、板支撐架同時搭設，做臨時拉結，待梁、板混凝土達到設計強度后，即可梁、板支撐與三角桁架臨時拉結拆除。其中涉及的主要環節為：架體通過橫截面呈等腰三角形或等邊三角形（圖2），利用三角形穩定結構原理，隨安裝需求擺放合適位置，架體分為標準節和定制節，節與節之間通過連接件進行連接，架體立柱頂端設有可調高度頂托，可根據高度需求微調頂托高度，實現架體高度的精準調整，后澆帶澆筑完成，待混凝土強度達到100%后可拆除架體施工區域。組合式三角形桁架支撐架制作難度小及成本較小，安裝、拆卸、周轉便捷。

分析經濟效益、施工難度、綠色環保各方面后可知，組合式三角形桁架支撐優于鋼管支撐架。

3 組合式三角形后澆帶支撐體系

3.1 支撐體系設計

后澆帶支撐架是一種組合式三角形桁架支撐體系，包括立桿、橫桿、連接件、可調底座等組件。利用三角形穩定性原理進行設計，架體外觀呈現三角形桁架的形式。架體立桿采用Q345A 型鍍鋅鋼管，橫桿為Q235B 型鍍鋅鋼管，橫桿通過焊接與立桿相連。組合式三角形桁架支撐架與后澆帶兩側模板支撐架同時搭設，梁板混凝土澆筑前，架體與架體之間利用旋轉扣件拉結形成整體。待梁板混凝土強度達到拆模要求后，先拆除非后澆帶區域的模板支撐架，只留下后澆帶兩側組合式三角形桁架支撐架，直至后澆帶封閉后拆除。

根據施工平面圖后澆帶位置和長度，每隔4m 設置一道支撐架，對后澆帶兩側梁、板進行支撐。支撐架搭設中心點距后澆帶邊沿約500mm。搭設時，獨立的組合三角形桁架支撐架與周圍梁、板模板支撐架同時搭設，周圍模板支撐架將在混凝土達到強度后拆除。獨立的組合三角形桁架支撐架不拆除，保證后澆帶兩側結構安全（圖3～圖5）。

圖3 后澆帶梁支撐架示意圖

圖4 后澆帶板支撐架示意圖

圖5 后澆帶支撐架定位示意圖

后澆帶兩側采用的組合式三角形桁架支撐架橫截面為三角形，設有2 種規格：一種橫截面為600mm×600mm×300mm 等腰三角形，主要適用于現場截面寬度小于600mm 的梁；另一種為600mm×600mm×600mm 等邊三角形，主要適用于現場截面寬度600～1 000mm 的梁，兩種橫截面不同的支撐架可滿足常見工程中大多數的梁截面，技術經濟性、施工便利性更好。架體在高度方向分為標準節和定制節，節與節之間采用承插式連接，標準節高度分為1.5m 或2.0m，定制節高度可根據建筑層高確定，架體搭設高度可通過標準節和定制節自由組合變化（圖6）。搭設總高度不宜超過6m，當超過6m 時，應另行專門設計。架體底部設有可調支座，可精確調節搭設高度，螺桿插入鋼管的長度不小于150mm。

圖6 三角支撐架

3.2 支撐體系有限元分析

以柱網間距4m，主梁截面400mm×700mm，次梁截面300mm×600mm，樓板厚度180mm，施工活荷載3.0kN／m2的工程為例。分析采用角部鋼管Q345A 鋼材，壁厚3.2mm，水平向拉結鋼管Q235A 鋼材，壁厚2.5mm，加載板采用C30 混凝土，板厚200mm。支撐架頂部設置1 塊厚200mm 的加載板，并在頂部施加1 個集中力來模擬加載，考慮邊跨支撐架荷載的偏心效果，取偏心距100mm，集中力作用點距離短邊角柱中心線190mm，支撐架底部采用鉸支座。

對單層及多層支撐架進行豎向荷載作用下的線性屈曲分析，在支撐架的頂部施加200kN 的集中荷載，得到各層支撐架第一階屈曲模態和對應的屈曲特征值（圖7）。

圖7 單層及多層支撐架強度承載力與穩定承載力關系曲線

根據得出的單層及多層支撐架強度承載力與穩定承載力的對比關系曲線，各層支撐架的極限承載力（表1）。

表1 現澆結構拆模時所需混凝土強度

4 組合式三角形后澆帶支撐體系工藝流程

組合式三角形后澆帶支撐體系工藝流程如圖8 所示。

圖8 組合式三角形后澆帶支撐體系工藝流程

1）支撐架制作加工 連接件采用Q235B 型鋼根據設計尺寸加工。可調底座采用梯形牙，配置A38 絲桿和調節手柄，絲桿外徑不應小于36mm，可調底座的底板采用Q235B 鋼板制作，厚度不小于5mm。立桿長度分為標準接和定制節，標準節規格按長度分為1 500mm、2 000mm兩種規格，定制節可根據施工現場需求進行定制。橫桿采用Q235B 型鍍鋅鋼管使用焊接方式與立桿相連。

2）場地平整、放線定位 首先檢查鋪設基層的表面平整度、現場無雜物。檢查核對地面標高符合設計要求；確認樓面所有區域高度變化，以便支撐架調整。使用紅外線水準儀測出標高控制水平線，同時確認現有結構混凝土地面高度變化必須滿足某些區域的高差，計算并采用可調支架配合調節。

3）擺放可調節底座及初調 根據現場放線定位，支撐架中心距后澆帶500mm，每隔4m 設置一道，將可調節底座按照定位進行擺放，擺放底座時再次檢查基層平整度，有無雜物影響底座安放。

4）安裝支撐架 ①將首層三角支撐架插入可調底座，確認支撐架與底座安裝牢固；②將連接件插入首層支撐架上部；③將二層三角支撐架安裝，按上述步驟根據圖紙設計高度逐步安裝，最后進行整體支撐架檢查（圖9）。

圖9 三角形支撐架體安裝

5）調節支撐底座 三角支撐架安裝完成后，對底座進行初步高度調整，使支撐架保持同一水平高低。

6）安裝模板與木枋 安裝梁底模→安裝木枋→安裝側模→自檢→驗收。安裝水平結構模板，并拉線找直，安裝主、次背楞，距梁底向兩側延伸300mm。安裝后校正梁中線、標高、斷面尺寸，清理模板內雜物。

7）精確調平 安裝完畢后，根據紅外線水準儀測出標高逐個調平，檢查架體的平整度和垂直度，保證支撐架立桿垂直，不得傾斜。

8）檢驗驗收 安裝完畢后，施工單位須對支撐架穩定性、平整度、高低差、收邊等進行全面的檢查后，方可進行下一區域的工作。整道后澆帶檢驗合格后，由總承包單位組織監理單位、安裝單位等有關人員進行架體驗收，驗收合格后可移交使用。

9）鋼筋綁扎、混凝土澆筑 模板、木枋安裝完成，支撐架驗收合格后，板面進行鋼筋綁扎，先梁后板的順序依次施工，鋼筋綁扎完成后，進行驗收，澆筑混凝土。

10）拆除組合式三角形桁架支撐架 當后澆帶進行封閉，混凝土強度達到100%設計混凝土強度標準值后，將組合式三角形桁架支撐架拆除。

5 質量及安全保障措施

5.1 質量保證措施

1）安裝支撐架前 應對加工和購進的配件及材料等進行全面的查核驗收。檢查驗收內容包括：原材料的檢驗，配件結構尺寸，及支撐構件，配合件的各項功能的檢查，符合設計要求后，方可使用；要保證地面的平整度，確保支撐架的定位及完成后處于水平狀態。

2）安裝支撐架時 由于樓層高度大于單個支撐架高度時，需要多個支撐架搭接，要保證搭接處的間縫不得過大。

3）支撐架完成后 要保證支撐架與地面保持垂直狀態，不得傾斜。

4）支撐架拆除要求 ①底模及支撐拆除前應做混凝土抗壓強度試驗，提出拆模申請單，報監理批準后，方能拆除；②拆模質量檢驗要求：保證工程結構和構件各部分形狀、尺寸和相互位置的正確；具有足夠的強度、剛度和穩定性，能可靠地承受新澆混凝土的重量和側壓力，以及在施工過程中所產生的荷載；鋼筋的綁扎與安裝，符合混凝土的澆筑及養護等工藝要求；模板接縫應嚴密，不得漏漿；③模板拆除時必須根據結構構件同條件混凝土試塊的強度指標來確定拆模時間。具體拆模日期由項目技術人員書面通知，沒有書面通知不得擅自進行拆模施工；④模板及其支撐體系拆除時，嚴格按施工工藝和技術交底執行，以防發生意外事故，嚴禁違章操作。拆模前填寫拆模申請單，經主管技術人員和試驗部門、質量部門同意后方可拆除。

5.2 安全保證措施

1）各施工單位嚴禁用錘子或重物擊打支撐架。

2）相關班組必須經常檢查所搭建的后澆帶區域支撐架體系是否可靠，架體是否變形，發現異常情況，立即上報項目部，以便及時整改加固。

3）后澆帶支撐體系一經搭建完畢，嚴禁任何人以任何方式私自拆卸。如有特殊原因，必須拆除后澆帶支撐，需要上報項目部并經項目部有關技術人員同意。

4）后澆帶所在跨內不得施加其他荷載，如放置施工設備、堆放施工材料等，以保證結構安全。

6 結語

三角形后澆帶支撐體系施工步驟簡單，安拆靈活方便，周轉便捷，減少了項目施工周期，節約成本，在保證安全性的同時，避免了用鋼管支撐架施工的復雜、施工難、施工成本高的問題。

在項目實施中人工費相對于傳統鋼管腳手架節約了80%，材料費稍貴于傳統鋼管腳手架，但總體費用核算每100m 大約可節約50%～60%。施工質量好，可減少人工耗費，提高了工作效率；施工作業面干凈整潔，有利于綠色施工；采用本支撐體系施工的后澆帶支撐架拆裝方便快捷，方便檢修，具有較好的社會效益，推廣應用前景廣闊。