高支模、大跨度梁的施工

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

深圳萬科建筑研究中心，就是這樣一座綜合建筑。該建筑設(shè)計(jì)采用了14根大跨度普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁與屋面板一起構(gòu)成一大跨屋蓋。其中，6根梁凈跨 41m（總長43.3m）、梁高2.8m，梁下凈空13m，另外8根梁凈跨27m(總長29.3m)、梁高1.6m，梁下凈空14.2m。
    在設(shè)計(jì)考慮并允許的作用效應(yīng)下，大跨度屋面梁的施工質(zhì)量成為了該建筑結(jié)構(gòu)可靠性的關(guān)鍵。而模板支撐、鋼筋、砼作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中三大分項(xiàng)，都舉足輕重，撓度和裂縫更是檢驗(yàn)大跨梁施工質(zhì)量的重要指標(biāo)。以下就從這幾個(gè)方面介紹該工程大跨度屋面梁施工的一些方法和要點(diǎn)。
    1、模板支撐系統(tǒng)
    1.1 支撐系統(tǒng)
    對(duì)于高支模大跨度的非預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工來說，支撐是一關(guān)鍵。該工程使用鋼管排架作為大跨結(jié)構(gòu)的施工支撐，由于施工組織的要求，屋面結(jié)構(gòu)施工時(shí)，其下還為自然地面和回填土地基，因此，保證支撐系統(tǒng)不下沉顯得猶為重要，所以，對(duì)地基的處理成了必要。施工中，我們首先對(duì)地面原土和回填土進(jìn)行碾壓、夯實(shí)，進(jìn)行環(huán)刀取樣檢測，要求密實(shí)度λ0≥95%；然后在整個(gè)排架范圍內(nèi)的地基上滿鋪150~200厚的碎石+1∶4水泥石屑?jí)|層，振動(dòng)碾壓密實(shí)。為保證鋼管排架均勻地把力傳到地基上，排架下部設(shè)兩道地垅，下層地垅橫向設(shè)置，與梁垂直，以兩根50×100硬質(zhì)木枋平鋪，要求木枋兩端至少寬出大梁主要受力支撐范圍300，上層地垅采用14a槽鋼口向上縱向鋪設(shè)。上下層地垅的間距均根據(jù)計(jì)算出的排架立桿縱橫間距而定，要求每根立桿均設(shè)于縱橫向地垅交叉處。排架立桿的縱橫間距及水平橫桿的步距計(jì)算時(shí)，考慮屋面梁、屋面板、排架自重及屋面施工荷載等，主要驗(yàn)算立桿的穩(wěn)定承載力及地基的最大荷載；同時(shí)，為保證排架系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，設(shè)置間距5米以內(nèi)的豎向及水平向剪刀撐；最后，為防止下雨或其它施工用水浸泡地基，保證排架地基高于周圍地面，并設(shè)通暢的排水溝，確保施工過程中排架下無積水。
    1.2 模板
    大跨梁模板設(shè)計(jì)分底模與側(cè)模分別考慮。鋼管排架頂部采用鋼管行櫳，木枋擱柵，上鋪膠合板形成大梁底模；大梁側(cè)模面板則采用18mm進(jìn)口木膠合板，內(nèi)楞（豎向）用50×100木枋，外楞（水平向）用雙φ48腳手鋼管，對(duì)拉螺栓選用φ12Q235鋼制作。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)底模膠合板、擱柵木枋的承載力及剛度確定擱柵木枋及行櫳鋼管的間距，而鋼管行櫳驗(yàn)算時(shí)，除考慮其抗彎、抗剪承載力外，應(yīng)特別注意驗(yàn)算其下部節(jié)點(diǎn)扣件的抗滑承載力。經(jīng)計(jì)算本工程需采用雙橫桿、雙扣件來支撐鋼管行櫳。另外，由于梁最高達(dá)2.8m，梁側(cè)模需根據(jù)澆筑混凝土的側(cè)壓力及振搗中產(chǎn)生的荷載驗(yàn)算側(cè)模膠合板、內(nèi)楞、外楞的承載力、剛度以及對(duì)拉螺栓的間距和規(guī)格，同時(shí)，按墻考慮在梁腰部設(shè)置間距以不大于1.5米的“八”字斜撐，另外，由于梁跨度較大，為防止砼澆筑過程中梁在其腹板平面外失穩(wěn)，我們還在各梁間的梁腹部設(shè)水平拉桿或?qū)巍?
    2、鋼筋工程
    2.1 材料
    鋼筋作為大跨度屋面梁這一重要結(jié)構(gòu)中的精骨，選材需確保品質(zhì)穩(wěn)定過硬，優(yōu)先選用國內(nèi)大廠生產(chǎn)的鋼材，需無銹蝕、無污染，并按規(guī)定檢驗(yàn)合格。
    2.2 鋼筋接頭控制與施工
    對(duì)于大跨度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，鋼筋接頭在所難免，關(guān)鍵在于其位置與接頭質(zhì)量的控制。該工程大梁主筋接頭采用冷擠壓套筒連接，選擇此種接頭的原因是質(zhì)量保證且施工方便，但其缺點(diǎn)是使梁局部主筋間、排距變小，給混凝土澆筑造成一定困難，所以主筋接頭應(yīng)盡量少設(shè)。本工程中保證底筋跨中6m范圍內(nèi)無接頭，其它位置任意40d范圍內(nèi)接頭數(shù)不超過主筋總數(shù)的1/3，施工中嚴(yán)格控制每一個(gè)接頭的連接質(zhì)量，按規(guī)范要求逐一檢查。另外，由于梁的箍筋箍口因主筋較密無法按規(guī)范彎成135°，則采用封閉焊接，以確保梁的抗剪承載力和剛度。在本工程中，施工前先確定主筋接頭位置，并繪出示意圖，施工時(shí)對(duì)照檢查，鋼筋接頭無一差錯(cuò)。
    2.3 鋼筋制作安裝
    大梁鋼筋制作中，尺寸精確是關(guān)鍵，否則將影響鋼筋連接和安裝的質(zhì)量及梁截面的大小，甚至出現(xiàn)質(zhì)量事故。該大跨梁鋼筋綁扎安裝時(shí)，先在已支好的梁底模上彈好梁寬的控制線，而后由下而上一排排安放主筋，擠壓連接，并用鋼管搭設(shè)支架輔助施工。大梁底筋較密，則在每排鋼筋間設(shè)置墊鐵，保證排距，操作中保證上下排鋼筋對(duì)齊，以保證澆筑時(shí)混凝土流入暢通和振搗棒得以插入。另外，由于大梁的鋼筋較多，自重較大，梁底保護(hù)層墊塊則采用與梁混凝土同級(jí)別的去石混凝土特別制作。
    3、混凝土工程
    3.1 混凝土材料要求
    該工程采用的商品混凝土，碎石選用1~3cm粒徑，坍落度嚴(yán)格控制在12~14cm，要求具有良好的和易性，以確保能夠通過大梁密集的鋼筋，流淌充實(shí)大梁的任一部位，且不發(fā)生離析現(xiàn)象，其初凝時(shí)間控制在7小時(shí)左右。
    3.2 混凝土澆筑施工
    該工程一根41米跨大梁的混凝土量為60m3,由于大梁截面為倒T形且鋼筋較密，砼澆筑時(shí)振搗難度大，所以相對(duì)較費(fèi)時(shí)，容易產(chǎn)生冷縫?，F(xiàn)場采用了2臺(tái)砼輸送泵同時(shí)澆筑兩根梁，由梁中間向兩邊分層流水施工的方法，嚴(yán)格控制上下層混凝土銜接的時(shí)間，并特別注意對(duì)大梁下部鋼筋綢密區(qū)的振搗，既不欠振也不過振。對(duì)于梁下翼緣振搗棒無法直接插入（但影響半徑已達(dá)到）的部位，事先在大梁下翼緣頂部模板上每隔1.0米左右開一個(gè)小孔（φ10左右），澆筑中派人觀察該孔是否有水泥漿溢出，并用小錘敲擊其翼緣部位模板，聽聲音，以判斷梁下翼緣處混凝土是否充實(shí)，而后用木塞將小孔及時(shí)封堵。
    3.3 混凝土養(yǎng)護(hù)
    大梁頂面及屋面板采用麻袋覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)；大梁側(cè)面及底面采用延遲拆模的方法，因?yàn)樗写罅耗０寰捎眠M(jìn)口黑漆大板制作，接頭處用膠帶貼嚴(yán)，密封性能較好，這樣既能防止混凝土內(nèi)的自由水份蒸發(fā)，又起到一定的保溫效果，防止大梁因溫度收縮而產(chǎn)生的裂縫，梁側(cè)模拆除時(shí)間需達(dá)28天，這樣梁混凝土已達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，質(zhì)量已能保證。
    4、撓度與裂縫控制
    對(duì)于超大跨度的非預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)梁來說，要保證其功能及外觀要求，對(duì)其撓度和裂縫的控制是設(shè)計(jì)及施工的關(guān)鍵所在。
    我們知道，梁的跨中最大撓度是由與荷載形式、支承條件有關(guān)的荷載效應(yīng)系數(shù)、跨中最大彎矩、截面抗彎剛度幾個(gè)值決定的。在梁的截面、材料、跨度及上部荷載等結(jié)構(gòu)特征給定的情況下，起拱從一定意義上改變了支承條件，是減小撓度最行之有效的方法，它不但能抵消梁的下?lián)袭a(chǎn)生的視覺效果影響，而且它使作用在梁上的一部分豎向荷載轉(zhuǎn)化為水平力傳給支座，在梁的橫截面間形成軸向壓力，從一定程度上防止了梁的裂縫的產(chǎn)生。
    根據(jù)理論計(jì)算：該工程41米跨梁的撓度達(dá)20cm，而按照規(guī)范，一般大跨梁施工時(shí)的起拱值為1/1000~3/1000，若按3/1000起拱計(jì)算，其起拱值為12.3cm，與其理論撓度還有近8cm的差值，所以若按常規(guī)施工，此近8cm的撓度勢必對(duì)大跨梁周圍的屋面結(jié)構(gòu)造成影響，甚至破壞，而且過大的撓度還可能產(chǎn)生較大的裂縫，增加鋼筋銹蝕危險(xiǎn)，影響結(jié)構(gòu)的耐久性，也影響建筑的觀瞻，引起使用者的不安。所以該工程中，我們采用了加大梁的起拱度的方法，將梁的起拱值加大到30cm，達(dá)到7.3/1000，同時(shí)正好在屋面上形成結(jié)構(gòu)找坡。在施工時(shí)，同時(shí)保證控制撓度的另外兩個(gè)重要因素，即支撐系統(tǒng)和砼強(qiáng)度。經(jīng)實(shí)測，該工程大跨度屋面梁的實(shí)際最大撓度為4.5cm，由此可見上述措施的作用是明顯和有效的。
    施工中，對(duì)鋼筋砼構(gòu)件裂縫的控制主要有兩個(gè)方面，一為對(duì)鋼筋保護(hù)層的控制，另一為對(duì)混凝土的控制。本工程中，對(duì)鋼筋保護(hù)層的控制我們主要狠抓箍筋尺寸精確度及綁扎質(zhì)量，而對(duì)混凝土的控制中，我們采取了控制坍落度、降低水灰比、降低混凝土入模溫度和以延遲拆模來保溫并密閉混凝土內(nèi)自由水份的方法，通過以上措施，有效地防止了大梁混凝土收縮裂縫及溫度裂縫的產(chǎn)生。