超高层避难层结构二次施工疑难问题解决.pdf

1、 超高层避难层结构二次施工疑难问题解决 中天八建中天八建/楼成龙楼成龙 1 1 工程概况工程概况 万科魅力之城 A10 地块位于昆明市官渡区广福路与昆洛路交叉口西北侧，工程总建筑面积为 234613m2，其中地上建筑面积 181913m2，地下建筑面积 52700m2，包括 5 栋单体住宅及 1 栋办公公寓。其中，1#楼单体为 37 层，建筑高度为105.45m；3#楼单体为 41 层，建筑高度为116.85m；5#楼单体为 40 层，建筑高度为114.00m。1#、3#、5#楼，单体高度均超 100m，属超高层建筑。依据建筑设计防火规范（GB50016-2014）要求，应设置避难层，用于人员

2、在火灾时暂时躲避火灾及其烟气危害。图 1 十五、三十层结构平面图（5#楼避难层）本工程 1#、3#、5#楼避难层均设置在 15 层和 30 层，避难层为外挑结构，外挑悬挑长度达1800mm，以下将用 5#楼举例说明。图 2 避难层区域大样图（5#楼）万科魅力之城万科魅力之城 A10A10 地块地块位于昆明市官渡区广福路与昆洛路交叉口西北侧。本工程总建筑面积234613m2，其中地上建筑面积 181913m2，地下建筑面积 52700m2。物业形态：本工程共有 6 栋建筑，其中2#楼（33 层）、4#楼（33 层）为高层住宅；1#楼（37 层）、3#楼（41 层）、5#楼（40 层）为超高层住宅

3、；6#楼（25 层）为局部平层公寓、局部 Loft 公寓、局部集中式商业组成。本工程结构形式为框架剪力墙结构，高层部分基础采用平板式筏形基础，多层部分基础采用独立基础与防水板相结合的形式。避难层 程亟待解决的疑难问题。3 3 解决思路解决思路 3.1 悬挑支撑架体系选择 由于该悬挑架需作为支模架支撑平台使用，考虑到对其整体稳定性的需求，决定采用传统工字钢悬挑，采取反拉连接的方法，使用刚性拉杆进行连接并用花篮螺栓进行紧固，以保证其受力均匀稳定。3.2 梁、板钢筋连接方式选择 受爬架使用工况影响，避难层结构新旧混凝土接茬处，钢筋接头面积百分率为 100%。因此，在充分考虑钢筋连接合理性后，决定梁钢

4、筋采用机械连接，机械连接接头级；板钢筋采用单面焊接连接，焊接长度 10d。图 3 避难层外立面实景（5#楼）2 2 难点分析难点分析 本项目超高层避难层为悬挑结构，悬挑长度达 1800mm。外立面采用全钢附着式升降脚手架进行施工，其无法随主体结构一次施工。因此，在施工过程中存在不少技术上的困难，其主要施工难点如下：3.3 补强、加固方式选择 应根据不同的施工阶段，分两种情况考虑：1）针对已施工完成但过程中未事先考虑安全性采取补强措施的 5#楼 15 层避难层结构，通过在悬挑梁部位粘钢加固进行补强处理。粘钢与结构连接一面均匀涂刷 A 级结构胶，并采用化学锚栓与结构固定，具体做法详见图 4；（1）

5、避难层为悬挑结构，该部位结构需采取二次施工，因此考虑外立面采用全钢附着式升降脚手架。而悬挑架体需作为支模架支撑平台使用，其与传统悬挑脚手架相比，承受的荷载更大，但施工难度更高。因此，支撑架体系的选择直接关系到架体的稳定性和施工安全；2）针对尚未施工的 5#楼 30 层及 1#、3#楼避难层结构，在征得设计单位同意的前提下，通过变更原有设计，进而增设梁宽为 100mm 的悬挑梁对结构安全性进行增强，并在每根梁宽增强截面处新增 5 根钢筋，直径同原设计钢筋直径。同时，梁预留钢筋采用级机械连接接头，旨在确保满足结构安全要求的同时，提高施工的捷性。（2）二次施工相比一次成型，在一定程度上会降低结构耐久

6、性，且避难层接茬处梁、板钢筋同一连接区段内，钢筋的接头面积百分率为100%。依据混凝土结构工程施工规范（GB 50666-2011）、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2015）、钢筋机械连接技术规程（JGJ 107-2016）等相关规范规定，同一连接区段内，纵向受拉钢筋接头面积率：梁、板类构件不宜超过 25%；必要时，梁类构件不应大于50%。因此，二次施工钢筋连接措施的合理性，直接影响结构的安全，若处理不当，可能会造成避难层结构整体脱落的工程质量安全事故；（3）受工期紧迫的外界干扰，实际施工过程中将避难层结构拆分作为二次结构施工，易忽视原设计配筋是否满足承载力的问题，留有安全

7、隐患。因此，应考虑在原设计的基础上增加补强措施，进一步保证结构安全。综上所述，如何保证避难层结构的施工安全，并确保其施工质量、安全性及耐久性是本工（a）梁加固平面示意图 避难层 避难层 （b）1-1 剖面大样图（b）钢板法加固梁顶示意图 图 5 悬挑梁补强处理及节点大样 4 4 方案实施方案实施 本方案仅对避难层结构的二次施工及悬挑梁粘钢加固处理制定相应措施用于指导施工。4.1 工艺流程 （c）梁侧钢板加固剖面图 （d）梁顶钢板加固剖面图 图 4 粘钢法加固处理及节点大样 4.2 施工工艺（1）施工准备 1）材料准备 序号 名称 规格 备注 1 钢管 483.0m 实测壁厚2.7mm（a）悬挑

8、梁补强措施平面示意图 梁板模板拼装、加固 梁板钢筋绑扎 混凝土浇筑 梁、板拆模 悬挑梁粘钢加固 支模架搭设 悬挑架搭设 施工准备 2 扣件 与钢管配套 拧紧力矩达65Nm 时不破坏 设置在距工字钢末端 400mm。因本工程外墙为剪力墙，施工时采用木楔加固在工字钢的两侧和顶部，防止工字钢侧偏。3 主钢梁 16#工字钢/根据立杆排布要求，立杆无法搁置在悬挑主钢梁上，为确保架体整体性、美观性，采用 10#槽钢作为连系梁进行连接，连系梁拼接处采取焊接的方式进行连接。4 连系梁 10#槽钢/5 拉杆 22 圆钢 斜拉悬挑主钢梁 6 U 型锚固件 20 圆钢 用于悬挑钢梁与连系梁间紧固 2）技术准备 提前

9、进行深化设计，并利用品茗安全计算软件进行受力验算复核，明确悬挑钢梁排布以及支模架搭设参数。图 8 悬挑钢梁及连系梁安装实景 2）拉杆安装 图 6 悬挑钢梁及连系梁平面布置图 拉杆共由上拉杆、下拉杆、紧固连接件三个部分组成，上拉杆与下拉杆一端均焊接宽 100mm厚 10mm(实测值）的钢板，钢板设有26 的圆孔，用于穿 M24 普通螺栓并与建筑物或悬挑钢梁紧固；另一端套丝，丝长 300mm，中间采用配套的紧固连接件紧固。图 7 支模排架搭设剖面图（2）悬挑架搭设 1）悬挑钢梁及连系梁安装 以 悬挑钢梁及连系梁平面布置图 为依据，进行相关构件的安装施工。悬挑钢梁采用 16#工字钢，工字钢长 6m、

10、8m，工字钢安装时挑出建筑物 2.5m，锚固端长分别为 3.5m、5.5m。每根悬挑钢梁设置三道锚固环，第一道锚固环被设置在离建筑物边缘 100mm 处，第二道锚固环被设置在锚固段距工字钢末端 200mm，第三道锚固环被图 9 拉杆安装实景（3）支模架搭设 1）悬挑钢梁上皮在立杆对应位置须焊接直径 20 的钢筋，高度100mm，用于立杆防侧移。2）立杆纵距 1000mm，立杆横距 1000mm，步距 1500mm。3）立杆长度严格按照层高进行配置，并在立杆上设置可调顶托，在立杆长度不符合要求时对其长度进行临时调整。4）模板支架必须设置纵、横扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距离底座上皮不大

11、于 200mm 处的立杆上。5）立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/400。（4）梁、板模板拼装、加固（b）悬挑梁两侧粘钢加固实景 按传统工艺进行梁、板模板的拼装与加固。（5）梁、板钢筋绑扎 梁钢筋采用机械连接，机械连接接头级；板钢筋采用单面焊接连接，焊接长度 10d。（c）悬挑梁顶粘钢加固实景 图 11 悬挑梁粘钢加固 5 5 总结总结 随着建筑行业的高速发展，超高层住宅也越来越多，为满足建筑设计防火要求，避难层的设置必不可少。由于施工难度较大，如何保证施工安全与施工质量成为避难层施工亟待解决的痛点。本文提供了一些施工思路，总结如下：图 10 梁、板钢筋连接实景（6）梁、板拆模 以同条件试

12、块抗压型式检验报告为准则，砼强度达 100%方可拆模。（7）悬挑梁粘钢加固（1）本项目避难层结构的施工，通过采用刚性拉杆对悬挑工字钢进行反拉处理，增强了架体的整体稳定性，确保悬挑构件支模、钢筋绑扎、砼浇筑的作业安全，杜绝施工安全隐患。悬挑梁通过在两侧及梁顶部粘钢的方式进行加固处理。粘钢施工前，应先将悬挑梁表面不利于结合的异物清除干净，与梁贴面结合的一侧均匀涂刷结构胶（粘钢用的灌浆胶为 A 类，相关指标应符合混凝土结构加固设计规范（GB 50367-2013）中的 4.5.5 的有关要求），再通过膨胀螺栓紧固连接。（2）已施工完成的避难层悬挑结构，通过在悬挑梁部位进行粘钢加固补强处理，增强了结构的安全性及耐久性，并且解决了因避难层悬挑构件二次施工并受自重外倾影响引起的新旧混凝土接茬部位开裂、渗漏的痛点。（3）未施工的避难层悬挑结构，通过设计变更，以增大悬挑梁截面、加强配筋处理的方式进行补强处理，在施工前期消除以上痛点，在进一步保证结构安全性的同时，施工更加高效便（a）钢板表面均匀涂刷结构胶 捷，为以后建筑工程遇到类似的问题提供了一定的借鉴价值。