超厚筏板钢管脚手架马镫支撑体系施工技术应用摘要:超厚筏板基础一般钢筋直径大且间距密,单位面积上重量大,施工中对马凳支撑体系承受力和稳定性要求高,传统的钢筋马凳支撑成本高,工期长,施工不方便,本技术以实例介绍了钢管脚手架马凳支撑体系施工应用,施工操作简单,缩短工期,成本明显降低,并利用支撑体系钢管内孔对大体积砼水化热进行散热,效果明显,有极大推广意义。
关键词:超厚筏板;钢管脚手架;马镫支撑;水化热散热;缩短工期TU74 A1.引言:随着我国超高层建筑的迅猛发展,桩筏基础作为超高层建筑的主选基础形式在工程实践中应用的越来越广泛。
其中筏板随着建筑物高度的不断增加,厚度也越来越厚。
从传统的施工工艺来看,在筏板钢筋绑扎的施工过程中,上层钢筋的支撑比较常用的做法有钢筋马镫支撑或型钢马镫支撑。
但随着超厚筏板(≥3m)的出现,随之而来的筏板钢筋粗、层数多、间距密的特点,使得钢筋的支撑的形式的选择也面临很大的问题,如采用钢筋马镫支撑,则其强度和稳定性不满足施工要求,而型钢马镫支撑安装比较笨重、焊接量较大、施工速度慢,而且焊接后调整难度大;同时超厚筏板大体积混凝土的散热也是个很大的问题。
鉴于此,和合国际中心项目在核心筒3m超厚筏板的钢筋绑扎施工过程中,形成了采用钢管脚手架马镫支撑体系代替常用的钢筋马镫和型钢马镫支撑的施工工法。
在超厚筏板中、上层钢筋支撑上,该施工工法能起到方便、快捷、经济的作用,且能满足大体混凝土降温的要求,从经济上、技术上都算是一种创新。
2.钢管脚手架马镫支撑特点2.1钢管脚手架马镫支撑较传统的钢筋马镫支撑和型钢马镫支撑来说,施工工艺流程合理、简洁,且钢管脚手架搭设起来非常方便、工人操作熟练、耗时最少。
2.2钢管脚手架的立杆与水平杆之间采用直角扣件连接,立杆采用的钢管保持空心,利用空心钢管作为混凝土的散热孔,由于钢管具有良好的导热性能,大体积混凝土内部的热量均可以通过钢管来散热,从而降低混凝土内部的温度。
2.3筏板钢筋绑扎完成后,如因设计变更或操作错误,导致的筏板的钢筋标高发生变化的,钢管脚手架马镫较其它两种马镫支撑形式来说,调整起来非常方便。
2.4比较三种不同的支撑体系,钢管脚手架马镫更为节省材料,且钢管较钢筋和型钢相对来说,造价更低,从而进一步降低了施工成本。
3.钢管脚手架马镫支撑工艺原理在超厚筏板钢筋绑扎施工过程中,采用钢管脚手架作为中、上层钢筋的支撑体系,立杆的底部焊接在200mm×100mm的5mm厚钢垫板上,钢垫板焊接在底板钢筋上,通过水准仪控制横杆标高,以保证中层、上层钢筋的位置及钢筋保护层厚度;在横杆上标出钢筋的位置,以保证同层钢筋的间距,同时控制立杆钢管的长度要高出筏板面20cm,作为大体积混凝土的散热孔。
此施工工法操作简单方便,显著加快了施工进度。
4.钢管脚手架马镫支撑施工工艺及操作要点4.1施工工艺流程4.2施工操作要点4.2.1 弹钢筋位置线将防水混凝土保护层清扫干净后,用墨线在上面放出钢筋位置线,但是要注意底板钢筋底层及侧向的钢筋保护层的厚度的要求,在底板上将电梯井、集水坑投影线弹出墨线,并用红油漆进行标示。
中、上层钢筋的位置弹线需提前在横向钢管上弹出,注意要避开立柱钢管的位置,以保证钢筋的间距。
4.2.2按线布置筏板钢筋(1)、筏板钢筋绑扎前,需按照1m×1m的梅花形放置混凝土垫块(100mm×100mm×100mm),局部阴阳角部位根据现场实际情况进行调整,混凝土垫块强度同筏板混凝土强度,一般都要求混凝土搅拌站提前制作,并在标准条件下养护7d后方可使用。
(2)、按照图纸上规定的底板双向钢筋上下布置的情况布置,底板钢筋一般长向钢筋在下,短向钢筋在上,先安装长向底筋,再安装短向底筋,遇洞口断开,断开的平面、斜面钢筋需按设计要求进行互锚。
(3)、直螺纹连接技术作为建筑业十项新技术已经普遍使用,钢筋直径≥16mm均采用直螺纹连接,其质量控制点一是钢筋的端口要平整,不得有马蹄形或起弯等现象,二是加工的有效丝牙数要满足要求,三是连接后外露丝不得超过2 个丝。
(4)、筏板内的所有钢筋交点全部绑扎,同一水平线直线上相邻绑扣呈八字形,扎丝露头部分弯向混凝土内部,下层钢筋的弯钩应朝上,不要倒向一边,双层钢筋网的上层钢筋弯应朝下,筏板封边构造详见图纸设计要求或12G901-3图集。
4.2.3钢管脚手架支撑体系的安装(1)、选择直径48mm,壁厚3.0mm的钢管,凡严重锈蚀、薄壁、严重弯曲及裂变的杆件均不能采用,且钢管、扣件必须除锈。
(2)、计算出钢管支撑体系中的钢管的间距,弹线定好的钢垫板的位置;同时根据混凝土保护层厚度、钢垫板厚度、钢筋直径、钢管直径等数值计算出立柱钢管的长度,定出横向钢管的位置。
L(立柱钢管长度)=h(筏板厚度)-a(下层钢筋保护层厚度)-2D(下部底板主筋直径)-h1(钢垫板厚度)+200mm(立柱钢管伸出筏板长度),如下图4.2.3所示。
图4.2.3 钢管脚手架马镫支撑体系图(3)、在底板钢筋上焊接200mm×100mm的5mm厚的钢垫板,焊缝要饱满,不得烧伤底板主筋,且要保证钢垫板的平整度,以避免焊接立柱钢管时出现倾斜的状况。
(4)、将立柱钢管焊接在钢垫板上,保持钢管的垂直度,同时钢管底部封口要严密,避免混凝土进入钢管中影响散热。
(5)、通过水准仪控制横杆标高,中部、上部横向钢管均采用双向支撑体系,以保证整个架体的稳定性,横杆与立杆之间采用直角扣件进行连接,如立杆长度不够则采用对接扣件进行接长。
(6)、所有中、上层双向横杆在架设前均需填实,竖向钢管待筏板浇筑养护14d后再填实。
填实材料采用灌浆料加膨胀剂。
(7)、立杆钢管伸出筏板顶面20cm,在浇筑筏板混凝土时,要将立柱钢管口采用胶带封住,待浇筑完成后,揭开钢管上口胶带,以保证大体积混凝土的散热,养护结束后,采用CGM灌浆料进行填实,割除高出的20cm。
5. 效益分析本技术将钢管脚手架支撑体系作为超厚筏板的中、上层钢筋支撑,摈弃传统的钢筋马镫支撑和型钢马镫支撑的弊端,操作简单、施工速度快,缩短了施工工期,值得大力推广。
从工期和造价两方面,以钢管脚手架马镫支撑体系与型钢马镫支撑、钢筋马镫支撑进行效益比较。
5.1型钢马镫支撑体系构件之间全部采用焊接,且调整起来比较困难,而钢管脚手架体系构件之间采用直角扣件和对接扣进行连接,采用一把扳手即可完成安装,同等筏板面积下钢管脚手架支撑体系较型钢马镫支撑体系能节约不少工期;钢管脚手架马镫支撑体系较型钢马镫支撑体系节约造价,且超厚筏板厚度越厚,工期与造价节省的越明显。
5.2采用钢筋马镫支撑体系支撑超厚筏板需采用大直径钢筋,且需布置斜向钢筋支撑,单位面积上钢管马镫支撑体系较钢管马镫支撑体系来说能节省不少钢材用量,筏板越高,效果越明显。
且在长度相同的情况下,钢管的惯性矩远大于钢筋的惯性矩,钢管的稳定性比钢筋的稳定性好,作为支撑钢管强于钢筋。
6. 应用实例6.1工程概况和合国际中心工程位于太原市长风商务区谐园路与集阜西路交叉处,上部结构为33层(170m)和29层(150m)的两栋超高层塔楼,分别位于基坑的西北角和东南角。
项目占地面积约1.1万m3,总建筑面积15万m3,是一座集办公、餐饮、会议、展览为一体的现代化办公综合体。
南、北塔楼的核心筒筏板厚度均达到了3m,筏板配筋为上下层钢筋均为三级直径32mm、间距150mm 双向钢筋网片,中层配筋为三级直径14mm、间距150mm双向钢筋网片。
6.2施工情况和合国际中心北塔楼超厚筏板采用了型钢马镫支撑体系,立柱采用8#槽钢,底部采用了200mm×100mm×5mm钢垫板,中部采用L50×5mm角钢焊接,上部横向采用了8#槽钢焊接固定,立柱与立柱之间采用C32焊接成剪刀撑隔排布置且同排隔一布一,但在施工过程中发现采用型钢支撑,施工速度太慢,而且造价太高,且北塔楼因计算问题导致前期已施工完成的部分立柱槽钢过短,临时对立柱槽钢进行了焊接加长,因此仅北塔楼750m2的型钢马镫支撑体系就花了15天。
施工过程图见下图6.1、图6.2。
图6.1 北塔楼核心筒型钢支撑图6.2 型钢马镫支撑完成图在综合考虑了北塔楼核心筒超厚筏板钢筋支撑的施工难度后,决定在南塔楼核心筒超厚筏板钢筋支撑中采用钢管脚手架支撑体系,在此施工过程中形成了超厚筏板钢管脚手架支撑马镫施工工法。
和合国际中心南塔楼核心筒超厚筏板采用了钢管脚手架马镫支撑体系,立柱采用A48mm×3.0mm钢管,架管横纵间距均为1.2m,架管底部焊接200mm×100mm×5mm厚钢垫板;架管中层连接为双向,保证支撑体系的整体性;立柱钢管高出筏板顶20cm,作为大体积混凝土的散热孔。
所有横向架管架设前均需采用CGM灌浆料填实,竖向架管待筏板浇筑养护14d后再填实。
南塔楼核心筒620m2,仅用7d就施工完毕。
施工过程图见下图6.3、图6.4、图6.5、图6.6。
图6.3 南塔楼核心筒钢管脚手架支撑底部处理图6.4 南塔楼核心筒钢管脚手架支撑搭设图6.5 南塔楼核心筒钢管脚手架支撑完成图6.6 南塔楼核心筒3m砼完成钢管脚手架马镫散热6.3效益分析以和合国际中心北塔楼核心筒3m厚,面积为750m2的超厚筏板进行经济效益分析,结果如下:6.3.1型钢马镫支撑体系型钢马镫支撑间距1.2m×1.2m,竖向立柱采用8#槽钢,中部横向采用L50×5的槽钢,上部采用8#槽钢接长,立柱之间隔排布置斜撑,采用C32钢筋隔一布一。
竖向槽钢长度:L=筏板厚度---钢垫板厚度-槽钢高度竖向槽钢长度:L=3000-100-4×32-5-50-80=2637mm斜向钢筋剪刀撑长度:L=2637=3729mm材质米重(kg/m)材料单价(元/t)材料用量8#槽钢 8.045 3600 522根竖向槽钢600m长横向槽钢L50×5角钢 3.77 3160 600mC32钢筋 6.313 3605 124×2根斜撑备注材料单价依据最新市场信息价材料费总价=(522×2.637+600)×8.045×3600/1000+600×3.77×3160/1000+124×2×3.729×6.313×3605/1000≈8.5万元人工费=10×200×15=3万元(人数以10人计,人工单价计200元/人・天)总费用≈11.5万元6.3.2钢管脚手架马镫支撑体系钢管脚手架马镫支撑间距1.2m×1.2m,竖向立柱采用A48mm×3.0mm钢管,中、上层横向立柱均采用双向钢管搭设。