谭应松 龙晓玲
(重庆巨能建设集团建筑安装工程有限公司 重庆 400042)
核芯筒电梯井道支模工艺探讨
谭应松 龙晓玲
(重庆巨能建设集团建筑安装工程有限公司 重庆 400042)
进入21世纪以来,高层建筑越来越多,由于剪力墙结构以墙承重,整体性强、抗侧刚度大、水平力作用下的侧向变形小,且可比框架结构体系省去大量的填充墙砌筑工序,因而受到广大设计者和开发商的亲睐。而需要大开间的公用建筑则多采用了框架-核芯筒结构。我们在施工中发现,这两种结构形式都有一个共同点,即电梯井道多设置在核芯筒部位,众所周知,电梯井道为上下通透的一个通道,中间并无任何隔断,因而,核芯筒体电梯井道内的支模是一个值得探讨的课题。普通剪力墙结构和框架-核芯筒结构的电梯井道,在不可能使用滑模,也不方便使用爬模的情况下,如何将传统支模架设计得更便捷、合理、安全,是一个值得研究的课题。笔者根据多年施工经验,通过对传统支模工艺的分析,提出了改进方法,并进行了可行性验算,证明这种工艺是可行的。
核芯筒;电梯井道;支模工艺;改进
当下,高层建筑越来越多,由于剪力墙结构以墙承重,整体性强、抗侧刚度大、水平力作用下的侧向变形小,且可比框架结构体系省去大量的填充墙砌筑工序,因而受到广大设计者和开发商的亲睐。而需要大开间的公用建筑则多采用了框架—核芯筒结构。我们在施工中发现,这两种结构形式都有一个共同点,即电梯井道多设置在核芯筒部位,众所周知,电梯井道为上下通透的一个通道,中间并无任何隔断,因而,核芯筒体电梯井道内的支模是一个值得探讨的课题,虽然许多的专业书籍和技术论文也介绍了滑膜、爬模等先进工艺,但推广应用并不广泛,一方面这些工艺虽然先进,但在实际应用中有诸多限制,譬如滑模,因井道只是内侧可以滑到顶,外侧一般为楼梯间或电梯前室,有楼板隔断不能采用滑模,因此并不便捷;在滑模基础上改进的爬模工艺解决了这个问题,但也存在爬升效率不高、安全风险没有彻底解决等等问题制约。能不能在常规支模工艺上作点文章,让井道支模既便捷,又能最大限度地保证安全,笔者将在本文中作一些设想,结合在重庆出版传媒创意中心工程中的实践,希望能与广大的工程技术工作者作一些技术交流。
本工程位于重庆CBD南区,为重庆出版传媒创意中心工程,总建筑面积为:131568.69m2。由A、B两栋塔楼及裙房组成,设3层地下室。A、B栋塔楼±0.000以上为24层,裙房±0.000以上为6层。A、B栋塔楼采用框架-核芯筒结构,裙房及地下室采用框架结构。 其中A栋核芯筒面积为,B栋核芯筒面积为。分别配置有8台电梯和7台电梯。
高层建筑筒体部分一般功能为电梯井道及楼梯间,电梯井道一般设计为3面剪力墙,只有电梯前室一侧留门洞,该部位模板支设难度相对较大,笔者以井道内空尺寸2200×2200,层高3000的尺寸标高为例进行阐述。
2.1 支模方式一
筒体剪力墙上预留孔洞,搭设时将水平钢管插入孔洞作为支撑横梁,再搭设立杆,见图1。这种方式是早期最为常用的电梯井道支模架方式,但由于钢管抗弯能力差,一般只能层层搭设,效率较低,也不安全。其验算如下:
2.1.1 支模架计算所需的荷载参数
(1)恒载标准值:
支模架自重标准值:1.155kN。
竹跳板板自重标准值:0.3kN/m2。
钢管横梁自重标准值:0.0385kN/m。
模板自重标准值:7.92kN。
木楞自重标准值:2.268kN。
加固钢管自重标准值:3.388kN。
对拉螺杆及山型卡等自重标准值:1.0kN。
(2)可变荷载标准值
施工人员及设备荷载标准值:1.0kN/m2。
2.1.2 验算钢管支撑横梁
图1 支模方式一
从以上计算可见,直接以单钢管为支撑横梁是不能满足要求的,还需在下一层增设斜撑钢管。
2.2 支模方式二
采用3根钢管为一根斜横梁,两根横梁以30°倾角一端搁置在剪力墙上,一端搁在电梯门洞暗梁上,横梁间用钢管连接形成锁口,见图2。钢管架可搭设3层楼,采用塔吊整体提升,提高了效率,但安全性比较差。
这种搭设方式的验算方式同上,从搭设方式看虽然其抗弯强度加强,但由于横梁采用倾斜搭设,支座两端无可靠锚固,容易发生滑移和倾覆,也是不可取的。
事实上,许多地区监管部门已经意识到这个问题,有的已经出台文件,明令禁止不能采用钢管作为支撑横梁。
2.3 支模方式三
筒体剪力墙上预留孔洞,以16#工字钢为横梁,工字钢上焊接200mm高φ48钢管,搭设时将工字钢穿入预留洞,然后搭设3层楼高钢管架,待三层混凝土结构完成后,重新搭设支模架。
重庆出版传媒创意中心工程就采用这种支模方式,但在实施过程中,感觉到这种支模方式还是存在一些不足,虽然安全性提高了,效率也相对提高,但由于工字钢自重较大,在穿工字钢时难度较大,且每三层需重新搭设一次,也增加了劳动强度,劳动效率也收到影响。
图2 支模方式二
3.1 支模架设计
笔者从塔吊标准节得到启示,在上述支模方式三的基础上,将井道支模架做成整体式,直接将钢管架与支撑横梁焊接在一起,考虑到操作人员自身的高度和操作的方便,总高设计为2.5m。改进后的支模架主要在钢横梁上进行改进,将其分为三段制作,采用螺栓连接,拆模时只需松掉螺栓,使钢横梁断开,即可采用塔吊提升,提升到预定位置后,再用螺栓拧紧连接,从而减少支模架的搭拆工序,同时也解决了穿工字钢难的问题。
3.2 塔吊提升的可行性
图3 改进后的支模方式
支模架的总体总量与前述支模方式一相比,只在支撑横梁上有差别,故:
横梁自重为:20.5×3×2=123kg。
钢管架自重为:115.5kg。
竹跳板板自重为:30×1.9×1.9=108.3kg。
模板自重为:792kg。
木楞自重为:226.8kg。
加固钢管自重为:338.8kg。
对拉螺杆及山型卡等自重为:100kg。
支模架总重为:123+115.5+108.3+792+226.8+338.8+100=1804.4kg。
总重未超过2t,完全是可以采用塔吊提升的。
3.3 支模架验算
工字钢抗弯强度完全能满足要求,故不在此验算。现主要对螺栓连接进行验算。
3.4 螺栓连接验算
3.4.1 连接方式设计
螺栓选用C级普通螺栓,螺栓直径d=16mm,孔径d0=17.5mm,两块20厚Q235钢板连接。
根据相关要求,螺栓的端距不应小于2d0,最小容许间距为3d0。
3.4.2 承载力验算
4.1 模板支架制作
用2根3m长的16#号工字钢作为支撑横梁,将每根工字钢下为3段,用4根2.5m的φ48钢管作为立柱与支撑横梁的1.8m长段焊接牢固,再根据实际尺寸焊接支模架横杆(以不影响提升为准)。
4.2 支模架就位
剪力墙钢筋绑扎成型后,用塔吊将支模架提升到电梯井筒位置,同时将4根0.6m长的工字钢穿入预留洞中,分别用两块钢板夹于每个接头的工字钢腹板两侧,用螺栓连接拧紧。
4.3 模板制作
模板采用覆膜板拼接为3块大模,转角处及电梯门洞一侧制作为角模,角模采用薄铁皮覆面,使其在多次拆模后,阴角处不致破损,影响成形质量。
此项工作可在地面操作,制作完成后,用塔吊提升就位。
4.4 模板安装
模板吊装就位后,用40×90木方作背楞,φ12对拉螺杆间距500~600mm,双钢管夹具将背楞夹紧,山型卡拧紧加固。
4.5 拆模
拆模时先拆大模,再拆角模,拆模后,大模不需提升到楼面放置,直接放于支模架上即可,通过计算,支模架能承受此重量。
4.6 支模架提升
拆模完毕后,待下一层支模时,用塔吊将支模架提升就位,重复以上4.2~4.5条工序,直至钢筋混凝土结构完成。
高层建筑电梯井道支模一直是施工现场未能解决好的一个问题,多年来很多项目并未引起重视,井道支模方式多出于工人自由发挥,大多项目技术人员对支模工序监管不力,更未进行验算。由于出版传媒创意中心工程电梯井道较多,笔者开始思考电梯井道支模问题,通过总结以往经验,提出了一个改进后的电梯井道支模架方式,它既能提高工作效率,又能保证安全,值得推广。
[1]江正荣,朱国梁,编著.《简明施工计算手册(第三版)》.北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]北京钢铁设计研究总院主编.《钢结构设计规范》.北京:中国建筑工业出版社,2003.
[3]中国建筑科学研究院主编.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》.北京:中国建筑工业出版社,2011.
[4]陈绍蕃,编著.钢结构(第二版).北京:中国建筑工业出版社,1994.
龙晓玲(1976-),房屋建筑中级,工程管理部部长,主要从事工程项目管理工作。
TU761.3
A
1004-7344(2016)03-0205-02
2016-1-9
谭应松(1973-),房屋建筑高级工程师,总工程师兼安全副总经理,主要从事工程项目管理工作。