创新型可调式大直径钢管后浇带支撑施工技术研讨

文／龚福才 云南建投第二建设有限公司 云南昆明 650000

引言：

为降低建筑结构施工过程中结构自身产生的不均匀沉降，在建筑工程设计时通常在建筑四周设置有沉降后浇带；为减少相邻地下室间施工过程中混凝土温度应力的影响，通常设置有温度后浇带用于平衡和释放温度应力。在后浇带未浇筑封闭,没有形成完整的结构体系之前，按照规范要求后浇带的位置需设置支撑体系，支撑体系应独立于模板支架体系，支撑体系直至后浇带封闭后才能进行拆除。传统施工方式是采用钢管支撑架进行搭设，占用钢管数量多、时间久，在钢管脚手架未拆除之前后浇带支撑体系将建筑结构拆分为相互独立的空间，严重影响到后续工序施工，且长期占用钢管、扣件、顶托、木枋、层板等辅材。为满足当今工程建设提出的新要求，后浇带支撑体系也在工程建设的不断摸索探索中得到发展。

1、工程概况

七彩云南·花园里（B-02-01）地块项目属于集群式住宅项目，项目占地面积约10万平米，设计有一层约9.5万平米地下室，地下车库上部设计有别墅、洋房、小高层。设计考虑有沉降后浇带、膨胀加强带、温度后浇带，需二次浇筑的沉降后浇带和温度后浇带合计约6000m。若采用传统的钢管架支撑体系，需占用大量的周转材料，投入成本高，且影响后续工序施工，无法满足建设方的工期要求，急需寻求替代技术以解决后浇带的支撑问题。

2、创新型支撑体系分析

2.1 混凝土柱支撑

后浇带支撑有采用在悬挑梁位置临时设置小截面的混凝土柱，混凝土柱与主体同步浇筑，改变后浇带位置悬挑梁的受力形式，以满足后浇带设置期间的结构安全[1]。采用该方式，前期施工时需进行模板安装，后浇带封闭后对其拆除时施工难度较大，理论上可将拆除的混凝土柱用做门过梁，后浇带浇筑在主体荷载上完之后才能进行，此时砌体基本全部完成，故拆除的混凝土只能按照建筑垃圾处理，不符合当今环保节能的要求。

2.2 PVC管模支撑工艺

PVC管模支撑工艺是采用直径DN160以上的PVC管安装在后浇带边缘的梁底位置，并在梁底开有同PVC管直径的圆孔，结构混凝土浇筑时同时向PVC管内浇筑混凝土形成后浇带支撑[2]。PVC管材质量轻、安装后自稳性差，在浇筑混凝土时容易因振捣出现PVC管爆裂、偏移的情况。若浇筑工艺不当或排气不畅，PVC管内的混凝土不连续，形成虚支撑，无法达到后浇带的支撑效果，对结构造成不可逆的影响[3]，施工过程中需加强对其进行检查，确保支撑系统的可靠性。

现目前也有采用石英沙在混凝土浇筑前先对PVC管进行填充，形成支撑体系，该方式有效的解决了虚支撑的问题，拆除相对也比较方便，但在竖向压力的作用下，石英沙对PVC管壁进行挤压，当压力达到超过PVC管壁能承受的压力时管壁破裂，支撑将失效。使用时需严格计算PVC管立柱需承担的荷载，在荷载允许范围内使用。

2.3 钢支撑工艺

钢支撑工艺是采用大直径钢管、方管、型钢等对后浇带进行支撑[4,5]，该方式支撑体系可靠，有效避免了支撑体系被误拆，产生虚支撑的情况。钢支撑在后浇带浇筑完成后拆除，进行周转使用，符合绿色施工要求。钢支撑体系由于不具备可调性，拆除时需采用锤敲出，拆除时容易发生安全事故。现也有在支撑下端设置素混凝土支座，拆除时通过凿除支座的方式实现支撑体系拆除，但总的来说支撑体系拆除时还是需投入较多的人力。遇到层高不一致时，需对钢支撑进行切割或焊接调整长度，以确保长度满足施工要求，多次的切割焊接一定程度上造成了钢材的浪费，降低了钢支撑的可靠性。

因此，后浇带支撑体系可在钢支撑的基础上，增加可调节装置提高钢支撑的适应性。

3、可调式大直径钢管支撑体系

可调式大直径钢管支撑体系与传统的后浇带采用钢管扣件支撑架、梁后浇带位置增加混凝土柱作临时支撑及采用PVC为套管浇筑混凝土支撑进行比较，具有加工简单、施工便捷、安装和拆除简便、周转率高，支撑实现了全工具化，提高了后浇带支撑体系的适应性，避免了二次切割造成的材料浪费，达到节能、绿色环保的要求。同时在质量保证及安全保证方面，也较传统的后浇带支撑体系有较明显的优势。

3.1 工艺原理

可调式大直径钢管支撑体系由可调支座及支撑杆组成。可调支座采用无缝钢管底部焊接钢板封堵，距底部50mm处开φ16的圆孔，焊接螺母作为卸料口，用配套螺栓封堵。支座钢管内填装石英砂，通过调整石英砂的高度用于调节支撑杆的高度，填装石英砂高度最少100mm，具体根据净高进行调整，净高相差350mm内的支撑钢管可通用。由于石英砂压缩量小，可忽略使用过程中被压缩变形的问题。安装时通过卸料口对石英砂体积调节，从而达到对支撑钢管的高度调整的目的，该施工方式具有施工便捷、安全可靠的特点。

3.2 工艺特点

可调式大直径钢管支撑体系相比传统工艺来说具有加工简单、施工便捷、安装和拆除简便、周转率高、适应性强、实现了全工具化的特点。与传统的后浇带支撑体系比较节约了大量的周转材料，提高了模板支撑系统材料的周转率，绿色环保。大直径钢管，虽然一次投入多，但可多次循环使用，多次周转分摊后可以降低后浇带支撑体系的施工成本。用于调节高度使用的石英砂具有压缩量小的特点，满足支撑期间的要求，且可以多次回收利用，符合当今绿色环保施工的要求。

3.3 操作要点

3.3.1 施工准备

项目中标进场后，在后浇带施工的一个月前根据项目规模、施工顺序、后浇带长度、后浇带位置的梁底净高度及需支撑的梁数量，计算出所需的钢管及其他材料的数量，清点落实可周转使用的材料数量，对不满足要求的材料进行采购替换，对数量不够的材料进行采购补充，进场材料均应进行检查验收，验收合格后才能投入使用。材料进场后应堆码整齐，并应堆放在硬化的水泥地面上或采用木方支垫，禁止直接接触未硬化的地面，要做好覆盖，防止淋雨生锈。根据场地平面布置图布置材料加工场，加工场地临时用电应满足TN-S供电系统的供电要求，现场照明充足、通风良好、配置相应的灭火器。

3.3.2 支撑体系加工

新采购的钢管原材长度一般为定尺9000mm，为减少钢材的浪费，支座钢管按照500mm的长度进行切割，支撑钢管一般按照500mm的模数进行切割，当遇到净高按500mm模数切割后与可调支座内的石英砂高度仍然无法满足支撑要求时，根据现场实际情况进行下料。

支撑立杆的上下两端采用同钢管直径5mm厚的Q235钢板进行焊接封堵，可调支座在底部焊接200×200×5mm的Q235钢板，焊接时宜采用先点焊，后满焊的方式进行焊接，焊接时注意材料的变形情况，焊接宜采用E43型焊条进行焊接，焊接完毕后应对焊缝进行检查，确保焊接质量满足要求。

3.3.3 可调支座加工

可调支座在该支撑体系中起着重要的作用，加工时需重点进行质量控制。在可调支座的底端对卸料孔进行定位，卸料孔距可调支座底端50mm处，定位完成后采用开孔器对其进行开孔，孔的直径为16mm，孔洞四周应平滑，满足石英砂顺利流出的要求，确保卸载时可顺利拆除支撑立杆。开孔完成后在孔洞外焊接直径16mm的螺帽，焊接时需提前预热防止因温度应力导致焊接后螺栓无法进行安装。焊接完成后将配套螺栓扭进螺母上，检查螺母是否有变形现象。若有变形，对螺母进行更换，确保可以顺利对支座进行卸载。

3.3.4 支撑体系定位

在后浇带施工前需提前确定需要进行支撑的位置，并根据后浇带的位置，绘制后浇带支撑布置图。根据工程实践，大直径钢管支撑，一般仅在主、次梁位置进行设置即可，位置设置在距梁端300mm处的位置上，中心点应与梁中心在一条垂线上。当遇到连续多层的后浇带时，根据荷载情况对支撑数量进行调整，连续多层设置时，上下层间的后浇带支撑体系应在同一位置，确保传力体系可靠。

3.3.5 确定石英砂高度

后浇带支撑定位后，对梁底净空进行测量，从梁中心向下引垂线，与定位中心点在同一条直线上，用钢卷尺进行测量，根据测得的数据h再选择尺寸相近h1钢管，最后计算出需要填装石英砂的高度h2（H2=h-h1）。工人向支座钢管内填装石英砂，石英砂要干燥，填筑高度根据上述计算确定，填筑高度误差控制在+5mm以内，禁止出现负误差。

3.3.6 安装立杆

支撑立杆为直径140×5mm的普通钢管，调节支座为直径159×5mm的无缝钢管。安装支撑体系时将支撑立杆放入支座钢管内，两名工人扶正支撑立杆，一名工人在底部稳固支座。安装的支撑钢管高度h1若大于h-h2，则把卸料口的螺杆打开，从卸料口向外掏出支座钢管内的石英砂，通过支座钢管内石英砂高度的减少，来调整支撑钢管的高度误差，撑杆的高度误差控制在+5mm以内。从卸料口掏出石英砂时，下面应采用编织袋或其他物品铺垫，以便石英砂回收再利用。

3.3.7 调整立杆位置及垂直度

支撑钢管的高度调试合格后，并对位置及垂直度进行校正。首先根据定位放线，检查后浇带支撑体系位置的准确性，其次采用线锤或激光仪进行垂直度检查校正，确保满足要求。支撑钢管调整好位置及垂直度满足要求后，采用铁钉通过支撑钢管顶端钢板的螺栓孔与梁底木模板进行钉牢加固。

3.3.8 支座固定

为防止支撑体系被误拆和倒塌伤人，垂直度检查满足要求后，采用电钻在支座钢板的螺栓孔位置处进行钻孔，钻孔深度为50mm，直径为12mm，钻孔后用吹风机将孔内的灰尘吹出，对角安装M12膨胀螺栓固定支座。

3.3.9 刷漆

企业文化：西部矿业企业的核心价值观是“矿业报国，振兴民族经济”，提倡“信念、忍耐、务实、奋进”的企业精神，逐渐形成了“忠诚、感恩、包容、创新”的企业风气。企业将自身的发展与民族大义紧密结合，努力践行自己的使命，力争早日实现成为世界500强的国际化大型矿业资源跨国公司的企业目标。

为防止支撑体系锈蚀，增大支撑体系的周转次数和增强支撑体系的可识别性，需对支撑体系进行防锈漆涂刷。防锈漆涂刷在支撑体系安装前和安装后涂刷均可，为降低劳动强度，减少地面污染建议在安装前完成此操作。为便于区分及美观，支座钢管颜色宜涂为黄色，支撑钢管颜色宜涂为黄黑相间。

3.3.10 拆除回收

后浇带支撑体系安装完成后，过程中应加强检查，防止被松动、误拆，支撑设置的时间与传统的后浇带支撑体系相同。支撑体系拆除时，首先拔出支撑钢管顶部固定的钉子，其次取下卸料口的螺杆，通过卸料口掏出部分石英砂，待支撑钢管顶部钢板与梁底模脱开5-10mm间隙后可停止掏石英砂，再用砂轮磨光机将固定支座的膨胀螺栓沿板面切除，最后由两名工人扶住支撑钢管，沿水平方向向梁外慢慢旋转，使其离开梁底，慢慢放倒支撑钢管。支撑钢管与支座钢管分离后，先取出支座钢管内的石英砂，回收再利用，之后将支撑钢管及支座钢管分类整齐的码放在指定的场地上，以便周转利用。

3.3.11 周转使用

周转使用的支撑体系，使用前应对其进行检查验收，支座和钢管材质满足要求后才能使用，重点检查焊接部位和钢管的锈蚀情况。支座钢管要对其卸料孔进行检查，螺母是否损坏、变形或堵塞，是否有螺杆不配套等问题，检查维修合格后方可用于现场施工。

4、质量安全环保控制要点

4.1 质量控制要点

支撑体系安装时，必须要控制支撑装置的位置及垂直度，保证支撑装置独立受力有效。支撑装置必须安装牢靠有效，防止在有效支撑过程中，支撑立杆出现松动、移位等现象发生。

4.2 安全控制要点

施工前，对操作人员进行安全技术交底，主要内容为施工环境、危险源、操作规程等内容。支撑装置在施工现场集中加工制作时，施工用电要符合相关要求，焊工必须持证上岗并配备齐全的防护工具。地下室光线较暗，施工时保证充足的照明。安装和拆除要严格按工艺要求实施，注意防止支撑体系倒塌伤人的情况发生，同时要求操作工人正确使用安全防护用品。

4.3 环保措施

钢管的切割及焊接工作，应在加工棚内进行，尽量选在白天施工，减少噪音污染及电弧闪光的伤害，同时对切割的铁屑及焊渣及时清理。涂刷防锈漆时应注意个人防护，禁止在密闭空间内进行油漆涂刷，以免危害工人的身心健康，每天收工前应将剩余油漆返回油漆桶内并封盖，为用完的材料应分类堆码整齐，油漆桶应由专业公司收集后集中处理。材料、机具、构配件分类堆放，摆放整齐。现场机具应标识准确、整洁，安全装置灵敏可靠，工具棚内外干净整洁，工具摆放整齐，禁止乱丢材料、工具及其他杂物。

5、经济效益分析

可调式大直径钢管支撑体系的应用，与传统的钢管扣件支撑架支撑、梁后浇带位置增加混凝土柱作临时支撑及采用PVC为套管浇筑混凝土支撑后浇带相比较，加工简单、安装便捷、支撑牢固、可周转使用，大大提高了后浇带跨度内的模板及支撑架的周转率，减少了周转辅料的投入，降低了周转辅料的投入成本。所使用的支撑装置材料虽然一次性投入较大，但周转率高，只要注意成品保护，可以周转10次以上，摊销到每个工程上，费用远远小于传统后浇带支撑架、梁后浇带位置增加混凝土柱作临时支撑及采用PVC为套管浇筑混凝土支撑后浇带所产生的费用，降低了施工成本，还不会产生建筑垃圾，绿色环保。通过对可调式大直径钢管支撑体系的应用，使后浇带区域的文明施工得到大幅度提升，提高了施工现场的文明施工形象，将后续工序的施工影响降到最小。

小结：

创新型可调式大直径钢管后浇带支撑体系安装式与模板支架同时进行安装，模板拆除时将传统的模板支架体系进行拆除，拆除后仅预留大直径钢管支撑体系，大大降低了对后续工序的影响。可调式设计提高了支撑体系的适应性，也降低了安拆难度，经过大量的工程实践证明，该支撑体系是安全的、可靠的，可以在工程建设中推广使用。