悬挑式下挂箱形结构施工技术总结及概述

肖尧

（中铁建工集团第五建设有限公司，广州 510006）

1 引言

在经济快速发展的岭南地区，具有岭南风格的学校、医院和文化馆等城市特色建筑选择了 “歇山顶” 的外立面设计风格，该建筑风格主要采用悬挑式下挂箱形结构。 而悬挑式下挂箱形结构往往采用的是：在完成箱形结构的底板基础之上，利用箱形结构的内空制作无法拆除的模板体系， 从而完成箱形结构的侧壁和顶部结构。 此工艺不仅造成施工过程中材料浪费严重、质量差、工效低、成本高、环境污染等问题，更极易导致后期白蚁滋生。

为有效解决上述问题， 该项目技术团队积极开展了技术讨论和研究， 基于项目实际的结构特点提出一种悬挑式下挂箱形结构施工技术，有效解决了箱形结构模板、木枋、钢管等材料无法拆除的难题，解决箱形结构施工质量差、施工周期慢等问题。 实现模板、木枋、钢管等材料重复性使用、成型效果优良、绿色环保等目标。

2 悬挑式下挂箱形结构施工技术原理

2.1 技术原理

悬挑式下挂箱形结构施工技术，通过技术优化，利用外悬挑板端点做预制斜挂板下端受力支撑点和倒置式屋面周边女儿墙的挂点，将悬挑下挂式箱形结构优化成外悬挑板、倒置式屋面及女儿墙现浇结构组合和预制斜挂板单元式构件， 后通过预制斜挂板单元式构件与现浇楼板支模体系相结合的施工技术，解决箱形结构模板、木枋、钢管等材料无法拆除的难题，解决箱形结构施工质量差、施工周期长等问题。 实现模板、木枋、钢管等材料重复性使用，实现资源投入少、施工周期短、绿色环保和降低施工成本等目标。

2.2 技术特点

一是可以减少资源投入、避免材料浪费。 预制斜挂板单元式构件和现浇混凝土支模体系相结合， 相对于传统屋面外悬挑混凝土结构施工，可实现模板、木枋、钢管等材料重复性使用，解决了箱形结构模板、木枋、钢管等材料无法拆除的难题，减少了塔吊、人工等资源的投入，避免了混凝土的浪费和白蚁产生，符合绿色建造理念。

二是结构成型质量好，可实现降本增效。 预制斜挂板单元式构件一次成型率较高，表面平整度高，解决了传统屋面周边线条混凝土涨模、漏浆、错台等质量问题，免剔凿和防水找平，预防了后期渗水等风险，以质量优质实现降本增效。

三是操作易标准化、实现快速生产。 预制斜挂板单元式构件标准化、操作简单，悬挑式下挂箱型结构整体施工简单，可实现快速施工生产，可推广性强。

3 悬挑式下挂箱形结构施工工艺流程

结合悬挑式下挂箱形结构特性和实际施工经验， 进行总结和提升，形成了施工工艺流程图，如图1 所示。

图1 悬挑式下挂箱形结构施工工艺流程图

4 悬挑式下挂箱形结构施工操作要点

4.1 技术准备

1）绘制箱形结构设计图。 采用BIM 技术对箱形结构斜挂板配模图进行深化设计。 首先，利用智能模板设计软件，导入相应箱形结构斜挂板单元信息，自动生成模板施工图。 其次，形成平面图、三维图，同时生成加固大样。 最后，通过BIM 模型将箱形结构斜挂板按照设计图的要求进行单元化的划分，分解为若干个模板单元，并智能编号，生成配模图。

2）根据施工特点编制安全专项施工方案，安全专项施工方案编制、审批、交底和施工严格执行相关规定。 安全专项施工方案中应明确模板施工方案。 箱形结构斜挂板施工支撑体系采用承插式盘扣支撑体系，立杆间距为900 mm，步距不超过1 500 mm，顶撑采用可调顶托，主龙骨为ϕ48 mm×3.2 mm双钢管， 次龙骨采用100 mm×50 mm 木枋， 模板采用15 mm厚胶合板，吊装采用塔吊施工。

3） 根据配模图准备施工材料， 主要包括：1 830 mm×915 mm×14 mm 模板、100 mm×50 mm 木方、48 mm×3.5 mm 钢管、顶托、ϕ14 mm 穿墙螺杆、ϕ14 mm 螺帽、ϕ16 mmPVC 塑料管等。

4.2 预制斜挂板加工制作

4.2.1 模板安装及验收

根据计算机配模软件生成的配模图对现场制作的预制斜挂板构件进行编号。 模板涂刷脱模剂，并分规格堆放，根据图纸要求放好轴线和模板边线，定好水平控制标高。 根据模板方案、图纸要求和工艺标准，向班组进行安全、技术交底。 用线锤和钢卷尺对模板垂直度进行全数检测， 保证模板的垂直度满足≤6 mm 要求，对不满足要求的模板进行调整。 安装完用线锤和钢卷尺对模板垂直度进行自检验收， 保证模板的垂直度满足GB 50204—2015 《混凝土结构工程施工质量验收规范》中垂直度的要求，对不满足要求的模板进行调整。 自检验收后通过质检员、专业监理验收合格后进行下道工序施工。

4.2.2 混凝土浇筑及拆模清理

同楼板混凝土浇筑方式一致，振动棒振动半径＜250 mm，振动时应块插慢拔棒，振动到混凝土气泡变少为止。 模板拆除应符合JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》中预制构件模板的拆除要求，模板单元脱模时不能采用钢钎强拆，以免破坏模板表面塑料模，影响模板寿命。 拆除下来的模板单元清理表面混凝土后，架空码放避免受潮。

4.3 预制斜挂板吊装

1）将预制斜挂板挂钩起吊至操作面，预制斜挂板吊至安装位置约1 m 处，停止降落，操作人员稳住斜挂板，参照梁顶垂直控制线和下层板面上的控制线， 引导叠合板缓慢降落至支撑上方。 吊装过程中注意避免预制斜挂板与外架碰撞，预制斜挂板停稳慢放，以免吊装放置时冲击力过大导致板面损坏。由于预制斜挂板为人工手扶的落位方式， 故在预制斜挂板落位的过程当中，需要操作工人严格按照定位进行落位[1]。

2）吊装过程中需要项目管理人员和劳务管理人员旁站监督，吊装完毕后，需要双方管理人员共同检查定位是否与定位线偏差，采用铅垂和靠尺进行检测，如超出质量控制要求，或偏差已影响到下一块预制斜挂板的吊装， 管理人员需责令操作人员预制斜挂板进行重新起吊落位，直到通过检验为止。

4.4 塞缝及防水处理

预制斜挂板之间缝隙采用PE 棒封堵，封堵后用1∶2 水泥砂浆填实，深度不少于25 mm。 防水采用JS 水泥防水涂料[2]。

5 施工材料及设备

5.1 主要材料

该施工技术中预制斜挂板为现场预制， 预制板制作主要使用材料包括模板、木方、钢管、螺杆等，吊装预制板主要采用钢丝绳、砂浆、防水等材料，材料规格、要求如表1 所示。

表1 材料要求一览表

5.2 设备机具

该施工技术为现场预制构件和吊装施工， 主要采用施工机具包括塔吊、圆盘锯、手持电钻、扳手等构件预制和吊装常规使用工具，如表2 所示。

表2 设备机具一览表

6 质量控制

6.1 质量标准

严格执行JGJ 1—2014 《装配式混凝土结构技术规程》[3]、GB/T 51231—2016 《装配式混凝土建筑技术标准》、GB 50666—2011 《混凝土结构工程施工规范》、GB 50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》等规范规定。

6.2 质量保证措施

1）首先编制专项施工方案，并严格按方案进行交底和施工；

2）加强工序过程质量控制，上道工序不合格，不得进行下道工序施工，上道工序为下道工序服务。

3）严把材料供应质量关，所有使用的原材料、构配件均应有出厂合格证或材料合格证明单。 按规定应进行进货检（复）验的物资，必须检（复）验合格后，及时进行报监，并由监理工程师审核同意后，方可使用。

4）严格执行国家规范，质量管理办法制度，认真落实和执行项目经理部制定的技术、质量管理制度和实施细则。 对协力施工队及施工人员进行质量控制，进行交底，使其明确质量要求、规范施工质量行为，确保质量。

7 施工效益

一是相较于现行普遍支模浇筑混凝土无法拆除模板支撑体，该技术可实现模板材料多次周转（周转次数约8 次）的目标，并且提高了现场施工效率， 减少质量二次剔凿和修补等返工费用。以广东仲元中学第二校区工程含“歇山顶”结构的13 个单体为例，该技术的应用使项目施工成本得到有效降低，并获得公司2022 年优秀技术创效表彰及奖励，产生了良好的经济效益。

二是该技术荣获企业2021 年度优秀企业工法，形成了企业技术标准；获得广州市2022 年科技进步奖，形成了优秀的施工技术成果，推动了建筑业的高质量发展，产生了良好的技术效益。

三是通过应用该技术，施工质量优质、效率高、绿色环保和安全可靠，得到了广州市番禺区各级政府部门、建设、监理、设计等单位的一致认可，产生了良好的社会效益。

8 结语

悬挑式下挂箱型结构施工技术作为现代化混凝土结构的绿色环保施工技术， 通过技术手段对传统工艺进行总结和提升， 优化为预制斜挂板单元式构件与现浇楼板支模体系相结合的施工技术，解决箱型结构模板、木枋、钢管等材料无法拆除、施工质量差、施工周期慢、白蚁滋生等问题，同时在一定条件下提高了城市建筑中多曲线混凝土结构施工的经济性，在多曲线建筑中具有积极的推广价值，具有广泛的社会效益。

目前， 广东仲元中学第二校区工程项目该项目已建成交付使用。 宿舍楼、教学楼、实验楼等13 个建筑单体的屋面“歇山顶”设计风格形成了校园内一道靓丽的风景，在这所百年历史名校的新校区不仅展现了地域特色文化传统， 更符合现代化建筑学的审美。