长沙冰雪世界项目下挂马道及泵房施工技术
0 引言
在常规大型建筑中,马道安装高度不高,可在楼面或地面上使用登高车配合卷扬机或汽车式起重机[1]进行马道立柱和检修走道板安装,也可搭设脚手架移动平台[2]或满堂式脚手架平台,操作工人站在平台上安装[3]。然而,对于单层通高建筑,采用上述方法安装马道存在登高车不够高、移动平台或脚手架搭设太高易失稳等系列问题[4]。
1 设计概况
长沙冰雪世界项目主体建筑位于百米深矿坑中部,冰雪乐园主体建筑平台下部设置检修马道及马道层泵房。主体建筑平台标高-36.760m(以下简称16m平台),检修马道标高-42.980m。马道离地高度最大达60m。检修马道由钢立柱及钢格栅组成,钢格栅上部根据不同区域铺设花纹钢板及钢筋桁架楼承板。典型剖面如图1所示。
图1 检修马道典型剖面
马道层泵房包括1个5.7m(长)×3m(宽)×3.64m(高)马道提升层泵房、1个5.7m(长)×3m(宽)×3.64m(高)水泵房、1个12m(长)×7.6m(宽)×4.25m(高)弃流雨水收集泵房。3个泵房均为钢筋混凝土剪力墙+暗柱结构,利用暗柱及剪力墙纵筋锚固于冰雪乐园16m平台主体建筑结构梁下方,楼板悬空。马道层泵房剖面如图2所示。
图2 马道层泵房剖面
2 马道悬空提升技术
2.1 工艺原理
将马道构件运输至坑底组拼成小单元体,在主体建筑平台上采用提升设备通过预留孔洞下放钢丝绳提升马道小单元体,单元体立柱与马道预埋件焊接,从而固定马道小单元体,依次逐个安装马道后续小单元体,最后形成1个连续整体平台下部马道。
2.2 施工工艺流程
1)马道埋件埋设埋件分布在主体平台混凝土梁底部(见图3),在混凝土底部钢模安装就位后、钢筋未绑扎前进行安装。埋件测量定位后通过点焊至混凝土梁钢模,混凝土梁钢筋绑扎时进行埋件复测,防止埋件移位。
图3 马道埋件安装
2)平台板提升孔预留在平台板钢筋、预应力钢筋绑扎完成、水电线管预埋好后,通过测量控制点对平台板提升孔进行测量布控,放置直径为100mm圆孔套管。
3)构件水平运输构件进场后,验收组及时组织卸货,清点数量,并及时验收,采用11m长平板车将构件沿下坑通道运至坑底部,卸货时,小件应放置于库房,以防丢失,大件应尽量放置于安装位置附近,便于安装,堆放平稳,构件两侧要撑牢,以免倾倒伤人。水平运输至安装位置,然后使用20t汽车式起重机卸载构件。
4)马道分块拼装在坑底清理1块约200m2场地用于马道分块拼装,在地面上对小单元马道尺寸进行放样,使用25t汽车式起重机将马道吊装至放样上4个大角,采用钢管临时固定,然后拼接马道平台梁四周主梁,采用临时高强螺栓固定,再安装马道次梁,整个平台安装稳定后对构件需焊接位置进行围焊,焊接完成后对构件进行焊缝检查,验收合格后,安装马道护栏与钢格栅,由于马道护栏构件及钢格栅构件较轻,通过人工搬运方法进行安装。
5)汽车式起重机提升马道小单元马道平台提升采用2台25t汽车式起重机协同工作(见图4),钢丝绳采用单倍率,主要考虑单倍率提升速度更快,同时,无须设置动滑轮等附属措施。马道提升采用吊点均布、变形可控原则,在混凝土楼板留孔时,要避开混凝土梁钢筋及预应力筋,根据各提升点反力及钢绞线数量确定开孔直径,并在提升孔上端布设提升梁,用于分散提升反力对楼板的影响。根据模拟分析结果,将各区域马道共分为若干部分,根据马道布置,需从已完成安装的马道区域开始逐步向前拓展,明确马道分块及施工方向。
图4 汽车式起重机施工示意
6)马道对接及焊接马道提升就位后,作业人员在现有马道上将提升就位的马道进行对接,并进入提升马道上进行吊柱临时固定及焊接。马道吊柱与连接耳板连接牢固后进行吊柱焊接,吊柱焊接作业使用活动式脚手架作为操作平台。马道组装完成、提升前,安装焊接施工平台,操作平台做法为:(1)操作平台位于柱顶以下1m位置;(2)在该位置四侧焊接PL10×90×100钢板,中心开60mm圆孔,用于穿脚手管;(3)利用脚手管搭设2m×2m平台,保证每侧有800m作业空间,以便工人走动;(4)采用钢跳板铺设在脚手管上,在马道内侧预留约400mm宽通道,用于工人上下平台;(5)四周采用脚手管和钢丝绳组成防护栏杆;(6)马道拆除时,搭设好内侧跳板,将外侧跳板和脚手管拆除,然后站在马道上拆除剩余构件。
3 马道泵房后挂施工技术
由于16m平台工期紧,决定先施工16m平台梁,待梁预应力张拉后,再进行马道泵房楼板、剪力墙及暗柱施工。因此,马道泵房属于后挂施工,需拆除部分支模架、操作架、贝雷梁及底模等,并在次梁下预留泵房剪力墙及暗柱钢筋。
3.1 总体施工流程
马道泵房上部结构梁支模架、底模拆除及替换→马道泵房剪力墙及暗柱钢筋预埋→16m平台结构梁施工→结构梁底模、支模架及贝雷梁拆除。
3.2 马道泵房上部结构梁支模架、底模拆除及替换
3.2.1 施工流程
次梁局部支模架、钢底模拆除→木模下料、钻孔→替换次梁局部钢模安装→马道泵房深梁部位操作架割除→马道泵房深梁支模架及木模铺设。
3.2.2 次梁局部支模架、钢底模拆除
马道泵房短边位于次梁上,该部位需将次梁底支模架及梁底钢模拆除。根据3个马道泵房宽度计算,至少要拆除20块钢底模。拆除支模架时,采取分块拆除并回顶的方式,最大程度地减小次梁钢筋骨架扰动,保证其稳定性。
马道泵房长边锚固于深梁L34(马道提升层泵房、水泵房)及L36(弃流雨水收集泵房)上。由于前期这2根深梁均未搭设支模架及底模,且深梁所处位置设有满堂式操作外架,故需割除深梁部位操作架,再搭设深梁支模架和底模。
3.2.3 木模下料、钻孔、替换钢模安装
1)木模下料、钻孔木模下料数量根据现场拆除的钢模数量确定,木模尺寸与钢模尺寸一致,按1m×1.5m规格下料。下料完成后,先进行现场预拼装并编号,根据马道泵房剪力墙及暗柱配筋图纸,现场放样钢筋位置并在板底钻16mm孔洞。
2)木模替换钢模安装取出钢模后,采用已钻孔的木模按模板编号插入,再重新搭设支撑架。支撑架与底模间的木方应注意避让木模上的预留孔,保证锚固钢筋能从木模孔洞中穿入。
3.3 马道泵房楼板施工
3.3.1 施工流程
支模架及板面以下模板安装→绑扎梁板钢筋→机电预留预埋、安装预留插筋→隐蔽验收→模板调整、固定→自检→验收→浇筑马道泵房板面以下混凝土→剪力墙、暗柱钢筋绑扎→机电预留预埋、安装预留插筋→隐蔽验收→模板安装、加固→自检→验收→浇筑马道泵房剪力墙、暗柱混凝土。
3.3.2 施工方法
1)支模架搭设考虑梁底标高为-43.450m,距贝雷平台工字钢顶面仅14cm,故考虑在工字钢顶面顺工字钢方向(部分为垂直于工字钢方向)铺设1层50mm×70mm木方,长600mm,间距600mm,在木方上再铺设梁底龙骨(□50×50×3)及模板。板支模架采用轮扣式支模架,立杆采用300mm高加长接头(实际长度400mm),横杆采用普通钢管(48×3),为确保立杆稳定性,根据立杆位置,在工字钢上焊接10cm长20钢筋头,将立杆套在钢筋头上。钢管顶部均采用可调托架调节顶紧,使整个支架体系受力稳固。采用拉线方式逐一调整顶托标高,完成后,即进行主龙骨(梁底采用双钢管48×3,板底采用单钢管48×3)铺设,然后进行次龙骨(50mm×70mm木方)、底模铺设。
支模架搭设高度0.6m,在立杆高度范围内设置2道水平杆,水平杆间距200mm,采用钢管扣件连接;立杆排距为0.6m,沿梁长方向跨距为0.6m,如图5所示。
图5 支模架搭设示意
2)梁底模安装底模根据底线找正后,两侧用铁钉定位锁紧,防止底模跑位。梁底模交接处必须拼密缝,且拼缝平整度≤1mm。龙骨(□50×50×3@75mm)接长时采用搭接形式,搭接长度≥500mm。
3)梁侧模及板底模安装板模压梁侧模,梁侧模包梁底模。板下口锁口木方与墙侧模钉牢,木方上口与侧模上口平齐。
调整板底支模架高度以满足要求后,铺设板底主、次龙骨,按配置方案将模板摆放好,模板拼缝要严密,使用钉子将模板固定。
4)模板加固模板加固所用次龙骨采用木方(50mm×70mm@200mm)、主龙骨采用双钢管(48×3),梁侧模加固采用对拉螺栓+斜撑(间距≤500mm,第1道对拉螺栓在梁底以上150mm)。
3.4 暗柱及剪力墙模板施工
3.4.1 施工流程
安装前准备→一侧墙(柱)模安装就位→清扫墙(柱)内杂物→安装就位对面模板→安装斜撑→调整模板位置→安装主、次龙骨及对拉螺栓→紧固对拉螺栓→斜撑加固→预检。
3.4.2 施工方法
1)支设前,模板底部板面应找平,检查模板是否清理干净,埋件是否安装到位。
2)放好墙(柱)边线(宽度减少5mm),按尺寸将单片木模吊装至柱边线处,利用螺栓及钢管脚手架固定。
3)按墙(柱)尺寸(宽度减少5mm,高度不变)拼装墙(柱)模板,清理底部杂物。
4)初步校验垂直度后利用双钢管将墙(柱)模板箍好,通过M18对拉螺栓进行固定,第1道离地(梁底)高度≤200mm,间距≤500mm。
5)利用已预埋的20地锚(距离墙边1.5m),斜撑钢管与地锚通过扫地杆相连,沿长度方向间隔1.5m安装1道斜撑。
6)在距梁底300mm的墙侧模上通长开设喇叭口,上口高出梁底面标高50mm,喇叭口底部利用架管扣件支撑(见图6)。
4 结语
与传统方法相比,单层通高建筑大型下挂马道单元块悬空提升施工工法具有以下特点。
1)安全可靠,无须搭设移动平台或满堂式脚手架,防止平台失稳。
图6 墙(柱)模板加固
2)提高效率,无须采用脚手架辅助措施,直接在平整场地即可拼装提升。
3)节约成本,无搭设脚手架及租赁登高车费用,进度加快。
马道泵房后挂施工技术适用于工期进度紧、图纸滞后的项目,可以先施工主体,再施工楼板下挂功能房。主体梁板支模架及钢筋预埋均需提前进行优化设计,楼板可设计成钢筋桁架楼承板,减少支模难度。
[2] 高宗立,孙剑,莫凡,等.下挂式马道吊柱结构及其安装成型方法:CN106939642A[P].2017-07-11.
[3] 吴丽阳.大型检修马道安装施工技术研究[J].中国建筑金属结构,2010(11):41-42.
[4] 刘兰涛,徐宁,宋修军.全悬空、倒挂型多层检修马道施工技术研究[J].青岛理工大学学报,2008,29(6):88-91.