工具式高承载力架体回顶施工技术研究与应用

工具式高承载力架体回顶施工技术研究与应用

潘春龙陈思明张世杰张万实姜玖波

潘春龙陈思明张世杰张万实姜玖波

中建三局集团有限公司东北分公司辽宁沈阳110000

中建铁路投资建设集团有限公司北京100000

摘要：伴随着城市建设的高速发展，建筑施工节奏不断加快，尤其是大型商业、住宅的施工过程中，施工电梯基础、材料堆场通常位于地下室底板或结构楼板上，而其本身为施工荷载，并不在结构设计荷载考虑范围内，且堆放时荷载相对较大，需要进行回顶加固，现阶段回顶加固多采用脚手架进行回顶，其施工场地被占用导致现场无作业面的情况尤为明显，影响后续二次结构、初装修、机电安装等后续工程施工。如何降低对影响，甚至是较传统回顶提高对楼板承载力，是保障钢管回顶立柱技术实施的关键。

关键词：回顶加固；后续施工无作业面；超高承载力；

引言

在沈阳宝能环球金融中心项目二阶段施工总承包工程施工过程中，T2塔楼北侧裙房在一层楼面板是钢筋原材、半成品、机械，钢结构堆场，因消防验收及机电管道安装，原T2北侧负一层满堂架体需拆除，项目部创造性的采用了工具式高承载力可调大直径钢管支撑回顶立柱，在T2塔楼北裙房负一层对首层楼板进行局部回顶，以满足顶板作为钢筋及钢结构堆场的荷载需求。

1回顶分析及原理

1.1回顶分析

因T2北侧裙房在一层楼面板是钢筋原材、半成品、机械，钢结构堆场，荷载需求详“荷载需求平面图”；结合T2塔楼北侧裙房一层结构楼板荷载分布图，现钢筋原材堆场荷载需求为35KN/m2（考虑4KN/m²余量），经业主、设计下发的一层结构楼面板荷载图，钢筋原材堆场位置，实际承受外加荷载为5KN/m2，需增加30KN/m2附加荷载，现用钢结构钢管回顶实现。

1.2回顶原理

利用大直径钢管立柱作为竖向力的承载体；在其上口通过钢板密封、预留可调U托孔，安装多个可调U托，实现回顶高度微调；底部可固定支座通过膨胀螺栓（或化学锚栓）与楼板固定，形成可承担施工电梯基础、材料堆场所需荷载的工具式支撑体系。

2施工工艺流程及操作要点

2.1工艺流程

施工工艺流程：回顶立柱整体设计→钢管回顶深化设计→回顶立柱制作→可固定支座安装→回顶立柱安装并与底座焊接→可调U托支撑群安装→梁底调节垫片安装→可调U托支撑群调节→回顶立柱检测。

2.2操作要点

三维空间示意图

2.2.1回顶立柱整体设计：

大直径钢管立柱使用成品钢管或由钢板焊接而成的钢管，钢管壁厚、钢管管径根据荷载需要确定；

根据荷载需求及受力情况，采用多根钢管以均布荷载形式进行承载；

考虑分担钢筋原材荷载，每个钢管上部设置多个可调节U拖，利用U托群竖向限位钢板，通过旋转螺母使可调U托支撑群顶紧支撑梁，实现回顶高度调整，U托的数量可根据荷载的需要确定。

可固定支座由钢板、膨胀螺栓组成，钢管底座沿对角线设置4个钢板进行回顶立柱的支撑，在距离四边一定距离钻孔，用膨胀螺栓（或化学锚栓）进行固定。保证整个构件竖向垂直，承受竖向轴力。

2.2.2钢管回顶深化设计

根据施工荷载确定钢管截面尺寸，结合solidworks软件核算钢管承载力。

屈服力计算（应力）位移计算（弯矩值）

2.2.3回顶立柱制作：

根据施工图纸进行钢管加工。

钢管回顶架体立面图

钢管回顶架体剖面图

2.2.4满堂架体通道拆除

按照钢管回顶架体平面布置形式，严格按照先搭后拆的顺序进行进行部分满堂架体拆除预留钢管回顶安装作业面。

2.2.5可固定支座安装

按照钢管回顶架体平面布置形式，进行部分满堂架体拆除，预留钢管回顶安装作业面。

2.2.6回顶立柱安装并与底座焊接

钢管安装采用手拉葫芦进行安装，并且保证竖向垂直，承受竖向轴力。安装后钢管底部与底座进行焊接。

2.2.7可调U托支撑群安装

钢管回顶上部有4个直径为40mm的圆孔，采用螺杆直径为30mm的U拖进行安装，保证U拖伸出长度不超过300mm，下锚深度不小于150mm；

2.2.8梁底调节垫片安装

按照可调节U拖位置，进行梁底主龙骨安装，主龙骨采用100*100调节垫片，承担由梁顶传递的竖向荷载。

2.2.9钢管回顶检测

安装完成后，进行U拖变形监测及钢管回顶竖向垂直度监测。

3钢管施工质量控制措施

（1）钢管架体安装时按照图纸定位要求，进行放线测量，并要求避开机电管道及砌筑墙体。

（2）钢管安装前将安装地面清扫完成，并且保证基底面平整。

（3）钢管上面U拖施工时，保证U拖下插螺杆至少为U拖整体长度的30%。

（4）钢管上面U拖施工时，U拖上螺杆悬挑端不超过250mm。

（5）U拖上调节垫片布设方向需沿混凝土梁跨度方向。

4安全文明施工控制要点

（1）严格遵守有关环境保护方面的法令、法规，配备专、兼职环境保护人员，制定有关环境保护管理制度，消除事故隐患。

（2）现场设有消防管道、消防栓及灭火器材，并有专人负责，定期检查，保证完好备用。

（3）坚持现场用火审批制度，电气焊工作要有灭火器材，操作岗位上禁止吸烟，对易燃、易爆物品的使用要按规定执行，指定专人设库存放分类管理。

（4）新工人进场要和安全教育一起进行环境保护教育，施工现场值勤人员昼夜值班。

（5）钢管加工场地需有完善的环保措施，避免环境污染。

5实施总结

本工程采用的工具式高承载力大直径钢管可调支撑回顶立柱，可周转使用，节约施工空间，有效避免了传统满堂脚手架加固方式对对砌体结构、机电安装及消防验收造成影响，确保回顶区域的正常施工，对本工程工期进度有重要意义，同时经结构验算，满足材料堆场所需荷载，加固可靠，承载力高，满足了顶板作为钢筋及钢结构临时堆场的荷载需求，获得了业主及监理单位的一致好评。

6结语

工具式高承载力大直径可调钢管支撑回顶立柱，是一种占地面积小、承载力高、稳定性强的工具式支撑体系，可替代了传统的钢管脚手架的回顶方式，通过合理的布置有效避免因回顶对砌体工程、机电安装工程的影响。同时该回顶材料利用U托群竖向限位钢板所预留可调U托孔，安装多个可调U托，通过旋转螺母使可调U托顶紧支撑梁，实现回顶高度微调，较传统液压顶升装置，操作简便，节材环保，对绿色施工具有重要意义。沈阳宝能环球金融中心项目为东北地标性建筑，本技术突破创新地采用工具式高承载力大直径可调钢管支撑回顶立柱，形成了一套完整的技术总结，为各类回顶施工起到了引领和借鉴的作用，具有良好的经济效益和社会效益。

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