超高框排架厂房结构工程施工
2015-12-05范智鸣朱元
范智鸣 朱元
（中国建筑一局（集团）有限公司华南区域公司 广东深圳 518040）
超高框排架厂房结构工程施工
范智鸣 朱元
（中国建筑一局（集团）有限公司华南区域公司 广东深圳 518040）
本文主要介绍一个3万m2的大型厂房的混凝土框排架结构，首道连梁净高7.2m，二道连梁净高13.4m，局部三道连梁16.9m，女儿墙净高19m，南北两侧因造型需要，在5.2m处设置不连续墙梁。并在局部立柱上设置牛腿，供吊车梁使用。
超高框排架；地基处理；支架设计；安全经济
1 工程概况
某工程总建筑面积31434.2m2，基底面积29215.19m2。东西向长度309m，南北向长度93m。地上一层为框排架结构，局部三层为框架结构。
该工程±0.000为6.5m，场地绝对标高为5.5m，基础（桩承台基础）顶标高大面为5.5m，局部为3.5m，承台深度内土质为素填土，土质较好。
立柱尺寸为最小为400mm×400mm，最大为600×2200，高度为13.4～16.9m（净高）。连梁尺寸为350mm×800mm，墙梁为640mm×800mm，连梁标高分别有5.2m、7.2m、8m、12.4m、13.4m、16.9m（净高）。
2 工程特点及重难点分析
2.1 工程特点
本工程为混凝土结构与钢结构屋面相结合形式的厂房，混凝土结构中除局部夹层办公室外，其余大面积均为无板连梁柱结构，立柱与连梁均属超高且截面较小的构件，且柱上连梁少则两道，多则三道，且连梁定位各异，柱上有供吊车梁使用的牛腿，柱顶有钢结构屋面预埋件。
2.2 工程重难点
（1）本工程位于沿海城市，且施工期处于本地雨季，雨水较多，且场地开阔，在施工前做好场地内外排水的工作，避免地基遭受雨水浸泡而松软下沉。
（2）框排架结构体系施工中，梁下立杆体系将施工区域隔断，影响混凝土罐车、汽车吊等车辆的行走，施工前，合理安排施工流水，在支架体系上预留洞口便于车辆行走。
（3）本工程连梁高度较高，属于危险性较大工程，支架体系搭设量大，确定支架的选型及搭设参数。
（4）立柱较高，进行立柱混凝土施工时，保证立柱的稳定性，确定其加固方式及混凝土浇筑形式的选择。
3 地基处理设计
3.1 原土夯实
连梁支架体系拟从承台地梁上搭设，承台地梁施工后，利用较好的素填土人工进行分层回填，回填与地梁同标高后，使用压路机压实，再使用打夯机夯实，夯实后原土标高比地梁标高低20cm。
3.2 素混凝土垫层
沿连梁方向，紧贴着承台地梁，浇筑15cm厚度的C20细石混凝土，待其强度达到要求后，方可进行作业。
3.3 混凝土预制盖板
利用场地内永久性排水沟的预制混凝土盖板，将盖板放置在垫层及地梁上，加大地基的刚度，后在盖板上进行支架搭设。
4 支架体系选择
4.1 方案比选
目前对于高支模工程，使用较多的支架体系为扣件式钢管脚手架及碗扣式钢管脚手架。前者的优点是其整体性较强，刚度大，搭设成型后较为稳固，其缺点是连接节点太多，施工进度慢，且立杆对接结构需错开，配杆麻烦，单根立杆承受力在接头处较薄弱。后者的有点的搭设速度快，接头无需考虑错开，单根立杆承受力较大，其缺点是因横杆加工误差，搭设后整体性较差，在高宽比较大的情况下，支架观感较差，主节点处需认真敲实，否则安全隐患较大。
经过综合比较，并结合现场实际情况及专家评审后意见，决定首道连梁（7.2m、8m）下采用碗扣式钢管脚手架，首道连梁以上支架立杆采用碗扣式立杆，横杆使用扣件式钢管，其主节点使用直角扣件连接。该综合性方法汲取了扣件式及碗扣式钢管脚手架各自的优点，也有效的避开了各自的缺点，既保证了施工的安全性，也保证了施工的便捷性。
4.2 支架搭设参数及支设简图
立杆搭设参数，梁下立杆为5排，由南至北排距分别为1200mm、900mm、900mm、1200mm。梁底三排立杆沿梁跨方向间距为600mm，其余两排沿梁跨方向间距1200mm。立杆支设图如图1。
图1 立杆搭设平面布置图
4.3 各构造要求及加固措施
为保证架体整体刚度，在支架外围设置由上至下连续剪刀
撑，在相对标高4.5m、6.2m（7m）、11m的位置设置水平向剪刀撑。本工程支架搭设高度较高，除保证架体整体刚度，还需保证架体的整体稳定性，为提高稳定性，采取加固措施为：①由地面增加斜撑至首道连梁底。②采取与已浇混凝土柱、梁硬连接的形式。
5 混凝土工程
5.1 浇筑方式
因混凝土汽车泵受支架体系影响，进出场地不便，且汽车泵浇筑时甭管冲击力对立柱、连梁影响较大，考虑到立柱连梁混凝土方量较少，最终选择塔吊+吊斗作为主要的浇筑机械，并配合自制的串桶，进行混凝土施工。
5.2 浇筑分段
为保证浇筑的质量，将首道连梁及其下立柱一同浇筑，将首道连梁至二道连梁之间的立柱第二次浇筑，将二道连梁三次浇筑，局部剩余的按照由下至上浇筑，先柱子，后连梁，最后是女儿墙。
此分段有利于浇筑质量的提高，且便于架体与已浇筑的结构进行硬连接，保证了施工的安全及质量。
6 结论
综上所述，对于该类型的厂房结构，可从设计角度及施工角度提供一些有益的建议。
6.1 设计角度
设计方案一：使用钢筋混凝土连梁柱+钢结构屋面。（本工程采用设计）
设计方案二：使用钢筋混凝土柱+钢梁+钢结构屋面。（工程施工后建议采用设计）
两个方案的优劣如表1所示。
表1
以上两个设计方案，有利有弊，但经本工程施工后，采用方案一时，搭设架子费用尚且不论，工期受制约因素众多，工期长而带来的雨季、施工质量等问题也不可避免。故综合考虑，建议该类型的厂房结构，能够采用设计方案二。
6.2 施工角度
本工程采用设计方案一，针对该设计，本文主要通过以下五点，对相类似工程提出一些见解：
6.2.1 排水工程
对于大面积的厂房工程，做好排水工程，防止施工中地基造水浸泡松软下沉至关重要。在施工桩承台基础时，应从各专业综合考虑施工完成面标高，避免需搭设支架下的位置标高过低。在厂房四周设置连通的截水沟，在厂房内根据场地地势情况设置相应的排水沟，并设置相应的集水井，雨季施工时，及时做好抽排水工作。
6.2.2 地基处理
本工程对支架下地基主要处理方式为原土夯实+C20混凝土垫层+预制盖板。
预制盖板为该工程附属结构中的永久性构件，在地基处理中加以利用，当无该项永久结构时，建议使用C20的混凝土垫层即可，但原土必须经过夯实，必要时需做压实度检测。使用C20混凝土垫层时，施工便捷，对工期影响较小。
6.2.3 支架体系设计
在搭设的过程中，支架体系高宽比为4.3及3.1，大于规范要求的3。此时，需对已有结构进行硬连接，已有的结构包括已浇筑的立柱、连梁，并在下方增设斜撑。
6.2.4 混凝土工程
为保证立柱连梁施工的质量及安全，混凝土均需采取分段浇筑，分段位置可根据首道连梁的标高进行确定，在首道连梁以上的梁、柱应分开进行浇筑，先施工立柱，后施工连梁。
所选用的混凝土浇筑方式，应综合考虑场地内的道路情况、混凝土浇筑方量、对模板的冲击程度。为保证立柱的垂直度，不建议采用汽车泵进行施工，可选用塔吊或汽车吊作为混凝土浇筑的主要机械，并配合吊斗、串桶等工具。施工时应保持对立柱垂直度的检测，发现有偏移时应利用支架的反撑，将立柱调直。
6.2.5 施工部署及总平面布置
施工部署包括施工流水段的划分、工期的倒排、劳动力及机械材料的投入等，合理的部署，便于施工材料的周转及工期的控制。而总平面布置包括加工场地的设置、机械行走道路的安排、材料拆卸后的堆放场地。在进行了详尽的考虑之后，现场必须按照总平面要求来布置现场，以避免对后续专业造成影响，从而影响工期及施工成本。
TU758
A
1673-0038（2015）46-0005-02
2015-11-1
范智鸣（1989-），男，广东深圳人，助理工程师，本科，从事建筑工程施工管理工作。
