贝雷架在超高支模架中的应用及监理控制要点
2021-04-27朱云峰黄建荣包贵林杭州信达投资咨询估价监理有限公司浙江杭州310007
朱云峰,黄建荣,包贵林(杭州信达投资咨询估价监理有限公司, 浙江 杭州 310007)
1 工程概况
浙江杭州某超高层项目(以下简称“本项目”)总建筑高度为 149.9 m,南立面 1~5 层结构东西向断开,第 6 层结构开始合拢。该处悬挑结构板相对标高为 31.66 m、板厚为 180 mm,最大梁截面尺寸为 1 000 mm×1 200 mm,跨度为 25.2 m、宽度为 8.6 m。若采用落地式脚手架搭设,即从地下室顶板(相对标高为 -0.7 m)搭设到第 6 层结构面(相对标高为 31.66 m),总搭设高度为 32.36 m,属于超限危大工程。考虑到该部位悬挑高度高、跨度大,若采用钢管扣件式脚手架或工具式脚手架搭设,其强度、稳定性难以保证,最终决定选用贝雷架作为高支模支撑工具,具体方案概括如下:在第 5 层搭设贝雷架,在南侧无法搁置贝雷梁的部位增加贝雷立柱,贝雷梁上部铺设 16# 槽钢,随后在槽钢上搭设支模架。
2 贝雷架体系
贝雷架体系由贝雷立柱和贝雷梁两部分组成,贝雷立柱和贝雷梁均由贝雷片组装而成。其主要构件如表1 所示。
表1 贝雷架体系主要构件
3 贝雷架体搭设及监理管控要点
3.1 专项施工方案的编制及审批
施工单位应当在贝雷架高支模施工前组织工程技术人员编制专项施工方案。专项施工方案应当由施工单位技术负责人审核签字、加盖单位公章,并由总监审查签字、加盖执业印章后方可实施。根据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住建部 [2018] 第 37 号令)的要求,该工程属于超过一定规模的危大工程,施工单位应当组织召开专家论证会,对专项施工方案进行论证,论证通过后方可实施。专项施工方案实施前,编制人员应当向施工现场管理人员进行方案交底。施工现场管理人员应当向作业人员进行安全技术交底,并由双方和项目专职安全生产管理人员共同签字确认。监理单位应当结合专项施工方案编制监理实施细则,并对施工过程实施专项巡视检查。
3.2 贝雷架构件进场验收
贝雷架应由专业单位施工,主要构件应有专项检测报告。监理单位应对施工单位的资质证书及主要构件的质保资料进行审核,在主要构件材料进场时,对其外观进行检查验收,严禁让锈蚀、变形严重的材料和构件进场。
3.3 贝雷立柱、贝雷梁的组装与检查
贝雷立柱、贝雷梁均由贝雷片、上下弦杆、支撑架组装而成,贝雷片出厂时已组装完成。
贝雷片上下有弦杆,弦杆一端为阴头,另一端为阳头,阴、阳头都有销子孔,各段贝雷片接长拼接时,将一端的阳头插入另一端的阴头,然后用贝雷销固定并锁好保险销。贝雷片与支撑架采用连接螺栓进行固定,拧紧螺栓螺母后确保螺栓外露丝扣≥0.02 mm(2 丝)。贝雷架组装完成后,监理人员应对各固定点进行全数检查。
为了防止立柱的集中荷载对地下室顶板结构造成破坏,在立柱以下 3 000 mm×3 000 mm 顶板区域下部采用Ф 48×3.5 mm 普通钢管加固传力至地下室基础底板,立杆纵向、横向间距均不应大于 400 mm。监理人员应督促施工单位在立柱吊装前完成基础加固。
3.4 贝雷立柱与贝雷梁的吊装与安装
贝雷立柱与贝雷主梁组装完成后,用塔吊进行吊装,形成贝雷架支撑体系。现场最重的构件是由 3 组贝雷片组成的总长度为 27.1 m 的贝雷梁,计算重量约为 11.61 t。本项目选用 QTZ315(7030)塔吊进行吊装,参阅该塔吊的使用说明书可知,该类型塔吊在起重半径为 2.5 m~16 m、使用 4倍滑轮的情况下,最大起吊重量可达 16 t。结合项目实际,贝雷架组装场地及吊装部位离塔身距离均在 10 m 以内。由此可见,该塔吊可以满足吊装要求。
贝雷立柱的尺寸为 1 500 mm×1 500 mm,立柱下设 600 mm×1 500 mm×16 mm 钢板,立柱与钢板焊接在一起。钢板用 Ф20 预埋螺栓双螺母固定在地下室顶板结构上。为确保贝雷立柱的稳定性,采用型钢焊接抱箍的形式,在 6 m 和 25 m 高度位置分别与主体结构进行拉结。贝雷立柱及贝雷梁全部吊装完成后,应采用 U 型箍将贝雷立柱与贝雷梁固定,架设于主体结构上部的贝雷梁也同样使用预埋 U 型箍进行固定,以确保稳定性。贝雷架搭设完毕后,上部铺设 16# 槽钢,槽钢与贝雷主梁接触位置用钢件焊接固定。
在吊装阶段,监理人员应全程旁站,同时督促施工单位的主要管理人员到场指挥作业,同时做好以下管控工作。
(1)检查贝雷立柱与基础钢板的焊接质量,要求四面满焊。
(2)检查贝雷立柱与贝雷梁之间的 U 型箍固定,确保外露丝扣≥0.02 mm(2 丝)。
(3)检查架设于主体结构上的贝雷梁 U 型箍固定,确保外露丝扣≥0.02 mm(2 丝)。
(4)检查贝雷立柱的抱箍位置和质量,应符合专项施工方案的要求。
(5)槽钢铺设前,应对施工单位的定位放线结果进行复核,确定槽钢上部就是支模架的立杆位置。
(6)槽钢铺设完成后,需要与贝雷梁进行焊接固定,确保其稳定性。
3.5 贝雷架的预压
为确保悬挑结构现浇施工安全,需要对贝雷架进行重载试验,以检验贝雷架的承载能力和挠度值。通过模拟贝雷架在悬挑结构梁板施工时的加载过程,分析、验证贝雷架及其附属结构(模板、横梁、钢管支架等)的弹性变形,消除其非弹性变形。
预压荷载以该区域混凝土浇筑过程的实际荷载为参考依据,通过软件计算,总荷载约为 250 t。预压前,应检查贝雷架各构件连接是否紧固,金属结构有无变形,各焊缝检测是否满足规范的要求。荷载按0→50%→90%→100% 的顺序逐步加载并连续观测:完成 100% 荷载加载后,4 h观测 1 次,12 h 观测 1 次,24 h再观测 1 次。加载前,做好监测点布置和原始值采集等工作,每完成一级加载应暂停一段时间,观测并检查贝雷架,若发现异常情况应及时停止加载,及时分析,采取相应措施。该区域共布置 15个监测点,进行沉降和水平位移监测,结果表明,沉降最大区域为跨中区域,共沉降 57 mm;无水平位移。
预压完成后应卸载。整个卸载过程,仍应测量记录贝雷架的弹性恢复情况,同时防止突然释荷的冲击,若现场发现异常应及时汇报。最终对该区域 15 个监测点沉降值再次进行测量,沉降最大的跨中区域沉降值恢复 43 mm,最终沉降 14 mm。
根据贝雷架承重平台预压后的沉降值及卸载后的沉降恢复值(最终沉降 14 mm),作为现场支模架搭设的起拱依据。结合该区域的跨度起拱要求(跨度 22.6 m 的2/1 000≈45 mm),最终确定该区域按照 60 mm 起拱。同时,在混凝土浇筑过程中,适当调整顶托顶丝长度,确保实际支模架起拱值满足贝雷承重平台扰度值的变化要求。
在预压阶段,监理人员应督促施工单位按照专项施工方案确定的荷载值进行堆载预压,严禁少压;要求堆载过程必须模仿实际混凝土的浇筑顺序,据此基本评判施工的安全性;必须掌握现场实际的沉降监测数据,同时对起拱值进行现场复核。
4 混凝土浇筑
贝雷平台预压后可进行常规的支模架搭设,在此不作赘述,但在混凝土浇筑过程中还应注意以下事项。
(1)浇筑顺序。混凝土由中间向两端进行浇筑,较大尺寸的梁(梁的高度>1 m)的结构可单独浇筑。浇筑应分层进行,一次浇筑高度不应超过 400 mm。在浇捣时,不能将混凝土集中堆放于某点,以防局部负荷超重。
(2)监测。在梁板混凝土浇筑过程中,应做好贝雷架的监测工作,每隔 1 h 通报 1 次监测数据,直至混凝土浇筑完成。
5 贝雷架的拆除
当混凝土浇筑完成后,由于结构在上、贝雷架在下,贝雷架的拆除无法利用塔吊进行垂直吊装拆除。由于本项目的贝雷架安装楼层较低,可利用 50 t 的汽车吊进行拆除。拆除前,总承包单位应编制专项施工方案,并且严格按照专项施工方案进行拆除。具体如下。
5.1 拆除顺序
先进行贝雷梁的拆除,然后进行贝雷立柱的拆除。
5.2 拆除方法
(1)支模架槽钢的拆除:使用切割机将支模架底部16# 槽钢与贝雷梁接触位置的固定卡切割开,完成槽钢的拆除及清理。
(2)贝雷梁的拆除:贝雷梁由外向内逐根进行拆除。首先由中间向两端依次拆除贝雷梁和支撑架之间的螺栓,然后每根贝雷梁再分 3 次拆除,每次拆除整体一片(27 m,重量约 4 t),吊运至地面再逐片分解。重复此步骤直至拆除所有的贝雷梁。
(3)贝雷立柱的拆除:先在贝雷立柱上挂好钢丝绳,然后使用切割机分离所有附墙及底部支座,将立柱整体放倒后进行拆除。
贝雷架的拆除是一项危险性较大的工程。拆除前,方案编制人员应对作业人员进行安全技术交底,在拆除区域设置好警戒隔离区;监理人员应对起重机械的合格证和司机的操作证进行核查,并且对作业过程实施全程旁站。