住宅工程屋面悬挑结构施工技术

李立翔（中建一局集团第一建筑有限公司,浙江 杭州 310000）

建筑的艺术性一直较多的体现于公共建筑的设计上，住宅由于经济条件的限制，一直停留在功能层面，未表现过多的艺术性。随着房地产行业的飞速发展，人民生活水平的不断提高，住宅逐渐开始展现出艺术性、风格化的特征，加之有着日益成熟的施工技术作为支撑，尤其在屋面结构的建筑设计上出现越来越多的悬挑结构。

本文结合工程实际情况对屋面悬挑结构的支撑体系施工技术进行介绍，希望可以对类似结构工程的施工起到借鉴。

1 工程概况

杭州萧山保利时光印象住宅项目位于浙江省杭州市萧山区新街街道北塘东路与合欢路交叉口，包含 3 幢 16 F，5 幢 27 F 住宅楼，建筑高度分别为 46.7 m 和 78.6 m，层高 2.9 m，结构形式为剪力墙结构。屋面层存在外挑梁及外挑板，北侧挑梁尺寸为 200 mm×610 mm，梁顶标高同屋面结构标高，梁上有 600 mm高女儿墙结构，距标准层结构边挑出长度 2.3 m；南侧挑板厚度 150 mm，挑梁尺寸200 mm×500 mm，次梁尺寸 200 mm×400 mm，板顶标高为屋面结构标高＋1.65 m，距标准层结构边挑出长度1.5～2.35 m。

2 方案选择

针对本工程的结构特点及施工环境，经过分析论证提出以下 4 种施工方案：

（1）采用传统满堂钢管脚手架从地面开始搭设；

（2）采用三角形钢管悬挑支撑架；

（3）采用上拉式型钢悬挑支撑架；

（4）采用下撑式型钢悬挑支撑架。

对以上 4 个方案从施工难易度、施工安全性、施工进度、经济效益等方面，结合现场施工环境进行综合考虑。对于方案一，由于悬挑结构距地表高度为 45～48 m，满堂支架搭设高度过高，架体整体稳定性差，安全隐患较大，且材料用量较大，施工进度较慢，而且此方案也不适用于主楼边肥槽暂未回填的工程。对于方案二，利用钢管做三角形斜支撑架进行悬挑结构的支模加固，但由于本工程结构外挑长度较长，所需钢管斜撑长度至少 5 m，而现今市场上钢管壁厚材质普遍低于规范标准，支架安全性无法保障，且支架搭设需着重做好与主体结构的拉结措施，架体稳定性的保障受限于工人良好的施工素养与责任心及管理人员较高的管理水平，此方案适用于外挑 1 m 范围内的结构施工。对于方案三，采用上拉钢丝绳式悬挑支撑架，若在屋面层下一层悬挑工字钢，钢丝绳则需屋面层施工完成后方可设置，北侧悬挑梁无法同屋面层一起完成施工，影响工期，且型钢悬挑较长，挠度变形较大，一般直径 18 mm 的钢丝绳受力计算无法通过，而采用直径较大的钢丝绳则工人不便弯曲操作。因此采用方案四，即下撑式型钢悬挑支撑架。

3 方案设计

3.1 悬挑架主梁

主梁采用16号工字钢，北侧悬挑梁采用 5.5 m 工字钢，悬挑 3.3 m，设置 3 道 U 型螺栓固定，因结构外侧为预制设备平台，第一道距结构外边 0.9 m，第二道距第一道 0.9 m，第三道距离第二道 0.2 m，端部预留 0.2 m。南侧悬挑板采用 4.5 m 工字钢，第一道距结构外边 0.1m，第二道距第一道 0.8 m，第三道距离第二道 0.2 m，端部预留0.2 m。每根立杆利用活动定位桩固定位置，自悬挑工字钢最远处 100 mm开始设置。

3.2 下斜撑

下斜撑采用 16 号工字钢，支撑点位置由计算确定，北侧悬挑梁支撑点据外锚固点 2.5 m，南侧悬挑板支撑点据外锚固点 2 m。斜撑两端切成坡口，上端同主梁焊接牢固，下端同预埋钢板埋件焊接牢固。

3.3 联系梁

联系梁采用 16 号工字钢，悬挑主梁间距同支模架立杆纵向间距，由计算得出间距为 1.2 m，为减少悬挑主梁及下斜撑的型钢用量，将主梁间距扩大为 2.4 m，并采用联系梁方式搭设施工平台。联系梁与主梁间采用抱箍或焊接方式固定。下撑式型钢悬挑支撑架搭设形式如图 1、图 2 所示。

图1 屋面层北侧外挑梁型钢支架剖面图

图2 屋面层南侧外挑板型钢支架剖面图

4 施工流程及要点

4.1 施工工艺流程

屋面层下两层预埋下斜撑埋件→屋面层下一层预埋U型环→铺设工字钢及固定→焊接下斜撑→搭设联系梁及外架→屋面层结构（含悬挑结构）支模浇筑→强度达到 100% 后进行屋面层上部悬挑结构支模浇筑→强度达到 100% 后拆模。

4.2 施工要点

（1）下斜撑埋件。下斜撑埋件采用 8 mm 厚钢板与 4根 Φ16 mm 圆钢焊接制作，埋件位置与U型螺栓位置对应，保证主梁与斜撑放置时不会错位，埋件预埋在边梁顶部，剪力墙位置立放于墙根位置如图 3 所示。埋件固定不应与主筋相碰，应置于主筋内侧。浇筑前在钢板表面裹一层塑料薄膜防止钢板污染。

图3 剪力墙位置下斜撑埋件

2）U 型螺栓预埋。U 型螺栓采用 Φ18 mm 的圆钢冷弯制作，宽度依据型钢规格，高度依据板厚及型钢规格，两端丝口长度≥50 mm。安装时 U 型螺栓必须锚在板底钢筋下，并在底部附加 2 根 1.5 m 长 Φ18 mm（HRB400）钢筋。为防止浇筑过程中对 U 型螺栓造成偏位及污染，将其与板筋点焊，并用塑料薄膜保护丝口。

（3）主梁安装。利用塔吊将主梁运至楼面，依据预埋U型螺栓位置逐一放置，套上 L 63×6 mm 角钢盖板，将双螺帽用扳手拧紧，主梁两侧与 U 型螺栓间空隙用木楔顶紧。主梁固定牢固后进行下斜撑的焊接，斜撑两端预先切好坡口，顶端与主梁轴心对焊，根部与埋件满焊，焊缝按三级焊缝外观质量标准施焊，支撑点一般为悬挑段的 2/3 长度左右位置，具体由计算确定。

（4）架体搭设。主梁及斜撑安装固定完成后方可进行上部架体搭设，架体采用钢管扣件式。所有立杆利用活动定位桩作为底座。首先铺设并固定好联系梁，再进行外架搭设，外架横距 0.6 m，步距 1.8 m，纵距 1.5 m，架体高度超出女儿墙 1 m，外侧设置连续剪刀撑，立面满挂密目安全网，悬挑架表面用废旧模板满铺硬隔离，架体与主体结构或原有外架每跨进行钢管拉结，保证其整体稳定性。

悬挑梁支模架梁侧立杆间距 0.6 m，立杆纵距 1.2 m，步距 1.5 m，悬挑板支模架立杆横距 0.9 m，纵距 1.2 m，步距 1.5 m，所有支模架与楼层满堂架水平杆拉通连接成整体，且支模架不与外架相连。为抵消悬挑主梁受力引起的垂直方向线位移产生的挠度对结构的变形影响，需在模板支设时进行适当的起拱，以保证结构的整体水平。

（5）混凝土浇筑。浇筑宜采用塔吊非泵形式，以减小施工荷载，浇筑应按照先里后外、先中间后两边顺序进行，确保满堂内架先受力，以防架体倾覆，浇筑应分层进行，每层高度不应超过 400 mm，不得一次到顶。操作人员不得在悬挑部位集中，应分散开来，浇筑过程中派专人看护支撑体系，出现下沉、变形、异常响声、松动等情况立即停止并及时解决。

（6）支撑架拆除。悬挑结构混凝土强度达到 100% 后方可进行拆模，拆模顺序依照支模的逆顺序进行。悬挑结构的外装饰施工完成后即可进行悬挑架的拆除，拆除顺序为先安全网、脚手板，再外架杆件，之后联系梁、下斜撑，最后主梁，可利用电葫芦等通过气割拆除。拆除时下方应设置警戒及围栏，专人看守，确保安全。

5 结 语

本文针对住宅工程屋面悬挑结构的施工，结合工程特点与现场环境，通过分析论证选用了下撑式型钢悬挑支撑架的施工方法，梳理了该方法在施工过程中的重点与难点，通过上述施工技术的应用，既保证了屋面悬挑结构的成型质量，又减少了施工成本投入，缩短了施工工期，确保了施工安全，取得了良好的实际效果，为类似工程施工提供了施工经验与技术支持，值得推广应用。