新型逆作法梁板施工悬挂支撑体系研究与应用

尹文龙，李文旭，童伟猛，商栏柱，闫晓冉，李建峰

（中建三局集团有限公司工程总承包公司，湖北 武汉 430064）

随着国内城市的快速发展，城区内地下空间应用越来越广泛，但由于城区内施工环境越来越复杂，基坑施工安全风险越来越大。

逆作法施工技术是在基坑开挖前首先沿建筑物地下室外墙施工地下连续墙支护结构，并进行桩基施工，安装与混凝土桩基对接的钢柱，然后施工首层楼板，通过首层楼板将地下连续墙、桩基与柱连在一起作为施工期间承受上部结构自重和施工荷载的支承结构，再向下施工各层水平结构。向下施工各层水平结构时，一般传统方法采用土模法或超挖搭设满堂支撑架法。土模法施工混凝土外观质量差，雨季施工困难，软土地基承载力不足。超挖搭设满堂支撑架法在上一层水平结构施工完成且达到拆模条件后需将模板架料拆除、倒运至地上后再进行下一步土方开挖及结构施工，每施工一层水平结构，模板架料需倒运两次，且顶板形成后材料转运困难，工期长、成本较高。超挖对基坑变形不利，如基坑内遇淤泥质土，承载力较低，存在一定的质量、安全隐患。

天津市某地铁接建项目紧邻地铁3 号线，周边分布有加油站、住宅小区，环境复杂，地下两层，采用逆作法施工。考虑地下淤泥土埋深浅、分布广，设计了一种新型逆作法梁板施工悬挂支撑体系，此支撑体系悬挂在地下室顶板上，且可上下自由升降，省去了模板架料反复搭拆、倒运过程，加快了施工速度，解决了土模法及搭设满堂支撑架时遇到的软土地基承载力不足等难题，同时也可有效保证结构施工质量。

1 系统原理、设计及施工方法

1.1 系统原理

新型逆作法梁板施工悬挂支撑体系，包括模板体系、悬挂平台、吊杆及升降装置四部分。通过在上一层结构楼板上预埋吊杆孔，利用吊杆穿过吊杆孔并固定在上一层结构楼板上。下部与悬挂平台连接固定，形成梁板模板施工悬挂支撑体系。悬挂平台主梁采用双拼工字钢制作，次梁采用方钢管制作，上部铺设普通模板、木枋。支撑体系设置升降装置，每层结构施工完成后，可直接将悬挂平台下放至下层标高循环使用。新型逆作法梁板施工悬挂支撑体系示意图详见图1。

图1 悬挂支撑体系示意图

1.2 设计做法

悬挂平台主梁采用16#双拼工字钢制作，次梁采用100×60×5mm 方钢管制作，模板采用15mm 厚普通木模板+40×90mm 木枋，吊杆采用A25 圆钢，升降装置采用电动葫芦。

悬挂平台主梁间距2 500mm，次梁间距600mm，吊杆间距2 500mm/2 260mm。设计平面图、立面图详见图2～图4。

图2 悬挂平台平面图

图3 悬挂平台正立面图

图4 悬挂平台侧立面图

梁下部两侧各增加一道主梁，同样采用吊杆连接固定在上一层水平结构上。梁板模板支设大样图详见图5。

图5 梁板模板支设大样图

提升装置采用4 个快速环链电动葫芦制作，上部与上一层水平结构预埋吊环连接固定，下部与主梁上焊接的吊耳固定。工艺流程如图6 所示。

图6 施工工艺流程图

1.3 施工方法

1）零层板预留吊杆孔及吊环 悬挂支撑体系吊杆采用A25mm 圆钢，根据吊点布置，在零层板浇筑时通过预埋PVC 管预留吊杆孔，吊杆孔孔径为50mm。吊杆孔预留平面图详见图7。吊环采用A14 圆钢制作，与零层板上排钢筋连接固定，详见图8。

图7 吊杆孔预留平面图

图8 吊环预埋大样图

2）在土方开挖面上进行双拼工字钢、方钢管拼装固定 提前计算工字钢及方钢使用量，待土方开挖完成后通过出土口由塔机运至坑内。按照方案要求对工字钢进行双拼连接，并摆放到设计位置，然后按照设计间距安装方钢管，方钢管与工字钢采用焊接连接。工字钢、方钢管拼装示意图详见图9。

图9 工字钢、方钢管拼装示意图

3）利用升降装置起升到负二层顶板设计标高 电动葫芦上部与预埋吊环连接固定，下部与主梁上吊耳连接固定，利用电动葫芦将悬挂平台整体提升至负二层顶板设计标高，并通过吊杆、垫板、螺母固定在零层板上。垫板采用200mm×200mm×16mm钢板，螺母采用高强螺母。吊耳采用A20 圆钢制作，焊接在双拼工字钢主梁上。升降装置示意图详见图10，吊杆固定示意图详见图11。

图10 升降装置示意图

图11 吊杆固定示意图

4）模板及木枋铺装 梁板木枋、模板安装，要求拼缝严密，所有木枋施工前均双面压刨平整以保证梁板的平整度，要求所有木枋找平后方可铺设胶合板，以确保顶板模板平整。当梁高度大于700mm时需用对拉螺杆加固，螺杆水平间距500mm；次梁安装应等主梁模板安装并校正后进行；模板安装后要拉中线进行检查，复核各梁模中心位置是否对正；待楼板模板安装后，检查并调整标高。

5）钢筋绑扎及混凝土浇筑 在悬挂支撑体系上按照图纸要求绑扎钢筋。钢筋绑扎、验收完成后浇筑混凝土，混凝土浇筑时应在相应位置预留吊杆孔及电动葫芦吊耳预留孔，吊耳预留孔为200mm×200mm。吊耳预留孔详见图12。

图12 吊耳预留孔大样图

6）悬挂平台升降循环使用 负二层顶板混凝土达到设计要求强度后，利用升降装置将支撑体系下降至下层标高周转循环使用。悬挂体系循环周转示意图详见图13。

图13 悬挂体系循环周转示意图

2 应用实例

天津市某地铁接建项目，地下两层，周边环境复杂，采用逆作法施工。为加快施工进度，保证基坑安全及结构施工质量，项目设计、应用了新型逆作法梁板施工悬挂支撑体系，实施情况详见图14。

图14 现场实施图

3 结语

在整个国际建筑领域，逆作法施工在地下连续墙施工、土方开挖与水平结构受力转换、竖向桩柱施工以及防水等施工技术方面取得了许多突破性进展，逆作法施工，展现了现代建筑工程施工技术发展的与时俱进，符合加快城市化建设发展的主题。运用新型逆作法梁板施工悬挂支撑体系可有效保证结构施工质量。

为满足我司“精益建造、两高一低”要求，应用新型逆作法梁板施工悬挂支撑体系，即在地下室顶板施工完成后，利用在地下室顶板上悬挂模板支撑体系的方法进行以下各层结构施工，可有效避免架体重复拆搭及材料重复转运，解决软土地基承载力不足等难题。

新型逆作法梁板施工悬挂支撑体系，是一种很有发展前途和推广价值的施工技术。本课题的研究在以后的类似工程中具有良好的应用前景，通过研究总结逆作法施工成功经验，提高公司在逆作法施工领域的竞争力。