武汉后浇带临时支撑体系研究与应用

［摘 要］扣件式钢管脚手架后浇带收口网支撑体系存在支撑搭设不规范，占用空间大，钢管扣件租赁费用高，架体维护成本高，结构安全性低等缺点。对扣件式钢管脚手架后浇带支撑体系进行优化改进，通过对比分析提出一种新的支撑体系，并应用于工程中取得了很好的经济效益和社会效益。为解决建筑物不均匀沉降及超长结构温缩问题，通常设置后浇带。因后浇带留置时间长，加之在实际施工中，存在后浇带支撑体系搭设不规范，检查不到位，严重影响结构安全。为此，需研究一种新型的后浇带临时支撑结构，从而保证后浇带部位结构的安全，增加后浇带位置的空间利用率，提高模板及模板支撑体系的周转率。
1 后浇带支撑体系概述
1.1 扣件式钢管脚手架后浇带支撑体系梁板模板施工时，后浇带支撑架体与其余结构模板支撑同步进行，搭设时后浇带部分单独形成支撑体系，保证其余部分的模板拆除。存在多层结构时，后浇带处支撑体系从底层向上连续设置，上下层立杆对齐。扣件式钢管脚手架后浇带支撑体系存在长期占用大量的模板及支撑材料 ；日常管理难度大，存在支撑拆除后再进行支撑 ；模板、木枋、顶托等材料容易变形、腐烂、锈蚀等，造成后浇带模板支撑系统松动等问题（图1）。

1.2 新型后浇带临时支撑体系
根据建筑物的结构楼层净高尺寸（楼板至梁底）选择相应长度的 114×5 mm 无缝钢管，一般比净高尺寸小200 mm（以控制顶托伸出长度不大于200 mm），并在钢管柱下端焊接300 mm×300 mm×10 mm 的钢板作为底托，钢管柱顶部采用自制顶托支撑于梁底并进行连接，自制后浇带可调顶托采 用 60 螺杆长 600 mm， 114 螺母厚 100 mm，顶部焊接150 mm×150 mm×10 mm 钢板。在梁底模板安装时统一距后浇带边300 mmm 处预留150 mm×150 mm 洞口，自制后浇带可调顶托顶部用透明胶带进行包裹，自制后浇带顶托上的钢板做为预留洞口处的底模（图2）。

新型后浇带临时支撑体系搭设规范、安全可靠、节约空间、观感好、缩短工期、一次投入、重复使用，节约了钢管扣件租赁费及维护成本。
2 后浇带支撑设计荷载计算新型后浇带临时支撑体系适用于工业与民用建筑中后浇带及大跨度梁板支撑，应用时须根据工程具体实际情况计算荷载，实际总荷载小于后浇带支撑设计荷载且立柱长细比小于180即满足要求。以盘龙区新草房城中村改造项目为例，两层地下室层高均为3.6 m（板厚200 mm，梁截面尺寸300 mm×700 mm），柱网间距按8.4 m 进行计算（表1）。

当层高为3.6 m，梁高0.7 m，L=2.9 m，截面面积（直径114 mm 壁厚5 mm 无缝钢管）A=3.14×5.72–3.14×5.22=17.12 cm，回 转 半 径（ 直 径 114 mm 壁 厚 5 mm 无缝钢管）查表得i=3.86 cm。长细比 λ=L/i ≈75。依据轴心受压构件的稳定系数表，查表得 ：ψ=0.75。设计荷载 N=ψAf=276.06 kN。为检验自制可调顶托的承载力，将3个顶托送至云南建筑工程质量检验站有限公司进行承载力检测，经检测承载力为430.78~600.24 kN，大于设计荷载。
2.1 实际总荷载计算
根据梁板荷载传递方式（板→次梁→主梁→柱），每根后浇带支撑位置的荷载计算如下 ：每根后浇带支撑位置受力面积 S=4.2 m×1.9 m=7.89 m2。可变荷载如下。
（1）施工荷载 ：2.5 kN/m2（荷载分项系数 ：1.4）。
（2）模板支架 ：1.1 kN/m2（荷载分项系数 ：1.2）。
永久荷载 ：按照计算模型（荷载分项系数为1.2）。
永久荷载总值 =（4.2×1.9×0.2+0.3×0.5×1.9）×25 kN/m3×1.2=56.43 kN。
永久荷载 = 永久荷载总值 / 受力面积 =56.43/7.89=7.15（kN/m2）。
地下2层的总荷载 =（7.15+1.32+3.5）×7.89=94.44（kN）。
地下1层的总荷载 =（7.15+3.5）×7.89=84.03（kN）。
实际总荷载 N=94.44+84.03=178.47（kN）。
2.2 实际总荷载与后浇带支撑设计荷载比较后浇带支撑设计荷载276.06 kN，实际总荷载178.47 kN，后浇带支撑设计荷载大于实际总荷载满足要求。
3 施工工艺
（1）在梁底模板安装时统一距后浇带边300 mmm 处预留150 mm×150 mm 洞口。
（2）在预留洞口中心，吊线确定底托位置，用 12膨胀螺栓进行固定，若2 700 mm 后浇带标准节立柱不满足楼层高度要求，安装加长调整节。
（3）安装后浇带支撑顶托，调整至梁底标高，采用膨胀螺栓固定至梁底，使用透明胶带包裹。
（4）梁板钢筋绑扎。
（5）检查、复核后浇带立柱垂直度及后浇带顶托钢板标高；
（6）混凝土浇筑。
（7）混凝土达到100% 强度，拆除梁板模板及支撑架，保留后浇带支撑体系。
（8）后浇带混凝土浇筑完成达到100% 强度后，拆除后浇带支撑体系。
4 成品保护措施
（1）划定后浇带支撑区域，区域内严禁堆放材料。
（2）未经允许，严禁拆除后浇带支撑体系内任何构件。
（3）严禁碰撞及人为破坏后浇带支撑体系，若发生碰撞导致立柱变形偏移，应及时修复。
（4）梁板后浇带采用层板进行封闭，钢筋涂刷水泥浆保护。
（5）后浇带独立支撑体系采用红黄油漆涂刷，并悬挂禁止碰撞及拆除标识。
（6）严禁将后浇带所在跨作为车辆通行通道，必须通行时对通道下梁板进行加固。
（7）安排专人进行监督检查，对后浇带支撑体系及后浇带部位的梁板进行必要的检查，若均未发现后浇带支撑体系变形松动及梁板混凝土的开裂、变形情况，及时确保工程质量保证。
5 经济效益分析以两层地下室为例，地下室层高均为3.6 m（板厚200 mm，梁截面尺寸300 mm×700 mm），跨度8.4 m，每层后浇带长度为300 m，后浇带支撑留设时间1年。
5.1 扣件式钢管脚手架后浇带支撑体系后浇带两侧架体宽度按设计后浇带宽度加200 mm 搭设，后浇带两侧支撑为两排支撑立柱，排距不大于900 mm，立柱间距1.0 m，水平杆步距1.5 m，扫地杆离地高度200 mm ；为加强后浇带支撑体系的整体性，支撑架体搭设竖向剪刀撑，间距间隔2根立柱设置（即3.0 m）。
（1）每层钢管用量 ：（4×3.4×300+300×3×2+100×2×5+300×3×4×3.84=40.2432（t）；钢管租金为1.4元 /t/ 日。
（2）每层顶托用量1 200套 ；顶托租金0.01元 / 套 / 日 ；顶托费用 =1 200×2×0.01×365=87 60（元）。
（3）每层扣件用量为4×300×8=9 600（个）；扣件租金为0.004元 / 套 / 日 ；扣件费用 =9 600×2×0.004×365=28 032（元）。
（4）搭设及拆除人工费按30元 /m2（建筑面积）计算，人工费 =300×2×30×2=36 000（元）；钢管扣件支撑体系总费用 =41 128+8 760+28 032+36 000=113 920（元）。
5.2 新型后浇带临时支撑体系
（1）每层立柱用量 ：144根 ；立柱单价（标准节含加工）：250元 / 根 ；立柱总价 =144×2×250=72 000（元）。
（2）每层顶托用量：144套；顶托单价（含加工）：210元 / 套；顶托总价 =144×2×210=60 480（元）。
（3）搭设及拆除人工费 ；按 15 元 / 根计算 ；人工费 =144×2×15=4 320（元）；新型后浇带临时支撑结构总费用 =72 000+60 480+4 320=136 800（元）；按4次摊销计算，每次费用 =（72 000+60 480）/4+4320=37 440（元）。在不考虑新型后浇带临时支撑结构周转使用一次投入时，传统的后浇带钢管扣件支撑体系虽然比新型后浇带临时支撑结构费用低22880元，若新型后浇带临时支撑结构仅按周转四次计算，每次使用就能比传统的钢管扣件后浇带支撑体系节约76480元，周转次数越多产生的经济效益越明显。
6 结束语
新型后浇带临时支撑施工技术已成功应用于云上云 · 云南省信息化中心项目、盘龙区新草房城中村改造项目，实现了工具化、定型化和标准化施工，保证了后浇带结构的安全，增加了后浇带位置的空间利用率，提高了模板及模板支撑体系的周转率，同时后浇带临时支撑结构操作简便，施工效率高，并可重复周转使用实现绿色施工，极大提升了现场安全文明施工形象，同时该临时支撑结构还适用于大跨度梁板的支撑达到模板支撑体系的早拆，实现较好的经济效益及社会效益。

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