羅成浩

（中鐵十六局集團城市建設發(fā)展有限公司，北京 100018）

0 引言

大體積混凝土基礎其鋼筋安裝工程具有鋼筋用量大、自重大、規(guī)格型號多、布筋密集等特點［1］，基礎上層鋼筋懸空擱置，上下排鋼筋高差大，標高變化多，安裝工藝復雜。支撐筏板上下層鋼筋的措施筋，施工現(xiàn)場常規(guī)采用鋼筋或型鋼焊接支架，具體操作有以下 3 種方法。

1）當筏板厚度h≤1.0 m 時，采用“幾”字形鋼筋馬凳支承筏板上層鋼筋，馬凳在下層鋼筋綁扎完成后布置，綁扎或焊接在下層鋼筋上，筏板上部鋼筋與馬凳筋綁扎或焊接固定。

2）當筏板厚度 1.0 m＜h≤2.0 m 時，采用焊接鋼筋支架承載上部鋼筋，縱、橫間距為 1.0～1.5 m，支架頂部焊接通長支撐鋼筋，并利用斜撐鋼筋加強支架穩(wěn)定性。

3）當筏板厚度h＞2.0 m 時，采用型鋼焊制的支架或搭設鋼管腳手架，焊接型鋼橫擔支承上層鋼筋及操作平臺的施工荷載。

由于基礎鋼筋安裝屬于隱蔽工程，上述方法在實際操作中受工藝條件制約及人為因素影響較大，存在不同程度的缺陷問題，現(xiàn)場管理不到位或重視不足、控制不嚴的情況時有發(fā)生，施工人員不遵照專項方案施工的現(xiàn)象十分常見，比如擅自減小馬凳筋或支撐筋的規(guī)格、隨意增大支撐間距等，降低了支撐體系的承載能力，對安全生產及工程質量造成事故隱患?，F(xiàn)有技術中缺少有效的預防與改進機制，傳統(tǒng)施工方法的缺陷長期存在，不利于建筑產業(yè)高質量發(fā)展。

1 工程概況

保定市主城區(qū)城中村改造中陽安置區(qū)項目位于保定市蓮池區(qū)楊莊鄉(xiāng)，安置住房 2 432 套，總建筑面積為 39.27 萬 m2，包含 17 棟高層住宅，住宅樓地下 3 層，地上最高 26 層，住宅樓結構形式為鋼筋混凝土剪力墻結構［2］，基礎形式為 CFG 樁復合地基+筏板基礎，筏板厚度為 1.2 m，單座基礎混凝土共 1 208 m3，屬于大體積混凝土結構，鋼筋工程體量大、周期長，是制約本項目施工進度的關鍵之一。

2 現(xiàn)有技術闡述與分析

焊接鋼筋支架是現(xiàn)場最常用的筏板鋼筋支撐方式，由豎向鋼筋支架及通長筋焊接而成，如圖 1 所示。鋼筋支架與筏板下層鋼筋點焊固定，支架頂部焊接通長支撐筋，利用斜撐鋼筋將其與筏板鋼筋互相連接，如圖 2 所示。

1）焊接鋼筋支架的作法現(xiàn)場操作工序多，焊接工作量大，費時費力，措施筋及人工成本高，但工效較低，基礎施工工序周期加長。

圖1 焊接鋼筋支架示意圖（單位：mm）

圖2 鋼筋支架安裝示意圖（單位：mm）

2）所有措施筋均為一次性使用，需要消耗大量鋼材，增加的施工成本十分可觀，不符合低碳、節(jié)能、環(huán)保的綠色建筑理念。

3）鋼筋支架與筏板受力鋼筋多采用電弧點焊連接，鋼筋支架上下兩端的焊縫不易飽滿，焊接質量不良會削弱支架承載力，在上部荷載作用下致使鋼筋支架失穩(wěn)；點焊對筏板受力鋼筋造成咬邊和燒傷，鋼筋有效截面減小產生應力集中，影響其受力性能。

4）現(xiàn)場實施過程中，鋼筋支撐體系的設置普遍缺乏結構受力驗算，往往憑經驗和直覺，隨意性較大，違背專項施工方案的現(xiàn)象時有發(fā)生，支撐筋直徑偏小、布置間距過大等現(xiàn)象普遍存在，支撐構造與筏板受力鋼筋不能構成完整穩(wěn)固的結構體系，在上部荷載集中的工況下產生水平位移，引發(fā)鋼筋支架焊口受剪斷裂，進而導致筏板鋼筋整體變形位移、甚至坍塌的嚴重后果。

3 筏板鋼筋工具式支撐關鍵技術

3.1 工藝原理

工具式支撐由通絲立柱、立柱鎖腳、鋼筋支撐定位器及角鋼連梁組合而成。立柱鎖腳與筏板下層縱向鋼筋焊接，并兼做鋼筋保護層控制工具；通絲立柱套入 PVC 套管及鋼筋支撐定位器后連接立柱鎖腳，鋼筋支撐定位器可兼做筏板頂面找平的控制工具；角鋼連梁與通絲立柱以兩支螺帽鎖緊，完成工具式支撐的組裝；利用鋼筋支撐定位器上的角鋼作為支座，通長焊接由筏板上層鋼筋代替水平支撐筋，構成剛性門式支架，組合為超靜定空間體系，具有良好的結構剛度及抗水平位移性能。

筏板混凝土初凝后拆卸工具式支撐，先拆角鋼連梁，再旋轉通絲立柱脫離立柱鎖腳后垂直取出，將提取部位的孔洞注漿抹平，支撐工具可連續(xù)周轉使用。

3.2 工藝操作流程

制作工具式支撐→確定布置間距→布置立柱鎖腳→綁扎筏板下層鋼筋→組裝工具式支撐→焊接水平支撐筋→綁扎基礎上層鋼筋→質量驗收→筏板混凝土澆筑→拆卸支撐工具。

3.3 工具式支撐制作

3.3.1 制作通絲立柱

通絲立柱以 M22 通絲螺桿制作，下料長度為筏板高度+120 mm。

3.3.2 制作立柱鎖腳

立柱鎖腳采用 8# 輕型槽鋼及 M22 加長螺帽焊接制作，槽鋼長度為 70 mm，加長螺帽長度為 60 mm，將其垂直焊接，沿圓周連續(xù)焊，立柱鎖腳制作詳圖如圖 3 所示，三維示意圖如圖 4 所示。

圖3 立柱鎖腳制作詳圖（單位：mm）

圖4 立柱鎖腳三維示意圖（單位：mm）

3.3.3 制作鋼筋支撐定位器

鋼筋支撐定位器采用 100 mm×63 mm×5 mm 角鋼及 M22 螺帽組焊制作，角鋼下料長度為 50 mm，其豎向邊肋與螺帽焊接，采用雙面焊，角焊縫高度 5 mm，使螺帽頂面與角鋼長向邊肋邊緣平齊，鋼筋支撐定位器制作如圖 5 所示。

3.3.4 組合工具式支撐

通絲立柱下端螺紋連接立柱鎖腳，上端套入鋼筋支撐定位器，組合為工具式支撐，如圖 6 所示。

圖5 鋼筋支撐定位器詳圖（單位：mm）

圖6 工具式支撐組合示意圖（單位：mm）

3.3.5 制作角鋼連梁

角鋼連梁采用 75 mm×50 mm×6 mm 角鋼制作，下料長度為通絲立柱橫向間距+150 mm，在其長向邊肋上鉆出 75 mm×25 mm 螺栓孔，如圖 7 所示。

圖7 角鋼連梁制作詳圖（單位：mm）

3.4 使用操作步驟

3.4.1 確定布置間距

工具式支撐布置間距經計算確定，遵循可靠適度的原則，以筏板短向鋼筋方向為縱向，以筏板長向鋼筋方向為橫向，縱向間距為 1.0～1.2 m，橫向間距為 6～8 倍筏板主筋間距并不超過 1.25 m。

3.4.2 測量放樣

按設計間距在基礎墊層上放出筏板下層縱橫向鋼筋的分檔位置線及工具式支撐定位線，墻、柱插筋位置以紅油漆標識，引測至少 2 個標高控制點，并找平基層標高。

3.4.3 布置立柱鎖腳

按照計算間距布置立柱鎖腳，靠近筏板下層縱、橫向鋼筋的交叉點擺放，以筏板短向鋼筋方向為縱向依次排列，并與下層縱向鋼筋位置對應。

3.4.4 綁扎筏板下層鋼筋

按設計間距排布筏板下層縱向鋼筋，并與立柱鎖腳的槽鋼頂面焊接，槽鋼底座可兼做筏板鋼筋保護層的控制工具；排布筏板下層橫向鋼筋，鋼筋接頭均采用機械連接，鋼筋交叉點采用八字扣全部綁扎；根據(jù)墻、柱位置線，綁扎墻、柱伸入基礎的插筋，滿足錨固長度要求，利用定位箍筋保證插筋垂直、位置準確［3］。

3.4.5 安裝工具式支撐

將通絲立柱套入立柱鎖腳上的加長螺帽，旋轉至加長螺帽底部，自通絲立柱上部套入 DN32 PVC 套管及鋼筋支撐定位器，旋調鋼筋支撐定位器頂面標高，使其頂部的螺帽與筏板頂面設計標高相同，支撐定位器可兼做筏板頂面找平標高的控制工具；隨后將角鋼連梁的螺栓孔套入相鄰兩根通絲立柱，縱向每隔 3 跨布置 1 道，利用上下兩支螺帽鎖緊角鋼連梁。

3.4.6 焊接水平支撐筋

利用 鋼 筋 支 撐 定位 器上 的 10 0 m m×63 m m ×5 m m 角鋼作為支座，縱向通長焊接水平鋼筋支撐，水平鋼筋支撐利用筏板上層縱向鋼筋下移代替，與 100 mm×63 mm×5 mm 角鋼支座的平面焊接，采用單面連續(xù)焊，焊縫長度為 50 mm，高度 5 mm，將工具式支撐連接為剛性門式支架，如圖 8 所示。

圖8 工具式支撐安裝示意圖（單位：mm）

3.4.7 綁扎基礎上層鋼筋

按設計間距在水平鋼筋支撐上劃出筏板上層橫向鋼筋的分檔位置線，排布上層橫向鋼筋，并與角鋼支座的側面點焊連接；然后綁扎筏板上層縱向鋼筋，綁扎方法與筏板下層鋼筋相同［4］。

工具式支撐上部的角鋼支座及下部的槽鋼底座分別與筏板基礎上下層鋼筋焊接，使支撐工具形成的門架結構與筏板上下層鋼筋網共同構成完整穩(wěn)固的空間結構體系，組合為超靜定空間體系，使其具有良好的結構剛度及抗水平位移性能。

3.4.8 筏板混凝土澆筑

筏板基礎模板安裝完成后澆筑混凝土，商混泵送入模，同步進行振搗與抹平。因鋼筋支撐定位器頂面與筏板頂面設計標高相同，抹面時可利用 M22 螺帽頂部作為精確找平的依據(jù)，施工人員在澆筑和收面過程中應注意不要踩踏角鋼連梁或被其絆倒，并避免泵送混凝土時直接沖擊，混凝土振搗過程中應避免碰撞通絲立柱及角鋼連梁，隨澆隨用木抹子將筏板基礎表面抹平。

3.4.9 拆卸工具式支撐

筏板混凝土初凝后將工具式支撐拆卸取出，首先拆掉角鋼連梁，利用扳手逆時針旋轉通絲立柱，使其脫離上下 2 道螺帽，自 PVC 套管內垂直取出，將提取部位的孔洞注漿抹平；拆卸的通絲立柱、角鋼連梁等部件及時收集清理，以備繼續(xù)周轉使用；筏板基礎收面完成后覆蓋薄膜灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于 7 d。

4 創(chuàng)新技術優(yōu)勢

4.1 多功能設計

工具式支撐兼具支墊筏板鋼筋保護層、架立筏板上層主筋、控制筏板頂面標高多項功能，具有構造簡單、裝拆方便、安全穩(wěn)定、通用性強等特性，可替代鋼筋馬凳、鋼筋或型鋼支架等傳統(tǒng)工藝，促進隱蔽工程的可控性，提升鋼筋安裝工程的整體質量［7］。

4.2 安全性保障

工具式支撐上下節(jié)點分別與筏板上下層鋼筋剛性連接為超靜定門架體系，增強支撐體系的承載力及抗水平位移性能，有效防止支撐位移失穩(wěn)等事故隱患，確保大體積混凝土基礎實體結構安全。

4.3 周轉性使用

通絲立柱及角鋼連梁均可在混凝土澆筑后拆卸周轉使用，水平鋼筋支撐利用筏板上層縱向鋼筋下移代替，最大限度地節(jié)省措施筋投入，將傳統(tǒng)耗材變成可連續(xù)周轉的工具式材料，節(jié)省大量的工、料成本，實現(xiàn)效益指標。

4.4 先進性推廣

工具式支撐構造簡單、受力可靠，現(xiàn)場裝卸方便快捷、支撐穩(wěn)固，可簡化施工工序，減輕工人勞動強度，提高工效，節(jié)材省時，有利于縮減基礎工程施工周期，加快施工進度，可推廣應用于厚度 2 m 以內的大型設備基礎及多、高層建筑大體積筏板基礎的鋼筋安裝工程。

表1 經濟指標對比表

5 經濟效益分析

以中陽安置區(qū)單棟住宅樓（筏板面積 836.4 m2）為單元計算，工具式支撐與傳統(tǒng)焊接鋼筋支架間的經濟指標對比如表 1 所示。

通過經濟比選可知，采用工具式支撐相對于傳統(tǒng)焊接鋼筋支架降低成本 88.5 %，中陽安置區(qū)共 17 棟高層住宅樓，合計壓減成本 77.55 萬元，經濟效益顯著。

6 結語

本文針對筏板基礎鋼筋傳統(tǒng)支撐措施存在的不足，研發(fā)一種多功能工具式支撐，相對于焊接鋼筋支架等施工作法，有效增強支撐體系的承載力及抗水平位移性能，防止支撐位移失穩(wěn)等事故隱患，并可多次周轉使用，降低耗材成本。該技術已授權“一種筏板基礎鋼筋支撐工具”實用新型專利（專利號：ZL 2020 2 0909623.1）［6］，可廣泛應用于厚度 2 m 以內的大型設備基礎及多、高層建筑筏板基礎的鋼筋安裝工程，確保大體積混凝土基礎實體結構安全。Q