一、任务来源
随着社会发展速度不断加快，城镇化建设规模也随之增长，城镇道路的建设往往遇到高陡边坡，为提高路基边坡稳定性，往往设置挡土墙进行边坡支挡。
为了增加挡墙顶宽度，增加使用面积，提高空间利用率，增加结构物的稳定性、抗震性，节省建筑材料用量，挡墙顶往往设置悬挑结构。
目前我国悬挑结构支架搭设方法常见的有满堂支架法、挂篮、移动平台。市政道路挡墙结构悬挑的特点是悬挑结构小，挡墙顶空间小，挡墙下部支架搭设条件差，同时市政工程还具有施工周期短、周边环境复杂的特点。特别是山体道路俯斜式重力式挡墙路基边坡支护工程，挡墙墙身为倾斜结构，满堂支架无法搭设，挡墙顶空间小，不满足吊篮作业面，移动平台支架搭设时间长，造价高，安全性差，因此对复杂条件下市政道路挡墙悬挑结构，挡墙顶悬挑结构的施工是目前急需解决的问题。
我公司承建济南市市中区柏石峪片区搬倒井立交东北侧的搬倒井片区建设项目，项目西侧规划有新建一条片区内循环道路与既有道路相连，新建道路原地貌与既有道路最大高差19米，新建道路两侧分别为商务办公写字楼、规划住宅、山体泄洪沟，商务办公写字楼、山体泄洪沟水平距离为20米，无法进行放坡回填；而修建桥梁虽可以跨越高差，但无法防止桥下的楼房基础水土流失。我单位通过采用重力式挡土墙结构对土体进行支挡，挡墙顶部设置U型结构，槽内施工道路结构，解决了土体支挡与道路建设两条需求。但重力式挡墙最大高度为19米，如何快速、安全地进行挡墙顶悬挑结构的施工是目前急需解决的问题。
二、应用领域
挡墙悬挑结构挑拉组合支架安全施工的技术广泛应用于高大挡墙等其他结构物悬挑部位的支架工程。
三、技术原理
重力式挡墙顶部U型槽底板钢筋预埋支架支撑工字钢，底板倒角预埋支架连墙钢管，安装底板倒角模板，浇筑底板混凝土至倒角处，压重底部支撑工字钢，提高底部支撑工字钢稳定性，混凝土强度达到要求后，在工字钢悬挑端满铺脚手板，为支架搭设快速提供作业面，提高施工安全性，在工字钢悬挑端焊接立杆底部承插钢筋，安装立杆，立杆与底板倒角预埋支架连墙钢管固定连接，增加立杆稳定性，立杆安装完成后，安装扫地杆、水平杆、横杆、剪刀撑，安装U型槽侧墙及悬挑顶板模板，分层浇筑侧墙及悬挑顶板混凝土。该技术挡墙悬挑结构底板预埋工字钢，底板倒角预埋支架连墙钢管，形成悬挑支架挑拉组合体系，降低了支架搭设高度，减少安全防护成本，缩短工程工期，使悬挑支架更安全、更经济。
（1）挡墙悬挑结构底板预埋工字钢，底板倒角预埋支架连墙钢管，形成悬挑支架挑拉组合体系，降低了支架搭设高度，减少安全防护成本，缩短工程工期，使悬挑支架更安全、更经济；
（2）悬挑结构底板钢筋嵌入工字钢，形成支架悬挑结构，浇筑混凝土，利用混凝土自重，增加支架悬挑面稳定性，工字钢悬挑端焊接立杆承插钢筋，提高立杆抗滑移性；
（3）底板倒角预埋支架连墙钢管，浇筑混凝固结，底部与立杆焊接，形成支架拉结构，增加支架抗倾覆性。
四、性能指标
1.外侧脚手架搭设
（1）利用下部挡墙施工时搭设的双排脚手架作为预埋工字钢及底板模板安装、混凝土浇筑的操作平台，下部脚手架搭设至距工字钢底50cm的位置，在脚手架上满铺脚手板作为操作平台；
（2）外排脚手架搭设超过工字钢1.2m以上作为防护栏杆，下部高设置180mm的挡脚板，栏杆外侧满挂安全网；
（3）外部脚手架下部采用混凝土作为基础，按立杆间距1.2m，横杆间距1m布置，平台竖向步距1.5m，连墙件按三步三跨设置，纵、横向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮不大于 200mm 处的立杆上，在外侧立面两端、转角及中间间隔不超过 15m的立面上，各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置。
2.U形槽底板钢筋绑扎
（1）在垫层上弹出钢筋位置墨线；底板高60mm,纵向主筋为φ20螺纹钢筋，横向加固筋为φ12螺纹钢筋，间距均为20mm,底板上下层钢筋之间采用φ16螺纹钢筋连接，梅花形布置，间距为50mm；
（2）绑扎底板钢筋的同时侧墙立筋一同绑扎,绑扎时保证钢筋绑扎牢固、准确。钢筋保护层底板40mm、侧墙50mm。在钢筋与模板之间设置高强砂浆垫块，确保钢筋的砼保护层厚度，垫块与钢筋绑扎牢固、错开布置。
3.预埋支架支撑工字钢、支架连墙钢管
（1）在底板混凝土浇筑前，预埋连墙件及I16悬挑工字钢，工字钢长度3.6m，伸入底板2m，悬挑1.6m，工字钢伸入底板内侧采取φ20U型钢筋锚固，锚固筋与底板绑扎牢固，用于固定工字钢位置；
（2）工字钢沿U型槽道路方向间隔0.9m布置（底板钢筋与工字钢位置冲突时，调整钢筋位置），在底板倒角上部距基底1.3m位置设置钢管连墙件，连墙件长度不小于1.6m，沿U型槽道路方向间隔2.7m布置。
4.U形槽底模板安装
1）底板侧墙竖向小梁采用 5×8cm 方木，间距 0.15m；横向主梁采用Ф48×3.5mm 钢管 2 根，间距 0.61m。边墙外侧模板采用φ50mm 钢管横撑，竖向间距 1m， 纵向间距 1.5m，，内侧采用锚固筋与底板钢筋焊接固定。
（2）倒角横向小梁为 5×8cm 方木，纵向间距为 0.15m；纵向主梁为双拼Ф 48×3.5mm 钢管 2 根，均匀布置两道，采用土字筋或楔子与竖
直架管连接的 方式进行固定支撑。
5.U形槽底板混凝土浇筑
底板混凝土依次推进、整体浇筑的方法，底板混凝土浇筑完成后，浇筑倒角处混凝土，倒角处应在底板混凝土初凝前浇筑完成。
6.悬挑支架搭设
工字钢上满铺脚手板，作为通行以及后期拆除支架的通道平台。每根工字钢自U型槽道路挡墙侧墙内侧横向间距0.3m，0.6m，0.6m设置焊接钢筋条向上外露长度不小于10cm，支撑架采用φ48.3×3.6mm钢管，支撑架立杆落于I16悬挑工字钢焊接钢筋条上，焊接固定，上部与预埋支架连墙钢管连接，立杆纵距0.9m，横向间距0.6m，板下支撑架水平杆步距自下而上间距1.2m，1m布置，横杆步距1.2m，1m。扫地杆距地面高度小于200mm，扫天杆距顶部可调顶托竖向高度小于490mm，可调顶托螺杆伸出长度不超过300mm，插入立杆内长度不小于150mm，架体设置水平和竖向剪刀撑，水平剪刀撑设置两道，扫地杆处设置一道，扫天杆处设置一道。架体沿两个方向设置竖向纵向剪刀撑，沿U型槽道路方向竖向剪刀撑每5跨设置一道，沿悬挑方向竖向剪刀撑每3跨设置一道，剪刀撑夹角在45°到60°之间，竖向剪刀撑下端支撑到悬挑工字钢上，抵消混凝土浇筑时产生的水平推力。水平剪刀撑和纵横竖向剪撑连接形成体系。
7. U形槽墙体及顶板钢筋绑扎
主梁采用φ48.3×3.6mm双钢管，主梁置于顶托上。在顶板模板上弹出钢筋位置墨线；顶板厚40-70mm（渐变）,横向主筋为φ20螺纹钢筋，纵向加固筋为φ16螺纹钢筋，主副筋间距均为20·mm,横向筋间距为底板上下层钢筋之间采用φ16螺纹钢筋连接，梅花形布置，间距为60mm;钢筋保护层顶板40mm、侧墙50mm。在钢筋与模板之间设置高强护层顶板40mm、侧墙50mm。在钢筋与模板之间设置高强砂浆垫块，确保钢筋的砼保护层厚度，垫块与钢筋绑扎牢固、错开布置。
五、与国内外同类技术比较
1.传统的降水井保护措施为降水井口采用盖板进行覆盖。降水井周边安装维护措施并设立警示标志，对降水井口进行盖板覆盖，但其维护占用空间较大，不利于结构主体的施工，盖板易遭到破坏或位移，从而导致各种材料落入降水井内导致淤堵。
2.目前常见的降水井封堵方式主要有干料封井、混凝土封井、聚合物封井，封井速度慢，封井材料随地下水流失，不能满足大涌量深基坑降水井，封堵要求。
8. U形槽墙体及悬挑顶板安装
顶板模板采用15mm复合板，板底外侧次梁采用，木枋间距200mm，主梁采用φ48.3×3.6mm双钢管，主梁置于顶托上。
9.U形槽墙体及顶板混凝土浇筑
侧墙混凝土由一侧向另一侧分层浇筑至顶板承托面，分层厚度为20-30侧模，侧墙混凝土初凝前浇筑顶板混凝土。
10.支架拆除
工字钢及模板支架拆除时外侧脚手架作为施工作业平台，施工便捷的同时可以保证作业人员的安全。严格遵守拆除顺序，由上而下，后搭者先拆，先搭者后拆，先拆防护栏杆、剪刀撑，而后拆横向水平杆、纵向水平杆、立杆，拆除立杆后，方可拆除固定在工字钢上的脚手板，拆除完脚手板后，进行多余工字钢切除，最后进行下部操作平台和脚手架的拆除，下部脚手架拆除顺序按上部支架顺序拆除。
五、与国内外同类技术比较
悬挑结构在房屋建筑中的应用非常广泛，房屋建筑悬挑结构常用的模板支撑系统有落地满堂支撑架系统和三角型钢桁架支撑系统，落地满堂支撑架系统因搭设高度过高以及场地受限等问题很难实施，三角型钢桁架存在加工安装周期较长、造价过高等缺点，较少在工程中使用。
而在市政工程挡墙悬挑结构，受限于周边环境及结构特点，常采用满堂支架、回填搭设、挂篮施工技术，但存在以下施工问题。
1.现有技术
（1）满堂支架搭设虽可以满足悬挑结构模板搭设条件，但下部重力式挡墙为倾斜式挡墙，满堂支架无法搭设；
（2）采用素土回填提升高度再采用支架搭设，消除下部重力式挡墙墙面，坡度带来的影响，但重力式挡墙外侧回填空间受限，无法满足素土回填放坡要求且经济效益低。
（3）挂篮组件多，安装复杂，需要反复拆卸、滑移，施工周期长。锚固、配重占地空间大，挡墙顶不满足施工要求。
2.新技术
挡墙悬挑结构底板预埋工字钢，底板倒角预埋支架连墙钢管，形成悬挑支架挑拉组合体系，降低了支架搭设高度，减少安全防护成本,缩短工程工期，使悬挑支架更安全、更经济。
六、成果创造性、先进性
1.创造性
（1）研发了底部预埋工字钢悬挑承重，上部扣件式钢管支撑，横向拉杆与挡墙连接加固，组成的挡墙悬挑结构挑拉组合支架体系，降低了支架搭设高度，解决了市政工程复杂条件下支架施工难题。
（2）创新应用混凝土结构自身压重工字钢、预埋固结拉杆，使支架体系与混凝土结构形成一个整体，增加了悬挑结构挑拉组合体系的稳定性，提高了施工安全性。
（3）形成了挡墙悬挑结构挑拉组合支架搭设安全施工成套技术。
2.先进性.
（1）支架搭设高度低
混凝土压重工字钢形成支架搭设悬挑平台，降低了支架搭设高度。
（2）支架安全性高
通过悬挑结构支架挑拉组合体系，增加了支架稳定性高，提高了支架体系稳定性。
（3）施工速度快、经济性好
支架搭设高度低，搭设杆件少，施工速度快，搭设成本低。
七、推广应用范围、条件和市场前景以及存在的问题
可广泛应用于高大挡墙等其他结构物悬挑部位的支架工程。该技术降筑物、管线而不允许有较大变形的基坑降水工程。
地下空间的开发面临着技术难度大的问题，如地质条件复杂、施工难度大，同时结合黄河北战略，黄河沿岸附近地质多为粉土，且含水量大，地下水位高，所以探讨和研究地下水文地质状况对地下空间的开发有着重要的意义。黄河沿岸的市政地下道路或地下结构工程存在基坑深度深、地下水位高、涌水量大的特点，本工艺的推广可加快施工进度、提高施工安全性，丰富了基坑降水施工中的降水封井方式，提高了降水井结构整体的封堵、抗渗的性能，适用于地下水含量丰富、大涌量且开挖深度深的工程，同时该施工技术减少了混凝土的使用量，从而减少了成本，极大限度的促进了地下空间的推广和发展，丰富了高水位地区地下空间深基坑施工的降水井封井形式。具有广泛的推广前景。
八、社会经济效益分析
1.社会效益分析报告
地下空间的开发面临着技术难度大的问题，如地质条件复杂、施工难度大，同时结合黄河北战略，黄河沿岸附近地质多为粉土，且含水量大，地下水位高，所以探讨和研究地下水文地质状况对地下空间的开发有着重要的意义。黄河沿岸的市政地下道路或地下结构工程存在基坑深度深、地下水位高、涌水量大的特点，本工艺的推广可加快施工进度、提高施工安全性，丰富了基坑降水施工中的降水封井方式，提高了降水井结构整体的封堵、抗渗的性能，适用于地下水含量丰富、大涌量且开挖深度深的工程，同时该施工技术减少了混凝土的使用量，从而减少了成本，极大限度的促进了地下空间的推广和发展，丰富了高水位地区地下空间深基坑施工的降水井封井形式。具有广泛的推广前景。
1.1封井结构稳固
利用双液注浆中水玻璃凝固快的特性，迅速将降水井连续级配石子填充段凝固形成注浆隔离层，注浆隔离层顶部与底板结构底搭接，通过底低了支架搭设高度，减少了支架搭设杆件，节约了成本，符合绿色施工的发展理念。
随着国家城市道路的发展，面临越来越多的高陡边坡支护。本项目的推广应用可以提高支架搭设效率，施工安全性，解决了市政工程悬挑结构支架搭设受结构及施周边环境影响的问题，增加了市政悬挑结构的适用范围及功能性，提高了城市道路空间利用率，提高了建筑与环境适应性及融合性，具有广泛的推广前景。
八、社会经济效益分析
1.社会效益分析报告
（1）本工法利用悬挑工字钢快速提供了悬挑结构支架搭设作业面，减少了支架搭设高度，避免了高处作业危害，提高了施工安全性。
（2）降低了支架搭设高度，提高了支架稳定性，降低了支架坍塌，模板脱落风险，保证了作业人员人身安全。
2．经济效益分析报告
挡墙悬挑结构挑拉组合支架安全施工的技术研究与应用利用悬挑工字钢快速提供了悬挑结构支架搭设作业面，减少了支架搭设高度，减少了架管用量。
下面以搬倒井城中村改造经营性用地地块A 建设项目规划道路工程总承包（EPC）为例，U型槽结构挡墙高3.74米，重力式挡墙高19米，长约335米，进行经济效益分析：
通过以上费用对比可以看出，与挡墙落地式支架搭设安全施工的技术研究与应用相比，每延米节约2749元，合计节省137.45万元，因此，挡墙悬挑结构挑拉组合支架安全施工的技术具有显著的经济效益。

一、推广应用的范围、条件和前景
可广泛应用于高大挡墙等其他结构物悬挑部位的支架工程。该技术降低了支架搭设高度，减少了支架搭设杆件，节约了成本，符合绿色施工的发展理念。
随着国家城市道路的发展，面临越来越多的高陡边坡支护。本项目的推广应用可以提高支架搭设效率，施工安全性，解决了市政工程悬挑结构支架搭设受结构及施周边环境影响的问题，增加了市政悬挑结构的适用范围及功能性，提高了城市道路空间利用率，提高了建筑与环境适应性及融合性，具有广泛的推广前景。
二、推广应用措施
该技术在济南市历城区经十东路邢村立交至彩龙路段改建工程，济南市市中区柏石峪片区搬倒井立交东北侧的搬倒井片区建设项目等工程中进行应用，解决了市政工程复杂条件下支架施工难题，降低了支架搭设高度，增加了悬挑结构挑拉组合体系的稳定性，提高了施工安全性。
课题组进行归纳总结，形成了成套的施工技术，编制了作业指导手册，在类似的工程中进行推广。