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7 高层建筑主体结构工程施工
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本章学习要求
了解：高层建筑的测量、运输和主体施工中的操作工艺和基本要求，定位放线的依据和条件，高层建筑的先进施工工艺。二级建造师考题的内容、解法和题型。
掌握：高层建筑的沉降观察、施工工艺，组合钢模板组配等的技术要求和施工特点，塔式起重机的分类、选用和基本参数，高层建筑的起重运输机械的几种组合方法和应解决的主要问题，泵送混凝土，常用脚手架应注意的技术安全问题。
重点掌握：高层建筑的轴线投测、垂直度和标高的控制方法，全现浇剪力墙结构施工工艺流程、现浇柱、墙、梁、预制楼板加叠合层结构施工新工艺，高处施工作业中强制性规范对安全技术的规定。
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7.1高层建筑施工测量
7.1.1测量放线定位的准备工作
(1)了解、学习、校核设计图纸
1)了解设计图纸的总体设计、定位依据、现场定位条件
第一，定位依据。一是根据设计总平面图现有建筑物或构筑物之间距离关系定位；二是根据城市规划部门给定的建筑红线坐标夹角定位。
第二，定位条件。给定唯一确定建筑物的一个或两个点位和一个或两个边的方位作为定位条件。
2)了解和校核施工设计图纸
对建筑各层平、立、剖面构造大样施工详图；各轴线及细部尺寸、层高、标高；各图纸之间
对应关系、尺寸等，进行全面掌握和校核。
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3)了解设计对测量精度的要求
通过学习图纸和《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ 3—91),掌握对测量放线定位各有关精度允许偏差的要求，在测量中应按规定要求控制。
(2)了解施工现场与施工安排
根据已掌握的设计图纸情况，再到施工现场对照图纸，了解现场有关地形、地貌、建筑物构筑物、地上地下管线、红线范围、周围环境、放线点、水准点位置等实际情况。
(3)测量仪器、钢尺、用具的检查准备
高层建筑施工所用的测量器具，必须经过专门的法定计量单位检定合格且在法定的有效期内使用。同时还要对经纬仪进行水准管轴与竖轴垂直，
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视准轴与横轴垂直的检查校核，符合要求方可使用。
对水准仪要对水准管轴平行视准轴进行检查校核，符合要求方可使用。
(4)对定位依据的红线桩(点)与标高依据的水准点进行校核
对城市规划部门批准给定红线桩或坐标点，现场标高水准点，在定位使用前，应先进行校核无误后，做好保护，作为现场引测的定位、标高的可靠依据，并做好明显标志。
7.1.2高层建筑施工定位放线、轴线标高、垂直度投测
(1)建筑物施工定位放线
1)确认定位放线依据
在施工现场，会同建设单位代表(或现场监理工程师)和设计人员对定位依据进行认真仔细的交代。
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图7.1 配有90°弯管经纬仪
图7.2 激光经纬仪
图7.3 天顶垂准仪
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2)测设现场建筑物平面矩形控制网
根据已给定确认的定位放线依据和条件，结合现场实际情况，按已经会审确定的基础平剖面图，在距基槽(坑)外2～5 m，测设平行于建筑物的矩形主要控制网框线桩。
3)测定轴线控制桩
根据已经会审确定的建筑施工相应平面图，在已测定的平面控制网框线四周边线上，利用拉通长钢尺，借助于经纬仪，测设建筑物各大角或各主要轴线和延长线控制桩。
4)测定各大角桩和轴线桩
根据已测定的各大角和轴线延长线控制桩，并根据建筑基础平面图，测定建筑物各大角，墙基中、轴线桩位；同时复核其桩间距的准确性。
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5)撒基槽、坑灰线
根据建筑物已测定的各大角和中(轴)线桩、按基础平面图和剖面图、大样图用麻线拉线，沿线用撒灰线轮盒撒出灰线。
6)验线
各桩线测设完成后，通知城市规划部门、设计人员、建设单位代表(或监理工程师)，会同施工单位有关工程技术人员一起，到现场对已测定平面控制网、基槽(坑)各角、轴、中线桩和灰线，进行全面检查验收，并签字认可无误后存档，方可动土开挖。
(2)建筑物基础放线
基础验线的允许偏差按以下规定：
长度L≤30 m 允许偏差±5 mm
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30 m＜L≤60 m 允许偏差±10 mm
60 m＜L≤90 m 允许偏差±15 mm
90 m＜L 允许偏差±20 mm
(3)各层标高控制
1)±0.00以下标高控制
为了保证高层建筑总高度控制的要求，从基础施工开始就要严格注意地下室各层各部位标高控制的精确度，为地面以上各层标高和总高的控制打下可靠基础。
2)±0.00以上结构的各大墙角、外墙、边柱、电梯间墙等主要明显位置，选择几处，将±0.00水平线准确地引测划出水平线，作为竖直向楼层标高引测传递的起始线依据，用红油漆做上三角标志。
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3)精度要求
层间测量偏差不应超过±3 mm，建筑总高测量偏差不应超过3H/10 000(H为建筑总高度)，且不应超过：
30 m60 m90 m(4)垂直度的控制
常用的竖向引测方法有如下几种：
1)外测法
当施工现场周围宽阔时，利用经纬仪安置在高层建筑物以外近处，量出轴线，并弹线划标志，作为各层墙、柱轴(中)线、竖向垂直度检控的依据。
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2)内测法
如施工现场狭窄，建筑外延长轴线上无法安置经纬仪，故可在建筑边缘或内部用垂直线原理进行竖向垂直度投测，又称为垂直准线法。
①吊线法
②天顶垂直法
③天底垂直法
(5)沉降观测
在施工过程中和完工后一定期间，要求必须进行沉降观测，以保证地基基础及建筑结构的安全。
1)沉降观察的主要内容
①在施工过程中对附近相邻建筑物的观测
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②新建建筑物的沉降观测
2)沉降观测的要求
第一，观测精度高，测量偏差应小于变形量的1/20~1/10，记录要完整。
第二，各阶段的观测要按时按部位准时观测，所做记录资料要可靠。
第三，要选用较精密水准仪。最好做到仪器固定，人员固定，以保证沉降观测质量。
3)高层建筑的变形测量要求更严格，必须认真执行《建筑变形测量规范》JGJ 8—2007的各项规定。
7.2高层建筑施工的垂直运输方案
7.2.1垂直运输机械体系的配套选择
垂直运输机械体系配套主要有以下几种组合形式：
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(1)塔式起重机+人货施工电梯
(2)塔式起重机+混凝土泵+人货施工电梯
(3)塔式起重机+快速提升机+人货施工电梯
(4)井架起重机+快速提升机+人货施工电梯
7.2.2塔式起重机
(1)塔式起重机概述
1)塔式起重机的分类
①轨道式塔式起重机
轨道式塔式起重机是一种能在轨道上行驶的起重机，可以带负荷行走。
②固定式塔式起重机
固定式塔式起重机分为内部爬升式塔式起重机和附着式塔式起重机。
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2)塔式起重机主要构造由金属结构、工作机构和电气系统3个部分组成。
(2)塔式起重机基本参数
1)工作半径
工作半径是指从塔式起重机回转中心线至吊钩中心线之间的水平距离，也叫回转半径或变幅幅度。它分最大半径和最小半径两个参数。
2)起重量
起重量是指塔式起重机吊钩以下吊物及吊具的质量和。它分最小半径时最大起重量和最大半径时最小起重量两个参数。
3)起重力矩
起重力矩是指回转半径与其对应起重量的乘积。它是代表起重机起重能力的指标。
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4)吊钩高度
吊钩高度是指轨道基础轨顶表面或吊车基础顶面至吊钩中心的垂直距离。
塔式起重机吊钩高度的计算见图7.4。计算公式为
式中H１——吊索高度，一般为1～1.5 m；
H2——构件高度，m；
H3——安全距离，一般为2 m；
H4——脚手架或屋顶设置高度，m；
H5——建筑物总高度。
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图7.4 塔式起重机吊钩高度计算示意图
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(3)塔式起重机使用中应注意的技术问题
1)基础
第一，采用轨道式塔式起重机、要特别注意轨道的布置路线，行走起吊卸车方便。
第二，附着式塔式起重机采用固定混凝土基础，一般C30混凝土配Ⅱ级钢筋浇筑而成。
2)附着锚固
对固定附着式塔式起重机，当起重机接高到限定(30～50 m)高度时，就要利用锚固装置与建筑物拉结。附着装置的一般布置方式如图7.5所示。
7.2.3外用施工电梯
外用施工电梯，也称为人货两用电梯，是安装在建筑物外部，用于运送
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图7.5 附着装置的布置方式
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图7.6 附着式塔式起重机
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施工人员上下及建筑器材的重要垂直运输机械。
目前国内高层建筑施工用的施工电梯主要有单笼式和双笼式两种。
外用施工电梯分齿轮齿条驱动式和钢丝绳轮驱动式升降传动；有配平衡重和不配平衡重；单塔架式和双塔架式之分。
7.2.4混凝土泵和泵车
混凝土泵是在一定压力推动下，沿着软或硬管道，进行水平或竖向输送混凝土的一种机械。
(1)混凝土泵
混凝土泵分活塞式和挤压式两种，我国多为活塞式。
(2)布料杆和泵车
布料杆又称布料臂，它是供铺摊浇筑运输混凝土拌合物用的一种臂架管道，分独立式和泵车式两种。
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(3)泵送混凝土应注意的主要问题
第一，混凝土泵的产品质量、技术性能应保证施工要求。
第二，配管要合理，布料应尽量减少管道、减少堵塞。使用压力要适度，防止爆管。
第三，商品混凝土供料，应选择好路线和运输距离，防止堵车超过规定时间造成混凝土凝固。
第四，泵送混凝土粗骨料要进行最佳连续级配，针片状颗粒含量不应大于10%。
7.3高层建筑主体结构施工
7.3.1现浇框架结构施工
高层建筑现浇框架结构施工可分为全现浇框架结构和全现浇框架-剪力墙
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结构施工。
(1)模板组合钢模板组配设计
全现浇框架结构或全现浇框架?剪力墙结构的施工，其关键是模板工程。
(2)组合钢模板的构造
组合钢模板由平面模板、阴角及阳角模板、连接角模板、U形卡、L形插销、钩头螺栓、
坚固螺栓、扣件和拉杆等配件组成。
平面模板用于组拼柱、梁、板、墙结构的平面部位。
阴角、阳角及连接角模板用于结构阴阳角部位，长度与平面模板一样有六种规格尺寸。
连接件、U形卡、L形插销、钳头螺栓以及紧固螺栓可用?12的3号圆钢自制，U形卡用于纵横模板的拼接夹紧；组合钢模板配件如图7.7所示。
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图7.7 组合钢模板配件
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(3)组合钢模板的拼装
1)柱模板拼装
柱的钢模板拼装以竖向拼装为好，错缝排板。柱模安装时，应考虑下列问题：
第一，支撑柱模时，要使柱模下端与事先做好的定位台(筋)靠紧并找平，确保柱轴线位置、柱高和垂直度准确。
第二，柱模高度超过3 m以上，支模时要留清扫孔及浇灌口，且在柱模根部应先浇与混凝土同标号的水泥砂浆厚50～100 mm，以防止漏浆烂根。
第三，当框架柱梁分两次浇筑混凝土时，柱混凝土浇筑后拆柱模板时，最上一块柱模板不拆并箍紧，以便与梁模板拼接紧密。
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第四，校正柱模垂直度后四侧支撑架应牢固。
2)梁模板拼装
首先将底、侧模拼装成整块，并用塔吊安装就位；也可在现场先拼装底模板，后装侧模板。
3)楼(屋)面板模板拼装
现浇楼(屋)面板时，若采用组合钢模板，宜先从四周边缘用角模板将梁、柱模板连接好，再拼装楼(屋)面板中的平板部位，并按拼装组合设计图展开选用平面模板安装。
(4)钢筋加工
高层建筑框架结构中，一般采用大直径的受力钢筋。多采用电渣压力焊、气压焊等焊接新工艺。
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(5)混凝土浇筑
混凝土浇筑要与各工种密切配合，浇筑工艺及质量要求与普通钢筋混凝土工程类似。
7.3.2全现浇剪力墙结构施工
大模板施工工艺是剪力墙结构施工的有效方法。
采用大模板施工，要求建筑结构设计标准化，大模板规格尽量少，通用性强，提高重复使用
次数，减少模板摊销费用。
(1)大模板的构造
大模板由平模面板、骨架、支撑系统和配件组成，详见图10.1和图10.2所示。
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(2)角模
角模分小角模和大角模两种。小角模与平模配合使用，作为墙角与平模连接配板。
(3)筒子模
将一个房间四面墙的模板组装成一个空间整体筒子式模板，一般称为筒子模。其稳定性好，效率高；但自重大不灵活，多用于电梯间、管道井的支模工程。
(4)大模板施工工艺
1)划分流水段
根据工程特点，平面布置，工期要求，机械吊装能力，合理划分流水段。
2)做好现场平面布置
现场施工总平面布置要对大模板的楼上、地面存放以及其他材料配件
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堆放位置，与现场吊运关系进行统筹安排。
3)大模板施工流程
大模板施工一般要求纵横要同时浇筑，以增强结构整体性和刚度。
4)大模板安装和拆模
大模板按施工总平面布置进场存放。使用前先核对型号、数量、编号，并涂刷脱模剂。
(5)绑扎钢筋
全现浇剪力墙结构钢筋的绑扎，与框剪结构剪力墙钢筋绑扎基本相同，可采用现场逐根人工绑扎钢片；也可采用点焊钢筋网片。
(6)混凝土浇筑
全现浇剪力墙结构混凝土常用料斗直接入模浇筑。
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在浇筑混凝土前先浇筑一层50～100 mm厚与混凝土同配比的水泥砂浆等，以防止墙体烂根、麻面、露筋。
洞口上方下料，两侧同时浇筑，防止门宽洞口框模变位。
模板拆除后必须及时洒水养护7 d以上，或采用涂刷养护膜保湿养护的方法。
(7)楼板结构施工
全现浇剪力墙结构楼板混凝土施工方法，与现浇框架，框剪结构现浇楼板相同。
7.4高层建筑主体结构先进施工工艺简介
7.4.1现浇柱、梁、墙和楼板结构施工工艺
(1)柱、梁、墙和楼板一次支模及一次混凝土浇灌施工工艺
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1)施工顺序
柱子、剪力墙钢筋绑扎→柱子、剪力墙预埋管件敷设→柱子、剪力墙、梁、楼板支模→梁、楼板钢筋绑扎→梁、楼板预埋管件敷设→柱、墙、梁、板混凝土浇灌→混凝土养护→达到要求强度后，柱、墙、梁板模板拆除。
2)施工工艺特点
因结构混凝土为一次连续浇灌，消除了梁与柱、梁与墙的混凝土施工接缝，结构整体性强。在施工工艺方面，因采取一次支模和一次浇灌工艺，简化了施工工序，加快了施工速度，缩短了施工周期。
3)施工工艺要点及注意事项
因结构为一次支模后进行一次连续浇灌，要注意采取措施加强其模板系统的整体稳定性。在浇灌混凝土柱、墙时，要及时处理梁、板钢筋上散落、
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残留的混凝土。
(2)柱、墙、梁、楼板一次支模两次浇灌施工工艺
1)施工顺序
柱子、剪力墙钢筋绑扎→柱子、剪力墙预埋管件敷设→柱子、剪力墙、梁、楼板支模→柱子、剪力墙混凝土浇灌→梁、楼板钢筋绑扎→梁、楼板预埋管件敷没→梁、楼板混凝土浇灌→混凝土养护→达到拆模强度后，柱、梁墙、板拆模。
2)施工工艺特点
施工工艺的特点是，在楼板模板安装完后，先浇灌墙、柱混凝土，后绑扎梁、板钢筋，这样，柱、墙混凝土浇灌操作条件较好，质量易于保证。
3)施工工艺要点及注意事项
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因柱与墙、梁与板分开先后浇灌，在梁与柱、墙的混凝土水平施工接缝处理上，要在柱墙模顶施工缝位置处留出清理口，以便清理。接缝要清理冲刷干净。
(3)柱和墙、梁、板分开施工工艺
1)施工顺序
柱、墙钢筋绑扎→柱、墙支模→柱、墙混凝土浇灌至梁底下3～5 cm→拆除墙、柱模板(留梁底以上柱头模)→支搭梁模支承架→安装梁底模→绑扎梁钢筋→安装梁侧模及斜支撑加固→梁混凝土浇至板底下2～3 cm→拆除梁侧模→楼板支模→楼板钢筋绑扎、水电管件预埋→楼板混凝土浇灌→达到拆模强度后拆除梁、板底模。
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2)施工工艺特点
从模板的配置方法、构造设计和施工工艺的改进上，根据不同结构构件及部位对拆模强度的不同要求，分别进行先后拆模，达到加快模板周转、节省模板投资的目的。
3)施工要点及注意事项
在柱模之间、梁模之间，要采取加强其模向防斜侧移措施，以防止在浇灌混凝土时柱、梁发生斜侧移和变形。
在常温施工时，柱、梁拆模强度不宜低于30 kg/cm2。
7.4.2现浇柱、梁、墙和楼板结构台模施工工艺
台模是由台面结构、支承系统及调节系统组成整体式的楼板模板单元。
台模随其对楼板施工荷载的支承和传递方式不同，分为支承式台模和
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图7.8 柱模一次组装分开拆除示意图
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悬吊式台模两种类型。
(1)施工顺序
柱子、剪力墙钢筋绑扎→柱子、剪力墙支模→柱子、剪力墙混凝土浇灌→柱子、剪力墙模板拆除→梁和台模安装→台模刷隔离剂，梁、楼板钢筋绑扎及预埋管件敷设→梁、楼板混凝土浇灌→混凝土养护→拆除梁模→台模降模飞出。
(2)台模施工工艺特点
作业效率高，施工速度快，能大大减低劳动强度和改善劳动条件，减少模板散拆、散装时的配件损耗。
其构造比较灵活，板面可采用定型钢模板、木质多次板、压缩合成板等组成。
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(3)台模施工工艺要点
台模拼装及安装、拆除顺序。
(4)台模安拆方法及注意事项
台模就位后，升模或降模时要多人同时旋转操作调节装置，避免出现升降不均造成台模变形。
要考虑到台模承受浇灌混凝土荷载后，组成台模的零部件因受压缩及节点位移而产生的下沉量。
台模在升模时，首先从4角螺旋支腿开始同步往上调升到设计标高，然后同步上调中间各支腿螺旋，以避免台模支架或桁架产生扭曲变形。
(5)台模吊(飞)出方法及注意事项
台模由塔吊配合吊运飞出有3种方法：其一是前后吊索不等长斜出法。
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其二是调整吊索平出法(图7.9)。其三是前后吊索等长斜出法(图7.10)。
7.4.3现浇柱、墙、梁预制楼板加叠合层结构施工
现浇柱、墙、梁、预制楼板加叠合层结构施工，主要有预制楼板先安装、梁后浇和梁先浇、预制楼板后安装两种施工方法，其施工工艺如下：
(1)预制楼板先装、梁后浇施工工艺
1)施工顺序
柱、墙放线→柱、墙钢筋绑扎→柱、墙模板安装→柱墙混凝土浇灌→主、次梁底模安装→主、次梁钢筋绑扎→主、次梁侧模安装→预制楼板安装→板缝支模及预制楼板竖向支撑加固→叠合层钢筋绑扎、预埋管件敷设→主、次梁及叠合层混凝土浇灌→混凝土养护达拆模强度后，模板拆除。
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图7.9 台模调整吊索平出法示意图
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图7.10 台模前后吊索等长斜出法示意图
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2)施工工艺特点
因叠合层、预制楼板节点与现浇梁一次浇灌，故其水平构件整体性好。
简化了传统方法中混凝土浇灌操作平台的支搭、拆除及二次浇灌等工序，缩短了施工周期。
3)施工工艺要点及注意事项
除要考虑本层楼板施工荷载和加强其整体稳定性外，同时还要考虑随着上层结构往上连续施工传来的施工荷载的作用和影响。
在预制楼板安装后和承受施工荷载前，要做好楼板的临时垂直支撑加固。
(2)预制楼板后装施工工艺
1)施工顺序
柱、墙放线→柱墙钢筋绑扎→柱墙模板安装→柱、墙混凝土浇灌→梁底模
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安装→梁钢筋绑扎→梁侧模安装→支搭浇灌混凝土梁架子平台→梁混凝土浇灌→梁混凝土养护达到受压强度→拆除梁侧模→梁上抹预制楼板安装找平层→拆除混凝土浇灌架子平台→预制楼板安装→板缝支模→叠合层、梁钢筋绑扎及预埋管件敷设→叠合层、梁混凝土浇灌→混凝土养护至拆模强度后模板拆除。
2)施工工艺特点
有利于加快楼板周转，节省模板投资。梁、柱、墙分开施工使混凝土浇灌施工操作简便，易于保证质量。
但是叠合层、梁与主、次梁分两次浇灌，其结构水平构件整体性不如一次浇灌的好。
3)施工工艺要点及注意事项
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对梁的支承架及楼板加固支柱承载力的设计，以防止因支承架及支柱承载能力不足造成板梁裂缝事故的出现。
梁的支承架或支柱、预制楼板临时支承加固支柱，其下脚必须加垫通板，以发挥预制楼板的协同整体受荷作用。
7.5建筑施工高处作业安全技术概述
7.5.1基本要求
高处作业的安全技术措施及其所需料具，必须列入工程的施工组织设计和施工技术交底之中。施工前，应逐级进行安全技术教育及交底，落实所有安全技术措施和人身防护用品，未经落实时不得进行施工。
雨天和雪天进行高处作业时，必须采取可靠的防滑、防寒和防冻措施。
7.5.2必须严格实施的10个方面安全措施
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(1)对临边高处作业，必须设置防护措施，并符合规定
(2)搭设临边防护栏杆时，必须符合要求
(3)洞口根据具体情况采取设防护栏杆、加盖件、张挂安全网与装栅门等措施时，必须符合要求
(4)构件吊装和管道安装时的悬空作业，必须遵守规定
(5)模板支撑和拆卸时的悬空作业，必须遵守规定
(6)钢筋绑扎时的悬空作业，必须遵守规定
(7)混凝土浇筑时的悬空作业，必须遵守规定
(8)悬空进行门窗作业时，必须遵守规定
(9)移动式操作平台，必须符合规定
(10)悬挑式钢平台，必须符合规定
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7.5.3强行规定
操作平台上应显著地标明容许荷载值。
由于上方施工可能坠落物件或处于起重机把杆回转范围之内的通道，在受其影响的范围内，必须搭设顶部能防止穿透的双层防护廊。
安全防护设施的验收应按类别逐项查验，并做出验收记录。

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