郝 瑾，陳守輝，謝佐邦，龍思豐，張麗珊

（廣東省第一建筑工程有限公司 廣州510010）

0 引言

目前，國內(nèi)建筑科技發(fā)展迅速，人們對建筑物的要求越來越高，除了滿足基本的使用功能外，還要具備美觀性、實用性，以及新穎的設計理念。因此，建筑設計師們窮盡想象，在建筑物外觀造型上進行大膽嘗試，異形建筑因其獨特的造型，大受歡迎，但是非常規(guī)的造型也給實際建造帶來了困難，不僅在結(jié)構(gòu)設計上要多次驗算以確保安全性，在實際施工過程中也遇到如下問題：①施工場地狹窄，操作面不夠，影響進度；②造型復雜，各種工序交叉作業(yè)，質(zhì)量難以保證，容易造成返工；③結(jié)構(gòu)造型凹凸不規(guī)則，樓板伸縮不一，常規(guī)外架搭設無法滿足施工要求，工序繁瑣。

某商業(yè)、辦公施工總承包工程位于廣州市白云新城飛翔公園以北，萬達廣場以南，其總建筑面積約18 萬m2，地上8 層，地下2 層，建筑高度35 m。本項目的外立面造型以項目名稱中的“無限”二字展開設計，將主體結(jié)構(gòu)設計成2座塔樓，中間設斜交連廊，俯視就如同“無限”（無窮大）的數(shù)學符號“∞”。由于該造型的結(jié)構(gòu)為雙向曲扭結(jié)構(gòu)，內(nèi)縮和外放同時存在，外立面造型復雜，凹凸不平，無法采用傳統(tǒng)的雙排腳手架施工。經(jīng)過研究，決定在施工過程中采用“雙向曲扭錯層立面的外腳手架施工技術(shù)”。

1 關(guān)鍵難點及解決思路

⑴ 本技術(shù)采用BIM 軟件建立項目三維結(jié)構(gòu)模型，在模型中根據(jù)項目各層外邊線的投影線預排外架系統(tǒng)［1］，精確定位立桿、橫桿位置，分析、處理好其與各層飄板支撐的關(guān)系［2］（見圖1），并利用廣聯(lián)達模板腳手架三維施工設計軟件進行外架支撐系統(tǒng)驗算［3］，確保設計參數(shù)滿足施工規(guī)范要求，最后生成外架搭設動畫以及詳圖來指導工人施工［4］，從而降低搭設難度和減少返工，確保外架搭設的質(zhì)量、安全和進度。

圖1 BIM三維外架搭設效果圖Fig.1 Effect Drawing of BIM 3D Outside Scaffold Erection

⑵本項目的建筑4個角呈圓弧狀，弧形樓層對外架密封程度要求較高，在搭設前通過鋼管預彎，使縱向水平桿和剪刀撐與結(jié)構(gòu)弧度貼合，保證外架外立面接近主體結(jié)構(gòu)，剪刀撐與架體結(jié)合緊密。不僅可以杜絕臨邊洞口、防止高空墜物，而且外架搭設的整體性和美觀性良好。

⑶本項目結(jié)構(gòu)為雙向曲扭錯層混凝土結(jié)構(gòu)，建筑物各層樓板有伸有縮，存在大量飄板支撐［5］，在腳手架搭設前必須精確劃分、定位外腳手架與飄板支撐架的關(guān)系，外架與結(jié)構(gòu)之間的飄板支撐架兼作內(nèi)排防護架，隨外架一起搭設，整個外架體系更加安全。

2 設計方案的選擇

⑴本項目腳手架分地下室和地上結(jié)構(gòu)分段搭設。地上主體結(jié)構(gòu)分A、B 兩座塔樓，中間采用鋼結(jié)構(gòu)交叉連廊連接，考慮到本工程的外形特點及搭設高度不超35 m，不采取懸挑式外腳手架，兩座塔樓各自獨立搭設落地腳手架。

⑵因本項目各層外圍曲線形狀及造型各不相同，外圍腳手架根據(jù)各層最外圍邊線投影重疊后的最外圍投影線布置［6］。

⑶按外圍曲線形狀，A區(qū)大部分腳手架搭設高度從地下室頂板（-1.5 m）搭設至6層結(jié)構(gòu)面（22.00 m），搭設高度25 m，在6層縮進搭設至屋面層（34.9 m）約15 m。其余部分腳手架從地下室頂板直接搭設到8 層，最大搭設高度35 m。

⑷ B 區(qū)大部分腳手架搭設高度從地下室頂板（-1.5 m）搭設至7層結(jié)構(gòu)面（26.2 m），搭設高度29 m，在6 層縮進搭設至屋面層（34.9 m）約11 m。其余部分腳手架從地下室頂板直接搭設到8層，最大搭設高度35 m。

⑸外腳手架為結(jié)構(gòu)、裝修施工兩用腳手架，施工荷載為2+2 kN/m2，限兩步架同時作業(yè)［7］。

⑹腳手架立桿縱距1 500 mm，橫距800 mm，步距1 800 mm，離建筑物300 mm，腳手架搭設高度35 m。

⑺采光井的腳手架搭設由地下室頂板起搭設，立桿支承在地下室頂板樓板［8］，腳手架立桿縱距1 500 mm、橫距800 mm、步距1 800 mm，離建筑物300 mm。

3 施工操作要點

3.1 外架搭設立桿的測量定位

因本項目各層外圍曲線形狀及造型各不相同，外腳手架是根據(jù)各層最外圍邊線投影重疊后的最外圍投影線布置，外腳手架平橋內(nèi)立柱離飄板線外側(cè)或外墻邊不大于300 mm，標準平橋凈寬800 mm，如遇結(jié)構(gòu)變形，平橋向內(nèi)加寬。

3.2 建筑轉(zhuǎn)角弧位外架搭設

本建筑弧形范圍比較大，弧形樓層對外架密封程度要求較高，該部位在搭設前通過鋼管預彎，使縱向水平桿和剪刀撐與結(jié)構(gòu)弧度貼合，并隨搭隨調(diào)整［9］，確保外架外立面接近主體結(jié)構(gòu)，剪刀撐與架體結(jié)合緊密，如圖2、圖3 所示。不僅可以杜絕臨邊洞口、防止高空墜物，而且外架搭設的整體性和美觀性良好。

圖2 轉(zhuǎn)角弧位鋼管平面布置Fig.2 Plane Layout of Corner Arc Steel Pipe

圖3 轉(zhuǎn)角弧位外架搭設及弧形位置鋼管預彎Fig.3 Erection of Outer Frame of Corner Arc Position and Steel Pipe Pre Bending at Arc Position

3.3 結(jié)構(gòu)飄板支撐與外架搭設關(guān)系處理

由于結(jié)構(gòu)為雙向曲扭錯層混凝土結(jié)構(gòu)，幾乎每層都有飄板，各層飄板寬度不一，不能滿足外腳手架內(nèi)立柱離建筑物邊不大于300 mm 要求，但必須滿足外架與滿堂高支模（超高支模）支撐架體之間牢固連接。在腳手架搭設前必須根據(jù)各層最外圍平面投影線在首層結(jié)構(gòu)面測量定位，劃分外腳手架與滿堂超高支模支架的位置關(guān)系。外架與結(jié)構(gòu)之間的滿堂超高支模支架的搭設與外架進度一致（隨建筑高度），如圖4、圖5 所示。并利用滿堂超高支模頂架作為內(nèi)排防護架，最內(nèi)側(cè)滿堂支撐架的立桿與結(jié)構(gòu)外側(cè)（或外墻邊）不大于300 mm［10］，最內(nèi)側(cè)兩排立桿之間鋪設平橋，并掛安全網(wǎng)防護。在樓層結(jié)構(gòu)澆筑混凝土后，四周臨邊設置防護欄桿并滿掛密目安全網(wǎng)保證安全。滿堂超高支模頂架與樓層支撐架連接為整體，并采用連墻件連接的形式與建筑物結(jié)構(gòu)連接牢固。

圖4 BIM三維系統(tǒng)外架剖面Fig.4 BIM 3D System Outside Scaffold Section

圖5 外架與結(jié)構(gòu)飄板支撐關(guān)系Fig.5 Support Relationship Between Outside Scaffold and Cantilever Plate Formwork Support of Structure

4 結(jié)語

⑴本項目外架搭設面積約2 000 m2，采用BIM 軟件建立項目三維結(jié)構(gòu)模型，在模型中根據(jù)項目各層最外圍邊線投影重疊后最外圍的投影線預排外架系統(tǒng)，精確定位立桿、橫桿位置，并分析、處理好其與各層飄板支撐的關(guān)系；利用廣聯(lián)達模板腳手架三維施工設計軟件進行外架支撐系統(tǒng)驗算［1］，設計參數(shù)滿足施工規(guī)范要求，架體搭設順利、整體穩(wěn)定，保證了結(jié)構(gòu)施工進度及施工安全。

⑵材料浪費率、施工返工率大大降低，直接經(jīng)濟效益節(jié)省136 000 元。不僅取得了一定的經(jīng)濟效益，而且工地通過廣東省雙優(yōu)工地和廣州市雙優(yōu)工地初評，為廣州市的市容市貌增添光彩。

⑶本技術(shù)的成功應用，讓某商業(yè)、辦公施工總承包工程順利通過廣東省新技術(shù)應用示范工地立項，為今后申報中國建設工程魯班獎打下了基礎。