陳峰
中鐵二十四局集團有限公司北京分公司 北京 100076
近年來,隨著我國經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展,高層建筑工程的規(guī)模也日益擴大,在施工過程中,越來越多的高層建筑采用懸挑式鋼管腳手架施工,這種腳手架的立桿固定在懸臂型鋼上,不受地基和地面條件的限制,不占場地,不影響基礎土方回填,當施工現(xiàn)場場地狹小或受限時,能提高施工效率,為工程進度爭取時間。本文結(jié)合工程實例,介紹懸挑式鋼管腳手架在建工程施工中的應用,其施工經(jīng)驗可供類似工程參考借鑒。
亦莊新藥研發(fā)生產(chǎn)基地項目2標工程,總建筑面積58569.92㎡,其中地上面積43268.98㎡,地下面積15300.94㎡。共有5個主要建筑單體,均為地下一層,分別為:1#生產(chǎn)實驗車間,地上五層,建筑高度為35.43m;2#研發(fā)實驗車間,地上11層,建筑高度為59.95m,4#生產(chǎn)實驗車間,地上4層,建筑高度24.85m;6#研發(fā)實驗車間,地上4層,建筑高度24.85m;8#宿舍樓,地上9層,建筑高度33.6m;結(jié)構(gòu)形式主要為框剪結(jié)構(gòu)。
本文以8#研發(fā)實驗車間為例,介紹懸挑式腳手架在工程中的應用。8#樓-1至1層施工防護架為落地式鋼管腳手架,懸挑腳手架搭設范圍為2層至6層、7層至9層,最高搭設高度19.5m。
本工程工期緊、任務重,施工場地較小,根據(jù)設計情況,基坑南側(cè)開挖線距紅線7.2米,且南側(cè)留有5米寬施工道路,施工現(xiàn)場場地狹小,懸挑式腳手架相比其他腳手架具有以下優(yōu)勢,為此本工程選擇懸挑式腳手架施工。
(1)不受施工場地限制;懸挑式腳手架的立桿固定在懸臂型鋼上,不受地基和地面條件的限制,不占場地,不影響基礎土方回填,當施工現(xiàn)場場地狹小或受限時,能提高施工效率,為工程進度爭取時間。
(2)施工方便,經(jīng)濟合理;懸挑式腳手架一般采用普通鋼管腳手架直接懸挑搭設,一次性投入不大,施工方便,可周轉(zhuǎn)使用,造價低,相比附著式腳手架主要用于高層、超高層建筑施工,低層建筑施工若采用附著式腳手架并不具有經(jīng)濟優(yōu)勢,本工程8#樓建筑高度33.6m,采用懸挑式腳手架經(jīng)濟合理。
懸挑式腳手架的構(gòu)造必須滿足《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2011)的要求,一次懸挑腳手架高度不宜超過20m,本工程8#樓懸挑腳手架一次最高懸挑5層,每層高度3.6m,搭設高度高出作業(yè)層一步(1.5m),因此每次懸挑高度為19.5m,滿足規(guī)范要求。
懸挑型鋼宜采用雙軸對稱截面的型鋼,鋼梁截面高度不應小于160mm,本工程型鋼采用Q235B國標18#工字鋼,腳手架鋼管采用Φ48.3×3.6鋼管,滿足規(guī)范要求。
圖1 懸挑腳手架結(jié)構(gòu)示意圖
根據(jù)規(guī)范要求,懸挑梁固定端長度不應小于懸挑段長度的1.25倍,腳手架立桿縱距1.5m,兩排立桿橫距0.8m,第一排立桿距離鋼梁外錨固點0.4m,第二排立桿距懸挑梁懸臂端0.15m,懸臂段長1.35m,總長度3.038m,根據(jù)現(xiàn)場擁有的材料,鋼梁基本長度為4m/根,考慮建筑物轉(zhuǎn)角鋼梁交叉,個別鋼梁長度有所調(diào)整,所以本工程懸挑鋼梁最小長度確定為3.5m。
由于腳手架兩條立桿縱距1.5m,因為腳手架立桿是安裝在懸挑型鋼上,所以懸挑鋼梁的間距也為1.5m,在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處根據(jù)實際情況做調(diào)整。
圖2 懸挑梁安裝示意圖
工字鋼梁上部距離墻體0.3m、1.1m處各焊接直徑25mm長度150mm鋼筋頭,將腳手架鋼管插在鋼筋頭上固定,防止鋼管滑移。
圖3 固定腳手架鋼管示意圖
懸挑鋼梁采用預埋鋼筋錨環(huán)與建筑結(jié)構(gòu)梁板固定,鋼筋錨環(huán)采用Φ20光圓鋼筋預埋在混凝土梁、板底層鋼筋位置,并與混凝土梁、板底層鋼筋焊接牢固。
每個懸挑鋼梁外端設置鋼絲繩與上一層建筑結(jié)構(gòu)物斜拉結(jié)。拉結(jié)的吊環(huán)采用HPB300鋼筋,鋼筋直徑20mm,錨入混凝土的長度不小于30d并焊接在鋼筋骨架上。鋼絲繩不參與懸挑梁受力計算。
工字鋼間距≤1500mm設置一根(如遇到特殊位置可進行調(diào)整),轉(zhuǎn)角位置在懸挑鋼梁采用放射方式進行布置(鋼梁應避開框柱),角部采用整體加強措施,在懸挑工字鋼梁上內(nèi)外再焊接一根12.6#的工字鋼,鋼管腳手架立桿搭設在12.6#的工字鋼上,角部的每根立桿用鋼絲繩兜拉卸載。
圖4 懸挑鋼梁錨固端預埋錨環(huán)安裝節(jié)點圖
圖5 吊環(huán)預埋安裝示意圖
圖6 轉(zhuǎn)角處懸挑布置示意圖
懸挑腳手架的架體結(jié)構(gòu)同落地時腳手架相同,主要包括立桿、橫桿、掃地桿、剪刀撐、腳手板、安全網(wǎng)等構(gòu)件,具體施工時,應按照腳手架計算書以及相關技術(shù)規(guī)范的要求執(zhí)行。
為保證架體的安全穩(wěn)定,滿足施工使用要求,避免發(fā)生超出規(guī)范要求的沉降位移而發(fā)生坍塌事故,應對架體進行有效的監(jiān)測。
(1)監(jiān)測內(nèi)容:懸挑架工字鋼懸臂端沉降變形和架體水平位移進行監(jiān)測。
(2)測點布置:監(jiān)測點分為基準點和位移監(jiān)測點?;鶞庶c布置在永久建筑物上四周,根據(jù)實際情況8#樓共設置4個基準點,并做好保護;位移監(jiān)測點布置在架體頂層、底層及每5步距的架體上。
(3)監(jiān)測報警值:監(jiān)測報警值應采用監(jiān)測項目的累計變化量和變化速率值進行控制。架體水平位移累計值不得超過H/300,本工程水平位移報警值為65mm。工字鋼懸臂端累計變形值不得超過2Lf/250,本工程懸臂端報警值為10.4mm。
(4)監(jiān)測頻率:位移監(jiān)測頻率每周至少監(jiān)測1次。監(jiān)測數(shù)據(jù)變化量較大或速率加快時,應提高監(jiān)測頻率。在施工過程中,監(jiān)測數(shù)據(jù)超出報警值或變形速率突然加快時,立即停止施工,撤離所有人員待安全處理后再行施工。
在型鋼懸挑架的施工過程中,應特別注意在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處、凹凸面等平面變形位置的搭設,這些部位若不合理布置型鋼,極易產(chǎn)生受力集中的現(xiàn)象。因此,在這部分型鋼設計時,應計選取最不利的位置進行計算,型鋼布置采用放射狀,并專門繪制此處節(jié)點的大樣圖指導施工。
以往的懸挑架錨固端常常采用U形壓環(huán)鋼筋作為錨固裝置,采取這種做法,型鋼容易發(fā)生橫向位移,因此,在本工程中,使用了可拆卸的錨固裝置(預埋環(huán)),見圖4。這種裝置將光圓鋼筋的彎折段預埋在樓板混凝土,鋼筋的兩端可以采用螺栓及角鋼進行安裝,從而起到固定型鋼的作用。這種方法對于型鋼的錨固作用更強,型鋼拆除時也更方便,安全性更高,經(jīng)濟性更好。
由于本工程場地受限,工期緊迫,采用懸挑式腳手架施工并不需要增加特殊的設備,既不影響上部結(jié)構(gòu)的施工,也不影響基礎土方回填,彌補了施工場地受限的局限性,為施工提供了方便,縮短了工期,同時懸挑式腳手架拆搭方便,一次性投入不大,相對比較經(jīng)濟。
本工程采用懸挑式腳手架,保證了工程施工安全和工期,并取得了較好的經(jīng)濟效益,為今后此類工程施工積累了經(jīng)驗。