承插型盤(pán)扣式支撐架在地鐵區(qū)間段施工中的應(yīng)用

任 刃

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司錦城廣場(chǎng)綜合換乘服務(wù)中心項(xiàng)目，四川成都 610072)

1 工程概況

四川成都錦城廣場(chǎng)綜合換乘服務(wù)中心項(xiàng)目位于成都市天府大道東側(cè)、錦悅東路以南、繞城高速天府收費(fèi)站以西、繞城高速以北區(qū)域規(guī)劃用地紅線范圍內(nèi)，為地鐵29號(hào)線、16號(hào)線、18號(hào)線換乘綜合樞紐，并以地下通道與地鐵1號(hào)線相連。項(xiàng)目周邊配套設(shè)施齊全，交通網(wǎng)絡(luò)四通八達(dá)。

項(xiàng)目占地約1.85×105m2，基地南北長(zhǎng)約653 m，東西寬約283 m，基地周邊道路西北、西南側(cè)高，東南、東北側(cè)道路較低，高差約5 m。場(chǎng)地周?chē)植忌虡I(yè)及居住區(qū)，東面緊靠濱河景觀，交通便利景觀視野良好。整個(gè)規(guī)劃區(qū)域地面較為平整，東側(cè)場(chǎng)地稍高，有幾個(gè)坡地。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件本項(xiàng)目分兩期施工，本次18號(hào)線、16號(hào)線及29號(hào)線交叉區(qū)域及18號(hào)線東側(cè)附屬結(jié)構(gòu)實(shí)施方案施工區(qū)域?yàn)槎喂こ獭?/p>

擬建場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)16號(hào)線為錦城廣場(chǎng)綜合換乘服務(wù)中心項(xiàng)目公共交通預(yù)留設(shè)施工程的一部分，位于地下停車(chē)場(chǎng)和下沉廣場(chǎng)下方地下3層，左右兩線均位于曲線段上，區(qū)間段長(zhǎng)度為145.5 m，寬度15～25 m，區(qū)間段采用兩跨閉合框架結(jié)構(gòu)，底板埋深24～28 m，區(qū)間凈高度為8～12 m。結(jié)構(gòu)頂板厚1 500 mm，底板厚1 200 mm和1 400 mm，側(cè)墻厚1 200 mm和1 400 mm，中墻厚1 000 mm。本段內(nèi)梁柱均為暗梁、暗柱。考慮本工程屬于地下工程，且護(hù)坡形式為排樁加鋼支撐，為保證基坑安全穩(wěn)固，故存在結(jié)構(gòu)外墻上的鋼支撐換撐。

盤(pán)扣式支撐架具有承載能力強(qiáng)、安拆簡(jiǎn)便且易通過(guò)驗(yàn)收等特點(diǎn)。本工程頂板荷載相對(duì)較大，采用盤(pán)扣式支撐架能使立桿縱橫距均達(dá)到900 mm(驗(yàn)算扣件式支撐架僅能維持在縱橫距不大于600 mm)，而鋼支撐換撐所需要用到的鋼管直徑為609 mm，所以采用盤(pán)扣式支撐架能消除鋼支撐換撐所帶來(lái)的影響，扣件式支撐架則無(wú)法做到此點(diǎn)。

2 盤(pán)扣式支撐架特點(diǎn)

盤(pán)扣式腳手架技術(shù)起源于德國(guó)，為歐洲和美洲的主流產(chǎn)品，承插型盤(pán)扣式鋼管支架由立桿、水平桿、斜桿、可調(diào)底座及可調(diào)托座等構(gòu)配件構(gòu)成，圓盤(pán)上有八個(gè)孔，四個(gè)小孔為橫桿專用，四個(gè)大孔為斜桿專用。立桿采用套管的承插連接方式，水平桿和斜桿采用桿端的接頭卡入立桿上的連接盤(pán)的形式，屬于楔形插銷式連接，可以形成結(jié)構(gòu)幾何不變體系的鋼管支架，確保了桿件與立桿牢固連結(jié)。

3 布置參數(shù)

模板采用1 830 mm×915 mm覆面木膠合模板，模板厚度15 mm。板底主龍骨采用L150型工字鋁梁(150 mm高×70 mm寬)間距900 mm，次龍骨選用100 mm×100 mm木方間距200 mm。立桿選用Q345級(jí)鋼60 mm×3.2 mm鍍鋅鋼管，立桿縱橫距均為900 mm。橫桿采用Q235級(jí)48 mm×2.5 mm鍍鋅鋼管，橫桿步距為1 500 mm，斜拉桿采用扣件式鋼管腳手架剪刀撐進(jìn)行代替。可調(diào)頂托與可調(diào)底座采用60型盤(pán)扣式支撐架專用配套頂托與底座。

4 構(gòu)造要求

4.1 可調(diào)底座

根據(jù)測(cè)量放線位置，在每個(gè)立桿底部節(jié)點(diǎn)處放置可調(diào)底座，底座放置需與持力層面完全貼合，對(duì)于會(huì)發(fā)生沉降或塌陷的持力層應(yīng)先進(jìn)行加固處理后再放置底座。且可調(diào)底座絲桿外露長(zhǎng)度不大于300 mm。

4.2 立桿

立桿接長(zhǎng)采用盤(pán)扣式支撐架立桿自帶的承插型接長(zhǎng)方式進(jìn)行對(duì)接，立桿接頭需與相鄰縱橫向立桿接頭至少錯(cuò)開(kāi)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)盤(pán)扣步距(即不小于500 mm)，且每根立桿必須與可調(diào)底座固定牢固。立桿按照布置參數(shù)進(jìn)行布置縱橫向間距均為900 mm。

4.3 掃地桿

掃地桿的布置高度應(yīng)離持力地面不大于550 mm，掃地桿規(guī)格型號(hào)與水平桿一致。

4.4 水平桿

按照布置參數(shù)高度間距1 500 mm進(jìn)行布置，與立桿為插銷連接，每個(gè)水平桿與立桿連接節(jié)點(diǎn)必須固定牢靠，見(jiàn)圖1。因本工程單肢立桿荷載設(shè)計(jì)值大于40 kN，底層的水平桿應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)步距縮小一個(gè)盤(pán)扣間距(即為1 000 mm)，且應(yīng)設(shè)置豎向斜桿。

圖1 盤(pán)扣式支撐架橫桿與立桿連接節(jié)點(diǎn)

4.5 可調(diào)頂托

可調(diào)頂托伸出頂層水平桿長(zhǎng)度嚴(yán)禁超過(guò)650 mm，絲桿外露長(zhǎng)度嚴(yán)禁超過(guò)400 mm，可調(diào)托座插入立桿深度不得小于150 mm。

5 施工方法及控制要點(diǎn)

測(cè)量畫(huà)線→安放底托→底托托座調(diào)水平→第一步立桿安裝→第一步水平縱橫桿安裝→安裝φ48 mm對(duì)頂普通鋼管→向上接長(zhǎng)立桿，按照設(shè)計(jì)步距由下往上逐步安裝縱橫桿、安裝水平剪刀撐、安裝水平安全防護(hù)網(wǎng)→安裝縱向剪刀撐→安裝頂托。

5.1 測(cè)量畫(huà)線

(1)底板上放出左側(cè)主體結(jié)構(gòu)、右側(cè)主體結(jié)構(gòu)縱向中心線，橫向中心線，放出該段主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑分界線。

(2)以縱向中心線和橫向中心線為基礎(chǔ)線，按照設(shè)計(jì)立桿間距縱向、橫向畫(huà)線，定出立桿位置(及畫(huà)線交點(diǎn)位置)。

5.2 安放底托

(1)按照畫(huà)線立桿位置安放底托。

(2)底板腋角處底托位置應(yīng)安放楔子墊塊。

5.3 底托托座調(diào)水平

(1)采用紅外水準(zhǔn)儀定可調(diào)托撐標(biāo)高基準(zhǔn)面。

(2)調(diào)節(jié)可調(diào)托撐，按照標(biāo)高基準(zhǔn)面調(diào)整到位。

(3)可調(diào)托撐標(biāo)高基準(zhǔn)面的高度確定按以下原則選擇：

可調(diào)托撐標(biāo)高選擇應(yīng)滿足該段可調(diào)托撐調(diào)高高度位于10～30 cm之間，即有利于上部頂托調(diào)高高度范圍控制，又利于因底板縱坡引起高差通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)立桿節(jié)高與可調(diào)底托進(jìn)行標(biāo)高調(diào)節(jié)。

5.4 第一步立桿安裝

首層立桿采用不同長(zhǎng)度的立桿交錯(cuò)布置，相鄰立桿豎向錯(cuò)高500 mm。

5.5 掃地桿安裝

(1)按照設(shè)計(jì)橫桿縱橫間距安裝水平橫桿，插楔楔緊。

(2)安裝時(shí)連接盤(pán)上孔位應(yīng)選擇橫桿連接孔，避免孔位選擇錯(cuò)誤。

5.6 剪刀撐和相關(guān)的安裝

向上接長(zhǎng)立桿，按照設(shè)計(jì)步距由下往上逐步安裝縱橫水平桿、安裝水平剪刀撐、安裝水平安全防護(hù)網(wǎng)。見(jiàn)圖2。

圖2 地鐵16號(hào)線4流水段搭設(shè)過(guò)程實(shí)物

(1)水平剪刀撐設(shè)置時(shí)參照以下原則：每4～5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)步距設(shè)置。左線主體結(jié)構(gòu)水平剪刀撐設(shè)置2道，分別為第1層水平桿和第6層水平桿；右線主體結(jié)構(gòu)水平剪刀撐設(shè)置3道，分別為第1層水平桿、第4層水平桿、第7層水平桿。

(2)水平剪刀撐采用“φ48 mm普通碳素鋼管+φ48～60 mm的旋轉(zhuǎn)扣件”設(shè)置，剪刀撐與水平橫桿連接處采用旋轉(zhuǎn)扣件連接，底寬4～5 mm個(gè)標(biāo)準(zhǔn)步距設(shè)置。

(3)為防止人和物體高空墜落，設(shè)置水平安全防護(hù)網(wǎng)，水平安全防護(hù)網(wǎng)設(shè)置標(biāo)高為作業(yè)層下方第一層水平橫桿。

5.7 安裝縱向剪刀撐

(1)左線主體結(jié)構(gòu)縱向剪刀撐設(shè)置2道，縱向左右兩側(cè)外立面設(shè)置；右線主體結(jié)構(gòu)縱向剪刀撐設(shè)置2道，縱向左右兩側(cè)外立面設(shè)置。

(2)剪刀撐采用“φ48 mm普通碳素鋼管+φ48～60 mm的旋轉(zhuǎn)扣件”設(shè)置，剪刀撐水平角度宜按45～60°設(shè)置，底寬4～5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)步距設(shè)置。

5.8 安裝橫截面剪刀撐

(1)橫截面剪刀撐每4～5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)步距設(shè)置一道，左線、右線主體結(jié)構(gòu)每段設(shè)置橫向剪刀撐數(shù)量5道，兩端頭各一道，中間設(shè)置3道。

(2)剪刀撐采用“φ48 mm普通碳素鋼管+φ48～60 mm的旋轉(zhuǎn)扣件”設(shè)置，剪刀撐水平角度宜按45～60°設(shè)置，底寬4～5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)步距設(shè)置。

5.9 安裝頂托

可調(diào)頂托伸出頂層水平桿長(zhǎng)度嚴(yán)禁超過(guò)650 mm，絲桿外露長(zhǎng)度嚴(yán)禁超過(guò)400 mm，可調(diào)托座插入立桿深度不得小于150 mm。如圖3所示。

圖3 地鐵16號(hào)線盤(pán)扣式支撐搭設(shè)架頂托實(shí)物

6 實(shí)施效果的優(yōu)勢(shì)

(1)盤(pán)扣式腳手架組成的基本構(gòu)件較少，架體的安拆作業(yè)較為便捷。根據(jù)施工中功效對(duì)比統(tǒng)計(jì)，對(duì)于同樣施工一個(gè)流水段滿堂腳手架(面積約為500 m2，高度約8 m，作業(yè)架工人數(shù)按15人計(jì)算)，盤(pán)扣式腳手架耗用時(shí)間約2.5 d，扣件式腳手架耗用時(shí)間約7 d。

(2)盤(pán)式腳手架主要材質(zhì)是國(guó)標(biāo)材質(zhì)鋼管和低合金材質(zhì)鋼管，低合金鋼管強(qiáng)度高于扣件式腳手架的普碳鋼管強(qiáng)度的1.5～2倍，屬于高強(qiáng)度鋼材的連接扣件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力穩(wěn)定、安全可靠，插銷具有自鎖功能，完全避免了作業(yè)過(guò)程中的不安全因素。另外，扣件和支柱的接觸面大，從而提高了鋼管的抗彎強(qiáng)度，并可確保二者相結(jié)合時(shí)，支柱不會(huì)出現(xiàn)歪斜。在同結(jié)構(gòu)尺寸的腳手架布置中，盤(pán)扣式腳手架可以大幅度提高立桿間距，增加后期施工的操作空間。根據(jù)施工前腳手架計(jì)算對(duì)比，對(duì)于本項(xiàng)目扣件式腳手架立桿間距600 mm×600 mm仍無(wú)法通過(guò)安全穩(wěn)定性驗(yàn)算，且即使通過(guò)驗(yàn)算，也無(wú)法提供后期施工足夠的操作空間。反之盤(pán)扣式腳手架立桿間距縱橫900 mm能簡(jiǎn)單通過(guò)安全穩(wěn)定性驗(yàn)算，并能完全滿足后期施工的操作空間。

(3)盤(pán)扣式腳手架主要部件均采用內(nèi)、外冷鍍或熱渡鋅防腐工藝，既提高了產(chǎn)品的使用壽命，又為安全提供了進(jìn)一步的保證，同時(shí)又作到美觀、漂亮。而扣件式腳手架的普通鋼管易銹蝕、彎癟、開(kāi)裂等，需要通過(guò)刷漆進(jìn)行保護(hù)，劣勢(shì)相當(dāng)明顯。

(4)盤(pán)扣式腳手架因其間距成固定模數(shù)，成型質(zhì)量高，一次驗(yàn)收通過(guò)率在已施工部位高達(dá)100 %，節(jié)省整改時(shí)間和二次驗(yàn)收時(shí)間，而扣件式腳手架存在扣件連接，架體施工完畢后須由管理人員對(duì)扣件的扭矩力進(jìn)行驗(yàn)收(高支模架體須逐一排查)。地鐵16號(hào)線明挖區(qū)間段共為7個(gè)流水段，每個(gè)流水段節(jié)約驗(yàn)收時(shí)間及二次整改時(shí)間為1.5 d，考慮穿插、流水施工，節(jié)省工期為6 d。

7 經(jīng)濟(jì)性分析

(1)承插型盤(pán)扣式腳手架相較傳統(tǒng)普通腳手架所需的立桿、水平桿間距可根據(jù)計(jì)算放大，從而單位體積內(nèi)含鋼量大幅降低低，很大程度節(jié)約了租賃或購(gòu)置成本，同時(shí)由于搭設(shè)速度優(yōu)于其他腳手架，相對(duì)的人工成本也有所降低。根據(jù)本工程實(shí)際盤(pán)扣式架管使用量，綜合分析地鐵16號(hào)線前三流水段，扣件式鋼管腳手架立桿縱橫據(jù)按照600 mm×600 mm進(jìn)行預(yù)估，具體對(duì)比詳見(jiàn)下表：

表1 扣件式支撐架與盤(pán)扣式支撐架經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

根據(jù)上表進(jìn)行分析，租賃盤(pán)扣架可節(jié)約費(fèi)用414萬(wàn)元-330萬(wàn)元=84萬(wàn)元，租賃盤(pán)扣架在經(jīng)濟(jì)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。

8 結(jié)束語(yǔ)

綜上，盤(pán)扣式腳手架在房建或地鐵結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，在安全穩(wěn)定性、質(zhì)量、功效、經(jīng)濟(jì)等方面都有較好的優(yōu)勢(shì)。隨著建筑行業(yè)對(duì)安全、質(zhì)量、進(jìn)度日趨嚴(yán)格的要求，盤(pán)扣式腳手架的優(yōu)勢(shì)會(huì)逐漸彰顯，而傳統(tǒng)的扣件式腳手架將會(huì)被逐步替代。