地鐵基坑施工中兩種腳手架搭設經濟性對比

謝 紅

(中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司，北京 100000)

1 研究背景

近些年，我國地鐵建設蓬勃發展，眾多大中型城市都開通了地鐵，地鐵建設具有工期長、地下環境復雜、深度大、造價高等特點。目前地鐵車站施工建設過程中，混凝土工程作為施工重點，其工程造價水平直接影響工程建設的經濟性，其中腳手架作為混凝土工程中重要的周轉材料，研究腳手架的經濟性對混凝土工程的施工具有重要意義。

眾多學者對腳手架的使用進行了大量的試驗探索。其中，王玉國[1]做了承插型盤扣式腳手架在某地鐵車站施工中的應用研究，得出了承插型盤扣式腳手架的施工適用性及安全性的結論；吳恩琦[2]對承插型盤扣式鋼管腳手架的實際效益進行了分析和探討，得出承插型盤扣式落地腳手架在電力建設工程應用效果良好的結論；張燕紅[3]做了盤扣式與扣件式鋼管支架租賃期費用敏感性分析，得出盤扣式支架租賃費用平衡點的變化規律，探討了盤扣式腳手架在換流站建筑物建設中的經濟適用性。

碗扣式腳手架的結構節點合理、傳力穩定、整體性好，具有一定的自鎖性能，其組架靈活、現場適用性強、整齊劃一，在20世紀末曾被建設部定為重點推廣新技術，但其缺點在使用過程中也逐漸凸現出來。承插型盤扣式鋼管支架由于其具有強度更高、用量較少、文明施工程度高等突出特點，在施工中得到了廣泛應用。本文在兼顧施工質量與安全的情況下，結合工程實例，從經濟性角度出發，結合兩種支架的特點，通過對比典型地鐵車站中承插型盤扣式鋼管支架與碗扣式腳手架施工的經濟性，得出承插型盤扣式鋼管支架的優越程度，為以后的施工及方案比選提供理論基礎。

2 典型地鐵車站工程概述

內大南校區站位于內蒙古自治區呼和浩特市玉泉區錫林郭勒南路與規劃世紀大街的交叉路口，沿錫林郭勒南路布置，站位周邊規劃以居住用地、公共綠地及教育文化用地為主。車站為地下二層11 m島式站臺，車站總長193 m。標準段主體結構采用單樁兩跨雙層框架結構，縱向柱距8.5 m，標準段寬度19.7 m，施工工序采用明挖順作法，組織流水施工。腳手架施工主要集中在中板及頂板施工過程中。

3 承插型盤扣式鋼管支架與碗扣式鋼管支架方案

3.1 參數對比

模板承重采用滿堂碗扣式腳手架作為模板支架時，承重管徑φ48×3.5 mm，Q235焊接鋼管，立桿底部設置調節支座，頂端設置頂托，主楞縱向放置在頂托上。模板承重采用承插型盤扣式鋼管支架時，承重管徑φ60×3.2 mm，Q345B低碳合金鋼鋼管。兩種方案所用架體尺寸及材質等規格參數如表1所示。

表1 承插型盤扣式鋼管支架與碗扣式鋼管支架規格參數對比

3.2 搭設布置

工程施工前分別對承插型盤扣式鋼管支架與碗扣式腳手架兩種支架采用統一的力學及材料參數進行力學驗算與論證，以便選擇出安全適用、經濟合理的方案。根據一塊5 m×5 m，厚度0.8 m，模板支架高度6 m的頂板為例，力學參數及主次楞的選用統一的情況下進行驗算得出最優的搭設布置。根據基本參數驗算盤扣架與碗扣架的最優排布方式如表2所示。

表2 架體排布方式表

4 施工安排及費用對比

4.1 車站主體結構混凝土工程施工安排

內大南校區站車站采用明挖順作法施工，車站主體土方由南端頭向北端頭采用盆式挖土法順序開挖，車站主體結構同樣采取由南向北順作法作業組織流水施工。綜合考慮施工組織籌劃、施工縫設置情況，車站縱向共分為10個施工段，每個施工段19 300 m，由第一施工段順序向第十施工段進行施工，具體施工段劃分見圖1。

圖1 施工段劃分布置圖(單位：m)

根據現場實際工作面、人員配置、工期等整體情況要求，將每個施工段劃分為5個施工過程，分別為：①底板施工；②負二層側墻、柱施工；③中板施工；④負一層側墻、柱施工；⑤中板施工。利用碗扣式鋼管支架與承插型盤扣式鋼管支架施工車站主體時，施工流水橫道圖如圖2～3所示。

圖2 碗扣式鋼管支架施工車站主體流水橫道圖

圖3 承插型盤扣式鋼管支架施工車站主體流水橫道圖

4.2 材料投入對比分析

以5 m×5 m頂板為例，盤扣式鋼管支架與碗扣式鋼管支架材料使用對比如表3所示。

表3 盤扣架與碗扣架材料投入對比表

根據工作面實際情況，在搭設承插型盤扣式鋼管支架和碗扣式鋼管支架時，碗扣式鋼管支架的材料投入量是承插型盤扣式鋼管支架的3.5倍左右。根據現場實際施工測算，如現場每日投入人員均為30人，承插型盤扣式鋼管支架搭設的實際工效是碗扣式鋼管支架實際工效的1.5～1.7倍，因此，在使用承插型盤扣式鋼管支架施工中板及頂板較使用碗扣式鋼管支架每一單元節省2個工日。圖1～2中工期的差別主要來源于兩種腳手架在中板及頂板施工時間上的差別，使用承插型盤扣式鋼管支架時計算工期為136 d，使用碗扣式鋼管支架時計算工期為114 d，承插型盤扣式鋼管支架較碗扣式鋼管支架節約時間44 d。

4.3 費用對比分析

假定每一單元中板及頂板在澆筑混凝土后21 d可以拆除支架，根據橫道圖施工安排，兩種支架均需要租賃4個施工段支架，由于中板開始施工和頂板開始施工時間間隔較長，同時如果支架過早進場不僅增加租賃費用，而且增加二次搬運費及場地費，所以分兩次進場。碗扣式鋼管支架需租賃111 d，承插型盤扣式鋼管支架需租賃91 d。

根據施工方案組織施工，計算兩種腳手架的相關費用并進行對比，如表4所示。

表4 承插型盤扣式鋼管支架與碗扣式鋼管支架相關費用

從表4可以看出，兩種腳手架的差異較大的是需租用重量和運輸費，兩者呈比例關系；當使用承插型盤扣式鋼管支架時，所用腳手架重量及運輸費僅為碗扣式鋼管支架的40.2%，極大程度上減少了腳手架運輸費用、現場二次搬運費用及現場腳手架安拆費，在使用量方面承插型盤扣式鋼管支架具有較大優勢。由于其使用量的不同，當使用承插型盤扣式鋼管支架時，其腳手架安裝所需人工工日為碗扣式鋼管支架的66.7%，隨著經濟的發展，人工單價逐年攀升，所以承插型盤扣式鋼管支架在人工費方面將越來越有優勢。

當使用承插型盤扣式鋼管支架時，其所用腳手架租賃費為碗扣式鋼管支架的78%，原因是承插型盤扣式鋼管支架租賃單價是碗扣式鋼管支架的2倍以上，導致承插型盤扣式鋼管支架在租賃費用方面沒有需租用重量方面優勢大，但隨著市場中承插型盤扣式鋼管支架的增多，未來的租賃單價將有所下降。

5 結 論

本文通過對工程實例進行分析，說明承插型盤扣式鋼管支架較碗扣式鋼管支架具有一定優勢，并得到以下結論。

1)工程實例現場測算表明，承插型盤扣式鋼管支架實際工效是碗扣式鋼管支架的1.7倍左右，能夠縮短施工工期，加快腳手架周轉，盡早完成腳手架折舊，節約施工成本及提高資金周轉效率。

2)工程實例分析計算表明，承插型盤扣式鋼管支架在使用量方面有較大優勢，使用量是碗扣式鋼管支架的40%左右，極大程度上減少了腳手架運輸費用、現場二次搬運費用及現場腳手架安拆費，一定程度上減輕了現場管理壓力，在使用量方面承插型盤扣式鋼管支架具有較大優勢。

3)工程實例分析計算表明，承插型盤扣式鋼管支架較碗扣式鋼管支架，減少了用工量，在當前形勢下對節約施工成本有較大優勢，并且未來該優勢將更加明顯。

4)工程實例分析計算表明，承插型盤扣式鋼管支架較碗扣式鋼管支架，雖然租賃單價較高，但是隨著市場中承插型盤扣式鋼管支架的增多，租賃單價隨之降低，承插型盤扣式鋼管支架的租賃費用優勢將更加明顯。

綜上所述，承插型盤扣式鋼管支架不僅在安全可靠，使用方便等方面優勢明顯，而且在工程的實用性和經濟性方面也具有較大優勢，并且在未來其經濟方面優勢將更加明顯。

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