SOHO結構附著式升降腳手架施工關鍵技術分析
--以某商業廣場為例

郗建朋 魏鵬浩 彭 斌 李旭亮 馬少雄

1.中鐵一局集團建筑安裝工程有限公司 陜西西安 710054;2.陜西鐵路工程職業技術學院 陜西渭南 714099

隨著國民經濟的快速發展,城市化進程不斷加快,城市建筑不斷向高空發展,而作為高層建筑的主要樣式之一,SOHO樓的筒體結構相對于鋼結構或者鋼混結構而言,標準層更多,更適合于可快速重復施工、場地材料周轉效率高、混凝土質量控制容易的爬模施工方法[1]。因此,在進行高層結構施工的同時,如何提升爬模施工效率是現階段研究的熱點問題之一。

楊艷超[2]等針對液壓爬模系統提出了分段爬升式液壓爬模技術,縮短爬模施工工期和提高可操作性。萇曉兵[3]等針對鋼平臺模架體系頂升液壓系統體積大、慣性大的問題,融入電液比例技術和PID技術,提升了整個系統的可靠性。郁琦桐[4]等針對爬模系統中的鋼平臺柱腳強度不足問題,研發了一種特早齡期混凝土并對其抗彎性能進行試驗驗證。程志軍[5]等對混凝土布料不便問題,通過將液壓布料機固定在爬模架上,實現了液壓布料機與爬模架的同步頂升。李江華[6]等對超高層建筑立面曲變巨柱的異形問題,研發了一種附板式可調節傾角液壓爬模系統。

通過對比分析,現有研究多從理論視角出發,缺乏考慮工程施工的實際情況,不利于爬模施工管理的預防性控制。基于此,本研究在現有理論研究的基礎上,聚焦SOHO樓棟的實際工程特點、現場管理需求,從爬模系統的結構設計、現場施工控制等方面開展深化研究與應用,進而提高整體爬模系統的質量與安全,保障工程順利實施。

1 工程概況

1.1 工程項目概況

某廣場項目位于咸陽市某地,總建筑面積約為15萬m2,其中地下50244.76m2,地上100577.02m2。設計定位為商業服務項目。

工程SOHO樓采用框架結構,標準層高3.8m,防震等級為一級,爬模施工范圍為A單元3層至23層,SOHO樓B單元3層至23層。工程使用附著式升降腳手架。主體施工外圍防護架使用YJ-A型附著式升降腳手架,主體結構施工模板使用木模板。

1.2 工程施工特點

(1)工程標準層多,主體結構標準層有42層,適合使用爬架施工電動提升。

(2)工程結構層高偏高,其中,標準層層高3.8m,架體高度需≤5倍層高=19m,所以設計架體共10步,架體高度為18m。

(3)工程架體提升過程單次最大提升行程≦4.0m,每榀主框架上必須安裝三道附墻支座提升。

2 爬架方案設計

2.1 主體結構基本參數

本工程基本結構參數包含,最大跨度4800mm、外排高度18000mm、內排高度16200mm、架體寬度800mm、立桿橫向間距800～1500mm、大橫桿垂直間距1800mm、內立桿離墻間距400mm、廊道寬度800mm。架體結構G2505kg,腳手板GP168kg,安全網GN400kg,支座GC130kg,風荷載WK0.5kN/m2。

2.1.1 架體自重計算

∑M=MH+MZ+MF=902.8+1276.1+704.538=2883.44kg

其中,MH為桁架材料自重,MZ為主體材料自重,MF為輔助配件自重。

2.1.2 荷載計算

①結構施工

使用狀態:3×0.8×8×2=38.4kN

升降、墜落狀態:0.5×0.8×8×2=6.4kN

②裝修施工

使用狀態:2×0.8×8×3=38.4kN

升降、墜落狀態:0.5×0.8×8×3=9.6kN

施工活荷載標準值QK取:38.4kN

2.1.3 結構性能計算

①腳手板計算

②大橫桿計算

③立桿計算

λ=l/V=εl/(V1+V2)

=1.2×1800/(3.14×242-3.14×20.52)

=2160/489.05

≈4.417>1

④架體主框架計算

在使用工況下單榀主框架的計算荷載為:

(37.53×1.2+38.4×1.4)×1.3=128.44kN

在提升、墜落工況下單榀主框架的計算荷載為:

(37.53×1.2+9.6×1.4)×2=116.96kN

在使用工況狀態下風荷載為:

在升降及墜落工況狀態下風荷載為:

⑤結構桿件內力計算

NAF=(1-0.5)×2096/1500=0.677

NAG=0.7×1500/2096=0.517

NCG=(2-1)×2096/1500=1.353

NGB=(2-1.5)×1500/2096=0.369

NBH=(1.5+1)×2096/1500=3.38

2.2 架體立面設計

架體高度18.0m,腳手板層數5,腳手板間距1.8m,翻板層數1,架體寬度內外排立桿中心距為0.8m,架體立桿間距最大為1.5m,步距為1.8m,架體離墻間距為0.4m,具體設計見下圖:

圖1 架體立面示意圖

2.3 特殊部位設計

2.3.1 懸臂超高架體拉結

為保證架體的穩定性,需將架體上部懸臂部分架體進行臨時拉結處理,其中,在上部頂板預埋?48鋼管(鋼管頭離結構邊緣1.2～1.5m,橫向間距不大于6m),具體拉結結構示意圖如下。

圖2 頂板處預埋鋼管詳圖

2.3.2 塔吊、料臺位置防護

在爬架假設至塔吊附墻臂處前后,使用可拆除架管￠48×27×4.5m對其腳手板、大小橫桿及家體外側安全網拆除、恢復,處理方式如圖3。

圖3 塔吊附臂部位架體桿件位置示意圖

圖4 架體組裝施工工藝流程

圖5 架體升降施工工藝流程

圖6 架體升降施工工藝流程

3 爬架施工管理

3.1 施工準備

在每一道工序開工前,進行技術交底,使所有人員掌握設計意圖和技術要求,根據施工圖紙及現場施工情況進行專項施工方案設計和專家論證,按照規范程序進行三級教育,技術交底均有書面記錄及圖表和簽字。

3.2 架體組裝施工

架體具體組裝流程如下:

找平架搭設完成后,按照設計要求開始組裝架體、支撐桁架與主體結構,在找平架確定好距離后,從主體兩處拐角處拉線,在找平架短管上確定導軌中心位置,然后逐個組裝大橫桿、內外立桿連接件、導軌,并將導軌與內立桿、吊點桁架用螺栓連接,最后再將附著支座T36螺桿固定在安裝位置臨時拉結。

3.3 架體升降施工

為保證架體穩定性,架體提升過程中,采取升降速度偏差較小的一次提升行程為5m的環鏈電動葫蘆,并控制電動葫蘆同時開關,保證運行過程不打滑,杜絕短行程升降黃紙的往復運動。同時,為配合建筑施工,架體應與施工對應、兼顧工作量均衡進行合理分組,從而實現各組間架體榀數一致,避免出現榀數過多和過少情況。最后,對架體作業面、底部翻板、架體與結構間隙、組間做好防護工作。

3.4 架體拆除施工

拆除上面4步架體時,應首先拆除頂部橫桿,再拆除架體網片,其次是腳手板和內外立桿,最后是立桿連接件。

拆除下面3步架體時,應從分組縫處,按安裝分組進行分段拆分腳手板的螺栓連接、水平還能加。

架體吊卸時,應在分塊拆分完成后對2榀導軌進行加強處理,保證鋼絲繩受力均勻,將架體吊裝至地面進行分解。

3.5 架體施工驗收

架體驗收應按照相關規范,開展全面檢查,合格后方可開始升降作業。

3.6 架體施工應急處置

為保證工程在新冠防疫特殊時期有序開展,本工程按照預防為主、防治結合的原則,對架體作業中的高空、打擊、坍塌等隱患進行防護。

結語

綜上所述,在SOHO樓梯結構施工中,爬架屬于工程施工的重點和難點,其不但影響工程質量與工期,還會影響建筑安全。對此,施工人員應嚴格遵守設計規定、做好方案設計、施工準備,強化架體組裝、升降、拆除等過程管理,完善管理制度,提升項目和公司的整體施工管理水平。