SOHO结构附着式升降脚手架施工关键技术分析
--以某商业广场为例

郗建朋 魏鹏浩 彭 斌 李旭亮 马少雄

1.中铁一局集团建筑安装工程有限公司 陕西西安 710054;2.陕西铁路工程职业技术学院 陕西渭南 714099

随着国民经济的快速发展,城市化进程不断加快,城市建筑不断向高空发展,而作为高层建筑的主要样式之一,SOHO楼的筒体结构相对于钢结构或者钢混结构而言,标准层更多,更适合于可快速重复施工、场地材料周转效率高、混凝土质量控制容易的爬模施工方法[1]。因此,在进行高层结构施工的同时,如何提升爬模施工效率是现阶段研究的热点问题之一。

杨艳超[2]等针对液压爬模系统提出了分段爬升式液压爬模技术,缩短爬模施工工期和提高可操作性。苌晓兵[3]等针对钢平台模架体系顶升液压系统体积大、惯性大的问题,融入电液比例技术和PID技术,提升了整个系统的可靠性。郁琦桐[4]等针对爬模系统中的钢平台柱脚强度不足问题,研发了一种特早龄期混凝土并对其抗弯性能进行试验验证。程志军[5]等对混凝土布料不便问题,通过将液压布料机固定在爬模架上,实现了液压布料机与爬模架的同步顶升。李江华[6]等对超高层建筑立面曲变巨柱的异形问题,研发了一种附板式可调节倾角液压爬模系统。

通过对比分析,现有研究多从理论视角出发,缺乏考虑工程施工的实际情况,不利于爬模施工管理的预防性控制。基于此,本研究在现有理论研究的基础上,聚焦SOHO楼栋的实际工程特点、现场管理需求,从爬模系统的结构设计、现场施工控制等方面开展深化研究与应用,进而提高整体爬模系统的质量与安全,保障工程顺利实施。

1 工程概况

1.1 工程项目概况

某广场项目位于咸阳市某地,总建筑面积约为15万m2,其中地下50244.76m2,地上100577.02m2。设计定位为商业服务项目。

工程SOHO楼采用框架结构,标准层高3.8m,防震等级为一级,爬模施工范围为A单元3层至23层,SOHO楼B单元3层至23层。工程使用附着式升降脚手架。主体施工外围防护架使用YJ-A型附着式升降脚手架,主体结构施工模板使用木模板。

1.2 工程施工特点

(1)工程标准层多,主体结构标准层有42层,适合使用爬架施工电动提升。

(2)工程结构层高偏高,其中,标准层层高3.8m,架体高度需≤5倍层高=19m,所以设计架体共10步,架体高度为18m。

(3)工程架体提升过程单次最大提升行程≦4.0m,每榀主框架上必须安装三道附墙支座提升。

2 爬架方案设计

2.1 主体结构基本参数

本工程基本结构参数包含,最大跨度4800mm、外排高度18000mm、内排高度16200mm、架体宽度800mm、立杆横向间距800～1500mm、大横杆垂直间距1800mm、内立杆离墙间距400mm、廊道宽度800mm。架体结构G2505kg,脚手板GP168kg,安全网GN400kg,支座GC130kg,风荷载WK0.5kN/m2。

2.1.1 架体自重计算

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

其中,MH为桁架材料自重,MZ为主体材料自重,MF为辅助配件自重。

2.1.2 荷载计算

①结构施工

使用状态:3×0.8×8×2=38.4kN

升降、坠落状态:0.5×0.8×8×2=6.4kN

②装修施工

使用状态:2×0.8×8×3=38.4kN

升降、坠落状态:0.5×0.8×8×3=9.6kN

施工活荷载标准值QK取:38.4kN

2.1.3 结构性能计算

①脚手板计算

②大横杆计算

③立杆计算

λ=l/V=εl/(V1+V2)

=1.2×1800/(3.14×242-3.14×20.52)

=2160/489.05

≈4.417>1

④架体主框架计算

在使用工况下单榀主框架的计算荷载为:

(37.53×1.2+38.4×1.4)×1.3=128.44kN

在提升、坠落工况下单榀主框架的计算荷载为:

(37.53×1.2+9.6×1.4)×2=116.96kN

在使用工况状态下风荷载为:

在升降及坠落工况状态下风荷载为:

⑤结构杆件内力计算

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 架体立面设计

架体高度18.0m,脚手板层数5,脚手板间距1.8m,翻板层数1,架体宽度内外排立杆中心距为0.8m,架体立杆间距最大为1.5m,步距为1.8m,架体离墙间距为0.4m,具体设计见下图:

图1 架体立面示意图

2.3 特殊部位设计

2.3.1 悬臂超高架体拉结

为保证架体的稳定性,需将架体上部悬臂部分架体进行临时拉结处理,其中,在上部顶板预埋Ø48钢管(钢管头离结构边缘1.2～1.5m,横向间距不大于6m),具体拉结结构示意图如下。

图2 顶板处预埋钢管详图

2.3.2 塔吊、料台位置防护

在爬架假设至塔吊附墙臂处前后,使用可拆除架管￠48×27×4.5m对其脚手板、大小横杆及家体外侧安全网拆除、恢复,处理方式如图3。

图3 塔吊附臂部位架体杆件位置示意图

图4 架体组装施工工艺流程

图5 架体升降施工工艺流程

图6 架体升降施工工艺流程

3 爬架施工管理

3.1 施工准备

在每一道工序开工前,进行技术交底,使所有人员掌握设计意图和技术要求,根据施工图纸及现场施工情况进行专项施工方案设计和专家论证,按照规范程序进行三级教育,技术交底均有书面记录及图表和签字。

3.2 架体组装施工

架体具体组装流程如下:

找平架搭设完成后,按照设计要求开始组装架体、支撑桁架与主体结构,在找平架确定好距离后,从主体两处拐角处拉线,在找平架短管上确定导轨中心位置,然后逐个组装大横杆、内外立杆连接件、导轨,并将导轨与内立杆、吊点桁架用螺栓连接,最后再将附着支座T36螺杆固定在安装位置临时拉结。

3.3 架体升降施工

为保证架体稳定性,架体提升过程中,采取升降速度偏差较小的一次提升行程为5m的环链电动葫芦,并控制电动葫芦同时开关,保证运行过程不打滑,杜绝短行程升降黄纸的往复运动。同时,为配合建筑施工,架体应与施工对应、兼顾工作量均衡进行合理分组,从而实现各组间架体榀数一致,避免出现榀数过多和过少情况。最后,对架体作业面、底部翻板、架体与结构间隙、组间做好防护工作。

3.4 架体拆除施工

拆除上面4步架体时,应首先拆除顶部横杆,再拆除架体网片,其次是脚手板和内外立杆,最后是立杆连接件。

拆除下面3步架体时,应从分组缝处,按安装分组进行分段拆分脚手板的螺栓连接、水平还能加。

架体吊卸时,应在分块拆分完成后对2榀导轨进行加强处理,保证钢丝绳受力均匀,将架体吊装至地面进行分解。

3.5 架体施工验收

架体验收应按照相关规范,开展全面检查,合格后方可开始升降作业。

3.6 架体施工应急处置

为保证工程在新冠防疫特殊时期有序开展,本工程按照预防为主、防治结合的原则,对架体作业中的高空、打击、坍塌等隐患进行防护。

结语

综上所述,在SOHO楼梯结构施工中,爬架属于工程施工的重点和难点,其不但影响工程质量与工期,还会影响建筑安全。对此,施工人员应严格遵守设计规定、做好方案设计、施工准备,强化架体组装、升降、拆除等过程管理,完善管理制度,提升项目和公司的整体施工管理水平。