脚手架搭设拆除施工技术研究
——以深圳万科云城峡谷花园景观工程为例

2020-08-01 02:23梁志华黄晓东吴基平
绿色科技 2020年11期
关键词:扣件立杆横杆

梁志华,徐 宇,黄晓东,吴基平

(广州普邦园林股份有限公司,广东 广州 510600)

1 引言

随着城市经济的快速发展,高层建筑建设规模不断扩大,高层建筑物在内外立面施工过程中离不开脚手架的应用。脚手架作为一种高空作业的临时构件,是工程项目中常用的施工工具,能够有效解决垂直施工难题[1,2]。目前,施工中广泛使用的是钢管材质的脚手架,其性能牢固可靠,安全系数高,且可重复利用,有利于环保和文明施工,节约施工成本。

园林景观是建筑建设分项工程之一,常规的园林景观工程大多在平地上进行施工,较少有高层作业需求。由于笔者所在的峡谷花园景观工程项目是深圳万科云城六期1栋高层建筑物的中庭位置,因中庭构造特殊,需搭设钢管脚手架辅助施工,作为该工程全流程施工的核心参与人,现对其峡谷花园脚手架专项施工方案进行归纳总结。

2 工程概况

峡谷花园景观工程项目位于深圳市南山区西丽打石一路万科云城六期1栋,建筑总层数53层。峡谷花园主要有A、B两个类型,共8个立面,分布在3F-9F、14F-20F、25F-31F、36F-42F等四段连续层,每个立面高度均为26.3 m,为阶梯式构造。每个立面又分为4个单元,具体每个立面单元的搭设高度分别为:A型①5.4 m(含1.2m防护栏)、②9.6 m(含1.2 m防护栏)、③9.6 m(含1.2 m防护栏)、④6.5 m(含1.2 m防护栏);B型①9.6 m(含1.2 m防护栏)、②5.4 m(含1.2 m防护栏)、③5.4 m(含1.2 m防护栏)、④10.7 m(含1.2 m防护栏)。4个单元立面高度相加为总相对高度27.5 m(含1.2 m防护栏),最高立面单元相对高度为10.7 m(含1.2 m防护栏),每个单元间均用拉杆相互连接,增强其整体性。

本工程为建筑内立面干挂石材、垂直绿墙、水幕墙及干挂石材施工,主要为石材干挂、垂直绿墙种植槽安装和植物种植、水幕墙施工及不锈钢护栏安装等。建筑楼板面均为混凝土,根据工程的施工要求及现场情况,采用双排钢管落地脚手架,以立面单元为单位搭设,降低搭设高度,降低作业风险(图1)。

图1 脚手架施工所在的建筑内外结构

3 脚手架搭设拆除施工工艺

3.1 落地式钢管脚手架搭设工艺

结合本工程结构形式和实际施工特点,现场采用分层搭设,应用扣件式双排钢管脚手架,在立面凸出处脚手架按实际结构搭设,荷载按施工架荷载考虑。

由于内立面有垂直绿化及干挂石材要求,双排脚手架的内立杆的离作业墙距离为650 mm,内立杆离墙空隙在密封层用模板满铺,脚手架横距为0.9 m、纵距为1.8 m、竖向步距为1.8 m,脚手架工作层每层设置两道护身栏杆,分别设置在0.5 m、1.2 m高处。

搭设工艺流程:施工准备→铺垫板→架设立杆→安装纵向横向扫地杆→安装大横杆→安装小横杆→安装连墙件→安装剪刀撑→安装脚手板、防护栏杆和挡脚板→扎安全网→检验合格,投入使用。

本工程脚手架立于混凝土板上,落地脚手架均采用双排单立杆,每根立杆底部设置底座或垫板,立杆横距为0.9 m、纵距为1.8 m、竖向步距1.8 m。立杆与纵向水平杆采用直角扣件连接,立杆与立杆采用对接扣件连接,各接头位置距离主节点不超过1/3步距。脚手架必须设置纵向扫地杆和横向扫地杆,纵向扫地杆采用直角扣件固定在距支架底座200 mm处的立杆上,横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。纵向水平杆(大横杆)在小横杆之上,两者用直角扣件扣紧,保证其稳定性。每一根立杆与纵向水平杆(大横杆)之间需要设置小横杆,且用直角扣件固定。该工程必须设置连墙件,且连墙件的垂直间距不得大于建筑物的层高,同时还不可大于4 m,连墙杆与脚手架、建筑物的连接采用直角双扣件固定。本脚手架工程高度已超过24 m,需设置剪刀撑,剪刀撑每5步4跨设置一道,每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6 m,斜杆倾斜角度与地面的夹角在45°~60°之间。

脚手架采用的是钢筋网脚手板,长1 m,宽0.8 m,每个作业层上铺满铺稳一层脚手板,并设置铁丝网及防护栏杆。安全挡板设在脚手架外立杆内侧,先固定安装后再挂安全网于挡板内侧。脚手架主体搭设完成后及时采用安全网满铺脚手架。检验合格后,方可正式使用(图2)。

图2 脚手架正立面图(部分)

3.2 落地式钢管脚手架拆除工艺

脚手架的拆除遵循“先支后拆,后支先拆”的原则,施工现场实行封闭管理,设有警告标志,并有专人看守。拆除作业人员经过培训,考试合格持证上岗,且身体健康无恐高症和心脏病,必须佩戴好安全绳、安全帽、防滑鞋。在脚手架拆除过程中,不允许上下同时进行,应严格按照标准程序进行拆除作业[3,4]。

拆除工艺流程:拆除准备→拆除安全网、防护栏杆和挡脚板→拆除脚手板→拆除剪刀撑→拆除小横杆→大横杆→拆除连墙件→拆除立杆→分类摆放,入库存放保管。

4 脚手架公式计算

该工程使用双排脚手架搭设,立杆采用单立杆;搭设尺寸为:横距为0.9 m,纵距为1.8 m,大小横杆的步距为1.8 m;内排架距离墙长度为0.65 m;大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为2根;采用的钢管类型为Φ48×3.0;横杆与立杆连接方式为单扣件;连墙件采用两步两跨,竖向间距3.6 m,水平间距3.6 m,采用扣件连接。

通过运用PKPM施工安全计算软件对大横杆和小横杆的强度与挠度、扣件抗滑力、立杆荷载、立杆稳定性、连墙件稳定性等进行建模验算,计算结果均满足施工要求,具体概况如下:

大横杆的最大弯曲应力σ= 81.514N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205 N/mm2,满足施工要求。大横杆的最大挠度3.203 mm小于大横杆的最大容许挠度1800/15=120 mm与10 mm,满足要求。

小横杆的最大弯曲应力σ=119.72 N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值[f]=205 N/mm2,满足施工要求。小横杆的最大挠度为1.53 mm小于小横杆的最大容许挠度900/150=6 mm与10 mm,满足要求。

按规范[5]直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN,本脚手架工程纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值小于8.00 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。

考虑风荷载时:σ=9819/(0.188×424)+199304.662/4490 =167.57 N/mm2,立杆稳定性计算σ=167.57 N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205 N/mm2,满足要求。不考虑风荷载时,立杆稳定性计算σ =10499.4/(0.188×424)=131.717N/mm2,小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求。

连墙件采用双扣件与墙体连接。按规范[5]连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0= 5.000 kN,每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw =12.96 m2,风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw = 1.4×Wk×Aw = 6.478 kN,连墙件的轴向力设计值Nl = Nlw + N0= 11.478 kN,按规范计算[5],连墙件轴向承载力设计值为Nf = 76.663kN,Nl = 11.478 < Nf = 76.663,连墙件的设计计算满足要求,由以上计算得到Nl=11.478小于双扣件的抗滑力12kN,满足要求。

5 结语

作为园林景观高层立面施工的成功实例,深圳万科云城峡谷花园景观工程脚手架搭设拆除施工,严格按照国家及地方现行标准规范、项目设计施工图纸和施工组织设计方案要求进行,搭设质量满足施工要求,搭设拆除工期短,零安全事故。脚手架采用PKPM施工安全计算软件进行验算,保证了结构体系的安全。通过该工程的脚手架设计及实践,可为日后类似的高层垂直景观工程施工提供技术参考(图3)。

图3 峡谷花园垂直景观效果

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