梁志華,徐 宇,黃曉東,吳基平
(廣州普邦園林股份有限公司,廣東 廣州 510600)
隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,高層建筑建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,高層建筑物在內(nèi)外立面施工過程中離不開腳手架的應(yīng)用。腳手架作為一種高空作業(yè)的臨時(shí)構(gòu)件,是工程項(xiàng)目中常用的施工工具,能夠有效解決垂直施工難題[1,2]。目前,施工中廣泛使用的是鋼管材質(zhì)的腳手架,其性能牢固可靠,安全系數(shù)高,且可重復(fù)利用,有利于環(huán)保和文明施工,節(jié)約施工成本。
園林景觀是建筑建設(shè)分項(xiàng)工程之一,常規(guī)的園林景觀工程大多在平地上進(jìn)行施工,較少有高層作業(yè)需求。由于筆者所在的峽谷花園景觀工程項(xiàng)目是深圳萬科云城六期1棟高層建筑物的中庭位置,因中庭構(gòu)造特殊,需搭設(shè)鋼管腳手架輔助施工,作為該工程全流程施工的核心參與人,現(xiàn)對其峽谷花園腳手架專項(xiàng)施工方案進(jìn)行歸納總結(jié)。
峽谷花園景觀工程項(xiàng)目位于深圳市南山區(qū)西麗打石一路萬科云城六期1棟,建筑總層數(shù)53層。峽谷花園主要有A、B兩個類型,共8個立面,分布在3F-9F、14F-20F、25F-31F、36F-42F等四段連續(xù)層,每個立面高度均為26.3 m,為階梯式構(gòu)造。每個立面又分為4個單元,具體每個立面單元的搭設(shè)高度分別為:A型①5.4 m(含1.2m防護(hù)欄)、②9.6 m(含1.2 m防護(hù)欄)、③9.6 m(含1.2 m防護(hù)欄)、④6.5 m(含1.2 m防護(hù)欄);B型①9.6 m(含1.2 m防護(hù)欄)、②5.4 m(含1.2 m防護(hù)欄)、③5.4 m(含1.2 m防護(hù)欄)、④10.7 m(含1.2 m防護(hù)欄)。4個單元立面高度相加為總相對高度27.5 m(含1.2 m防護(hù)欄),最高立面單元相對高度為10.7 m(含1.2 m防護(hù)欄),每個單元間均用拉桿相互連接,增強(qiáng)其整體性。
本工程為建筑內(nèi)立面干掛石材、垂直綠墻、水幕墻及干掛石材施工,主要為石材干掛、垂直綠墻種植槽安裝和植物種植、水幕墻施工及不銹鋼護(hù)欄安裝等。建筑樓板面均為混凝土,根據(jù)工程的施工要求及現(xiàn)場情況,采用雙排鋼管落地腳手架,以立面單元為單位搭設(shè),降低搭設(shè)高度,降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)(圖1)。
圖1 腳手架施工所在的建筑內(nèi)外結(jié)構(gòu)
結(jié)合本工程結(jié)構(gòu)形式和實(shí)際施工特點(diǎn),現(xiàn)場采用分層搭設(shè),應(yīng)用扣件式雙排鋼管腳手架,在立面凸出處腳手架按實(shí)際結(jié)構(gòu)搭設(shè),荷載按施工架荷載考慮。
由于內(nèi)立面有垂直綠化及干掛石材要求,雙排腳手架的內(nèi)立桿的離作業(yè)墻距離為650 mm,內(nèi)立桿離墻空隙在密封層用模板滿鋪,腳手架橫距為0.9 m、縱距為1.8 m、豎向步距為1.8 m,腳手架工作層每層設(shè)置兩道護(hù)身欄桿,分別設(shè)置在0.5 m、1.2 m高處。
搭設(shè)工藝流程:施工準(zhǔn)備→鋪墊板→架設(shè)立桿→安裝縱向橫向掃地桿→安裝大橫桿→安裝小橫桿→安裝連墻件→安裝剪刀撐→安裝腳手板、防護(hù)欄桿和擋腳板→扎安全網(wǎng)→檢驗(yàn)合格,投入使用。
本工程腳手架立于混凝土板上,落地腳手架均采用雙排單立桿,每根立桿底部設(shè)置底座或墊板,立桿橫距為0.9 m、縱距為1.8 m、豎向步距1.8 m。立桿與縱向水平桿采用直角扣件連接,立桿與立桿采用對接扣件連接,各接頭位置距離主節(jié)點(diǎn)不超過1/3步距。腳手架必須設(shè)置縱向掃地桿和橫向掃地桿,縱向掃地桿采用直角扣件固定在距支架底座200 mm處的立桿上,橫向掃地桿采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。縱向水平桿(大橫桿)在小橫桿之上,兩者用直角扣件扣緊,保證其穩(wěn)定性。每一根立桿與縱向水平桿(大橫桿)之間需要設(shè)置小橫桿,且用直角扣件固定。該工程必須設(shè)置連墻件,且連墻件的垂直間距不得大于建筑物的層高,同時(shí)還不可大于4 m,連墻桿與腳手架、建筑物的連接采用直角雙扣件固定。本腳手架工程高度已超過24 m,需設(shè)置剪刀撐,剪刀撐每5步4跨設(shè)置一道,每道剪刀撐寬度不應(yīng)小于4跨,且不應(yīng)小于6 m,斜桿傾斜角度與地面的夾角在45°~60°之間。
腳手架采用的是鋼筋網(wǎng)腳手板,長1 m,寬0.8 m,每個作業(yè)層上鋪滿鋪穩(wěn)一層腳手板,并設(shè)置鐵絲網(wǎng)及防護(hù)欄桿。安全擋板設(shè)在腳手架外立桿內(nèi)側(cè),先固定安裝后再掛安全網(wǎng)于擋板內(nèi)側(cè)。腳手架主體搭設(shè)完成后及時(shí)采用安全網(wǎng)滿鋪腳手架。檢驗(yàn)合格后,方可正式使用(圖2)。
圖2 腳手架正立面圖(部分)
腳手架的拆除遵循“先支后拆,后支先拆”的原則,施工現(xiàn)場實(shí)行封閉管理,設(shè)有警告標(biāo)志,并有專人看守。拆除作業(yè)人員經(jīng)過培訓(xùn),考試合格持證上崗,且身體健康無恐高癥和心臟病,必須佩戴好安全繩、安全帽、防滑鞋。在腳手架拆除過程中,不允許上下同時(shí)進(jìn)行,應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行拆除作業(yè)[3,4]。
拆除工藝流程:拆除準(zhǔn)備→拆除安全網(wǎng)、防護(hù)欄桿和擋腳板→拆除腳手板→拆除剪刀撐→拆除小橫桿→大橫桿→拆除連墻件→拆除立桿→分類擺放,入庫存放保管。
該工程使用雙排腳手架搭設(shè),立桿采用單立桿;搭設(shè)尺寸為:橫距為0.9 m,縱距為1.8 m,大小橫桿的步距為1.8 m;內(nèi)排架距離墻長度為0.65 m;大橫桿在上,搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為2根;采用的鋼管類型為Φ48×3.0;橫桿與立桿連接方式為單扣件;連墻件采用兩步兩跨,豎向間距3.6 m,水平間距3.6 m,采用扣件連接。
通過運(yùn)用PKPM施工安全計(jì)算軟件對大橫桿和小橫桿的強(qiáng)度與撓度、扣件抗滑力、立桿荷載、立桿穩(wěn)定性、連墻件穩(wěn)定性等進(jìn)行建模驗(yàn)算,計(jì)算結(jié)果均滿足施工要求,具體概況如下:
大橫桿的最大彎曲應(yīng)力σ= 81.514N/mm2小于大橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205 N/mm2,滿足施工要求。大橫桿的最大撓度3.203 mm小于大橫桿的最大容許撓度1800/15=120 mm與10 mm,滿足要求。
小橫桿的最大彎曲應(yīng)力σ=119.72 N/mm2小于小橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205 N/mm2,滿足施工要求。小橫桿的最大撓度為1.53 mm小于小橫桿的最大容許撓度900/150=6 mm與10 mm,滿足要求。
按規(guī)范[5]直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN,該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN,本腳手架工程縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值小于8.00 kN,單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求。
考慮風(fēng)荷載時(shí):σ=9819/(0.188×424)+199304.662/4490 =167.57 N/mm2,立桿穩(wěn)定性計(jì)算σ=167.57 N/mm2小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205 N/mm2,滿足要求。不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿穩(wěn)定性計(jì)算σ =10499.4/(0.188×424)=131.717N/mm2,小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205N/mm2,滿足要求。
連墻件采用雙扣件與墻體連接。按規(guī)范[5]連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力N0= 5.000 kN,每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積Aw =12.96 m2,風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值Nlw = 1.4×Wk×Aw = 6.478 kN,連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值Nl = Nlw + N0= 11.478 kN,按規(guī)范計(jì)算[5],連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為Nf = 76.663kN,Nl = 11.478 < Nf = 76.663,連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求,由以上計(jì)算得到Nl=11.478小于雙扣件的抗滑力12kN,滿足要求。
作為園林景觀高層立面施工的成功實(shí)例,深圳萬科云城峽谷花園景觀工程腳手架搭設(shè)拆除施工,嚴(yán)格按照國家及地方現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工圖紙和施工組織設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行,搭設(shè)質(zhì)量滿足施工要求,搭設(shè)拆除工期短,零安全事故。腳手架采用PKPM施工安全計(jì)算軟件進(jìn)行驗(yàn)算,保證了結(jié)構(gòu)體系的安全。通過該工程的腳手架設(shè)計(jì)及實(shí)踐,可為日后類似的高層垂直景觀工程施工提供技術(shù)參考(圖3)。
圖3 峽谷花園垂直景觀效果