超高層建筑施工過程中的安全防護(hù)及應(yīng)用

王為民

上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 200080

星港國際中心項目位于上海市虹口區(qū)市中心區(qū)域，位于著名的提籃橋（猶太）歷史保護(hù)區(qū)及黃浦江之間，處于北外灘核心區(qū)域，東至海門路、南至東大名路、西至公平路、北至東長治路。地塊用地總面積為40 577.40 m2，總建筑面積444 328.4 m2，由2幢高263 m的雙子塔樓，1座3層的主題商業(yè)中心和地下6層的地下室組成，其中地上部分計容建筑面積為243 464.4 m2。塔樓標(biāo)準(zhǔn)層高4.5 m，1層高9 m，2層高6 m，3層高7.5 m，4層高6 m，設(shè)備層層高為5 m。塔樓核心筒結(jié)構(gòu)采用落地式腳手架施工至5層后安裝液壓爬模，之后應(yīng)用液壓爬模施工至結(jié)構(gòu)封頂。本項目超高層塔樓施工過程中應(yīng)用的安全防護(hù)裝置有液壓爬模安全防護(hù)、臨邊安全防護(hù)、立體交叉作業(yè)安全防護(hù)和鋼結(jié)構(gòu)吊裝安全防護(hù)[1-4]。

1 液壓爬模安全防護(hù)

1.1 液壓爬模施工流程

1）流程1：澆搗第N結(jié)構(gòu)段及N＋1層水平樓板結(jié)構(gòu)混凝土。

2）流程2：養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土期間，綁扎第N＋1段結(jié)構(gòu)鋼筋。

3）流程3：第N結(jié)構(gòu)段混凝土養(yǎng)護(hù)等達(dá)到強(qiáng)度后，拆模；同時安裝爬模附墻裝置；拆除N－2層水平結(jié)構(gòu)模架，翻轉(zhuǎn)至N＋1層。

4）流程4：液壓頂升導(dǎo)軌一個層高，固定導(dǎo)軌；拆除最下端附墻裝置，以備下次使用。

5）流程5：液壓頂升爬模一個層高，由N－1段爬升至N段，并完成力系轉(zhuǎn)換。

6）流程6：清理模板，安裝爬架預(yù)埋螺桿，測量定位校正立模；同時快速搭設(shè)N＋2層結(jié)構(gòu)水平模板架體，綁扎樓板鋼筋；進(jìn)入N＋1段結(jié)構(gòu)施工流程。

1.2 液壓爬模架體圍護(hù)的封閉設(shè)計和施工

液壓爬模在進(jìn)行高空施工時，最重要的就是保證施工人員的安全以及防止高空墜物。為此，必須對液壓爬模采取安全、有效的封閉措施。

1.2.1 液壓爬模模板層與墻體間的隔離

模板層架體與墻體間存在較大間隙，為保證施工安全，在模板層架體與墻體間設(shè)置定型化鋼翻板。模板架翻板采用定制鋼翻板，翻板寬度400 mm，翻板離模板對拉螺桿距離為150 mm。

1.2.2 架體頂層設(shè)置可拆卸式圍護(hù)欄桿

液壓爬模頂層架體，主要用于綁筋操作，為保證施工安全，爬模頂層臨邊采用工具式可拆卸圍護(hù)欄桿，欄桿立桿采用M12螺栓與架體固定，水平桿采用M10對穿螺栓固定，底部設(shè)置定型化踢腳板，構(gòu)件統(tǒng)一采用銀灰漆（同爬模架體色），油漆二度。

1.2.3 爬模頂層樓梯口安全防護(hù)

爬模頂層樓梯口采用工具式圍護(hù)欄桿，底部設(shè)置定型化踢腳板，欄桿底部與鋼板焊接固定，構(gòu)件統(tǒng)一采用銀灰漆（同爬模架體色），油漆二度。

1.2.4 爬模施工人員的安全通道

結(jié)構(gòu)施工階段，液壓爬模采取全封閉措施，人貨電梯始終在架體下面。所有施工人員乘人貨電梯到達(dá)已完成結(jié)構(gòu)層，然后通過液壓爬模下掛的安全通道從人貨電梯前往結(jié)構(gòu)施工層，以此確保了液壓爬模施工過程中的安全全封閉。

2 臨邊安全防護(hù)

2.1 臨邊安全防護(hù)設(shè)置

本工程為超高層施工，必須做好“四口五臨邊”的防護(hù)工作：

1）鋪設(shè)好壓型鋼板的樓層周邊設(shè)置防護(hù)欄桿（高1.8 m），外框壓型鋼板混凝土澆搗時在結(jié)構(gòu)邊線外部設(shè)置防護(hù)板。在擋板上焊接長5 cm短鋼筋，間距400 mm，防護(hù)板擱置在短鋼筋上，防護(hù)板上部留洞，用鉛絲綁扎在防護(hù)欄桿上（圖1）。

圖1 外框壓型鋼板臨邊節(jié)點

2）筒體周邊設(shè)置防護(hù)欄桿（高1.8 m），人貨電梯、1#、2#塔吊樓層臨時留洞邊、材料周轉(zhuǎn)平臺的臨空處、人貨兩用電梯與腳手架、建筑物通道的兩側(cè)邊等區(qū)域設(shè)置防護(hù)欄桿（圖2、圖3）。

圖2 核心筒內(nèi)防護(hù)欄桿示意

圖3 壓型鋼板區(qū)域防護(hù)欄桿設(shè)置示意

3）樓梯及梯段邊安裝租賃公司定型化臨時護(hù)欄。所有的安全防護(hù)欄桿均在結(jié)構(gòu)混凝土澆筑前預(yù)埋100 mm×100 mm×5 mm埋件，防護(hù)欄桿本體采用鋼管扣件，高度有2種，為1 200、1 800 mm，分區(qū)域布置。鋼管立柱間距1 200 mm，與埋件電焊固定，水平桿上桿離地1 200 mm，下桿離地500 mm，與立柱扣接，防護(hù)桿刷黑黃標(biāo)志漆，密目網(wǎng)圍封。在尚未施工外框結(jié)構(gòu)的核心筒樓層，核心筒的防護(hù)欄桿應(yīng)在液壓爬模爬升前全部安裝到位。

2.2 其他臨邊防護(hù)設(shè)置安全事項

消防電梯井道內(nèi)每隔一定高度搭設(shè)井內(nèi)腳手架，腳手架面滿鋪鋼笆封閉，電梯井內(nèi)不搭設(shè)腳手架時，應(yīng)每隔10 m設(shè)1道安全網(wǎng)。電梯井、管道井分隔完成后，在門口設(shè)金屬防護(hù)門封閉。

自2層起，在完成組合板施工的鋼框架外圍每4層設(shè)置1道水平安全挑網(wǎng)。要求外挑寬度3 m；水平網(wǎng)接口連接嚴(yán)密；與建筑物間縫隙不超過100 mm，外沿略高于內(nèi)沿。

筒體施工時，因剪力墻阻隔無法進(jìn)入樓層平臺區(qū)域，故要求施工人員在爬架提升前，拆除所有的模板、排架，并及時清運，平臺上不得遺留有任何物件。

3 立體交叉作業(yè)安全防護(hù)

3.1 立體交叉作業(yè)施工要求

各工種進(jìn)行上下立體交叉作業(yè)時，要求施工人員不得在同一垂直方向上操作。下層作業(yè)的位置必須處于上層高度確定的物品可能墜落范圍半徑之外。不符合以上條件時應(yīng)設(shè)置安全網(wǎng)、防護(hù)棚等安全措施。

3.2 布置鋼結(jié)構(gòu)安全防護(hù)棚

在塔樓投影區(qū)域3 m內(nèi)的管理人員辦公通道及施工人員安全通道處搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)棚，且為雙層防護(hù)棚（圖4），防止高空墜物。

圖4 雙層鋼結(jié)構(gòu)安全防護(hù)棚剖面示意

3.3 布置塔樓硬隔離安全防護(hù)

塔樓上部結(jié)構(gòu)在1～9框、10～25框、26～36框、37～50框分階段完成中期結(jié)構(gòu)驗收后，開始幕墻施工，此時上部筒體鋼結(jié)構(gòu)同時施工，因此在10層、26層、37層、50層搭設(shè)硬隔離平臺，平臺采用組合樓板的壓型鋼板，型鋼懸挑（圖5）。

硬隔離平臺主鋼梁采用熱軋普通18a#工字鋼，間距不大于2 100 mm，臨邊圍護(hù)欄桿高1.8 m。隔離平臺鋼梁上設(shè)置3根立桿，立桿間距1 m，工鋼梁端部往內(nèi)0.1 m開始設(shè)置立桿，水平格柵采用鋼管，鋼管間距0.3 m，上鋪雙層彩鋼板隔離層（圖6）。

圖5 隔離平臺布置示意

圖6 隔離平臺示意

模板、腳手架等拆除時，下方不得有其他操作人員。拆除物料的臨時堆放處離臨空邊至少1 m，堆放高度不得超過1 m。樓層邊、通道口、腳手架邊緣等處嚴(yán)禁堆放任何拆下物件，作業(yè)時嚴(yán)禁投擲物料。

4 鋼結(jié)構(gòu)吊裝安全防護(hù)

4.1 外框圓管柱對接操作平臺

外框圓管柱對接操作平臺設(shè)置在下層已安裝完成的鋼梁上，抱箍鋼柱進(jìn)行搭設(shè)，鋼柱分段點設(shè)置在結(jié)構(gòu)面以上1.2 m，對接操作平臺橫桿間距為300 mm，操作平臺上鋪設(shè)定型式鋼絲網(wǎng)片（圖7）。

圖7 圓管柱對接操作平臺布置

4.2 外框鋼梁安裝操作腳手

外框鋼梁操作腳手搭設(shè)主要分為2個部分，外框鋼梁連接核心筒以及外框鋼梁連接外框鋼柱（圖8）。

4.2.1 外框鋼梁連接核心筒腳手

本工程核心筒東、西、南3個立面與外框鋼結(jié)構(gòu)有鋼梁連接，因此外框鋼梁連接核心筒部分腳手需沿核心筒在東、西、南3個立面上搭設(shè)。

圖8 塔樓外框腳手架平面布置

設(shè)置雙排腳手在已安裝完成的下一層外框鋼梁上，鋼梁與鋼梁間最大跨度4 m（核心筒門洞），腳手搭設(shè)初始高度為1層，當(dāng)上層鋼梁吊裝完成后，再利用吊裝完成的鋼梁搭設(shè)上1層施工腳手，原則上該腳手2層一翻。

立桿橫距0.9 m，步距1.5 m，縱距按鋼梁間距設(shè)置，跨度超過3 m處需抱箍核心筒連梁，鋼梁標(biāo)高下1 m設(shè)置操作平臺，操作平臺縱向水平桿間距300 mm，操作平臺上滿鋪鋼絲網(wǎng)片。

4.2.2 外框鋼梁連接外框鋼柱腳手

本工程12層以上外框柱分段考慮3層一節(jié)，因此外框柱與鋼梁安裝腳手抱柱搭設(shè)3層高度，步距1.8 m，在鋼梁上表面設(shè)置一圈腳手架用于懸掛操作平臺，在鋼梁標(biāo)高下1 m處設(shè)置操作平臺，操作平臺縱向水平桿間距300 mm，操作平臺上滿鋪鋼絲網(wǎng)片，豎向立桿每300 mm設(shè)置1道爬梯（圖9）。

圖9 塔樓外框腳手搭設(shè)立面布置

4.3 外框鋼結(jié)構(gòu)安裝水平通道設(shè)置

外框鋼梁上需設(shè)置水平通道滿足施工過程中施工人員水平行走，在主梁上設(shè)置生命繩，生命繩采用φ9.0～φ11.0 mm的無油鋼絲繩或涂塑鋼絲繩，鋼絲繩設(shè)置高度離梁面1.5～1.8 m。生命繩一端用卸甲或夾頭固定，另一端用花籃螺栓收緊，花籃螺栓掛鉤處應(yīng)用鉛絲封口，防止生命繩脫落。在外框鋼梁吊裝完成后，應(yīng)及時將定尺的生命繩先安設(shè)在鋼梁上，高處作業(yè)人員應(yīng)將安全帶掛鉤在臨時設(shè)置的生命繩上進(jìn)行通行（圖10）。

圖10 外框鋼結(jié)構(gòu)安裝水平通道示意

4.4 鋼承板安裝水平通道設(shè)置

鋼承板鋪設(shè)時需設(shè)置水平通道滿足施工過程中施工人員水平行走，最外圍一圈矩形鋼梁上焊接一圈鋼管腳手用于拉設(shè)生命繩（鋼管腳手架的間距為5.4 m），生命繩采用直徑9.0～11.0 mm的無油鋼絲繩或涂塑鋼絲繩，2根腳手架之間設(shè)置3道鋼絲繩（距離梁面高度分別為200、800與1 400 mm；內(nèi)外側(cè)水平通道在主梁上拉設(shè)生命繩同安裝鋼梁時的拉設(shè)方式相同。生命繩一端用卸甲或夾頭固定，另一端用花籃螺栓收緊，花籃螺栓掛鉤處應(yīng)用鉛絲封口，防止生命繩脫落。高處作業(yè)人員應(yīng)將安全帶掛鉤在臨時設(shè)置的生命繩上進(jìn)行通行（圖11）。

5 結(jié)語

圖11 鋪設(shè)鋼承板時水平通道示意

在城市市中心的超高層結(jié)構(gòu)施工過程中，安全防護(hù)占有非常重要的地位。而傳統(tǒng)的安全防護(hù)措施往往并不能夠滿足超高層施工的要求。由于星港國際中心項目建筑規(guī)模大、分包單位眾多、作業(yè)點多面廣，人員總體上而言較為分散，為保證各專業(yè)平行作業(yè)與立體交叉作業(yè)的安全，對安全防護(hù)措施的策劃更顯得尤其重要。本文通過對星港國際中心項目塔樓施工過程中各階段安全防護(hù)形式與措施的詳細(xì)描述，為今后城市市中心相類似超高層建筑施工過程中的安全防護(hù)措施提供了一定的參考依據(jù)。