雙排單立桿鋼管扣件腳手架在大型綜合項目中的應(yīng)用

曹喜斌

(中國電建集團(tuán)江西省水電工程局有限公司,南昌330000)

某工程項目為一物流中心,總用地面積216 144.2 m2,總建筑面積110 844.2 m2。建設(shè)物流倉儲建筑39 305.6 m2,零擔(dān)快運(yùn)建筑14 940 m2,集貨分撥建筑25 604.6 m2,海關(guān)監(jiān)管倉1800 m2,其他用房面積29 194 m2。其中,綜合服務(wù)大樓建筑面積9016.23 m2,地下室面積約為5149 m2。地下室外墻總長約290.54 m,服務(wù)大樓地下室高為5.55 m。服務(wù)大樓一層采用雙排單立桿扣件落地式腳手架搭設(shè)落于地下室頂板上,進(jìn)行外墻作業(yè)。J地塊配套用房2、I地塊配套用房1及配套用房2無地下室,均采用雙排單立桿扣件落地式腳手架搭設(shè),進(jìn)行外墻作業(yè)。腳手架搭設(shè)最大高度為3.05～10.08 m。各樓棟腳手架布置情況見表1。

表1 各樓棟腳手架布置情況

1 雙排單立桿鋼管扣件腳手架搭設(shè)施工

雙排單立桿鋼管扣件腳手架所用鋼管均為φ48×3.0 mm鋼管,架體安全等級為II級,具體搭設(shè)施工包括立桿架設(shè)、橫桿搭設(shè)、剪刀撐安裝、腳手板鋪設(shè)、連墻件安裝、腳手架拆除等,各環(huán)節(jié)施工要點如下。

1.1 立桿架設(shè)

該腳手架全部采用單立桿,立桿按縱距1.5 m、橫距0.8 m、步距1.8 m進(jìn)行雙排布置,內(nèi)側(cè)立桿直接落坐于用三七灰回填+C15混凝土硬化后的基礎(chǔ)上,與墻體保持0.3 m間距,外側(cè)立桿坐落于回填土上,采用對接扣件方式對立桿進(jìn)行接長(除頂層頂步外)。為確保腳手架立桿標(biāo)高一致,回填土上的立桿采用3.2 m 長×20 cm 寬×5 cm 厚木板進(jìn)行調(diào)整墊設(shè),硬化基礎(chǔ)上的立桿使用15 cm×15 cm模板塊進(jìn)行調(diào)整墊設(shè)。各接頭中心至主節(jié)點的距離不宜大于步距的1/3,硬化基礎(chǔ)保持有2%縱橫向排水坡度,坑腳留設(shè)排水溝,每隔35 m設(shè)置集水井方便雨水抽排,以保障立桿使用安全。

為驗證立桿架設(shè)的穩(wěn)定性,對立桿的穩(wěn)定性進(jìn)行驗算,計算過程如下:

立桿靜荷載計算。

立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值NG1K。單外立桿:NG1k=(gk+la×n/2×0.03/h)×H=(0.129+1.5×1/2×0.03/1.8)×11=1.557 kN。單內(nèi)立桿:NG1k=1.557 kN。腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值NG2K1。單外立桿:NG2k1=[(H/h)取整+1]×la×lb×Gkjb×1/1/2=[(11/1.8)取整+1]×1.5×0.8×0.3×1/1/2=1.26 kN。其中1/1表示腳手板1步1設(shè)。單內(nèi)立桿:NG2k1=1.26 kN。欄桿與擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值NG2K2。單外立桿:NG2k2=[(H/h)取整+1]×la×Gkdb×1/2=[(11/1.8)取整+1]×1.5×0.17×1/2=0.893 kN。其中1/2表示擋腳板2步1設(shè)。圍護(hù)材料的自重標(biāo)準(zhǔn)值NG2K3。單外立桿:NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×11=0.165 kN。構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值NG2K總計。單外立桿:NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.26+0.893+0.165=2.317 kN。單內(nèi)立桿:NG2k=NG2k1=1.26 kN。

立桿施工活荷載計算。

外立桿:NQ1k=la×lb×(nzj×Gkzj)/2=1.5×0.8×(2×2.5)/2=3 kN。內(nèi)立桿:NQ1k=3 kN。組合風(fēng)荷載作用下單立桿軸向力。單外立桿:N=1.3×(NG1k+NG2k)+1.5×NQ1k=1.3×(1.557+2.317)+ 1.5×3=9.537 kN。單內(nèi)立桿:N=1.3×(NG1k+NG2k)+1.5×NQ1k=1.3×(1.557+1.26)+ 1.5×3=8.162 kN。

立桿穩(wěn)定性驗算。

立桿穩(wěn)定性設(shè)計值見表2。

表2 立桿穩(wěn)定性設(shè)計值

單立桿的軸心壓力設(shè)計值:N=1.3(NG1k+NG2k)+1.5NQ1k=1.3×(1.557+2.317)+1.5×3=9.537 kN,Mwd=φwγQMwk=φwγQ(0.05ζ1wklaH12)=0.6×1.5×(0.05×0.6×0.328×1.5×3.62)=0.172 kN·m。σ=γ0[N/(φA)+Mwd/W]=1×[9536.796/(0.191×384)+172 160.64/4120]=171.815 N/mm2≤[f]=205 N/mm2,滿足要求。

1.2 橫桿安裝

雙排單立桿鋼管腳手架的橫桿有大橫桿、小橫桿兩種。安裝時,大橫桿按間距0.5 m布置,使用直角扣件與立桿連接,采取填芯桿接長,同步內(nèi)大橫桿四周需交圈。小橫桿按1.5 m間距布置大橫桿與立桿交接處(即主節(jié)點),使用直角扣件將大小橫桿與立桿扣緊[1]。為驗證橫桿架設(shè)的穩(wěn)定性,對橫桿的穩(wěn)定性進(jìn)行驗算,計算結(jié)果如下:

大橫桿驗算。橫桿穩(wěn)定性設(shè)計值見表3。

表3 橫桿穩(wěn)定性設(shè)計值

抗彎驗算:Mmax=0.1qla2=0.1×1.695×1.52=0.381 kN·m,σ=γ0Mmax/W=1×0.381×106/4120=92.574 N/mm2≤[f]=205 N/mm2,滿足要求。

小橫桿驗算。承載能力極限狀態(tài)F1=Rmax=2.797 kN,q=1.3×0.03=0.039 kN/m,正常使用極限狀態(tài)F1′=Rmax′=1.898 kN,q′=0.03 kN/m。

抗彎驗算:σ=γ0Mmax/W=1×0.563×106/4120=136.534 N/mm2≤[f]=205 N/mm2,滿足要求。

撓度驗算:νmax=1.002 mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[800/150,10]=5.333 mm,滿足要求。

1.3 剪刀撐

沿腳手架外側(cè)每間隔5跨布置一道剪刀撐,剪刀撐與地表呈45°～60°夾角。剪刀撐采取搭接方式進(jìn)行連接,搭接長度1.0 m,用旋轉(zhuǎn)扣件將剪刀撐與相交的橫桿外伸端或立桿固定牢固[2]。

1.4 腳手板

腳手板材質(zhì)為φ6 mm成品鋼筋網(wǎng)片,采用對接平鋪,每三根橫向水平桿上鋪一塊腳手板,使用φ1.2 mm鍍鋅鋼絲將腳手板四角固定于縱向水平桿之上,直至將作業(yè)層鋪滿[3]。為防止傾翻,應(yīng)固定好腳手板兩端,當(dāng)對接平鋪時,腳手板接頭處必須設(shè)置兩根橫向水平桿,將對外延伸控制在130～150 mm,腳手板外延長度≤300 mm。腳手板搭接長度為230 mm,外伸橫向水平桿的長度為150 mm。作業(yè)層端部腳手板探頭長度為150 mm,并用φ3.2 mm鍍鋅鋼絲將探頭部分與支撐桿牢固連接。

1.5 連墻件

連墻桿選用φ48×2.7 mm短鋼管,按二步三跨(豎向每層均設(shè))進(jìn)行布置,內(nèi)外雙排立桿相連。對于無法設(shè)置連墻件的位置可用通長桿件制作成拋撐,按50°夾角與腳手架下部相連,確保外架的穩(wěn)定[4]。為確保架體安全及穩(wěn)定性,根據(jù)連墻件設(shè)計要求對其實際承載力進(jìn)行驗算,具體如表4:

表4 連墻件設(shè)計值

Nlw=1.5×ωk×2×h×2×la=1.5×0.328×2×1.8×2×1.5=5.314 kN。長細(xì)比λ=l0/i=1500/16=93.75。查《規(guī)范》表A.0.5得φ=0.641。(Nlw+N0)/(φAc)=(5.314+3)×103/(0.641×384)=33.777 N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205 N/mm2=174.25 N/mm2,滿足要求。

扣件抗滑承載力驗算:Nlw+N0=5.314+3=8.314 kN≤0.85×12=10.2 kN,滿足要求。

1.6 腳手架拆除

按照先搭后拆、后搭先拆的原則及安全網(wǎng)→攔桿→腳手板→剪刀撐→橫向水平桿→縱向水平桿→立桿的順序逐層將架體拆除[5]。連墻件要隨架體逐層同步拆除,嚴(yán)禁提前拆除[6]。

2 結(jié)束語

通過應(yīng)用雙排單立桿鋼管扣件腳手架技術(shù),提高了施工效率,使工期縮短1個月,確保了施工安全及質(zhì)量,達(dá)到了預(yù)期的質(zhì)量及效益目標(biāo)。在腳手架施工中,必須嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計要求搭設(shè)立桿、橫桿、剪刀撐、連墻件等,科學(xué)準(zhǔn)確地計算構(gòu)件的承載力及穩(wěn)定性,以保障項目建設(shè)的安全高效。