承插型盘扣式支撑架在地铁区间段施工中的应用

2020-07-20任刃

四川建筑 2020年2期

任刃

(中国水利水电第十工程局有限公司锦城广场综合换乘服务中心项目，四川成都 610072)

1 工程概况

四川成都锦城广场综合换乘服务中心项目位于成都市天府大道东侧、锦悦东路以南、绕城高速天府收费站以西、绕城高速以北区域规划用地红线范围内，为地铁29号线、16号线、18号线换乘综合枢纽，并以地下通道与地铁1号线相连。项目周边配套设施齐全，交通网络四通八达。

项目占地约1.85×105m2，基地南北长约653 m，东西宽约283 m，基地周边道路西北、西南侧高，东南、东北侧道路较低，高差约5 m。场地周围分布商业及居住区，东面紧靠滨河景观，交通便利景观视野良好。整个规划区域地面较为平整，东侧场地稍高，有几个坡地。

根据现场条件本项目分两期施工，本次18号线、16号线及29号线交叉区域及18号线东侧附属结构实施方案施工区域为二批次工程。

拟建场区范围内16号线为锦城广场综合换乘服务中心项目公共交通预留设施工程的一部分，位于地下停车场和下沉广场下方地下3层，左右两线均位于曲线段上，区间段长度为145.5 m，宽度15～25 m，区间段采用两跨闭合框架结构，底板埋深24～28 m，区间净高度为8～12 m。结构顶板厚1 500 mm，底板厚1 200 mm和1 400 mm，侧墙厚1 200 mm和1 400 mm，中墙厚1 000 mm。本段内梁柱均为暗梁、暗柱。考虑本工程属于地下工程，且护坡形式为排桩加钢支撑，为保证基坑安全稳固，故存在结构外墙上的钢支撑换撑。

盘扣式支撑架具有承载能力强、安拆简便且易通过验收等特点。本工程顶板荷载相对较大，采用盘扣式支撑架能使立杆纵横距均达到900 mm(验算扣件式支撑架仅能维持在纵横距不大于600 mm)，而钢支撑换撑所需要用到的钢管直径为609 mm，所以采用盘扣式支撑架能消除钢支撑换撑所带来的影响，扣件式支撑架则无法做到此点。

2 盘扣式支撑架特点

盘扣式脚手架技术起源于德国，为欧洲和美洲的主流产品，承插型盘扣式钢管支架由立杆、水平杆、斜杆、可调底座及可调托座等构配件构成，圆盘上有八个孔，四个小孔为横杆专用，四个大孔为斜杆专用。立杆采用套管的承插连接方式，水平杆和斜杆采用杆端的接头卡入立杆上的连接盘的形式，属于楔形插销式连接，可以形成结构几何不变体系的钢管支架，确保了杆件与立杆牢固连结。

3 布置参数

模板采用1 830 mm×915 mm覆面木胶合模板，模板厚度15 mm。板底主龙骨采用L150型工字铝梁(150 mm高×70 mm宽)间距900 mm，次龙骨选用100 mm×100 mm木方间距200 mm。立杆选用Q345级钢60 mm×3.2 mm镀锌钢管，立杆纵横距均为900 mm。横杆采用Q235级48 mm×2.5 mm镀锌钢管，横杆步距为1 500 mm，斜拉杆采用扣件式钢管脚手架剪刀撑进行代替。可调顶托与可调底座采用60型盘扣式支撑架专用配套顶托与底座。

4 构造要求

4.1 可调底座

根据测量放线位置，在每个立杆底部节点处放置可调底座，底座放置需与持力层面完全贴合，对于会发生沉降或塌陷的持力层应先进行加固处理后再放置底座。且可调底座丝杆外露长度不大于300 mm。

4.2 立杆

立杆接长采用盘扣式支撑架立杆自带的承插型接长方式进行对接，立杆接头需与相邻纵横向立杆接头至少错开一个标准盘扣步距(即不小于500 mm)，且每根立杆必须与可调底座固定牢固。立杆按照布置参数进行布置纵横向间距均为900 mm。

4.3 扫地杆

扫地杆的布置高度应离持力地面不大于550 mm，扫地杆规格型号与水平杆一致。

4.4 水平杆

按照布置参数高度间距1 500 mm进行布置，与立杆为插销连接，每个水平杆与立杆连接节点必须固定牢靠，见图1。因本工程单肢立杆荷载设计值大于40 kN，底层的水平杆应比标准步距缩小一个盘扣间距(即为1 000 mm)，且应设置竖向斜杆。

图1 盘扣式支撑架横杆与立杆连接节点

4.5 可调顶托

可调顶托伸出顶层水平杆长度严禁超过650 mm，丝杆外露长度严禁超过400 mm，可调托座插入立杆深度不得小于150 mm。

5 施工方法及控制要点

测量画线→安放底托→底托托座调水平→第一步立杆安装→第一步水平纵横杆安装→安装φ48 mm对顶普通钢管→向上接长立杆，按照设计步距由下往上逐步安装纵横杆、安装水平剪刀撑、安装水平安全防护网→安装纵向剪刀撑→安装顶托。

5.1 测量画线

(1)底板上放出左侧主体结构、右侧主体结构纵向中心线，横向中心线，放出该段主体结构混凝土浇筑分界线。

(2)以纵向中心线和横向中心线为基础线，按照设计立杆间距纵向、横向画线，定出立杆位置(及画线交点位置)。

5.2 安放底托

(1)按照画线立杆位置安放底托。

(2)底板腋角处底托位置应安放楔子垫块。

5.3 底托托座调水平

(1)采用红外水准仪定可调托撑标高基准面。

(2)调节可调托撑，按照标高基准面调整到位。

(3)可调托撑标高基准面的高度确定按以下原则选择：

可调托撑标高选择应满足该段可调托撑调高高度位于10～30 cm之间，即有利于上部顶托调高高度范围控制，又利于因底板纵坡引起高差通过标准立杆节高与可调底托进行标高调节。

5.4 第一步立杆安装

首层立杆采用不同长度的立杆交错布置，相邻立杆竖向错高500 mm。

5.5 扫地杆安装

(1)按照设计横杆纵横间距安装水平横杆，插楔楔紧。

(2)安装时连接盘上孔位应选择横杆连接孔，避免孔位选择错误。

5.6 剪刀撑和相关的安装

向上接长立杆，按照设计步距由下往上逐步安装纵横水平杆、安装水平剪刀撑、安装水平安全防护网。见图2。

图2 地铁16号线4流水段搭设过程实物

(1)水平剪刀撑设置时参照以下原则：每4～5个标准步距设置。左线主体结构水平剪刀撑设置2道，分别为第1层水平杆和第6层水平杆；右线主体结构水平剪刀撑设置3道，分别为第1层水平杆、第4层水平杆、第7层水平杆。

(2)水平剪刀撑采用“φ48 mm普通碳素钢管+φ48～60 mm的旋转扣件”设置，剪刀撑与水平横杆连接处采用旋转扣件连接，底宽4～5 mm个标准步距设置。

(3)为防止人和物体高空坠落，设置水平安全防护网，水平安全防护网设置标高为作业层下方第一层水平横杆。

5.7 安装纵向剪刀撑

(1)左线主体结构纵向剪刀撑设置2道，纵向左右两侧外立面设置；右线主体结构纵向剪刀撑设置2道，纵向左右两侧外立面设置。

(2)剪刀撑采用“φ48 mm普通碳素钢管+φ48～60 mm的旋转扣件”设置，剪刀撑水平角度宜按45～60°设置，底宽4～5个标准步距设置。

5.8 安装横截面剪刀撑

(1)横截面剪刀撑每4～5个标准步距设置一道，左线、右线主体结构每段设置横向剪刀撑数量5道，两端头各一道，中间设置3道。

(2)剪刀撑采用“φ48 mm普通碳素钢管+φ48～60 mm的旋转扣件”设置，剪刀撑水平角度宜按45～60°设置，底宽4～5个标准步距设置。

5.9 安装顶托

可调顶托伸出顶层水平杆长度严禁超过650 mm，丝杆外露长度严禁超过400 mm，可调托座插入立杆深度不得小于150 mm。如图3所示。

图3 地铁16号线盘扣式支撑搭设架顶托实物

6 实施效果的优势

(1)盘扣式脚手架组成的基本构件较少，架体的安拆作业较为便捷。根据施工中功效对比统计，对于同样施工一个流水段满堂脚手架(面积约为500 m2，高度约8 m，作业架工人数按15人计算)，盘扣式脚手架耗用时间约2.5 d，扣件式脚手架耗用时间约7 d。

(2)盘式脚手架主要材质是国标材质钢管和低合金材质钢管，低合金钢管强度高于扣件式脚手架的普碳钢管强度的1.5～2倍，属于高强度钢材的连接扣件，结构简单、受力稳定、安全可靠，插销具有自锁功能，完全避免了作业过程中的不安全因素。另外，扣件和支柱的接触面大，从而提高了钢管的抗弯强度，并可确保二者相结合时，支柱不会出现歪斜。在同结构尺寸的脚手架布置中，盘扣式脚手架可以大幅度提高立杆间距，增加后期施工的操作空间。根据施工前脚手架计算对比，对于本项目扣件式脚手架立杆间距600 mm×600 mm仍无法通过安全稳定性验算，且即使通过验算，也无法提供后期施工足够的操作空间。反之盘扣式脚手架立杆间距纵横900 mm能简单通过安全稳定性验算，并能完全满足后期施工的操作空间。

(3)盘扣式脚手架主要部件均采用内、外冷镀或热渡锌防腐工艺，既提高了产品的使用寿命，又为安全提供了进一步的保证，同时又作到美观、漂亮。而扣件式脚手架的普通钢管易锈蚀、弯瘪、开裂等，需要通过刷漆进行保护，劣势相当明显。

(4)盘扣式脚手架因其间距成固定模数，成型质量高，一次验收通过率在已施工部位高达100 %，节省整改时间和二次验收时间，而扣件式脚手架存在扣件连接，架体施工完毕后须由管理人员对扣件的扭矩力进行验收(高支模架体须逐一排查)。地铁16号线明挖区间段共为7个流水段，每个流水段节约验收时间及二次整改时间为1.5 d，考虑穿插、流水施工，节省工期为6 d。

7 经济性分析

(1)承插型盘扣式脚手架相较传统普通脚手架所需的立杆、水平杆间距可根据计算放大，从而单位体积内含钢量大幅降低低，很大程度节约了租赁或购置成本，同时由于搭设速度优于其他脚手架，相对的人工成本也有所降低。根据本工程实际盘扣式架管使用量，综合分析地铁16号线前三流水段，扣件式钢管脚手架立杆纵横据按照600 mm×600 mm进行预估，具体对比详见下表：