超高层公共建筑安全防护技术研究

徐超杰，刘洁亮

（中铁建南沙投资发展有限公司，广东 广州 511458）

近些年，随着经济水平的不断提高，施工技术的日渐臻熟，超高层公共建筑如雨后春笋般崛起。建筑结构造型设计复杂化，各工序交叉施工，多工种交替作业，再加上不可控的自然因素影响，使施工现场安全管理难度不断加大，整个建筑行业安全管理工作面临严峻挑战[1-2]。

本文针对建筑施工阶段的“四口五临边”等容易发生安全事故部位的安全防护技术进行研究，对提高建筑行业施工现场安全管理水平、遏制伤亡事故的发生具有现实意义。

1 工程概况

本文依托在建的某建工集团大厦项目，结合施工阶段安全管理过程，对超高层公共建筑安全防护技术进行研究。项目位于武汉市中心城区，距离繁华的商业圈不足200m。占地面积13 000m2，总建筑面积近90 000m2，地下3 层，地面31 层，总高度151m，由2 栋商业裙楼和1 栋塔楼组成，为框架—剪力墙结构，是集办公、商业、娱乐、车库为一体的综合项目。由于占地面积较大，项目使用2 台平臂式塔机分别负责裙楼和塔楼施工。6 楼以下含有裙楼，搭设落地式钢管脚手架，6 楼以上塔楼使用全钢附着式脚手架施工。

2 安全防护控制难点

1）项目为超高层，周边环境复杂、人员分布集中。项目位于经开区繁华地带，主干线、公交站、地铁站分布密集，住宅小区、酒店距红线较近，作为某建工集团未来的办公大楼，属于市、区政府部门重点关注项目，质量目标争创“鲁班奖”，一旦出现安全问题，将会引起社会各方关注，给企业和建筑行业造成恶劣的社会影响。

2）结构造型设计复杂，外部为全玻幕墙结构，为了凸显该企业文化精神和建筑专业特色，结构外部造型复杂多变，爬架施工难度大，安全防护要求高。

3）项目工期紧，导致多专业交叉施工，如土建与机电安装、精装修与幕墙等专业交叉作业，施工单位多，协调难度大，安全风险高[3]。

项目安全管理和安全防护工作开展以上述难点的把控为核心，增加了项目安全管理的针对性。

3 安全防护技术

3.1 楼梯临边防护体系

楼梯临边及休息平台临边防护是安全防护的重点。项目楼梯临边防护采用各种杆件连接件拼装而成，共同形成工具式楼梯临边防护体系。楼梯防护栏杆采用双道护栏，护栏总高度为1.20m，下道护栏距踏步0.5m，钢管表面涂刷黄黑相间的油漆警示带。

本安全防护体系最鲜明的特点是楼梯转角处采用双排立柱，大大增加了楼梯临边防护的稳定性。拼接的杆件连接件可以回收重复使用，节约经济成本，符合绿色施工理念。如图1。

图1 楼梯临边防护示意图

3.2 结构层临边防护体系

结构层临边防护采用定型化防护栏杆。防护栏杆两侧立柱为3cm×3cm，高度为1.2m，每片栏杆长度为2m，网孔尺寸为2cm×2cm，立柱底部与10cm×10cm 钢板焊接，在钢板4 个角打膨胀螺栓进行固定，达到安全防护的目的。该防护体系安拆方便，适用性强，可多次重复使用。如图2 所示。

图2 定型化临边防护网片

3.3 电梯井防护体系

3.3.1 电梯井水平防护体系

为了防止电梯井道内发生高处坠落事故，项目采用“Z”型挂件进行水平防护，“Z”型挂件分为水平防护层使用和操作架悬挑层使用，其中水平防护层使用“Z”型挂件材料厚度为5mm，操作架悬挑层“Z”型挂厚度为10mm，操作架悬挑层“Z”型挂件尺寸如图3。

图3 电梯井水平防护平面图

剪力墙钢筋绑扎完毕后，在剪力墙两侧对应位置、同一标高处每隔1m 预埋一个铁盒，浇筑混凝土后，将“Z”型挂件插入铁盒内，在卡槽内放入16 号工字钢，工字钢长度根据电梯井宽度裁样，并用钢管将工字钢锁成一个整体，在工字钢上搭设操作架体，同时在工字钢上满铺模板或竹跳板，形成临时水平防护。

操作架悬挑层“Z”型挂件每隔3 层楼向上周转一次，即可拆除操作架体。拆除前，将水平防护层使用的“Z”型挂件安装完毕，并将悬挑层“Z”型挂件替换成水平防护层使用的“Z”型挂件，该挂件卡槽宽度为5cm，放入钢管，钢管长度与工字钢长度一致，上铺木枋、模板，层层进行硬质封闭，有效防止电梯井筒内高坠事故的发生。

3.3.2 电梯井立面防护体系

随着结构不断向上推进，电梯井道内会经常堆积大量从作业面坠落的建渣，需要及时进行清理，因此，电梯井立面防护应该本着易打开、便于人员进出的原则设置。

如图4，项目采用若干20×20mm 的方管、合页等材料制作成的翻板式电梯井立面防护门，该防护门总高度1.8m，满足安全防护需要，由两部分组成，通过两个合页连接，下部可以180°自由翻转，高1.2m，便于人员进出，底部设有插销，用来防止工人误操作。

图4 电梯井立面防护示意图

3.4 预留洞口水平防护体系

项目预留洞口采用植筋的防护技术进行防护。在绑扎钢筋时，整根钢筋直接穿过洞口，钢筋间距不超过15cm。绑扎完毕后，预留洞口四周采用“锯齿”模板进行封闭，防止漏浆。待混凝土养护至一定强度后，拆除模板，预留洞口水平防护与结构形成一个整体，每隔一层楼采用模板进行密封，该技术方法施工工序简单，成本较低，且能有效防止高处坠物事故发生。后期装修施工安装管道时，可根据管道的具体位置将预留洞口钢筋网剪开，其他区域仍具有良好的安全防护作用。如图5。

图5 预留洞口植筋示意图

3.5 塔机司机通道防护体系

由于项目结构异形变化较大，致使塔楼塔机距离结构临边最远距离达到7.5m，钢管不能满足结构到塔机之间搭设人行通道的要求。项目采用壁厚为5mm 的方钢为纵向主龙骨，12 号槽钢为横向次龙骨在地面制作定型化司机空中通道，宽度为90cm，两侧采用1.2m 高栏杆防护，底部设置24cm 高踢脚线。安装时，塔机端应略高于楼层端，上翘角度控制在5°～10°。如图6，该空中通道随塔机高度升高可周转使用。

图6 塔机司机通道示意图

3.6 施工升降机防护体系

由于项目使用附着式脚手架施工，单独为施工升降机搭设支撑架不满足安全使用要求。项目采用异形附墙、无接料平台施工升降机，异形附墙根据现场尺寸在工厂内加工完成，

附墙标准节的位置根据轿厢的尺寸确定，使轿厢与结构之间留有≤10cm 的安全距离，材料运输和人员上下可以安全进入楼层内。

施工升降机防护层门主要由电梯附属设施、电梯门等组成。电梯附属设施主要包括：两端固定在结构柱上的两根横向方管，左右门之间有两根立柱方管，上下两端分别固定在楼层结构顶板和底板上，四根方管构成电梯防护门的主框架，其他部分采用高强冲压网片封闭，共同构成外电梯防护门体系。如图7。

图7 工具式施工升降机防护门

3.7 水平悬挑防护体系

项目为超高层结构，在距地面高度1/2～2/3处设置一道水平悬挑防护体系，用以防止作业层物体坠落事故发生。如图8 所示，预埋锚固环，悬挑工字钢在水平方向上用钢管扣件锁死，上铺竹跳板用钢筋、铁丝固定、压紧；外立面每隔2m设置一根钢管立柱，高度为1.2m，采用双排横杆。外立面为定型冲压网片，与双排横杆绑扎牢固，每隔4m 设置一道斜撑与防护立柱固定，保持外立面稳定。内侧砌筑灰砖封闭，其高度与竹跳板相持平。在结构转角处反拉2 根∅16 钢丝绳，确保水平悬挑层的稳定。

图8 水平悬挑防护体系

3.8 主要施工道路防护体系

沿塔楼结构周边的主要道路设置安全通道进行防护。如图9，安全通道净宽度3.0m，两侧对称设置10cm×10cm 的立柱，5m 设置1 根，立柱净高4m。通道防护棚设置2 道硬质水平防护，间距≥50cm，下层水平防护距离地面净距为3.0m，保证使用高度。立柱两侧设置高度为1.2m的防护栏杆，底部设置24cm 高踢脚线。

图9 主要施工道路安全防护棚

4 总结

高度超高、面积超大、工序复杂、各工种交叉作业频繁是目前超高层公共建筑最显著的特点，也给现场安全管理工作的开展带来较大的难度，再加上工期紧、施工单位多、人员管控难免有疏忽的地方，很容易发生高处坠落、物体打击、触电伤害、坍塌以及火灾等事故，给施工企业和建筑行业带来不良社会影响。

论文以在建项目为实例依托，重点讲述在城市中心城区，且存在较为复杂的外部环境条件下，如何针对易发生安全事故的洞口、临边等危险部位选择安全有效的防护形式。为国内超高层建筑，特别是在中心城区、周边社会环境较为复杂的条件下安全防护的选型提供了依据和参考。