余孫文

1 概述

近些年來屢屢聽聞滿堂支架垮塌事故的發(fā)生，造成了嚴(yán)重的人員傷亡及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本人多年從事高速公路施工及管理，認(rèn)為高速公路滿堂支架施工具有以下特點(diǎn):1)高速公路現(xiàn)澆梁具有離地高、幅面寬、梁體重，相應(yīng)的滿堂支架即具有高度較高、幅面寬、荷載重的特點(diǎn);2)滿堂支架所需桿件數(shù)量繁多、搭設(shè)時(shí)間較緊，對支架設(shè)計(jì)及搭設(shè)質(zhì)量的要求較高;3)滿堂支架要求地基穩(wěn)定、均衡;4)滿堂支架施工對支架的整體穩(wěn)定性要求較高。

從以上特點(diǎn)來看，高速公路橋梁的滿堂支架相對于一般支架更重要，一旦發(fā)生事故造成的損失將更嚴(yán)重。根據(jù)本人多年從事高速公路施工及管理的經(jīng)驗(yàn)，針對高速公路橋梁滿堂支架的上述特點(diǎn)，對支架施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和總結(jié)，現(xiàn)扼要說明如下。

常用的滿堂支架材料主要包括碗扣式腳手架及扣件式腳手架兩種，通過其主要性能對比建議滿堂支架采用碗扣式腳手架。

2 滿堂支架的設(shè)計(jì)

2.1 荷載的選擇

滿堂支架設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于荷載的選擇及組合，應(yīng)充分考慮各種施工荷載，不可遺漏。

滿堂支架的荷載主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1.1 永久荷載

1)作用在模板支架上的結(jié)構(gòu)荷載，包括:新澆筑混凝土、鋼筋、模板、支承梁(楞)等自重。普通鋼筋混凝土可采用25 kN/m3，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土可采用 26 kN/m3。需要特別說明的是由于現(xiàn)澆梁的尺寸各不相同，荷載應(yīng)選擇梁體自重最大的部位進(jìn)行驗(yàn)算。2)組成模板支架結(jié)構(gòu)的桿系自重，包括:立桿、縱向及橫向水平桿、水平及垂直斜撐等自重。3)配件自重，根據(jù)工程情況，包括:腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護(hù)設(shè)施及附加構(gòu)件的自重。

2.1.2 可變荷載

1)施工人員及施工設(shè)備荷載，按經(jīng)驗(yàn)可采用2.5 kN/m2。2)振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載，按經(jīng)驗(yàn)可取2 kN/m2。3)風(fēng)荷載，可查全國基本風(fēng)壓圖選用。

2.2 承載力計(jì)算

碗扣腳手架按JGJ 166-2008建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，扣件式腳手架按JGJ 130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算。

承載力計(jì)算主要包括單肢立桿承載力計(jì)算、橫桿承載力及撓度計(jì)算、碗扣節(jié)點(diǎn)或扣件節(jié)點(diǎn)承載力計(jì)算、斜桿內(nèi)力計(jì)算等。

2.3 構(gòu)造要求

滿堂支架的構(gòu)造要求除應(yīng)符合規(guī)范要求外，尚應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):

1)每根立桿均設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)底座，并加墊15 cm×10 cm方木。設(shè)置方木具有分散應(yīng)力、防止應(yīng)力集中的作用，同時(shí)可避免因單根立桿地基沉降過大導(dǎo)致支架整體失穩(wěn)。2)碗扣式腳手架由于立桿間距的不均勻?qū)е率謸尾荒軕?yīng)用，因此其斜撐應(yīng)予加強(qiáng);規(guī)范中所采用的八字斜撐由于各層的不連貫導(dǎo)致整體穩(wěn)定性和整體剛度降低，因此建議采用以往常用的剪刀撐。3)應(yīng)確保支架在節(jié)點(diǎn)處受力，不宜在橫桿中間受力，如必須在橫桿中間受力時(shí)，應(yīng)對扣件或碗扣節(jié)點(diǎn)的受力進(jìn)行驗(yàn)算。

3 滿堂支架的地基處理

3.1 一般地基處理

對于一般地質(zhì)條件的地基處理，可采用鋪筑水泥穩(wěn)定土或水泥穩(wěn)定粒料層作為面層，頂面做好排水橫坡，順橋向兩側(cè)挖好排水溝，做到排水通暢。如采用一般土填筑，則應(yīng)對頂面的平整度進(jìn)行嚴(yán)格控制、做好橫向排水坡，且支架底部墊木寬度應(yīng)盡量加大，對于必須跨越雨季進(jìn)行施工的則應(yīng)避免采用土填筑頂層，防止雨水浸泡造成地基沉陷。

3.2 軟弱地基處理

對于深層淤泥質(zhì)軟弱地基，應(yīng)改變施工方案，滿堂支架方案已不適用，應(yīng)采用較大跨度的梁式支架、管樁或鉆孔樁基礎(chǔ)。

對于淺層軟弱地基或軟塑及硬塑狀態(tài)的不良地基，可采用拋填50 cm～100 cm厚片石或分層填筑150 cm～200 cm土，頂部澆筑10 cm～15 cm素混凝土作為墊層。

澆筑素混凝土墊層，不僅可增加應(yīng)力擴(kuò)散面積、加強(qiáng)地基的整體穩(wěn)定性，而且由于素混凝土本身的抗剪切強(qiáng)度，即使局部地基處理不到位，仍可保證地基的安全;對于雨季施工的支架，可確保地基不受雨水浸泡，從而避免地基沉陷。

可以說素混凝土墊層對于地基的安全穩(wěn)定是極其重要的，因此建議軟弱地基及雨季施工的支架地基均澆筑素混凝土墊層。

4 滿堂支架的搭設(shè)及預(yù)壓

4.1 滿堂支架搭設(shè)

1)支架搭設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按要求分階段驗(yàn)收:支架搭設(shè)前進(jìn)行構(gòu)配件質(zhì)量驗(yàn)收;首段以高度為6m進(jìn)行第一階段(撂底階段)的檢查與驗(yàn)收;架體應(yīng)隨施工進(jìn)度定期進(jìn)行檢查，達(dá)到設(shè)計(jì)高度后進(jìn)行全面的檢查與驗(yàn)收;遇 6級(jí)以上大風(fēng)、大雨、大雪后特殊情況的檢查;停工超過一個(gè)月恢復(fù)使用前進(jìn)行檢查。

2)對于滿堂支架應(yīng)重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容:保證架體幾何不變性的斜桿等設(shè)置是否完善;基礎(chǔ)是否有不均勻沉降，立桿底座與基礎(chǔ)面的接觸有無松動(dòng)或懸空情況;立桿上碗扣是否可靠鎖緊;立桿連接銷是否安裝、斜桿扣接點(diǎn)是否符合要求、扣件擰緊程度。

4.2 滿堂支架預(yù)壓

1)預(yù)壓荷載。滿堂支架預(yù)壓荷載一般按梁體自重的 120%進(jìn)行控制。預(yù)壓荷載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，一般可按 0→25%→50%→100%→ 120%→100%→50%→25%→0的順序進(jìn)行加載和卸載，如有必要可減少分級(jí)次數(shù)，但仍需分級(jí)進(jìn)行。2)加載順序。加載順序?yàn)閺目缰虚_始，按從中間到兩邊的順序逐級(jí)加載。3)加載材料。支架預(yù)壓加載材料可采用砂袋或水袋。一般情況下，采用水袋加載更均勻，但水袋重量一般均不能滿足加載要求，因此仍需配合砂袋或其他材料以滿足預(yù)壓荷載要求。4)預(yù)壓觀測。加載前、每級(jí)荷載加載完成后、加載12h、加載 24h、加載 48 h和卸載完畢后均應(yīng)對支架及地基進(jìn)行觀測。變形不收斂時(shí)應(yīng)延長觀測時(shí)間。

觀測點(diǎn)的布設(shè)要上下對應(yīng)，目的是既要觀測地基的沉降量，又要觀測支架、方木的變形量。支架預(yù)壓前應(yīng)在跨中斷面、1/4跨中斷面、墩位斷面設(shè)置預(yù)壓沉降觀測點(diǎn)，在橫斷面上一般布置在兩側(cè)翼緣板、箱梁底板兩側(cè)及中間，共 5個(gè)觀測點(diǎn)。

當(dāng)連續(xù)3 d累計(jì)沉降量不大于 5mm時(shí)觀測結(jié)束。

5 滿堂支架施工安全要點(diǎn)

5.1 支架搭設(shè)

支架搭設(shè)的安全及文明施工應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的要求，需要特別注意的是支架的防電避雷措施:1)在架設(shè)和使用期間，要嚴(yán)防與帶電體接觸;2)對支架采取接地處理，如電力線路垂直穿過或靠近鋼管腳手架時(shí)，應(yīng)將電力線路周圍至少 2m以內(nèi)的鋼管腳手架水平連接，并將線路下方的鋼管腳手架垂直連接進(jìn)行接地;3)在架上使用電焊機(jī)，混凝土振動(dòng)器等，要放在干燥的木板上，操作者要戴絕緣手套，且電焊機(jī)和混凝土振動(dòng)器機(jī)殼要采取保護(hù)性接地接零措施;4)雷雨天不得上架操作。

5.2 支架預(yù)壓

從支架發(fā)生垮塌的事故分析來看，有很多事故是發(fā)生在加載過程中，因此對超載預(yù)壓應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，應(yīng)特別注意不能集中堆載，所有預(yù)壓材料應(yīng)按加載要求直接放置到加載部位，防止堆載集中而超過支架承載能力造成垮塌。

5.3 應(yīng)急處置措施

施工過程中發(fā)現(xiàn)支架變形過大時(shí)，人員應(yīng)立即撤離，并對支架進(jìn)行觀測，待變形穩(wěn)定后對支架上的荷載進(jìn)行逐步、均衡卸載，最后對支架進(jìn)行加固或拆除處理。已發(fā)生的多起事故的教訓(xùn)，告訴我們應(yīng)急處置措施必須首先確保人的安全，然后才是支架的處理。

6 結(jié)語

根據(jù)筆者多年從事高速公路施工及管理的經(jīng)驗(yàn)，簡明扼要的介紹了滿堂支架施工各個(gè)環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，為支架的安全施工提供了有益的參考。

[1] JGJ 166-2008，建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JGJ 130-2001，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 徐 偉，陳東杰.建筑施工設(shè)計(jì)施工詳細(xì)圖集——模板與腳手架工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[4] JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[5] 建筑施工手冊編寫組.建筑施工手冊[M].第 4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.