深基坑裝配式梯籠的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

閆雁軍 譚英輝 譚震川

上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050

目前深基坑施工中人員垂直通道多采用傳統(tǒng)腳手鋼管扣件或是箱式梯籠。其中鋼管扣件式的鋼管長(zhǎng)短和質(zhì)量無法控制，扣件扣接參差不齊。由于鋼管長(zhǎng)期對(duì)外租售，表面常銹跡斑斑，一定程度上會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)的文明施工。由于此類型鋼管壁厚和施工質(zhì)量難以保證，可能會(huì)給人員垂直通行帶來安全隱患。箱式梯籠一般經(jīng)租賃或購(gòu)買運(yùn)到工地后，再由操作專業(yè)安裝人員在施工現(xiàn)場(chǎng)安拆。由于梯籠的尺寸結(jié)構(gòu)固定，所以難以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活調(diào)節(jié)，且箱式梯籠租售費(fèi)用及進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)用較高，導(dǎo)致其性價(jià)比較低?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一種深基坑入坑裝配式梯籠，主要利用盤扣部件，可現(xiàn)場(chǎng)安拆，靈活布置于需要位置，使用安全、外表美觀、成本低。

1 入坑裝配式梯籠的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1.1 入坑裝配式梯籠設(shè)計(jì)

入坑裝配式梯籠主要由梯籠架體和支撐部分組成。單個(gè)梯籠設(shè)計(jì)效果圖如圖1所示。

圖1 單個(gè)梯籠效果圖

1.1.1 梯籠架體

梯籠架體內(nèi)主要有梯籠架和設(shè)于梯籠架內(nèi)的鋼爬梯。梯籠架包括4排架設(shè)于槽鋼懸挑端上的立桿，立桿之間架設(shè)有水平拉桿和斜拉桿，立桿、水平拉桿及斜拉桿相互之間通過圓盤式卡扣連接。各種桿件材質(zhì)除有特殊要求外，應(yīng)符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。梯籠架的底部布置有鋪在槽鋼懸挑端上的防墜鋼板，頂部鋪設(shè)有防護(hù)竹笆或木板，側(cè)面罩有阻燃密目安全網(wǎng)。

鋼爬梯設(shè)置采用“之”字形樓梯（圖2），樓梯轉(zhuǎn)角平臺(tái)及梯步寬0.9m，斜梯長(zhǎng)1.5m，高2m，與橫桿步距相同，梯步中間設(shè)置護(hù)手，高0.9m（圖3）。

圖2 梯籠立面

圖3 梯籠平面

1.1.2 支撐部分

梯籠安裝在相鄰的上層混凝土支撐和下層混凝土支撐之間的懸挑槽鋼上，槽鋼以2組相互平行、每組2根的形式架設(shè)于下層混凝土支撐上。每根槽鋼的一端與所述下層混凝土支撐上的預(yù)埋件固接，另一端懸挑在下層混凝土支撐的前方，槽鋼的懸挑端底部與下層混凝土支撐之間設(shè)有斜拋撐（圖4）。其中槽鋼與斜拋撐在材質(zhì)方面要滿足規(guī)范要求。

預(yù)埋鋼筋接近混凝土支撐上表面處有螺紋，連接時(shí)用螺紋配螺母將錨固角鐵固定，混凝土支撐上表面4根槽鋼與角鐵固接。

為了增強(qiáng)抗側(cè)翻能力，在懸挑槽鋼外側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩斜桿，將支撐與梯籠架體進(jìn)行拉接。斜桿在垂直水平面方向投影與支撐呈45°角（圖4），在水平面投影與支撐亦呈45°角（圖5）。上層混凝土支撐上入口位置兩側(cè)設(shè)置有支撐護(hù)欄，梯籠架的側(cè)面通過水平拉接桿與支撐護(hù)欄固接。

基坑較深時(shí)（多道混凝土支撐），單個(gè)梯籠無法滿足使用需求，考慮將多個(gè)梯籠組合使用。將上下兩相鄰梯籠分別布置于支撐兩側(cè)，這樣能夠在同層實(shí)現(xiàn)上下方向的同時(shí)運(yùn)輸（圖6）。

圖4 懸挑鋼梁平面

圖5 懸挑鋼梁剖面

1.2 標(biāo)識(shí)標(biāo)化設(shè)計(jì)

在梯籠頂部出入口處及其背面，設(shè)有醒目的“安全通道”字樣，頂部側(cè)面標(biāo)有梯籠編號(hào)。在梯籠正面可拉上體現(xiàn)企業(yè)文化的條幅或企業(yè)Logo等，可宣傳企業(yè)價(jià)值觀，弘揚(yáng)企業(yè)文化（圖7）。

圖6 相鄰梯籠位置示意

圖7 標(biāo)識(shí)標(biāo)化示意

1.3 計(jì)算與分析

1.3.1 布置參數(shù)

根據(jù)入坑裝配式梯籠的設(shè)計(jì)，下?lián)闻c主梁外部錨固點(diǎn)的水平面方向的距離為1 150 mm，支撐件上下2個(gè)固定節(jié)點(diǎn)之間的垂直距離為850 mm，支撐件上下2個(gè)固定節(jié)點(diǎn)之間的水平距離為900 mm。

1.3.2 荷載布置參數(shù)

考慮施工過程中所有可能施加的荷載，并按照最不利情況布置3排立桿，各排立桿沿著垂直于水平線的方向傳至懸挑梁上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為8kN。各排立桿距主梁外錨固點(diǎn)水平距離從遠(yuǎn)到近分別為250、1150、2000 mm，主梁間的間距取2100 mm。

1.3.3 驗(yàn)算結(jié)果

通過對(duì)主梁、下?lián)螚U、懸挑主梁整體穩(wěn)定性、錨固段與樓板連接等進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)果顯示其設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

上海董家渡金融城工程項(xiàng)目新建項(xiàng)目J地塊基坑面積13977 m2，深18.9 m。圍護(hù)采用厚1 m地下連續(xù)墻，設(shè)置4道鋼筋混凝土支撐，1～4道支撐中心標(biāo)高分別為－1.8、－6.6、－11.6、－15.6 m（圖8）。

圖8 入坑裝配式梯籠布置

2.2 入坑裝配式梯籠的布置

本項(xiàng)目基坑面積較大，根據(jù)棧橋板的設(shè)置情況、后續(xù)施工（特別是挖土）及現(xiàn)場(chǎng)通行需求，梯籠布置在棧橋主要通道旁，即在東西兩側(cè)各設(shè)置1個(gè)裝配式梯籠。

2.3 入坑裝配式梯籠施工

2.3.1 入坑裝配式梯籠架搭設(shè)工藝流程

支撐施工時(shí)放置埋件→懸挑支撐部分安裝→安裝定位防墜鋼板、可調(diào)底座→立桿→縱、橫向掃地桿→縱、橫向橫桿→外豎向斜桿及水平斜桿→側(cè)向連接桿→安掛扣式鋼腳手板→安裝標(biāo)準(zhǔn)化防護(hù)欄桿→綁扎阻燃密目安全網(wǎng)→安裝標(biāo)識(shí)標(biāo)化

2.3.2 入坑裝配式梯籠施工

1）懸挑鋼梁施工。懸挑鋼梁設(shè)置于混凝土支撐上，并通過預(yù)留埋件與支撐固定。支撐施工時(shí)，近支撐邊緣的鋼梁下鋪設(shè)鋼板，鋼梁安裝時(shí)，將鋼板與懸挑鋼梁點(diǎn)焊連接。

2）盤扣式桿件設(shè)置。先安放底座，調(diào)平后再放置立桿，用套管承插連接立桿，后用插銷固定，然后按照規(guī)范要求施工橫桿、斜桿等構(gòu)配件。

3）斜向連接桿。連接桿采用鋼管扣件即可，支撐施工時(shí)在制作過程中預(yù)埋一段短鋼管，再用連接桿將其與架體連接起來，架體上下均與混凝土支撐連接。

4）梯籠封閉。梯籠的架體內(nèi)立桿距支撐20 cm即可，如距離較大，則須鋪設(shè)站人板，方便人員安全通行。梯籠立桿與支撐之間鋪有型鋼，型鋼應(yīng)采用腳手片或木板進(jìn)行封閉，以利行走，保證安全。梯籠底部用雙層水平網(wǎng)兜進(jìn)行封閉。梯籠周邊綁扎阻燃密目安全網(wǎng)。

5）梯籠爬梯布置。斜梯與縱向橫桿掛鉤連接，平臺(tái)滿掛鋼制腳手板，休息平臺(tái)外圍設(shè)置防護(hù)欄桿和擋腳板。

2.3.3 入坑裝配式梯籠的檢查驗(yàn)收

1）梯籠搭設(shè)前，對(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的各種構(gòu)配件按規(guī)定進(jìn)行檢查驗(yàn)收，不合格的應(yīng)及時(shí)清除出場(chǎng)。構(gòu)配件應(yīng)有相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)及產(chǎn)品質(zhì)量合格證、產(chǎn)品說明書等。

2）梯籠搭設(shè)完畢，使用前由安全、質(zhì)量主管人員、項(xiàng)目工程師等人員驗(yàn)收。驗(yàn)收前需編寫好方案及交底資料，并填寫驗(yàn)收單，在架體入口處掛驗(yàn)收合格牌。

3）入坑裝配式梯籠使用期間必須設(shè)專人經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。

2.3.4 入坑裝配式梯籠的拆除

入坑裝配式梯籠拆除前應(yīng)按照規(guī)范要求，項(xiàng)目工程師做好交底。拆除時(shí)，設(shè)置安全區(qū)并設(shè)警示標(biāo)志，安排人員看守。逐步拆除，拆下的構(gòu)配件分類堆放。

3 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

在本工程案例中，梯籠使用時(shí)間為從第2道支撐施工開始至底板施工完成（拆撐前）。箱式梯籠費(fèi)用考慮租金（1 000元/月）以及進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)（5 000元/月）。入坑裝配式梯籠懸挑鋼梁為購(gòu)買，梯籠架體按照盤扣的租金計(jì)算，每月160元，進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)、安拆費(fèi)、人工費(fèi)等合計(jì)每次7 500元。

由此可得入坑裝配式梯籠的費(fèi)用為30 948元，而箱式梯籠為71 000元，差價(jià)40 052元。

4 結(jié)語

1）入坑裝配式梯籠與傳統(tǒng)梯籠相比，可以更好地適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)情況，布置靈活方便，且使用安全、外表美觀。

2）入坑裝配式梯籠只需租賃相應(yīng)數(shù)量的盤扣鋼管，鋼管的運(yùn)輸更為方便，并用少量人工即可安裝完成，安裝速度有較大提高，成本大大減少。

由此可見，入坑裝配式梯籠是一種在性能和價(jià)格上都極為優(yōu)秀的新型技術(shù)產(chǎn)品，值得推廣使用。