集成爬架在某超高層工程的深化設(shè)計(jì)與現(xiàn)場安全管理要點(diǎn)探究

趙華穎 陳 凱 宋春桃 李 陽 林 林 陳 浩 閆鐵超

中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070

1 工程概況

深圳某城市更新項(xiàng)目（圖1）共包含3棟超高層辦公樓及1棟超高層公寓，總建筑面積約58萬 m2。

圖1 項(xiàng)目效果圖

A棟辦公樓56層，結(jié)構(gòu)高度262.5 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高4.4 m，結(jié)構(gòu)周長191.84 m；B棟辦公樓47層，結(jié)構(gòu)高度219.5 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高4.4 m，結(jié)構(gòu)周長178.48 m；C棟辦公樓57層，結(jié)構(gòu)高度219.5 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高4.4 m，結(jié)構(gòu)周長178.48 m；D棟公寓樓61層，結(jié)構(gòu)高度203.35 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.15 m，結(jié)構(gòu)周長205.8 m。

辦公樓結(jié)構(gòu)形式為框架-核心筒，公寓樓結(jié)構(gòu)形式為部分框支剪力墻。辦公樓采用輪扣＋木模板體系，公寓樓采用鋁模板體系。A、B、C棟辦公樓外立面裝飾為單元式幕墻，D棟公寓樓外立面裝飾包含涂料、真石漆、鋁板幕墻、貼磚。

2 辦公樓爬架支座形式選擇

辦公樓爬架的支座/提升掛座形式主要有3種設(shè)置方式：穿梁支座、懸挑型鋼水平附墻支座、懸挑型鋼水平附墻支座＋斜拉桿。

在常規(guī)工程中，常常配置3套支座進(jìn)行周轉(zhuǎn)。但是，具體施工時，考慮到工期和勞動力穩(wěn)定性等客觀原因，現(xiàn)場一般都會要求配置4套支座，在施層混凝土澆筑完畢后先安裝第4道支座，然后進(jìn)行爬架爬升工作，本工程選用的是穿梁支座的設(shè)置方式。

在對支座形式的選擇以及對支座的安全管理中，往往因?qū)姨艚Y(jié)構(gòu)、模架體系、幕墻節(jié)點(diǎn)、施工措施留洞封堵等問題考慮不到位，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不合理或未抓住現(xiàn)場管理重點(diǎn)，因而產(chǎn)生安全隱患。

3 深化設(shè)計(jì)與現(xiàn)場安全管理問題

3.1 關(guān)于支座單/雙螺帽問題

對于穿梁形式的支座，按JGJ 202—2010《建筑施工工具式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》[1]第4.4.5條的規(guī)定，本項(xiàng)目A棟采用雙螺帽形式，B、C棟采用彈簧墊圈＋單螺帽形式。

在現(xiàn)場安全管理過程中，經(jīng)常出現(xiàn)單螺帽和彈簧墊圈丟失或漏加的情況，在爬架使用過程中會因螺帽松動而導(dǎo)致支座滑動，一旦出現(xiàn)此情況，往往難以整改。尤其是爬架爬升之后，再去添加彈簧墊圈的話，需要先拆除螺帽，此時會大大增加安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，相關(guān)的螺栓長度已根據(jù)單螺帽形式進(jìn)行了確定，后期再整改，會因?yàn)槁菟ㄩL度不足，無法補(bǔ)加雙螺帽。

對于上述情況，通過加強(qiáng)過程檢查或更換長螺栓可解決此問題，但同時給現(xiàn)場安全管理增加了壓力。所以，建議提前要求按照雙螺帽形式進(jìn)行材料準(zhǔn)備及施工。

3.2 關(guān)于爬架剖面深化設(shè)計(jì)問題

行業(yè)規(guī)范中，只對爬架的平面布置進(jìn)行了原則闡述，多數(shù)專業(yè)廠家在爬架深化設(shè)計(jì)時對平面設(shè)計(jì)的重視程度經(jīng)常大于剖面設(shè)計(jì)，剖面設(shè)計(jì)圖不能全面反映架體構(gòu)配件與結(jié)構(gòu)或其他施工措施的關(guān)系，尤其是塔吊附墻、施工電梯、不同墻身大樣等部位剖面經(jīng)常會與結(jié)構(gòu)或施工措施發(fā)生矛盾。因此，在爬架安裝或使用過程中，會產(chǎn)生拆改、運(yùn)行不暢或運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)加大等問題。

如塔吊附墻部位因未將附墻桿標(biāo)高、活動走道板、附墻安裝與爬架爬升的相互關(guān)系在剖面圖中明確標(biāo)示出來，導(dǎo)致爬架上部少設(shè)置一道活動走道板。

如當(dāng)施工電梯設(shè)計(jì)為爬架形式時，因未將電梯高度信息（尤其是電梯頂部構(gòu)造高度）體現(xiàn)在剖面圖設(shè)計(jì)中，導(dǎo)致爬架在此位置斷口的高度不足。

如局部飄板部位，因未深入分析剖面圖中飄板與爬架走道板的高低差關(guān)系，導(dǎo)致爬架翻板與飄板無法重疊、飄板部位現(xiàn)場實(shí)際空隙過大，從而增加了作業(yè)人員高空墜落的風(fēng)險(xiǎn)。

在爬架剖面的深化設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)結(jié)合平面布置，對各種特殊部位的剖面進(jìn)行全周期、全節(jié)點(diǎn)、全工況的考慮，以保證設(shè)計(jì)方案最優(yōu)，確保將現(xiàn)場作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

3.3 關(guān)于爬架組裝防傾覆問題

對于爬架安裝時的防傾覆做法主要有以下4種：

1）在找平架上采取雙鋼管夾住走道板，起到爬架防傾覆作用。

2）在結(jié)構(gòu)上預(yù)埋短鋼管，通過短鋼管與爬架龍骨進(jìn)行拉結(jié)，起到爬架防傾覆作用。

3）在結(jié)構(gòu)上預(yù)埋短鋼管，通過設(shè)置斜撐鋼管與爬架龍骨進(jìn)行拉結(jié)，起到爬架防傾覆作用。

4）在結(jié)構(gòu)上預(yù)埋防風(fēng)拉桿支座，通過防風(fēng)拉桿與爬架龍骨進(jìn)行拉結(jié)，起到爬架防傾覆作用。

這個過程存在的安全風(fēng)險(xiǎn)主要有以下幾個方面：

1）找平架標(biāo)高低于結(jié)構(gòu)完成面以及未設(shè)置連墻件，導(dǎo)致找平架頂部呈懸臂狀態(tài)，尤其是結(jié)構(gòu)層高較大時，找平架本身的穩(wěn)定性不足。

2）找平架上未設(shè)置雙鋼管夾住走道板或走道板面上短鋼管只與一側(cè)立桿連接。

3）結(jié)構(gòu)板面上未預(yù)埋短鋼管或防風(fēng)拉桿支座（尤其是爬架首層安裝樓層），亦未設(shè)置短鋼管、鋼管斜撐或防風(fēng)拉桿，導(dǎo)致爬架無側(cè)向約束。

4）設(shè)置的斜撐鋼管與模板內(nèi)支撐架進(jìn)行連接，對模架的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

5）由于未在結(jié)構(gòu)上預(yù)埋短鋼管，安裝時在板面上設(shè)置后置埋件，對后置埋件的節(jié)點(diǎn)或螺栓未進(jìn)行詳細(xì)驗(yàn)算，導(dǎo)致后置埋件失效。

6）在結(jié)構(gòu)山墻部位未設(shè)置拉結(jié)措施，亦未設(shè)置雙鋼管防傾覆措施。

7）在爬架防傾覆措施未施工到位的情況下，提前安裝了爬架防護(hù)網(wǎng)片。

在爬架防傾覆問題上，應(yīng)在方案設(shè)計(jì)及現(xiàn)場安裝過程中對以上隱患進(jìn)行重點(diǎn)考慮及排查。

3.4 關(guān)于爬架懸臂高度的問題

本工程辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層層高為4.4 m，爬架總高度為19.5 m，按照正常設(shè)計(jì)，爬架頂部懸臂高度要超過6 m，而這也是多數(shù)超高層辦公樓建造過程中采用爬架所遇到的現(xiàn)實(shí)問題。

解決此問題主要有以下4種方式：

1）在每一處支座處設(shè)置防風(fēng)拉桿。此種做法的主要缺點(diǎn)是：需要考慮防風(fēng)拉桿與內(nèi)架的沖突，安裝工作量加大，防風(fēng)拉桿螺栓洞需要封堵。

2）爬架總高度減小500 mm，頂部一層防護(hù)網(wǎng)片和導(dǎo)軌等材料采用非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，此時需注意爬架頂部至少高出板面1.2 m，另外需注意懸臂高度應(yīng)從支座位置起算。此種做法最主要的缺點(diǎn)是：頂部走道板以上的防護(hù)高度雖滿足規(guī)范要求，但由于防護(hù)高度降至最低標(biāo)準(zhǔn)，安全性也隨之降低。

3）爬架頂部一層防護(hù)網(wǎng)片高度減小500 mm，導(dǎo)軌、龍骨等構(gòu)件不降低，頂部500 mm設(shè)置鋼絲繩防護(hù)。此種做法最主要的缺點(diǎn)是：整體美觀度差。

4）爬架爬升時的標(biāo)高整體下降500 mm。此種做法的主要缺點(diǎn)是：需要調(diào)整所有走道板標(biāo)高，底部封堵及翻板不易處理。

另外，考慮到工程所在地位于深圳（沿海地區(qū)），且屬于超高層建筑，最終選用了防風(fēng)拉桿的形式。在現(xiàn)場安全管理時，應(yīng)特別注意監(jiān)控每一層防風(fēng)拉桿是否添加到位。此外，在沿海地區(qū)的高層建筑，建議當(dāng)爬架懸臂高度超過5 m時就要設(shè)置防風(fēng)拉桿，或?qū)ε兰芙Y(jié)構(gòu)進(jìn)行整體受力分析，可采用防風(fēng)拉桿隔一設(shè)一的方式或其他方式。同時，防風(fēng)拉桿還能有效防止爬架使用時間較長導(dǎo)致爬架頂部向外變形的問題。

3.5 關(guān)于爬架支座間距問題

在常規(guī)爬架支座布置時，支座間距按JGJ 202—2010《建筑施工工具式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》第4.4.2條“直線布置的架體支撐跨度不得大于7 m；折線或曲線布置的架體，相鄰兩主框架支撐點(diǎn)處的架體外側(cè)距離不得大于5.4 m；架體全高與支撐跨度的乘積不得大于110 m2?！眻?zhí)行，而忽略了爬架相關(guān)檢測報(bào)告中的試驗(yàn)參數(shù)。

關(guān)于爬架的相關(guān)檢測報(bào)告主要有2個：國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心出具的《檢驗(yàn)報(bào)告》和住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心出具的《建設(shè)行業(yè)科技成果評估證書》。在檢測報(bào)告中對于支座跨度、架體全高×支撐跨度等數(shù)據(jù)均有明確的試驗(yàn)參數(shù)，但報(bào)告中的試驗(yàn)參數(shù)均小于規(guī)范要求，在支座布置時應(yīng)注意不大于檢測報(bào)告中的試驗(yàn)參數(shù)。

如本工程A塔采用了某公司FLD-30型號爬架，檢測報(bào)告中架體主要試驗(yàn)參數(shù)為：架體全高15 m；架體最大支撐跨度6.1 m；架體全高×支撐跨度最大為91.5 m2。A塔爬架全高為19.5 m，將此產(chǎn)品應(yīng)用于A塔時，支座間距應(yīng)按不大于91.5/19.5=4.69 m的原則進(jìn)行布置。

此外，對于結(jié)構(gòu)外圍轉(zhuǎn)角、凹凸邊線變化時的爬架支座布置，應(yīng)詳細(xì)分析支座的受力分擔(dān)面積，并特別注意轉(zhuǎn)角處架體水平懸挑長度≤2 m的要求，必要時進(jìn)行支座加密。轉(zhuǎn)角處采用“一次性”預(yù)埋螺桿。

3.6 關(guān)于爬升卸料平臺布置問題

在布置爬升卸料平臺時需要綜合考慮以下幾個因素來確定料臺的位置和數(shù)量[2]：

1）結(jié)合考慮模板小班組的工作區(qū)域劃分情況，合理分配料臺使用。

2）結(jié)構(gòu)模架形式，如木模、鋁模、模板支架及龍骨形式等。

3）模架材料量及塔吊吊次情況，如塔吊工作時間安排、鋼構(gòu)完成后是否拆除部分塔吊等。

4）模架材料的周轉(zhuǎn)傳遞方式。

5）使用鋁模時，需考慮鋁模立桿材料是否考慮使用卸料平臺。

6）結(jié)構(gòu)施工階段的樓層垃圾清理，是否考慮使用卸料平臺隨爬架逐層清理。

7）塔吊、電梯等大型機(jī)械的布置情況，布置的卸料平臺/吊運(yùn)路線需盡量遠(yuǎn)離塔吊、電梯及塔吊附墻桿件。

8）工期進(jìn)度、部署安排情況，如是否考慮專門配置材料倒運(yùn)班組以加快施工進(jìn)度。

9）樓層結(jié)構(gòu)布置情況，此點(diǎn)主要考慮樓層平面上材料水平運(yùn)輸路線問題，原則是材料搬運(yùn)路線最短。

10）樓層施工流水段劃分情況，如標(biāo)準(zhǔn)層分2塊進(jìn)行錯層流水施工。

11）結(jié)構(gòu)周圍首層/裙房的平面布置情況，以及售樓展示區(qū)相關(guān)的影響，此點(diǎn)主要是考慮交叉作業(yè)以及高墜防護(hù)安全問題。

12）落地/懸挑防護(hù)棚的設(shè)置情況。

13）考慮門窗、幕墻龍骨、水電、煙道/排氣道、粗裝修、懸挑防護(hù)棚、安全防護(hù)等材料是否通過卸料平臺上樓。

關(guān)于材料運(yùn)輸方面的規(guī)劃需認(rèn)真探究，精細(xì)化的部署可以節(jié)省大量人力、物力的消耗，且可大大降低安全風(fēng)險(xiǎn)。如對于超高層項(xiàng)目，采用鋁模結(jié)合爬架工藝時，各種專業(yè)施工插入較多，塔吊使用相對較少，電梯運(yùn)行壓力較大。當(dāng)材料運(yùn)輸/塔吊及料臺使用時間分配規(guī)劃合理時，亦可大量減少電梯占用時間，無形之中可大大減少部分施工作業(yè)的時間消耗。此外，為方便施工管理，也可選擇專門配置材料倒運(yùn)的施工隊(duì)伍。

3.7 施工電梯進(jìn)爬架時的安全防護(hù)問題

根據(jù)施工組織部署及工序流程插入規(guī)劃，施工電梯一般選擇不進(jìn)爬架、進(jìn)爬架一層、進(jìn)爬架兩層這3種形式。

對于施工電梯進(jìn)爬架時，電梯位置的爬架采取斷口處理，斷口位置經(jīng)常由于爬架爬升、電梯升節(jié)、樓層門或防護(hù)欄桿安裝等工作不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生安全隱患。某項(xiàng)目由于樓層門安裝滯后導(dǎo)致臨邊安全風(fēng)險(xiǎn)，如圖2所示。

圖2 電梯位置樓層門滯后

對于本工程D棟公寓樓D-1#施工電梯，按規(guī)劃部署電梯需進(jìn)爬架二層，則爬架斷開處至少需要2.5倍層高的高度。但由于電梯位置有剪力墻的存在，若爬架斷開2.5層（頂部0.5層設(shè)置單層防護(hù)屏）則會導(dǎo)致此部位鋁模模板拆除施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大，故最終選擇了斷開兩層高，電梯進(jìn)爬架一層，將D-2#電梯進(jìn)爬架二層、相應(yīng)調(diào)整材料堆場及材料上樓規(guī)劃。

對于電梯進(jìn)爬架時，應(yīng)特別注意在電梯樓層門位置處的鋁模立桿布置，避免影響電梯出口通道，導(dǎo)致鋁模立桿拆除，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

此外，由林力勛等[3]研究的施工電梯與外爬架一體化工作系統(tǒng)，提出了施工電梯直通作業(yè)面的技術(shù)，此技術(shù)大大減少了作業(yè)人員上下樓的時間消耗，有條件時可借鑒 運(yùn)用。

3.8 爬架上人樓梯的布置及安全管理

在布置上人樓梯以及進(jìn)行樓梯安全管理時，需重點(diǎn)注意以下6個方面：

1）樓梯宜對稱布置。

2）考慮到工人上下班高峰期，樓梯部位的荷載、受力需單獨(dú)核算，必要時加密支座間距。

3）施工電梯進(jìn)爬架時，需盡量將樓梯設(shè)置在距離電梯較近部位，方便人員上下班行走。

4）需結(jié)合考慮標(biāo)準(zhǔn)層板面混凝土澆筑的施工組織，若混凝土澆筑收尾位置距離結(jié)構(gòu)樓梯較遠(yuǎn)時，宜在爬架對應(yīng)位置設(shè)置樓梯，以方便施工人員在施工完成后，直接通過爬架樓梯下樓。

5）針對鋁模項(xiàng)目，由于鋁模部分樓層需要采用油性脫模劑，會造成上人樓梯及主通道較濕滑，需要在相應(yīng)走道板/踏步板上包裹防火防滑膠墊等，避免發(fā)生人員摔傷等安全問題。

6）需考慮在爬架首次提升之前，落地式上人通道樓梯的位置盡量能與爬架上人樓梯方便連通，或提前在落地樓梯對應(yīng)位置在爬架上搭設(shè)臨時樓梯以保證通道的順暢。

3.9 其他問題

在爬架深化設(shè)計(jì)及現(xiàn)場安全管理過程中還應(yīng)該重點(diǎn)注意以下幾個問題[3]：

1）在爬架選用產(chǎn)品時，應(yīng)注意核實(shí)爬架的檢驗(yàn)報(bào)告與評估證書中相關(guān)參數(shù)是否一致。

2）爬架水平支座布置時，應(yīng)注意支座相關(guān)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)豎向模板安裝及拆除所需構(gòu)造距離。

3）在建筑外圍水管/幕墻龍骨跟隨爬架進(jìn)行安裝時，應(yīng)注意核查爬架支座、導(dǎo)軌、提升葫蘆等與水管/龍骨及固定件沖突情況，并特別注意核實(shí)支座拆除時與水管/龍骨間所需的操作空間，并注意水管/龍骨部位翻板的切口以及封堵情況。

4）爬架設(shè)計(jì)時，一般將導(dǎo)軌與結(jié)構(gòu)之間的距離控制在250 mm左右，此時走道板距離結(jié)構(gòu)的縫隙較大（超過300 mm），且靠結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)又未設(shè)置欄桿等防護(hù)措施，容易出現(xiàn)安全問題，對此種情況應(yīng)提前在走道板內(nèi)側(cè)增加角鋼或設(shè)置抽拉桿等進(jìn)行加寬處理。

5）關(guān)于爬架分片口的設(shè)置，要考慮混凝土的澆筑順序，盡量保證先爬升的一片爬架相關(guān)的混凝土優(yōu)先澆筑完成，可將爬架整體爬升時間提前。在辦公樓項(xiàng)目中經(jīng)常采用本層從左往右澆筑混凝土，下層從右往左澆筑，以合理調(diào)節(jié)不同區(qū)域的工種施工緊慢程度。還要注意分片口盡量不要設(shè)置在結(jié)構(gòu)柱位置，以免分片口位置人員不方便走動。

6）在塔吊附墻設(shè)計(jì)時，應(yīng)注意提前深化結(jié)構(gòu)變截面后附墻預(yù)埋件的定位尺寸，避免埋件偏位導(dǎo)致附墻桿與爬架龍骨沖突。并考慮到塔吊附墻部位爬架構(gòu)件需多次拆裝，容易變形，建議此部位的爬架支座適當(dāng)減小間距。

7）爬架底部雖設(shè)置了翻板等防護(hù)措施，但畢竟都是“剛性”材料，仍避免不了各種縫隙中有垃圾掉落的情況。建議在爬架底部走道板及翻板上設(shè)置一層防火膠墊，并注意設(shè)置踢腳。

8）在模架搭設(shè)時，應(yīng)注意鋼管等材料不要伸到爬架內(nèi)，影響爬升。此外對于外圍柱采用方圓扣產(chǎn)品時，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)柱變截面需及時更換方圓扣規(guī)格/不斷切短方圓扣，防止方圓扣伸到爬架內(nèi)，以免柱模拆除不及時而影響爬架爬升。

9）每一層支座安裝完畢及每一層提升后必須逐個檢查支頂器是否頂緊導(dǎo)軌，并且全面檢查支頂器彈簧是否失效，實(shí)際使用時經(jīng)常出現(xiàn)支頂器未頂緊的情況。

10）采用鋁模的項(xiàng)目，應(yīng)特別注意檢查鋁模拆除后材料放在爬架上、“坐”爬架運(yùn)輸?shù)缴蠈拥那闆r。

11）在外墻粗裝修隨爬架作業(yè)時，應(yīng)特別注意檢查是否存在提前拆除支座以完善此部位螺栓洞封堵/粗裝修作業(yè)的情況，此類部位的粗裝修需后期采用吊籃或其他方式進(jìn)行修補(bǔ)完善。

12）每一次爬架爬升完成后，應(yīng)及時將避雷措施安裝到位。

4 結(jié)語

本文總結(jié)的各種缺陷或問題，是通過對合作廠家在施工項(xiàng)目廣泛走訪獲取的。在深化設(shè)計(jì)階段和安裝使用過程中，本工程提前進(jìn)行了針對性改進(jìn)，有效避免了類似缺陷，控制了安全風(fēng)險(xiǎn)，為類似工程提供了借鑒，取得了較好的安全及社會效益。