1 概述

近些年來屢屢聽聞滿堂支架垮塌事故的發(fā)生,造成了嚴重的人員傷亡及巨大的經(jīng)濟損失。本人多年從事高速公路施工及管理,認為高速公路滿堂支架施工具有以下特點: 1)高速公路現(xiàn)澆梁具有離地高、幅面寬、梁體重,相應的滿堂支架即具有高度較高、幅面寬、荷載重的特點; 2)滿堂支架所需桿件數(shù)量繁多、搭設時間較緊,對支架設計及搭設質(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重。根據(jù)本人多年從事高速公路施工及管理的經(jīng)驗,針對高速公路橋梁滿堂支架的上述特點,對支架施工的各個環(huán)節(jié)進行了詳細的分析和總結(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 滿堂支架的設計

2.1 荷載的選擇

滿堂支架設計的關鍵在于荷載的選擇及組合,應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,預應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,荷載應選擇梁體自重最大的部位進行驗算。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)等防護設施及附加構(gòu)件的自重。

2.1.2 可變荷載

1)施工人員及施工設備荷載,按經(jīng)驗可采用2. 5 kN/m2。2)振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載,按經(jīng)驗可取2 kN/m2。3)風荷載,可查全國基本風壓圖選用。

2.2 承載力計算

碗扣腳手架按JGJ 166-2008建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范進行計算,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規(guī)范進行計算。

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

2.3 構(gòu)造要求

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

1)每根立桿均設置標準底座,并加墊15 cm×10 cm方木。設置方木具有分散應力、防止應力集中的作用,同時可避免因單根立桿地基沉降過大導致支架整體失穩(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?因此其斜撐應予加強;規(guī)范中所采用的八字斜撐由于各層的不連貫導致整體穩(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)應確保支架在節(jié)點處受力,不宜在橫桿中間受力,如必須在橫桿中間受力時,應對扣件或碗扣節(jié)點的受力進行驗算。

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,則應對頂面的平整度進行嚴格控制、做好橫向排水坡,且支架底部墊木寬度應盡量加大,對于必須跨越雨季進行施工的則應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,應改變施工方案,滿堂支架方案已不適用,應采用較大跨度的梁式支架、管樁或鉆孔樁基礎。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,不僅可增加應力擴散面積、加強地基的整體穩(wěn)定性,而且由于素混凝土本身的抗剪切強度,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 滿堂支架的搭設及預壓

4.1 滿堂支架搭設

1)支架搭設應嚴格按要求分階段驗收:支架搭設前進行構(gòu)配件質(zhì)量驗收;首段以高度為6 m進行第一階段(撂底階段)的檢查與驗收;架體應隨施工進度定期進行檢查,達到設計高度后進行全面的檢查與驗收;遇6級以上大風、大雨、大雪后特殊情況的檢查;停工超過一個月恢復使用前進行檢查。

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

4.2 滿堂支架預壓

1)預壓荷載。滿堂支架預壓荷載一般按梁體自重的120%進行控制。預壓荷載應分級進行,一般可按0→25%→50%→100%→120%→100%→50%→25%→0的順序進行加載和卸載,如有必要可減少分級次數(shù),但仍需分級進行。2)加載順序。加載順序為從跨中開始,按從中間到兩邊的順序逐級加載。3)加載材料。支架預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壓荷載要求。4)預壓觀測。加載前、每級荷載加載完成后、加載12 h、加載24 h、加載48 h和卸載完畢后均應對支架及地基進行觀測。變形不收斂時應延長觀測時間。

觀測點的布設要上下對應,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。支架預壓前應在跨中斷面、1/4跨中斷面、墩位斷面設置預壓沉降觀測點,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個觀測點。

當連續(xù)3 d累計沉降量不大于5 mm時觀測結(jié)束。

5 滿堂支架施工安全要點

5.1 支架搭設

支架搭設的安全及文明施工應符合有關規(guī)范的要求,需要特別注意的是支架的防電避雷措施: 1)在架設和使用期間,要嚴防與帶電體接觸; 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,應將電力線路周圍至少2 m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行接地; 3)在架上使用電焊機,混凝土振動器等,要放在干燥的木板上,操作者要戴絕緣手套,且電焊機和混凝土振動器機殼要采取保護性接地接零措施; 4)雷雨天不得上架操作。

5.2 支架預壓

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,因此對超載預壓應進行嚴格控制,應特別注意不能集中堆載,所有預壓材料應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 應急處置措施

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

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