深基坑裝配式梯籠的設計與應用

閆雁軍 譚英輝 譚震川

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

目前深基坑施工中人員垂直通道多采用傳統腳手鋼管扣件或是箱式梯籠。其中鋼管扣件式的鋼管長短和質量無法控制，扣件扣接參差不齊。由于鋼管長期對外租售，表面常銹跡斑斑，一定程度上會影響現場的文明施工。由于此類型鋼管壁厚和施工質量難以保證，可能會給人員垂直通行帶來安全隱患。箱式梯籠一般經租賃或購買運到工地后，再由操作專業安裝人員在施工現場安拆。由于梯籠的尺寸結構固定，所以難以根據現場情況靈活調節，且箱式梯籠租售費用及進出場費和運輸費用較高，導致其性價比較低。現設計一種深基坑入坑裝配式梯籠，主要利用盤扣部件，可現場安拆，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計與計算

1.1 入坑裝配式梯籠設計

入坑裝配式梯籠主要由梯籠架體和支撐部分組成。單個梯籠設計效果圖如圖1所示。

圖1 單個梯籠效果圖

1.1.1 梯籠架體

梯籠架體內主要有梯籠架和設于梯籠架內的鋼爬梯。梯籠架包括4排架設于槽鋼懸挑端上的立桿，立桿之間架設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。各種桿件材質除有特殊要求外，應符合相關國家標準與規范。梯籠架的底部布置有鋪在槽鋼懸挑端上的防墜鋼板，頂部鋪設有防護竹笆或木板，側面罩有阻燃密目安全網。

鋼爬梯設置采用“之”字形樓梯（圖2），樓梯轉角平臺及梯步寬0.9m，斜梯長1.5m，高2m，與橫桿步距相同，梯步中間設置護手，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有斜拋撐（圖4）。其中槽鋼與斜拋撐在材質方面要滿足規范要求。

預埋鋼筋接近混凝土支撐上表面處有螺紋，連接時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。

為了增強抗側翻能力，在懸挑槽鋼外側對稱設置兩斜桿，將支撐與梯籠架體進行拉接。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設置有支撐護欄，梯籠架的側面通過水平拉接桿與支撐護欄固接。

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

圖4 懸挑鋼梁平面

圖5 懸挑鋼梁剖面

1.2 標識標化設計

在梯籠頂部出入口處及其背面，設有醒目的“安全通道”字樣，頂部側面標有梯籠編號。在梯籠正面可拉上體現企業文化的條幅或企業Logo等，可宣傳企業價值觀，弘揚企業文化（圖7）。

圖6 相鄰梯籠位置示意

圖7 標識標化示意

1.3 計算與分析

1.3.1 布置參數

根據入坑裝配式梯籠的設計，下撐與主梁外部錨固點的水平面方向的距離為1 150 mm，支撐件上下2個固定節點之間的垂直距離為850 mm，支撐件上下2個固定節點之間的水平距離為900 mm。

1.3.2 荷載布置參數

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準值為8kN。各排立桿距主梁外錨固點水平距離從遠到近分別為250、1150、2000 mm，主梁間的間距取2100 mm。

1.3.3 驗算結果

通過對主梁、下撐桿、懸挑主梁整體穩定性、錨固段與樓板連接等進行驗算，結果顯示其設計符合規范要求。

2 工程應用

2.1 工程概況

上海董家渡金融城工程項目新建項目J地塊基坑面積13977 m2，深18.9 m。圍護采用厚1 m地下連續墻，設置4道鋼筋混凝土支撐，1～4道支撐中心標高分別為－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

本項目基坑面積較大，根據棧橋板的設置情況、后續施工（特別是挖土）及現場通行需求，梯籠布置在棧橋主要通道旁，即在東西兩側各設置1個裝配式梯籠。

2.3 入坑裝配式梯籠施工

2.3.1 入坑裝配式梯籠架搭設工藝流程

支撐施工時放置埋件→懸挑支撐部分安裝→安裝定位防墜鋼板、可調底座→立桿→縱、橫向掃地桿→縱、橫向橫桿→外豎向斜桿及水平斜桿→側向連接桿→安掛扣式鋼腳手板→安裝標準化防護欄桿→綁扎阻燃密目安全網→安裝標識標化

2.3.2 入坑裝配式梯籠施工

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

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

3）斜向連接桿。連接桿采用鋼管扣件即可，支撐施工時在制作過程中預埋一段短鋼管，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。梯籠的架體內立桿距支撐20 cm即可，如距離較大，則須鋪設站人板，方便人員安全通行。梯籠立桿與支撐之間鋪有型鋼，型鋼應采用腳手片或木板進行封閉，以利行走，保證安全。梯籠底部用雙層水平網兜進行封閉。梯籠周邊綁扎阻燃密目安全網。

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

2.3.3 入坑裝配式梯籠的檢查驗收

1）梯籠搭設前，對進入現場的各種構配件按規定進行檢查驗收，不合格的應及時清除出場。構配件應有相應的產品標識及產品質量合格證、產品說明書等。

2）梯籠搭設完畢，使用前由安全、質量主管人員、項目工程師等人員驗收。驗收前需編寫好方案及交底資料，并填寫驗收單，在架體入口處掛驗收合格牌。

3）入坑裝配式梯籠使用期間必須設專人經常檢查，發現問題及時糾正。

2.3.4 入坑裝配式梯籠的拆除

入坑裝配式梯籠拆除前應按照規范要求，項目工程師做好交底。拆除時，設置安全區并設警示標志，安排人員看守。逐步拆除，拆下的構配件分類堆放。

3 經濟效益對比

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

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

4 結語

1）入坑裝配式梯籠與傳統梯籠相比，可以更好地適應現場情況，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數量的盤扣鋼管，鋼管的運輸更為方便，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格上都極為優秀的新型技術產品，值得推廣使用。