深基坑装配式梯笼的设计与应用

闫雁军 谭英辉 谭震川

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

目前深基坑施工中人员垂直通道多采用传统脚手钢管扣件或是箱式梯笼。其中钢管扣件式的钢管长短和质量无法控制，扣件扣接参差不齐。由于钢管长期对外租售，表面常锈迹斑斑，一定程度上会影响现场的文明施工。由于此类型钢管壁厚和施工质量难以保证，可能会给人员垂直通行带来安全隐患。箱式梯笼一般经租赁或购买运到工地后，再由操作专业安装人员在施工现场安拆。由于梯笼的尺寸结构固定，所以难以根据现场情况灵活调节，且箱式梯笼租售费用及进出场费和运输费用较高，导致其性价比较低。现设计一种深基坑入坑装配式梯笼，主要利用盘扣部件，可现场安拆，灵活布置于需要位置，使用安全、外表美观、成本低。

1 入坑装配式梯笼的设计与计算

1.1 入坑装配式梯笼设计

入坑装配式梯笼主要由梯笼架体和支撑部分组成。单个梯笼设计效果图如图1所示。

图1 单个梯笼效果图

1.1.1 梯笼架体

梯笼架体内主要有梯笼架和设于梯笼架内的钢爬梯。梯笼架包括4排架设于槽钢悬挑端上的立杆，立杆之间架设有水平拉杆和斜拉杆，立杆、水平拉杆及斜拉杆相互之间通过圆盘式卡扣连接。各种杆件材质除有特殊要求外，应符合相关国家标准与规范。梯笼架的底部布置有铺在槽钢悬挑端上的防坠钢板，顶部铺设有防护竹笆或木板，侧面罩有阻燃密目安全网。

钢爬梯设置采用“之”字形楼梯（图2），楼梯转角平台及梯步宽0.9m，斜梯长1.5m，高2m，与横杆步距相同，梯步中间设置护手，高0.9m（图3）。

图2 梯笼立面

图3 梯笼平面

1.1.2 支撑部分

梯笼安装在相邻的上层混凝土支撑和下层混凝土支撑之间的悬挑槽钢上，槽钢以2组相互平行、每组2根的形式架设于下层混凝土支撑上。每根槽钢的一端与所述下层混凝土支撑上的预埋件固接，另一端悬挑在下层混凝土支撑的前方，槽钢的悬挑端底部与下层混凝土支撑之间设有斜抛撑（图4）。其中槽钢与斜抛撑在材质方面要满足规范要求。

预埋钢筋接近混凝土支撑上表面处有螺纹，连接时用螺纹配螺母将锚固角铁固定，混凝土支撑上表面4根槽钢与角铁固接。

为了增强抗侧翻能力，在悬挑槽钢外侧对称设置两斜杆，将支撑与梯笼架体进行拉接。斜杆在垂直水平面方向投影与支撑呈45°角（图4），在水平面投影与支撑亦呈45°角（图5）。上层混凝土支撑上入口位置两侧设置有支撑护栏，梯笼架的侧面通过水平拉接杆与支撑护栏固接。

基坑较深时（多道混凝土支撑），单个梯笼无法满足使用需求，考虑将多个梯笼组合使用。将上下两相邻梯笼分别布置于支撑两侧，这样能够在同层实现上下方向的同时运输（图6）。

图4 悬挑钢梁平面

图5 悬挑钢梁剖面

1.2 标识标化设计

在梯笼顶部出入口处及其背面，设有醒目的“安全通道”字样，顶部侧面标有梯笼编号。在梯笼正面可拉上体现企业文化的条幅或企业Logo等，可宣传企业价值观，弘扬企业文化（图7）。

图6 相邻梯笼位置示意

图7 标识标化示意

1.3 计算与分析

1.3.1 布置参数

根据入坑装配式梯笼的设计，下撑与主梁外部锚固点的水平面方向的距离为1 150 mm，支撑件上下2个固定节点之间的垂直距离为850 mm，支撑件上下2个固定节点之间的水平距离为900 mm。

1.3.2 荷载布置参数

考虑施工过程中所有可能施加的荷载，并按照最不利情况布置3排立杆，各排立杆沿着垂直于水平线的方向传至悬挑梁上的荷载标准值为8kN。各排立杆距主梁外锚固点水平距离从远到近分别为250、1150、2000 mm，主梁间的间距取2100 mm。

1.3.3 验算结果

通过对主梁、下撑杆、悬挑主梁整体稳定性、锚固段与楼板连接等进行验算，结果显示其设计符合规范要求。

2 工程应用

2.1 工程概况

上海董家渡金融城工程项目新建项目J地块基坑面积13977 m2，深18.9 m。围护采用厚1 m地下连续墙，设置4道钢筋混凝土支撑，1～4道支撑中心标高分别为－1.8、－6.6、－11.6、－15.6 m（图8）。

图8 入坑装配式梯笼布置

2.2 入坑装配式梯笼的布置

本项目基坑面积较大，根据栈桥板的设置情况、后续施工（特别是挖土）及现场通行需求，梯笼布置在栈桥主要通道旁，即在东西两侧各设置1个装配式梯笼。

2.3 入坑装配式梯笼施工

2.3.1 入坑装配式梯笼架搭设工艺流程

支撑施工时放置埋件→悬挑支撑部分安装→安装定位防坠钢板、可调底座→立杆→纵、横向扫地杆→纵、横向横杆→外竖向斜杆及水平斜杆→侧向连接杆→安挂扣式钢脚手板→安装标准化防护栏杆→绑扎阻燃密目安全网→安装标识标化

2.3.2 入坑装配式梯笼施工

1）悬挑钢梁施工。悬挑钢梁设置于混凝土支撑上，并通过预留埋件与支撑固定。支撑施工时，近支撑边缘的钢梁下铺设钢板，钢梁安装时，将钢板与悬挑钢梁点焊连接。

2）盘扣式杆件设置。先安放底座，调平后再放置立杆，用套管承插连接立杆，后用插销固定，然后按照规范要求施工横杆、斜杆等构配件。

3）斜向连接杆。连接杆采用钢管扣件即可，支撑施工时在制作过程中预埋一段短钢管，再用连接杆将其与架体连接起来，架体上下均与混凝土支撑连接。

4）梯笼封闭。梯笼的架体内立杆距支撑20 cm即可，如距离较大，则须铺设站人板，方便人员安全通行。梯笼立杆与支撑之间铺有型钢，型钢应采用脚手片或木板进行封闭，以利行走，保证安全。梯笼底部用双层水平网兜进行封闭。梯笼周边绑扎阻燃密目安全网。

5）梯笼爬梯布置。斜梯与纵向横杆挂钩连接，平台满挂钢制脚手板，休息平台外围设置防护栏杆和挡脚板。

2.3.3 入坑装配式梯笼的检查验收

1）梯笼搭设前，对进入现场的各种构配件按规定进行检查验收，不合格的应及时清除出场。构配件应有相应的产品标识及产品质量合格证、产品说明书等。

2）梯笼搭设完毕，使用前由安全、质量主管人员、项目工程师等人员验收。验收前需编写好方案及交底资料，并填写验收单，在架体入口处挂验收合格牌。

3）入坑装配式梯笼使用期间必须设专人经常检查，发现问题及时纠正。

2.3.4 入坑装配式梯笼的拆除

入坑装配式梯笼拆除前应按照规范要求，项目工程师做好交底。拆除时，设置安全区并设警示标志，安排人员看守。逐步拆除，拆下的构配件分类堆放。

3 经济效益对比

在本工程案例中，梯笼使用时间为从第2道支撑施工开始至底板施工完成（拆撑前）。箱式梯笼费用考虑租金（1 000元/月）以及进出场费（5 000元/月）。入坑装配式梯笼悬挑钢梁为购买，梯笼架体按照盘扣的租金计算，每月160元，进出场费、安拆费、人工费等合计每次7 500元。

由此可得入坑装配式梯笼的费用为30 948元，而箱式梯笼为71 000元，差价40 052元。

4 结语

1）入坑装配式梯笼与传统梯笼相比，可以更好地适应现场情况，布置灵活方便，且使用安全、外表美观。

2）入坑装配式梯笼只需租赁相应数量的盘扣钢管，钢管的运输更为方便，并用少量人工即可安装完成，安装速度有较大提高，成本大大减少。

由此可见，入坑装配式梯笼是一种在性能和价格上都极为优秀的新型技术产品，值得推广使用。