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浅析高层建筑悬挂脚手架技术

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张倜

[导读] 摘要：随着近年来高层建筑施工在房建施工中比重越来越大，更多的人致力于不断探索新型节能节材性施工工艺，房建中普遍使用的型钢悬挑脚手架有着许多弊端，已越来越不能满足人们节能减材的要求。

        上海绿地建设（集团）有限公司上海 200080
        摘要：随着近年来高层建筑施工在房建施工中比重越来越大，更多的人致力于不断探索新型节能节材性施工工艺，房建中普遍使用的型钢悬挑脚手架有着许多弊端，已越来越不能满足人们节能减材的要求。本文介绍了菏泽花都程阳雅苑项目在施工过程中，探索和试用悬挂脚手架工艺的技术和措施，以及对阳角、飘窗等不利位置工字钢的架设及拉杆安装的设计方案。为今后能推行该项节能建材技术提供一些施工思路及方法。
        关键词：高层建筑；悬挂脚手架；节能建材
        0 引言
        随着近年来中国房地产业的飞速发展，高层建筑施工在房建施工中比例已越来越大，型钢悬挑脚手架技术已被广泛使用。传统的悬挑脚手架，大多是在浇筑本层楼板前预埋U型环，再利用钢压板、木楔等材料将工字钢架立在楼板之上给其增加上下、左右两方面的约束，且固定端与悬挑端比例不得低于1.25，因此对于钢材所需量较大。部分悬挑工字钢通过外墙部位的，需在外墙处留下预留洞口，且外架作业、材料临时堆放等都会将荷载通过上部横、立杆传到悬挑工字钢后利用杠杆效应与压板及固定端对楼板产生的压力进行抵消，极易造成穿墙工字钢对支撑点部位砼体发生受压破坏，后期需花费大量人力物力进行修补，不仅增加了施工成本，还增加了外墙孔洞部位漏水隐患的可能性。
        在对悬挑脚手架存在的诸多弊端和实际现场情况的综合考虑下，菏泽花都程阳雅苑项目采用悬挂脚手架技术，该悬挂脚手架体系通过工字钢、拉杆及穿墙螺栓构成。对阳角、飘窗等不利位置处增设斜杆支撑及钢丝绳以确保结构体系安全。
        1 悬挂脚手架施工介绍
        1.1 工程介绍
        菏泽花都程阳雅苑项目位于山东省菏泽市牡丹区，南临长江路、北临中山路、东临牡丹路、西临青年路，是一个集商业、住宅的综合体项目。
        本工程建筑面积302143㎡，结构形式为剪力墙结构，共涉及18栋主楼，楼层地上11-34层，地下车库2-3层，标准层层高为2.9米。本次选取其中9栋楼进行试用，按照不同楼层，选择地上四层或五层开始第一次悬挑，悬挑设计计算按照六层悬挑来进行计算核验，现场在充分考虑安全性的前提下，每次悬挑只悬挑5层，降低其危险性。其悬挂高度为14.5米，立杆纵距1.5m，横杆间距0.8m，步距1.8m，连墙件采取两步两跨设置，增加其安全系数。

        图1 工程总平面图
        1.2 工艺原理介绍及材料数据参数
        在悬挑层楼面浇筑砼之前预埋钢Φ32的铁套管做穿墙螺杆，采用16号工字钢作为底座，（外架立杆通过工字钢悬挑端焊接的钢筋座在工字钢上）伸出建筑结构外进行悬挑。悬挑脚手架工字钢所有挑梁尾部采用预埋螺栓进行锚固或直接与钢板焊接，预埋螺栓采用Φ30的普通螺栓，且固定后需对螺栓松紧度进行复测，并在后期施工过程中做好定期复测。悬挑工字钢与上部连接处均采用Φ20的拉杆斜拉。转角处主梁采用下撑工字钢加钢丝绳斜拉，超长悬挑及空调板部位采用双斜拉杆，其中外侧拉杆承载，内侧拉杆作为防护拉杆，斜拉上部的锚固点为悬挑层上层框架梁或剪力墙板处，基本参数详见表1
        表1 基本参数表

        1.3 施工工序
        定型化制作→钢梁锚固预留孔洞→浇筑锚固预留孔洞层主体砼→钢梁安装→钢梁检查验收→本层架体搭设→本层架体验收→拉杆安装→浇筑锚固预留孔洞层上层主体砼→上部架体安装。
        1.4 构造措施
        1.4.1 普通部位构造
        一般部位由于其普遍性，主要由穿墙螺栓对工字钢进行固定后，由拉杆与上部混凝土体进行拉结，斜拉上锚固点为框架梁或剪力墙板[2]，不得锚固在悬挑梁上。具体施工方法及细部构造如图，。

        图2 普通位置悬挑剖面图

        图3 型钢与建筑物连接详图

        图4 拉杆与建筑物连接详图

        图5 拉杆与工字钢连接详图
        1.4.2 特殊部位构造
        由于阴阳角、飘窗等部位的不规则性，其悬挑端长度与标准长度不一致，故对于上述部位下部要增加16号工字钢斜撑、上部Φ16的钢丝绳斜拉等措施保证其安全性，钢丝绳扣不得少于3个，具体施工措施如图。

        图6 阳角处工字钢加固措施

        图7 飘窗处构造措施如图
        2关键技术要点
        2.1原材料控制
        所有用到的工字钢、穿墙螺栓、垫板、拉杆等构配件均需定型化制作，对于飘窗、阳角等不规则部位的工字钢长度单独制作。工字钢和垫板的焊接、工字钢悬挑端吊耳的焊接及拉杆焊接部位均需满足国家要求，必须满焊，且严格控制焊缝质量、外观等，验收合格后方可使用。发现存在裂缝、焊缝不饱满、弯曲的构件等不得上墙。
        2.2预埋管道控制
        所有预埋孔洞的管道均需与主体钢筋进行固定，且要保持在同一平面内，浇筑和振捣混泥土时不得直接浇筑于预埋管道位置，防止由于浇筑或振捣导致预埋管道位置偏移，浇筑是要对预埋位置进行复测，发现移位的及时调整位置。
        2.3悬挂钢梁安装
        安装悬挂工字钢时，下部脚手架不可拆除，需将工字钢悬挑端架立在脚手架上，待工字钢安装固定、上层拉杆安装完毕后方可进行悬挑层下部脚手架拆除工作。
        2.4立杆设置
        钢管扣件应保证其使用灵活性，扣件不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷。安全网均采用阻燃式密目网。工字钢端部含有定位桩，选用Φ25的钢筋进行焊接，其长度不低于150mm，立杆底端安装在定位桩上，且要控制好其垂直度。立杆接长采用对接扣件连接，相邻立杆接头应相互错开500mm以上，且不得出现在同步同跨内[1]。
        2.5拉杆布置
        拉杆应在悬挑层上层混凝土强度等级达到1.2 时方可安装，拉杆固定处不得出现松动现象[1]。
        2.6连墙件布置
        严格按照国家规范最低要求的三步三跨一拉结，为保证其安全性，可增设为两步三跨、两步两跨等形式，从悬挑层第一层开始布置。在本层设置连墙件时，需提前安装好预埋件，然后浇筑本层主体砼，预埋深度严格按照国家有关规定。
        2.7剪刀撑布置
        脚手架剪刀撑应从底部到顶部连续设置，不得间隔布置，布置应满足GB51210-2016《建筑施工脚手架安全技术统一标准》中的有关要求，且扣件连接点必须满足规范要求，剪刀撑对接处至少有3个对接扣件。
        2.8脚手架拆除
        脚手架拆除时必须从上到下依次拆除，不可上下交叉作业，且拆除时，周边必须有专人进行监督，脚手架下方设置隔离安全区域，无关人员不得进场。安装及拆除脚手架时必须佩戴安全帽和安全带。
        3 实施效果分析
        经过力学软件、实验室的设计计算，悬挑层工字钢的强度、抗剪、挠度等均符合规范要求，拉杆最大轴向拉力满足设计值，焊缝外观质量满足规范要求，最终验算结果符合相应规范要求。与普通的悬挑脚手架相比，悬挂脚手架方案有以下几个优点。
        3.1 外墙渗漏水减少
        采用悬挂脚手架施工时，不会影响外墙砌体施工，外墙无需开洞，只需按照设计预留对墙螺栓的孔洞，可大大减少后期因修补洞口不利亦或防水没有做好而引起外墙漏水的隐患，提高了施工质量，减少了后期二次砌筑过程中，对预留孔洞封堵和防渗漏所需的人工。且本工程采用的拉杆是花篮套筒紧固拉杆，其比钢丝绳更加稳定坚固，更容易保证其受力状态，且拉杆上端预埋铁套筒，无需在模板上开洞[3]。
        3.2 原材料损耗减少
        悬挂型钢与传统的悬挑型钢固定方式比较，由于其没有固定端，可大大减少型钢用量，而且各构件可定型化制作，规格、尺寸、质量能得到有效地保证，可周转次数多，既节省成本，又美观实用，具有较高的回收利用率。
        3.3 安拆拆卸简便
        悬挂脚手架拉杆、工字钢安拆简便易行，一名架子工便可进行外架安装操作，大大节约施工时间，只需楼内一名施工人员配合固定便可。且二次砌筑过程中，由于不存在大型预留孔洞开口，故大大减少其补洞的时间和材料消耗，经济效益显著。
        3.4 施工现场楼层内美观
        悬挂脚手架由于不存在固定端部分，故施工楼层间更加美观，更加安全文明，方便施工人员通行施工。
        4 结语
        在本工程中，悬挂脚手架满足了工程上对安全、质量、经济的预期要求，并且由于其施工简便，加快了施工进度。适合外立面相对规则简单的高层建筑施工中。现行国家正大力推广房建施工中采用装配式建筑施工，悬挂脚手架由于其简洁便利更加利于施工。但施工过程中要充分考虑其安全性，增补相应安全措施。
        且由于构配件定型化制作，降低了施工现场由于材料加工导致的环境污染，材料可以重复循环使用，符合国家经济环保要求。
        参考文献
        [1]方圆，彭玲明.可调拉杆式悬挂脚手架在高层建筑中的应用.工程质量,2018,36.
        [2]郭捷.花篮拉杆式型钢悬挑脚手架施工工艺.建筑工程与设计.2017,09.
        [3]丁维春.悬挑脚手架的安全改进与创新.建筑施工.2017,08.
        作者简介：张倜（1993-08），男，汉族，籍贯：江苏省东台市，当前职务：项目经理，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：土木工程