黄泽达 刘洪彦 盛小韦
中国核工业华兴建设有限公司 江苏 南京 210019
摘要：随着建筑施工新技术的的不断发展，装配式建筑得到政府及建筑行业的大力推广。为了解决传统悬挑架U型锚环在预制叠合板上锚固长度不足的问题，本文以正荣悦山居项目为实例，介绍了承插型盘扣式钢管脚手架与花篮式悬挑工字钢相结合的施工工艺在PC高层住宅的应用情况，通过对施工技术难点及相关施工工艺的详细介绍，展示了承插型盘扣式悬挑外脚手架的良好工程实践及应用前景，也为其他类似工程的应用提供了参考。
关键词：盘扣式钢管脚手架;花篮拉杆;高层;住宅;装配式;型钢;悬挑脚手架
1 工程概况
本工程项目位于福建省福州市晋安区，位于北二环路南侧，洋下河东侧。项目由三个地块组成。
地块一由4栋27层住宅楼、1栋20层住宅楼，5栋1层配套、门卫，以及满堂一层～两层地下室组成；地块二由2栋26F住宅楼、1栋8F住宅楼，3栋2F商业配套、以及满堂一层～两层地下室组成；地块三由4栋20F住宅楼、3栋11F住宅楼、1栋9F住宅楼、6栋1F-2 F商业配套以及一层～二层地下室组成。其中1-1#、1-2#、1-3#、1-5#、2-1#、2-2#为装配式，预制构件包含叠合梁、叠合板、预制空调板及预制楼梯，具体详见项目效果图,如图1所示。
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图1 项目效果图
2 传统工艺介绍
2.1 工艺介绍
传统的悬挑脚手架，常用的型钢锚固方式是在楼板底筋绑扎完成后，根据悬挑层工字钢排布图及锚固螺栓定位图，在工字钢固定端尾部及悬挑段与固定段交界处预埋U型锚固螺栓，与板底层钢筋焊接牢固。U型锚固螺栓上部加设两根1.5m长直径18mmHRB400钢筋后，再绑扎板面筋。混凝土浇筑完成且板面强度达到5Mpa时，将工字钢吊运至板面，放置于U型锚固螺栓内，套入钢压板并拧紧双螺母与锚固螺栓连接固定。锚固螺栓与工字钢之间的空隙使用木楔子楔紧，防止工字钢失稳侧翻。
工字钢悬挑端上部焊接外脚手架钢管定位钢筋后，搭设扣件式钢管外脚手架，并满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011的相关规定。悬挑层上一层混凝土浇筑前，需根据悬挑层工字钢位置在建筑边缘结构梁上埋设吊环。混凝土浇筑完成后，使用钢丝绳将工字钢端头与上层吊环进行拉结,如图2所示。
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图2 传统悬挑工艺施工构造
2.2适用性及短板分析
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》要求，U型螺栓应与板底筋固定牢固，现浇板厚不宜小于120mm。悦山居项目装配式建筑楼板设计厚度为130mm，其中叠合板厚度70mm，现浇层厚度60mm，对于传统悬挑架预埋U型螺栓的施工工艺，螺栓杆件在PC楼板上的埋置深度不足60mm。因此对于采用叠合板构件的装配式建筑而言，不宜采用传统悬挑架预埋螺栓工艺。
传统悬挑架工艺的不足与短板具体体现在以下几个方面。其一，U型预埋螺栓为一次性耗材，无法周转使用，后期外架拆除需进行破坏性割除，造成材料及人工上的大量投入与消耗；其二，U型螺栓割除一般采用电动角磨机（配切割砂轮）或氧气乙炔气割的方式，前者在割除地面螺栓时，角磨机工作角度受到极大约束，施工过程中切割砂轮容易撞击地面造成机具握持不稳出现危险，后者在施工过程中需进行动火作业，稍有不慎，容易造成火灾隐患。且部分工人为图方便，乙炔瓶及氧气瓶在使用时，间距往往达不到5m的规范要求，造成潜在安全风险；其三，传统悬挑架需在外墙部位预留大量工字钢洞口，影响砌体及外装饰施工的整体性。后期需花费大量精力进行孔洞修补，影响进度的同时，也造成了极大的渗漏隐患；其四，传统扣件式钢管脚手架自重大，纵横杆件采用扣件螺栓连接紧固，施工过程中立杆间距、横杆步距、剪刀撑的设置受到工人主观影响大，施工中容易出现偏差情况，实际控制难度大。且扣件紧固需使用电动扳手等器具，脚手架安装过程操作繁琐不够便捷。
3 方案选择
3.1型钢锚固方案选择
为了解决传统悬挑架型钢预埋环在叠合板上锚固长度不足的问题，本着施工方便、绿色经济的原则，本项目提出了两种解决方案。
方案一：U型螺栓穿楼板工艺。叠合板生产前，按照传统悬挑架型式绘制悬挑型钢布置图，确定U型锚固螺栓位置，要求预制构件厂家，在悬挑层叠合板上提前预留φ20直径的螺栓孔洞。混凝土浇筑前，在预留的螺栓眼孔洞处向上埋设一段15m高直径20的pvc管，安装牢固准确。浇筑完成后，U型螺栓杆从板底通过预留的螺栓孔穿过结构板至悬挑层板面。然后按照传统悬挑架加固方式，将型钢紧固，用木楔楔紧,如图3所示。
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图3 叠合板预制预埋锚固螺栓构造
方案二：花篮斜拉杆悬挑工艺。与传统悬挑架型钢布置于楼板面不同的是，花篮斜拉杆悬挑型钢通过花篮斜拉杆受力及端部高强螺栓连接固定到结构外边梁或剪力墙上。改变了传统悬挑架的受力型式，依靠花篮斜拉杆及高强螺栓协同受力的方式来确保型钢及架体的安全稳定性。混凝土浇筑前，根据花篮式悬挑型钢布置图在结构外侧剪力墙及结构梁上预埋螺栓套管，并焊接固定在梁筋或监理墙钢筋上。混凝土浇筑完成后，使用高强螺栓将型钢固定在建筑结构外立面上,如图4所示。
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图4 花篮斜拉杆悬挑工艺
因方案一需在楼板平面上预留大量螺杆洞孔，后期孔洞封堵质量控制难度大，相较于方案二的梁、墙侧边留孔，渗漏的风险要大的多，且U型螺栓安装需从下部楼层穿板面安装，存在施工方式的不便捷。同时方案一仍然须在建筑外立面预留大量的型钢洞口，与对于传统悬挑架，并没有实质上的改进措施。因此，项目最终选择方案二作为本工程PC高层住宅悬挑脚手架型钢锚固解决方案。
3.2脚手架选择
传统扣件式钢管脚手架存在搭设繁琐、施工速度缓慢、搭设间距步距不够精准化以及美观性较差等制约因素，存在极大弊端。承插型盘盘扣式脚手架，主要由盘扣式立杆，水平横杆，斜拉杆，挂钩式脚手板组成。所有构件均为模数化设计、定尺制造，安装时杆件间距得到了严格控制。横杆及斜拉杆通过插销与立杆上的圆盘进行连接固定，安装简便牢固。盘扣式钢管出厂前均进行了防锈处理，外观呈银白色，搭设成型后效果美观。采用该脚手架体系极大程度提升了架体搭设的便捷性，增加了施工效率，保证了架体搭设的施工质量，解决了后期外装饰二次封堵耗费人工、存在的渗漏隐患的问题。
本工程最终采用承插型盘扣式脚手架与花篮斜拉杆悬挑型钢相结合的悬挑架体系。
4 脚手架搭设
4.1脚手架设计
悬挑钢梁采用16#工字钢，端部焊接一块1cm厚钢板，使用两个M18的8.8级高强螺栓连接固定在建筑外结构面上。型钢前端距离端部25cm处，焊接一块吊耳板，采用高强螺栓连接花篮斜拉杆与上一层结构完成拉结作用。花篮斜拉杆是由两段的Φ18钢拉杆、一对M50高强螺母以及连接高强螺母的3根Φ14短钢拉杆组成。
当悬挑长度小于等于2000mm时，应设置一道花篮斜拉杆。阳台及转角等悬挑长度大于2000mm部位，应设置两道花篮斜拉杆,如图5所示。
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图5 双花篮斜拉杆悬挑型钢构造
4.2施工流程
脚手架设计→预埋型钢加固螺栓孔套管→悬挑层混凝土浇筑→悬挑型钢安装→工字钢验收→定位放线→搭设盘扣式脚手架→预埋斜拉杆加固螺栓孔套管→悬挑层上层混凝土浇筑→安装花篮斜拉杆→验收→连墙件安装→进行上部脚手架搭设→总体验收
4.3施工要点
1）本工程型钢端部锚固选用的高强螺栓规格为M18大小，栓孔套管选用时，套管内径宜选用22mm大小，确保螺栓孔具有一定空间调节的富余。套管预埋前，两侧孔口应使用透明胶带进行封堵，避免混凝土浇筑过程中堵孔，胶带缠裹层数不宜小于两层。套管预埋时，应确保高度准确，允许偏差高度在5mm范围内，套管应牢固焊接在结构钢筋上，确保不发生偏位、掉落的情况。混凝土浇筑过程中，需由专人进行监督看护，避免工人在套管预埋位置直接布料，同时应避免振捣棒直接触碰套管。
2）混凝土浇筑完成后，应确保强度达到5Mpa，方可对悬挑型钢进行安装固定。型钢安装前，应在下层脚手架架体顶部安装临时支撑构件，可采用可调顶托配合钢管支撑的方式对型钢悬挑段进行临时卸载。斜拉杆未安装完成之前，不得对临时支撑构件进行拆除。安装8.8级M18规格高强螺栓对型钢进行固定时，末端应确保采用双螺母进行安装连接，螺栓另一侧应设置60mm×60mm×8mm规格的垫片增加传力接触面积。安装完毕后，需确保高强螺栓丝扣外露不小于3扣。
3）盘扣架水平拉杆尺寸均为300mm的模数，有600mm、900mm、1200mm、1500mm等规格。盘扣钢管立杆安装时，间距必须与水平拉杆尺寸匹配。因此施工前，必须对所有盘扣钢管立杆位置进行精确排布，确保所有立杆间距满足水平拉杆模数要求。根据盘扣钢管立杆布置图，确定内外排立杆离墙的精确距离，保证施工。
4）根据立杆离墙间距，在型钢上部设置通长的16#工字钢联梁，并焊接牢固。为确保盘扣钢管能够顺利安装搭设，需进行准确定位测量，将所有立杆桩位投放至钢联梁上。盘扣架底部需设置可调底座，适当调节底座丝杆外露高度，确保盘扣式立杆连接圆盘标高均位于一个水平面，防止圆盘高差导致的水平拉杆插销无法安装到位的情况，详见（图5）。盘扣式脚手架立杆底部可调底座外露丝杆不得大于300mm，扫地杆高度不得大于550mm,如图6所示。
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图6 项目效果图
4)盘扣架钢管搭设时，应确保相邻立杆接头位置错开不小于50cm，水平杆与立杆连接圆盘通过插销连接紧固。起步立杆宜采用1.5m、2.5m两种规格交错布置，向上统一采用2.5m立杆向上接长，接长部位的上下连接套管处需对准防拔出销孔位置，安装防拔出插销。竖向斜杆沿着架体外侧每5跨每层应设置一根，端跨的横向每层应设置竖向斜杆，拐角为直角部位设置立杆间的竖向斜杆。搭设过程中，每完成一步脚手架的搭设，需及时安装挂钩式踏板，确保架体作业的安全性。
5）斜拉杆上部螺栓套管预埋预埋方式及要点同型钢加固螺栓套管。上层结构混凝土浇筑完成达到一定强度后，安装斜拉杆。将上下两根18mm直径的钢杆旋入花篮中，拧紧花篮，确保斜拉杆有效受力,如图7所示。
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图7 花篮斜拉杆效果图
6）架体施工前，需绘制连墙件平面布置图，施工过程中严格按照布置图进行现场布置预埋。按要求必须设置刚性连墙件，按照两步三跨原则层层设置。开口架两端必须设置连墙件，转角处宜设置连墙件进行加强。
4.4脚手架施工安全措施
脚手架施工前，应确保所有特种作业人员培训考核通过，持证上岗。项目上需认真落实悬挑型钢安装、脚手架施工的交底及过程监督工作。施工过程，需严格按照方案要求执行。
脚手架搭设与拆除过程中，需对高处坠物风险区域拉设安全警示带、悬挂警示标志，禁止无关人员靠近，避免交叉作业现象发生。
脚手架搭设过程中，需按要求挂设“高空作业生命线”，生命线全部采用直径不低于12毫米的镀锌钢丝绳，应无断丝、断股、灼伤、受腐蚀、严重变形等缺陷，施工作业人员必须佩戴好安全帽及安全带，安全带必需按要求挂设在“高空作业生命线”上，并做到高挂低用,如图8所示。
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图8 高空作业生命线
4 总结
本工程通过在PC高层住宅中创新性的应用盘扣式花篮拉杆型钢悬挑脚手架，有效解决了叠合板上型钢锚固的难题，确保项目的顺利进行。同时，新的悬挑脚手架工艺有效的避免了传统悬挑需在外墙部位预留型钢孔洞的情况，节约了后期二次修补产生的材料及人工费用，从根本上解决了传统悬挑工艺型钢孔洞部位存在的外墙渗漏风险问题。盘扣式钢管脚手架施工简便，搭设进度快、减少人工成本投入，能够快速实现作业层的架体防护作用，确保工期不延误。
盘扣式钢管自重轻，承载力大，挂钩钢踏板也使的架体的稳定系数及安全性得到了进一步提升。相较于传统悬挑架，盘扣式花篮拉杆型钢悬挑脚手架优势明显。因此，本工程盘扣式花篮拉杆型钢悬挑脚手架的应用实例，对于今后其他装配式项目有着极大参考借鉴价值。
参考文献：
[1]王大全.可调式钢拉杆型钢悬挑脚手架在高层建筑施工中的应用［J］.建筑工人，2015，36（5）：20－22.
[2]中国建筑科学研究院.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范：JGJ 130－2011［S］.北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3]裴鸿斌,刘欢佳,寇凯平.承插型盘扣式钢管支架在工程中的应用[J].天津建设科技,2014,24(5):7-8.
[4]娄志环.承插型盘扣式钢管脚手架搭设技术[J].科学与财富,2015 (17):359-359.
作者简介：黄泽达(1989—)，性别：男；籍贯：福建泉州；职称：助理工程师；学位：学士学位；研究方向：现从事工程技术方面研究。