整體提升式腳手架的經(jīng)濟(jì)性和適用性分析

程愛(ài)堂

(山西省第三建筑工程公司，山西長(zhǎng)治 047100)

1 整體提升式腳手架技術(shù)

腳手架是指建筑工程中，為解決施工工人在較高的外墻、內(nèi)墻等處施工的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，通常以木、竹、鋼管、鋼筋、木板等搭建，通過(guò)著力于地面的基座或內(nèi)外墻搭設(shè)平臺(tái)，以解決施工的垂直、水平運(yùn)輸問(wèn)題，臨時(shí)堆放材料，同時(shí)便于工人施工。從搭設(shè)原理來(lái)看，傳統(tǒng)的腳手架是落地式腳手架，支承于地面及墻壁，外立桿只有一排，稱(chēng)為單排腳手架。而現(xiàn)在從安全、承重、穩(wěn)固等角度出發(fā)，往往沿墻壁搭設(shè)兩排立桿，稱(chēng)為雙排腳手架。而現(xiàn)在還出現(xiàn)了懸挑式腳手架、外掛式腳手架、提升式腳手架、門(mén)式腳手架、爬架等;從材料而言，有木桿、竹竿及鋼管搭設(shè)，如扣件式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架、承插式鋼管腳手架。

整體提升式腳手架是近年來(lái)隨著高層建筑的增加而開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種腳手架新技術(shù)。它是在分段懸挑式腳手架及爬架的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有不落地及附著于結(jié)構(gòu)之上的特點(diǎn)，同時(shí)利用自身動(dòng)力(如電葫蘆或手動(dòng)葫蘆)實(shí)現(xiàn)腳手架高度隨建筑物主體結(jié)構(gòu)升高或降低，同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)施工與裝修施工的要求，對(duì)于后期的外墻清潔也十分方便，具有安全、高效、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，在近年來(lái)的工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 整體提升式腳手架結(jié)構(gòu)與施工要點(diǎn)

2.1 基本結(jié)構(gòu)

1)腳手架體:根據(jù)雙排腳手架的結(jié)構(gòu)，沿建筑物周邊搭設(shè)雙排腳手架，其高度一般選擇標(biāo)準(zhǔn)層高即可。腳手架下部以桁架為基本結(jié)構(gòu)，采用雙弦桿、雙腹桿和腳手架整體搭設(shè)而成。接長(zhǎng)架管時(shí)，可用對(duì)接扣件接好后，用鋼筋沿接頭處上下左右焊接加固。腳手架體支撐在托架底座上，立柱縱距不得大于1.5 m。同時(shí)，腳手架體外側(cè)要掛好安全網(wǎng)，架板下部要安裝安全兜網(wǎng)。2)提升機(jī)構(gòu):電動(dòng)(手動(dòng))葫蘆、電氣系統(tǒng)控制柜，通訊系統(tǒng)。葫蘆必須滿足承重與提升速度的要求，葫蘆的上鉤掛在限載防墜裝置的承重吊環(huán)上，下鉤掛在托架上。提升機(jī)構(gòu)的升降控制主要是由電氣系統(tǒng)控制柜通過(guò)通訊系統(tǒng)(一般是電纜)等進(jìn)行信號(hào)傳遞。同時(shí)，通訊系統(tǒng)還應(yīng)包括有線或無(wú)線的對(duì)講設(shè)備，以備高層建筑的腳手架提升時(shí)，操作人員之間聯(lián)絡(luò)之用。3)托架底座:托架底座一般由型鋼制作。提升機(jī)構(gòu)通過(guò)懸挑提升梁作用于托架底座，使其能夠靈活地上下移動(dòng)。安裝時(shí)，托架必須保持水平，與提升機(jī)構(gòu)進(jìn)行良好連接與固定。對(duì)于建筑物的特殊部位如陽(yáng)臺(tái)應(yīng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)施工。4)懸挑提升梁:由懸挑梁、拉桿、穿墻螺栓組成。懸挑提升梁是用來(lái)安裝提升機(jī)構(gòu)的支承構(gòu)件，使用工字鋼制作，底部靠墻一端通過(guò)穿墻螺栓與建筑物連接。拉桿是連接提升梁與墻體的關(guān)鍵構(gòu)件，一般上端以預(yù)埋螺栓的方式固定于建筑物上，通過(guò)花籃螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)。懸挑梁在上升時(shí)，安裝于托架底座下方6 m以?xún)?nèi)。在下降時(shí)，安裝于托架底座相近一個(gè)樓層左右的高度。懸挑梁安裝平整，拉桿松緊度調(diào)節(jié)一致。5)安全裝置:主要包括防傾覆和防墜落設(shè)施，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是導(dǎo)向桿、導(dǎo)軌、鋼絲繩以及專(zhuān)用的防傾覆或防墜落設(shè)備等。防傾覆裝置主要是由垂直導(dǎo)向管及導(dǎo)軌組成，在上升或下行時(shí)約束腳手架，防止外傾。防墜落裝置主要是在升降系統(tǒng)出現(xiàn)意外墜落事故時(shí)，可靠有效地及時(shí)鎖定架體。在實(shí)踐中往往通過(guò)繼電器等設(shè)備，通過(guò)升力的變化，控制防墜裝置啟動(dòng)，如JF5000型限載聯(lián)動(dòng)防墜落裝置。

2.2 整體提升式腳手架安裝簡(jiǎn)要流程

架設(shè)臨時(shí)托架→承力托架安裝及調(diào)平→安裝腳手架底部支撐立桿→安裝腳手架底部桁架上下弦管→裝斜橫管支撐→安裝桁架剪刀撐→安裝桁架上下弦處斜撐(鋼筋)→搭設(shè)上方普通雙排鋼管架→安裝登高爬梯與轉(zhuǎn)料平臺(tái)→安裝腳手架本體(鋪腳手架板，安裝護(hù)欄、安全網(wǎng))→安裝提升裝置及配件→安裝安全裝置(防傾覆與防墜落設(shè)備)。

在拆卸時(shí)，其順序與安裝時(shí)的順序相反。

3 整體提升式腳手架經(jīng)濟(jì)性分析

3.1 節(jié)約工程材料

由于腳手架功能特性，決定了一次性投入的材料需求量很少，顯著提高了周轉(zhuǎn)材料的利用率。提升的實(shí)際上只有提升機(jī)構(gòu)本身，不像落地式雙排腳手架那樣需要大量從上到下的鋼管、卡扣等搭設(shè)材料，也無(wú)需其他附件，適宜大片整體吊裝，同時(shí)直接自行升降，無(wú)需頻繁安排吊車(chē)進(jìn)行起吊，也可以節(jié)約設(shè)備臺(tái)班。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自提升式腳手架材料用量?jī)H為綜合型架的10%左右。

3.2 節(jié)約人力成本

提升式腳手架一次安裝，可以根據(jù)不同的高度進(jìn)行升降，不必反復(fù)進(jìn)行搭設(shè)和拆除，因此可以大量節(jié)約人力成本。同時(shí)，由于提升式腳手架在使用時(shí)，是通過(guò)葫蘆提升，操作簡(jiǎn)便，工作環(huán)境也比較好，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人工成本消耗量?jī)H為綜合型架的50%左右。

3.3 保證工期進(jìn)度

提升式腳手架可以自由升降，可以根據(jù)施工進(jìn)度自由安排高度，如外墻裝飾，正常情況下兩天就可升降一層。同時(shí)使用過(guò)程無(wú)須使用塔吊或吊車(chē)，或者利用空閑時(shí)間使用塔吊，不會(huì)影響其他材料或設(shè)備的搬運(yùn)，這樣可以使施工組織優(yōu)化，保證了工期進(jìn)度。

3.4 使用壽命較長(zhǎng)

雖然落地式雙排腳手架一般情況可用10年以上，但扣件、螺栓每3年換一次;提升式腳手架一般都能使用10年以上，只是需要定期進(jìn)行電動(dòng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。較長(zhǎng)的使用壽命也從客觀上降低了成本，提高了工程效率。

3.5 實(shí)現(xiàn)整體工程成本的最優(yōu)化

首先，整體提升式腳手架只需要一次拼裝，相關(guān)受力構(gòu)件也只需要不多次數(shù)的安裝，因此層數(shù)越高或總高度越高的情況下，其安裝與使用成本就相對(duì)越低。其次，重復(fù)升降，也可以減少臨邊作業(yè)，減少吊次。再次，提升式腳手架的檢查與維修也相對(duì)簡(jiǎn)便，相比傳統(tǒng)的落地式腳手架而言，一個(gè)人僅2 h左右就可對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行全面的檢查，大大節(jié)約了檢修費(fèi)用。

4 整體提升式腳手架適用性分析

4.1 安全施工與文明施工

由于整體提升式腳手架在工程實(shí)踐中的歷史還不是太長(zhǎng)，從理論依據(jù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、安全規(guī)范、施工工藝、現(xiàn)場(chǎng)管理、市場(chǎng)管理、人員管理等方面都還不是特別完善，因此也存在著一些實(shí)踐上的問(wèn)題。譬如近些年來(lái)，在上海、珠海、深圳、武漢等地都曾發(fā)生過(guò)腳手架墜落或傾覆，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的重大事故。因此，從安全施工的角度而言，要重視安裝和拆卸過(guò)程的管理。此外還要重視使用過(guò)程中的安全操作，如按規(guī)范設(shè)置防墜落與防傾覆裝置，做好同步故障監(jiān)控，及時(shí)安裝合格的安全網(wǎng)等。在文明施工方面，要注意根據(jù)安裝順序進(jìn)行材料進(jìn)場(chǎng)管理，及時(shí)清理雜物，及時(shí)對(duì)建筑外立面進(jìn)行清理。

4.2 選擇適用于整體提升式腳手架的工程

整體提升式腳手架雖然在高層、超高層的建筑施工中得到了廣泛應(yīng)用，但因其整體提升的特性，往往適用于造型相對(duì)簡(jiǎn)單，且建筑物立面無(wú)較大截面變化的情況，才能充分發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)。一般情況下，適用于標(biāo)準(zhǔn)層數(shù)占總樓層層數(shù)的大多數(shù)且連續(xù)的高層、超高層建筑。標(biāo)準(zhǔn)層層高宜不大于4.5 m，無(wú)懸挑長(zhǎng)度較大的陽(yáng)臺(tái)、雨篷、空調(diào)板的框架剪力墻，筒中筒建筑。從施工材料、人工等成本角度考慮，僅標(biāo)準(zhǔn)層不小于16層時(shí)，才能夠體現(xiàn)出成本優(yōu)勢(shì)。對(duì)于某些國(guó)家明確要求使用提升式腳手架的建筑物，雖然不符合成本效益原則，但也只能采用，這方面是值得理論與工程人員進(jìn)一步討論的。

4.3 整體提升式腳手架承力點(diǎn)的選擇

整體提升式腳手架的承力主要是通過(guò)下邊的桁架來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但桁架立桿架設(shè)的著力點(diǎn)選擇是必須要考慮的問(wèn)題。承力點(diǎn)的布置，要考慮合理的距離，同時(shí)要考慮建筑物標(biāo)準(zhǔn)層形狀，以有利于腳手架的合理布局，以便充分實(shí)現(xiàn)方便操作、安全施工，同時(shí)最大限度發(fā)揮設(shè)備的工作能力，合理利用材料實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化。在具體的選擇方面，承力點(diǎn)的選擇要考慮桁架的穩(wěn)定性，要考慮建筑物截面的具體形狀，盡量避免出現(xiàn)在陽(yáng)臺(tái)、雨篷、異形板、立面有復(fù)雜造型的投影處。一般應(yīng)選擇在剪力墻、框架梁、柱、基礎(chǔ)承臺(tái)上。

4.4 當(dāng)前規(guī)范中應(yīng)考慮完善之處

1)相關(guān)術(shù)語(yǔ)沒(méi)有明確定義。《建筑施工附著升降腳手架管理暫行規(guī)定》(建建[2000]230號(hào))第十二條規(guī)定“索具、吊具按表2的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，其安全系數(shù)的取值參照相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范確定，但升降機(jī)構(gòu)中使用的索具、吊具的安全系數(shù)不得小于6.0”。規(guī)范中對(duì)于升降機(jī)構(gòu)、索具、吊具均無(wú)明確具體的操作規(guī)定，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)驗(yàn)算、配件生產(chǎn)等出現(xiàn)一些不確定因素。

2)承力點(diǎn)基底未做詳盡要求。承力點(diǎn)下方的基底直接承受桁架傳來(lái)的腳手架及其荷載，一般用鋼筋混凝土澆筑。由于基底質(zhì)量的好壞直接決定著整個(gè)腳手架的安全。建建[2000]230號(hào)文第二十三條規(guī)定“對(duì)附著支承結(jié)構(gòu)與工程結(jié)構(gòu)連接處混凝土的強(qiáng)度要求應(yīng)按計(jì)算確定，并不得小于C10”，但這種原則規(guī)定對(duì)于具體施工并不夠詳細(xì)。其強(qiáng)度是否合理也值得探討。

5 結(jié)論與啟示

整體提升式腳手架作為高層、超高層建筑工程項(xiàng)目施工的輔助施工技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)得到了廣泛的使用。相比傳統(tǒng)的腳手架而言，具有成本節(jié)約、維護(hù)方便、操作簡(jiǎn)便、效率較高的特點(diǎn)。在具體施工中，要根據(jù)工程的實(shí)際情況，關(guān)注細(xì)節(jié)，合理運(yùn)用這一技術(shù)，做好安全生產(chǎn)與文明施工，促進(jìn)建筑施工機(jī)械化、電氣化、專(zhuān)業(yè)化、規(guī)范化。

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