集成式爬架在住宅樓施工中的應(yīng)用

□文/葛川玲 劉坤 孔祥玉

集成式爬架在住宅樓施工中的應(yīng)用

□文/葛川玲 劉坤 孔祥玉

以實(shí)際工程為例，對(duì)集成式爬架應(yīng)用于住宅樓的設(shè)計(jì)、分析及安裝施工進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，為今后集成式爬架應(yīng)用于結(jié)構(gòu)體型適宜的住宅樓提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

集成式；爬架；住宅樓；設(shè)計(jì)；安裝

1　工程概況

某住宅樓項(xiàng)目總占地面積12萬m2，總建筑面積42.5萬m2，包括11棟主樓和地下車庫(kù)，結(jié)構(gòu)形式為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。

5#樓地下3層，地上40層，出地面高度為135.45 m，標(biāo)準(zhǔn)層高為3.15m，建筑面積51 917.04 m2，3～40層均為標(biāo)準(zhǔn)層。主體施工時(shí)，外部采用集成附著爬升式腳手架作為防護(hù)架。

2　集成式爬架的特點(diǎn)

近年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層、超高層建筑越來越多，傳統(tǒng)的超高層主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)一般使用懸挑式雙排防護(hù)外架，耗材量大，成本高，勞動(dòng)力投入多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)，施工周期長(zhǎng)進(jìn)度緩慢，塔吊占用率高且不利于二次結(jié)構(gòu)的插入，對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)收益情況也不好。

本項(xiàng)目的防護(hù)架選用一種定型化程度高、人工投入少且能夠整體提升的集成式爬架。目前，集成式爬架常用于結(jié)構(gòu)形式單一、結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單的商用建筑，此次將集成式爬架用于住宅樓是一次新嘗試，采用集成式爬架代替落地式外腳手架、懸挑腳手架。該集成式爬架搭設(shè)一定高度并附著于工程結(jié)構(gòu)上，依靠自身的升降設(shè)備和裝置，可隨工程結(jié)構(gòu)逐層爬升或下降，將高處作業(yè)變?yōu)榈吞幾鳂I(yè)，將懸空作業(yè)變?yōu)榧荏w內(nèi)部作業(yè)，架體美觀、搭設(shè)簡(jiǎn)單，不占用塔吊吊裝時(shí)間，安全性能高，大大縮短了工期、節(jié)省了人工及材料費(fèi)用，外立面設(shè)有防護(hù)網(wǎng)整體防護(hù)，主框架配有防墜落、防傾翻裝置等多重保護(hù)，具有良好的安全性能與經(jīng)濟(jì)性。

3　集成式爬架的設(shè)計(jì)

3.1平面設(shè)計(jì)

施工前認(rèn)真查看圖紙，包括結(jié)構(gòu)與建筑的對(duì)應(yīng)情況，了解結(jié)構(gòu)尺寸、掌握主體施工工藝過程，清楚出料平臺(tái)位置、塔吊及其附著位置、施工升降機(jī)等垂直運(yùn)輸設(shè)備的分布，確定附著升降腳手架提升機(jī)位平面分布位置，選擇剪力墻處安裝機(jī)位，對(duì)陽(yáng)臺(tái)板、懸梁等懸挑結(jié)構(gòu)處盡量避開，如無法避開，采用加強(qiáng)措施。

平面圖主要反映附著升降腳手架平面整體布局、預(yù)埋點(diǎn)平面位置以及附著升降腳手架內(nèi)排立桿離墻距離、出料平臺(tái)位置等。

3.2立面設(shè)計(jì)

本工程升降腳手架設(shè)計(jì)外排高度為14.5 m，架體凈寬0.75 m，架體立柱節(jié)間距離最大5 m，架體滑輪底座底部距離臨近上樓面0.9m。

豎向主框架配置：主框架Ⅰ4.5 m、主框架Ⅱ4.5 m、主框架Ⅲ4.5m、主框架Ⅳ4.5m（含外立柱1.6m）。

3.3預(yù)埋設(shè)計(jì)

預(yù)埋件采用φ50 mm×2.5 mmPVC管制作，依據(jù)附著升降腳手架平面布置圖中平面預(yù)埋位置及預(yù)埋詳圖對(duì)預(yù)埋位置逐點(diǎn)放線預(yù)埋。預(yù)埋方式按照工地實(shí)際情況選用，預(yù)埋位置均須按照預(yù)埋詳圖中提升機(jī)位編號(hào)進(jìn)行。預(yù)埋件長(zhǎng)度為相應(yīng)點(diǎn)位處墻厚（梁厚或板厚）。要保證窗洞、邊梁處的預(yù)埋件中心外至少有150 mm的混凝土厚度，以保證強(qiáng)度要求。保證在混凝土澆筑過程中預(yù)埋件位置準(zhǔn)確，偏差在允許范圍之內(nèi)。預(yù)埋件兩端須利用海綿、泡沫、鋸末、膠帶封堵，防止?jié)仓r(shí)注入水泥?；炷翝仓?、振搗時(shí)應(yīng)避讓預(yù)埋管，防止預(yù)埋件發(fā)生較大偏移。

4　集成式爬架的安裝

4.1安裝流程

搭設(shè)安裝平臺(tái)→組裝第一段升降腳手架各部件→第一段升降腳手架吊裝→第二段升降腳手架組裝、吊裝→安裝附墻支座、卸荷裝置、防護(hù)鋼網(wǎng)→第三段升降腳手架組裝吊裝→安裝腳手板、防護(hù)鋼網(wǎng)→第四段升降腳手架組裝、吊裝→安裝附墻支座、卸荷裝置、防護(hù)鋼網(wǎng)安裝附墻支座、卸荷裝置、提升鋼絲繩→組裝至設(shè)計(jì)高度→擺放電控柜、分布電纜線、安裝電動(dòng)葫蘆、接線、調(diào)試電器系統(tǒng)→預(yù)緊電動(dòng)葫蘆、檢查驗(yàn)收、同步提升一層→安裝全部完畢，進(jìn)入提升循環(huán)。

4.2集成式爬架安裝平臺(tái)搭設(shè)

計(jì)劃在11層搭設(shè)安裝平臺(tái)，平臺(tái)由原防護(hù)架改造而成，離墻距離≯300mm，平臺(tái)寬度1.2 m，外側(cè)搭1.5 m單排防護(hù)，外掛安全網(wǎng)。

平臺(tái)操作面位于搭平臺(tái)樓層頂板下方，平臺(tái)上滿鋪腳手板。平臺(tái)基本承載要求5kN/m2平臺(tái)腳手架基本要求，見表1。

表1　平臺(tái)腳手架基本要求

4.3豎向主框架安裝

豎向主框架Ⅰ高度4.5 m，由滑輪底座、導(dǎo)軌、外立柱、三角連接架組成空間鋼架，導(dǎo)軌和立柱用M18螺栓安裝在底座上，三角連接架安裝在導(dǎo)軌和立柱內(nèi)側(cè)。豎向主框架Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ高度4.5 m，有三角連接支架、框架提升梁及導(dǎo)軌立柱連接件組成空間鋼架。

豎向主框架立柱間采用槽鋼和連接板連接，節(jié)點(diǎn)連接件配用M18×40螺栓，立柱垂直于滑輪底座，禁止偏移。單節(jié)垂直度偏差≤10 mm、多節(jié)垂直度偏差≤30 mm。利用鉛錘吊線檢測(cè)豎向主框架垂直度偏差。連接螺栓齊全、不松動(dòng)。

豎向主框架導(dǎo)軌、外立柱與水平桁架及鋼板腳手板按組裝圖在地面上分段組裝完畢后，用塔吊吊運(yùn)到安裝平臺(tái)上進(jìn)行其他部分組裝。

4.4水平桁架安裝

水平桁架采用C型鋼橫桿、角鋼立柱及斜桿組成，C型鋼腹板沖有間距100 mm孔，用M16螺栓安裝在導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)和外立柱外側(cè)，安裝高度需符合組裝設(shè)計(jì)要求。

水平桁架的組裝要根據(jù)附著升降腳手架的各立面圖標(biāo)注的內(nèi)外桁架水平長(zhǎng)度和距離進(jìn)行選件組裝，不得錯(cuò)用和隨意替換，桁架端部距豎向主框架中心間距必須符合圖紙要求。

當(dāng)腳手板為鋼板網(wǎng)時(shí)，C型鋼橫桿中部位用φ16 mm螺栓拉桿拉結(jié)，將橫桿間距控制在808 mm，螺栓拉桿間距≤2m。

主框架吊至平臺(tái)后需將各拼裝單元組裝成整體，用桁架連接角板將桁架連接成整體，用M16螺栓固定，桁架應(yīng)平行于建筑物外墻，距離結(jié)構(gòu)梁邊為400mm。

4.5附著支承結(jié)構(gòu)的安裝

檢測(cè)預(yù)埋孔位置是否符合明面布置圖和預(yù)埋圖，檢查無誤后，安裝穿墻螺栓。墻體內(nèi)側(cè)安裝墊板，預(yù)緊螺母；墻體外側(cè)安裝附墻支座，附墻支座中心線與導(dǎo)軌及預(yù)埋孔中心線對(duì)齊，水平偏差≤30mm。附墻支座和墊板必須貼實(shí)墻體后方可擰緊穿墻螺栓螺母。穿墻螺栓禁止漏裝、虛裝；墊板墊實(shí)結(jié)構(gòu)；螺母必須擰緊，擰緊力矩40～65kN·m，禁止松動(dòng)。

4.6導(dǎo)輪組的安裝

每套附墻支座均安裝2套導(dǎo)輪組。導(dǎo)輪組用M22×50螺栓與附墻支座連接，禁止偏移、扭曲，水平偏差±5 mm。

4.7提升鋼絲繩的安裝

提升鋼絲繩規(guī)格為φ9.5 mm，提升鋼絲繩從滑輪底座上兩個(gè)滑輪穿過，將鋼絲繩嵌入滑輪槽中并保證滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，一端通過繩卡和鎖具卸扣與鋼絲繩提升梁連接，另一端穿過滑輪掛于電動(dòng)葫蘆下吊勾上，用繩卡鎖緊。

4.8繩卡的安裝

繩卡采用Y20，每端4個(gè)；繩卡安裝間距要符合要求，見圖1。繩卡螺栓、螺母應(yīng)擰緊。

圖1　繩卡安裝間距

4.9智能荷載控制系統(tǒng)安裝

智能荷載控制系統(tǒng)由智能控制器、荷載傳感器、吊環(huán)、高強(qiáng)螺栓組裝而成，安裝在主框架的提升梁上，見圖2。

安裝時(shí)將高強(qiáng)螺栓及吊環(huán)螺紋處涂抹黃油，擰入傳感器螺紋孔內(nèi)，直至旋轉(zhuǎn)不動(dòng)為止。

圖2　荷載控制系統(tǒng)

4.10電器及智能控制系統(tǒng)安裝

1）主電纜線固定安裝于附著升降腳手架電動(dòng)葫蘆操作層內(nèi)側(cè)防護(hù)鋼網(wǎng)上，主電纜線應(yīng)穿過電線套管并固定于同一高度內(nèi)，分片處主電纜線預(yù)留長(zhǎng)度應(yīng)滿足提升一層高度，電纜線接頭必須利用絕緣防水膠布綁扎牢固；接線應(yīng)牢固可靠，避免虛接、漏接。

2）電控柜應(yīng)滿足接零及漏電保護(hù)等安全要求并固定于架體主框架的框架提升梁附近，以方便操作。

3）附著升降腳手架避雷方法采用與建筑結(jié)構(gòu)接地引下線連接的方式。

4）電動(dòng)葫蘆安裝于提升梁的吊環(huán)上并安裝防塵防雨罩，電動(dòng)葫蘆鏈條要保持清潔潤(rùn)滑，下吊鉤調(diào)到底處時(shí)鏈條不得翻鏈、扭鏈，以保證葫蘆下鉤轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

4.11防護(hù)安裝

附著升降腳手架底層安裝操作層鋼板，鋼板采用折彎花紋鋼板，鋼板與結(jié)構(gòu)之間縫隙用翻板蓋嚴(yán)。翻板與底層鋼板間用鉸鏈連接，鋼板采用M12×30螺栓與桁架的C型鋼連接。操作層鋼板需按鋼板排圖按規(guī)格安裝。

1）防護(hù)鋼網(wǎng)使用2 000 mm×1 000 mm鋼板網(wǎng)，鋼板網(wǎng)四邊與角鋼邊框焊接。

2）防護(hù)鋼網(wǎng)上下通過掛鉤固定于豎向主框架外側(cè)C型鋼或桁架的凹槽內(nèi)并用卡頭將所有鋼板網(wǎng)與C型鋼或桁架固定。

3）施工過程中應(yīng)及時(shí)清理鋼板上雜物及混凝土。

4）防護(hù)鋼網(wǎng)排布圖應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

4.12集成式爬架防墜及防傾覆安裝

4.12.1集成式爬架防墜原理及說明

附著升降腳手架防墜器的作用是當(dāng)升降腳手架在非正常狀態(tài)下墜落時(shí)能自動(dòng)地托住導(dǎo)軌。導(dǎo)軌固定在升降腳手架上，防墜裝置為鑄鋼件，安裝在每個(gè)附墻支座內(nèi)，防墜器利用擺陣原理，上升狀態(tài)時(shí)，防墜器擺陣始終在導(dǎo)軌的防墜板內(nèi)擺動(dòng)，當(dāng)突然下墜時(shí)托住導(dǎo)軌的防墜擋板，起到防墜作用；防墜裝置與導(dǎo)軌上的防墜擋板構(gòu)成防墜系統(tǒng)。附著升降腳手架在使用工況時(shí)，同時(shí)有3道防墜裝置起作用，保證附著升降腳手架安全正常使用。應(yīng)經(jīng)常清理提升滑輪組里的雜物，以保證防墜裝置動(dòng)作靈活，見圖3和圖4。

圖3　防墜系統(tǒng)

圖4　防墜過程

4.12.2集成式爬架防傾原理和使用說明

附著升降腳手架的防傾功能是主要通過導(dǎo)輪組和導(dǎo)軌的共同作用實(shí)現(xiàn)的。建筑結(jié)構(gòu)施工時(shí)按照預(yù)圖紙進(jìn)行孔洞預(yù)埋，附墻支座通過穿墻螺栓固定在建筑結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)軌與附墻支座用防傾導(dǎo)輪組連接，導(dǎo)輪組抱在導(dǎo)軌里，升降腳手架只能沿導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)而無法往里或往外傾倒從而起到防傾作用，見圖5。

圖5　防外傾原理

4.13防雷措施

集成式爬架是高聳的金屬構(gòu)架，是極易遭受雷擊的對(duì)象，因此避雷措施十分重要。在建筑電氣設(shè)計(jì)中，隨著建筑物主體的施工，各種防雷接地線和引下線都在同步施工，當(dāng)升降腳手架一次上升完成時(shí)，在升降腳手架上部操作層找一到兩處，用厚度≮4 mm扁鋼把架體與建筑物主體結(jié)構(gòu)的豎向引下線接起來（焊縫長(zhǎng)度應(yīng)大于接地線直徑的6倍），使架體良好接地，接電電阻值不得＞30Ω。

當(dāng)升降腳手架處于下降狀態(tài)時(shí)已處在主體結(jié)構(gòu)防雷范圍內(nèi)，不再考慮防雷。

在每次架體提升前，必須將升降腳手架和建筑物主體的連接線斷開，然后再進(jìn)行提升。提升到位后，需及時(shí)回復(fù)連接線的連接。在施工期間如遇有雷雨，升降腳手架上所有人員必須立即離開。

5　集成式爬架安全檢查與使用規(guī)定

5.1集成式爬架安全檢查

升降腳手架搭設(shè)完成后首先應(yīng)對(duì)架體進(jìn)行整體檢查，檢查升降腳手架有無向內(nèi)外傾斜、扭轉(zhuǎn)、局部下沉或特殊部位有無較大變形等現(xiàn)象，如有應(yīng)首先進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整完成后進(jìn)行如下檢查。

5.1.1升降腳手架材料質(zhì)量檢查

檢查升降腳手架及提升機(jī)構(gòu)材料有無斷裂，損壞開焊等產(chǎn)品質(zhì)量問題，檢查提升機(jī)構(gòu)有無材料代用。

5.1.2升降腳手架安裝檢查

1）豎向主框架間三角連接件及豎向主框架與水平承力桁架連接是否正確、牢靠。

2）豎向主框架、接頭是否符合要求。

3）豎向主框架是否垂直并對(duì)中導(dǎo)軌。

（4）水平桁架是否水平有無變形。

5.1.3提升機(jī)

1）檢查所有螺栓是否齊全、是否擰緊，特別是穿墻螺栓、接頭連接螺栓、導(dǎo)輪組連接螺栓。

2）導(dǎo)軌是否安裝垂直，有無彎曲變形。

3）附墻支座是否安裝可靠，是否與墻面貼實(shí)。

5.1.4電動(dòng)系統(tǒng)

1）電動(dòng)葫蘆質(zhì)量是否完好，鏈條是否開裂；是否漏電、異常聲音；電纜線是否綁扎、外皮是否漏電、是否通路、接頭是否絕緣。

2）電控箱是否固定放置，防雨、防雷、接零、漏電保護(hù)功能是否有效。

5.1.5防護(hù)檢查

防護(hù)鋼網(wǎng)有無破損變形；斷片處有無封閉安全網(wǎng)；底層操作層鋼板及操作層鋼板網(wǎng)是否到位，翻板是否連續(xù)封閉，是否嚴(yán)密有效。

5.1.6升降腳手架提升前障礙物檢查

檢查水平桁架與出料平臺(tái)架有無連接或障礙；檢查結(jié)構(gòu)支模木方與升降腳手架是否干涉；檢查從結(jié)構(gòu)伸出的鋼管與升降腳手架是否干涉，檢查塔吊附著與升降腳手架是否干涉。

5.1.7防墜、防傾系統(tǒng)檢查

1）檢查防墜裝置是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、檢查導(dǎo)輪組有無開焊和變形現(xiàn)象，導(dǎo)軌與附墻支座連接是否可靠。

2）檢查可調(diào)卸荷斜拉桿是否安裝到位。

5.1.8預(yù)緊電動(dòng)葫蘆

按提升點(diǎn)逐個(gè)預(yù)緊，同一個(gè)人檢查，預(yù)緊程度要一致。

5.2集成式爬架使用規(guī)定

升降腳手架操作人員必須持證上崗并且經(jīng)過公司的技術(shù)安全培訓(xùn)，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)戴好安全帽，系好安全帶，穿防滑鞋。

升降腳手架提升作業(yè)時(shí)禁止非操作人員上架施工，升降腳手架提升完畢后，按規(guī)定檢查并填寫檢查驗(yàn)收表后，方允許非升降腳手架操作人員上架施工。

升降腳手架不允許超載使用或承受集中荷載。使用工況下升降腳手架允許3個(gè)操作層同時(shí)施工，但按所有操作層垂直投影面積計(jì)算，荷載最大6kN/m2。

升降腳手架上物料周轉(zhuǎn)平臺(tái)必須與建筑結(jié)構(gòu)拉接卸荷，禁止荷載直接傳遞于升降腳手架。

升降腳手架使用時(shí)，任何人不能隨意拆除升降腳手架零部件，升降腳手架專用構(gòu)件不得任意用其他材料代用。

升降腳手架使用過程中禁止以下違章作業(yè)：利用升降腳手架吊運(yùn)物料、在升降腳手架上推車、拉結(jié)吊裝纜繩（索）、任意拆除結(jié)構(gòu)件或松動(dòng)連接件、拆除或移動(dòng)升降腳手架的安全防護(hù)措施；塔吊等起吊物料時(shí)禁止碰撞或者扯動(dòng)升降腳手架、禁止向升降腳手架操作層上傾倒施工渣土、禁止用升降腳手架支頂模板。

升降腳手架使用過程中，應(yīng)每月進(jìn)行一次檢查，當(dāng)預(yù)計(jì)停工一個(gè)月以上或遇5級(jí)以上大風(fēng)時(shí)，應(yīng)全面檢查并采取加固措施。

升降腳手架使用過程中對(duì)螺栓連接件、升降動(dòng)力設(shè)備、防傾防墜裝置、電控設(shè)備等應(yīng)進(jìn)行使用過程中的維護(hù)保養(yǎng)。澆筑后清除導(dǎo)輪組、滑輪底座及操作層上的雜物；電動(dòng)葫蘆表面利用帆布或者塑料布包封，葫蘆鏈條定期涂潤(rùn)滑油。

6　結(jié)語(yǔ)

采用集成式爬架代替落地式外腳手架、懸挑腳手架，大大縮短了工期、節(jié)省了人工及材料費(fèi)用，具有良好的安全性能與經(jīng)濟(jì)性。

材料方面消耗量只有綜合架的10%。操作環(huán)境良好，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，人工消耗量比綜合架低50%左右。集成式爬架代替落地式外腳手架、懸挑腳手架節(jié)約開支71.66萬元。配有防墜落、防傾翻裝置、同步故障監(jiān)控等多重保護(hù)，安全可靠。不占用施工場(chǎng)地，安全維護(hù)面小，整個(gè)建筑外立面清爽干凈。升降速度快，約兩天就能升或降一層，并且不占用塔吊，有助于加快工期的總體進(jìn)度。便于裝飾裝修工程的提前作業(yè)。檢查與維護(hù)的工程量較小，一個(gè)人2h便可進(jìn)行一次全面檢查。

[1]JGJ 202—2010，建筑施工工具式腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JGJ 80—91，建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.04.014

□劉坤、孔祥玉/中建二局第四建筑工程有限公司。

□TU731.2

□C

□1008-3197（2015）04-32-04

□2015-05-21

□葛川玲/女，1973年出生，工程師，中建二局第四建筑工程有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。