新型懸挑扣件式鋼管腳手架開發(fā)應(yīng)用

高蘇　湯金華　邵海元　李瑞紅　梅華

摘 要：簡要分析了傳統(tǒng)懸挑扣件式鋼管腳手架施工工藝的優(yōu)點和缺點，針對其中存在的不足，提出了利用高強螺栓將懸挑梁錨固在主體結(jié)構(gòu)梁或樓板內(nèi)，并且在梁端增加花籃式斜拉桿，將拉桿上端與主體結(jié)構(gòu)螺栓連接起來的新型懸挑扣件式鋼管腳手架施工工藝，從而有效解決了傳統(tǒng)懸挑腳手架施工引起的滲水、火災(zāi)等問題。經(jīng)過詳細(xì)的計算分析可知，新工藝保證了腳手架強度、剛度和穩(wěn)定性。實踐證明，這種施工工藝具有操作性強、經(jīng)濟性佳、安全性好、可靠性高和無高度限制等特點，不僅保證了工程的施工安全，還具有一定的推廣和應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：懸挑扣件式；鋼管腳手架；螺栓；施工工藝

中圖分類號：TU731.2 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.080

隨著土地使用成本的增加，建筑物也朝著更高層次的方向發(fā)展。高層建筑的出現(xiàn)增加了高空作業(yè)項目，而腳手架則在施工作業(yè)中起到了非常關(guān)鍵的作用。因為綠色建筑提出了“四節(jié)一環(huán)保”的要求，所以，在保證建筑使用壽命的同時，必須要考慮材料節(jié)約的問題。但是，在建筑市場低迷、利潤空間逐漸縮小、低價中標(biāo)的情況下，為了追求利益最大化，偷工減料等引發(fā)腳手架倒塌的安全事故時有發(fā)生。因此，為了確保利潤最大化，在保證建筑強度、剛度和穩(wěn)定性的前提下，節(jié)約材料、創(chuàng)新施工工藝有非常重要的作用。

1 傳統(tǒng)施工工藝

1.1 施工方法

傳統(tǒng)懸挑扣件式鋼管腳手架采用懸臂式支撐結(jié)構(gòu)，如圖1所示，懸挑腳手架支撐結(jié)構(gòu)則采用的是懸挑梁結(jié)構(gòu)，如圖2所示。傳統(tǒng)的施工方法如下：①制作“工”字形懸挑梁，將工字鋼上表面的腳手架支座（可采用?5以上鋼筋）和拉結(jié)桿連接件與工字鋼焊接牢固。②預(yù)留孔洞。墻體施工時，在懸挑梁搭設(shè)部位預(yù)留孔洞，并且孔洞的直徑要滿足工字鋼的施工要求。③預(yù)埋拉環(huán)。樓板施工時，在綁扎鋼筋的同時要預(yù)埋兩道“門”字形卡箍，每道卡箍由2根直徑為14 mm的一級鋼筋制作而成，而且兩道“門”字形鋼筋拉環(huán)與墻的距離要滿足懸挑梁懸挑端

與固定端之比為1∶2的要求，且兩道拉環(huán)之間距離為200 mm，“門”字形鋼筋拉環(huán)與板底鋼筋拉結(jié)應(yīng)符合錨固等規(guī)定的要求。另外，要將挑梁插在“門”字形鋼筋拉環(huán)的中間，再使用電焊機焊接固定。同時，板面和板底都要進行附加筋處理。④懸挑梁固定后，要按照腳手架搭設(shè)流程圖搭設(shè)。⑤拆除腳手架時，應(yīng)割除樓面上的鋼筋，并將墻面洞口填充密實。

1.2 施工工藝的缺點

傳統(tǒng)懸臂梁支撐式懸挑腳手架在設(shè)計和施工方面存在許多不足，主要包括以下幾點：①耗材量大，增加了施工成本。在傳統(tǒng)懸臂式支撐結(jié)構(gòu)中，為了防止腳手架外傾，使其滿足穩(wěn)定性的要求，懸挑長度滿足計算要求，在搭設(shè)懸臂梁時，要求固定在樓面上的型鋼梁長度不應(yīng)小于懸挑段長度的1.2倍。另外，考慮到施工過程中存在的一切不安全因素，懸挑段的長度與固定段的長度比為1∶2.這樣，就會增加固定段的用鋼量，投入更多的施工費用，從而減少了利潤。②破壞結(jié)構(gòu)的整體性，存在質(zhì)量隱患，影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。要想將懸挑梁固定在樓面上，就要在已建成的結(jié)構(gòu)外墻上預(yù)留洞口。但是，這些洞口的存在會影響墻體的整體性能，降低墻體的耐久性，進而導(dǎo)致外墻滲水。而在樓板處預(yù)埋“門”字形鋼筋拉環(huán)很容易使樓板發(fā)生滲水的情況。③增加二次施工量。拆除了懸挑腳手架后，外墻面預(yù)留的洞口需要二次施工，填補密實，但這樣就會增加施工成本。④浪費材料，容易引發(fā)火災(zāi)。拆除了腳手架后，固定懸挑梁的兩道“門”字形鋼筋拉環(huán)需要作切割處理，而切割掉的鋼筋就會被丟棄，造成材料的浪費。與此同時，切割鋼筋采用電工作業(yè)的方式，而作業(yè)過程中產(chǎn)生的電火花極易引發(fā)火災(zāi)。

目前，大多數(shù)工程材料的選擇和施工方法沿用的是傳統(tǒng)做法。這樣做，雖然能保證工程的穩(wěn)妥性，但也存在很多質(zhì)量問題，而重復(fù)循環(huán)整改則會浪費更多的財力和物力。

2 新型施工工藝

2.1 斜拉懸挑梁固定的特點

要想實現(xiàn)高質(zhì)量、高利潤、低成本和低通病的目標(biāo)，就要改進傳統(tǒng)懸挑腳手架的設(shè)計和施工方法——將傳統(tǒng)懸臂式支撐結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)斜拉式支撐結(jié)構(gòu)相結(jié)合，從而得到新型斜拉式懸挑腳手架，如圖3所示。

2.2 施工方法

斜拉式懸挑腳手架的施工方法是：①按照設(shè)計要求加工出斜拉式懸挑腳手架的各個構(gòu)件，同時，要將斜拉桿用鋼板與圓鋼拉桿焊接起來，正反面用4條長為1 004 mm的焊條破口焊；②在建筑外墻預(yù)留螺栓孔洞；③安裝懸挑梁，將斜拉桿下端與懸挑梁連接，并用高強螺栓將拉桿上端與建筑物墻面連接起來，如圖4所示；④按照規(guī)范的要求，根據(jù)懸挑腳手架的安裝工藝逐步安裝縱桿、大橫桿、小橫桿和腳手板等構(gòu)件。

2.3 新型腳手架的優(yōu)點

與傳統(tǒng)懸挑腳手架相比，用螺栓固定懸挑梁的斜拉式腳手架有以下幾個優(yōu)點：①節(jié)約材料，降低施工成本。懸挑工字梁用錨固螺栓固定，將其一端固定在梁板間，并采用斜拉桿的支撐方式。這樣做，不僅縮短了工字鋼梁懸挑段的長度，還節(jié)省了樓面上型鋼梁的固定長度，減少了用鋼量，節(jié)約了構(gòu)件的加工時間，降低了施工成本，從而獲得更多的利潤。②保證了結(jié)構(gòu)的整體性，消除了工程中存在的質(zhì)量隱患，延長了結(jié)構(gòu)的使用壽命。利用螺栓將相關(guān)部件連接起來就可以不用再在樓板上預(yù)埋鋼筋環(huán)，避免在墻面預(yù)留大洞口，防止樓板和墻面滲水的情況發(fā)生，從而有效提高了墻體的耐久性。③減少了二次施工量，節(jié)省了材料。采用這種施工工藝時，不需要預(yù)埋鋼筋拉環(huán)，也不需要二次切割鋼筋拉環(huán)。這樣做，能節(jié)約鋼筋用量，減少施工量，降低火災(zāi)發(fā)生的概率。④采用花籃式螺栓，既保證了斜拉桿能夠穩(wěn)定受力，還有利于后期的拆卸和重復(fù)利用。

3 具體應(yīng)用

3.1 工程概況

在南通華潤中心一期住宅項目中，1#、2#、3#、5#、6#工程，地下1層，地上33層，總建筑面積為152 860.49 m2。其中，每棟地下一層層高3.45 m，地上層高為+2.9 m，建筑總高度為98.6 m，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，可以使用現(xiàn)場原有的地下外施工腳手架搭設(shè)±0.000主體以上結(jié)構(gòu)的施工腳手架。

3.2 腳手架的選型

根據(jù)工程的結(jié)構(gòu)特點選擇新型懸挑扣件式鋼管腳手架。懸挑腳手架從五層開始挑出，每六層一挑，最上面一挑為五層。在建筑物頂層，外側(cè)立桿的頂部需超過結(jié)構(gòu)欄桿至少2.0 m。懸挑腳手架內(nèi)立桿距離外墻面300～400 mm，立桿縱距不大于1.5 m，立桿橫距Ib=1.0～1.05 m，步距h=1.8 m。腳手架鋼管選用φ48×2.8鋼管，外挑采用18#工字鋼，工字鋼凈挑出1.4 m，腳手架距挑出端頭100 mm，距墻面300～400 mm。工字鋼的底部用厚為220×200 mm的鋼板焊接，鋼板與外墻面（梁）穿孔則使用8.8級Ф20高強螺栓連接。

4 結(jié)束語

與傳統(tǒng)懸挑腳手架中懸挑梁的固定方式不同，新型腳手架中的懸挑梁不需要深入樓面，可以直接用高強螺栓將懸挑梁固定在樓面梁上。為了保證腳手架的穩(wěn)定性，懸挑梁的懸挑端采用花籃式螺栓，上部則用鋼板和圓鋼組成的斜拉桿件固定在建筑物上端，并使用高強螺栓將其連接起來。

這種創(chuàng)新施工工藝具有節(jié)約材料、節(jié)省工時、保證工程質(zhì)量、降低質(zhì)量通病、減少火災(zāi)發(fā)生等優(yōu)勢。在建筑行業(yè)不景氣、低價中標(biāo)的大背景下，采用新工藝能保證施工單位利潤最大化。

參考文獻

[1]李繼業(yè)，黃廷麟.腳手架基礎(chǔ)知識與施工技術(shù)[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2012.

[2]中國建筑科學(xué)研究院，哈爾濱工業(yè)大學(xué).JGJ 130—2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[3]王玉龍.扣件式鋼管腳手架計算手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[4]中國建筑科學(xué)研究院.GB 50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[5]《建筑施工手冊》編委會.建筑施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[6]天津市建工工程總承包有限公司，中啟膠建集團有限公司.JGJ 59—2011建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

〔編輯：白潔〕