一種組合式懸挑腳手架在建筑施工中的應(yīng)用分析

黃成俊 張建軍

上海奉賢建設(shè)發(fā)展（集團）有限公司 上海 201499

前言

眾所周知，在我國高層建筑中，型鋼懸挑腳手架的型鋼通常來說是采用專用的U形鋼筋拉環(huán)或螺栓進行錨固，或者結(jié)構(gòu)墻面采用穿墻螺桿進行工字鋼的錨固。這兩者懸挑體系都需在混凝土結(jié)構(gòu)上預(yù)留洞口，后期采用微膨脹水泥進行封堵，由于施工工藝問題，會出現(xiàn)封堵口混凝土觀感差，滲水等方面質(zhì)量隱患，本文介紹了一種組合式懸挑腳手架，懸挑工字鋼梁通過前期預(yù)埋在混凝土中的錨固構(gòu)件進行連接，避免了在混凝土土結(jié)構(gòu)中預(yù)留洞口這一施工環(huán)節(jié)，杜絕了滲水這一質(zhì)量隱患，而且錨固構(gòu)件可多次循環(huán)使用，不但能降低成本，還符合節(jié)能減排的建筑趨勢。

1 工程概況

某工程位于上海市奉賢區(qū)，采用新型組合式工字型鋼懸挑腳手架，一次懸挑搭設(shè)高度H=17.1m（號房層高2.85m，每挑6層），經(jīng)驗算，采用A48x3.0 mm鋼管扣件搭設(shè)，立桿縱距La=1.5m，立桿橫距Lb=0.8 m，立桿步距h=1.8m。欄桿、連墻件、斜撐等均按設(shè)計計算結(jié)果搭設(shè)。施工總荷載按施工層結(jié)構(gòu)荷載3 kN/m2、非施工層2 kN/m2考慮，從上至下滿鋪3層腳手板，每層腳手板重按0.35 kN/m2。初步選擇16號工字型鋼梁，結(jié)構(gòu)布置如下圖1所示。

圖1 懸挑腳手架示意圖

2 該組合式懸挑腳手架施工關(guān)鍵技術(shù)分析

一般來說，懸挑式腳手架具備較好的安全經(jīng)濟效應(yīng)以及有縮短工期的特點，本工程采用的組合式懸挑腳手架其是由型鋼支承架、懸挑腳手架固定件（包括固定底板、固定套管、螺栓等）、扣件式鋼管腳手架和連墻件等部分組成的一個整體，其主要原理是利用懸挑在建筑物上的支承結(jié)構(gòu)去搭設(shè)滿足施工需求的腳手架，最終將架體所受到的垂直方向的全部荷載通過懸挑支承結(jié)構(gòu)（主要是工字鋼梁）傳遞給號房的主體結(jié)構(gòu)[1]，考慮到施工工期這一重要因素，達到架體施工與主體結(jié)構(gòu)能同步施工的工程目標，在梁板混凝土澆筑前將事先焊接制作完成的錨固構(gòu)件預(yù)埋在梁板內(nèi)，與梁板混凝土一起澆筑（為防止混凝土澆筑、振搗時預(yù)埋錨固構(gòu)件偏位，預(yù)埋時可用兩根A10鋼筋電焊進行固定），將兩個工序進行搭接，節(jié)省了時間，也就達到了縮短工期的目的。

（1）懸挑型鋼安裝混凝土強度控制混凝土澆筑后同條件試塊達到一定強度后方可拆除模板，并進行懸挑鋼梁的安裝；本構(gòu)件委托上海師范大學(xué)力學(xué)實驗室進行力學(xué)試驗并得出結(jié)論：混凝土達到設(shè)計強度的70%后可以安裝懸挑型鋼；安裝時可以借用外腳手架水平鋼管做底部臨時支撐，該階段特別需要注意的是腳手架子上不得集中堆放貨物；隨著樓層的升高，混凝土強度也在增強，待混凝達到設(shè)計強度，并拉好拉桿后，可撤出底部臨時支撐；腳手架的安裝盡量做到與結(jié)構(gòu)施工同步進行。

（2）選擇剪力墻的合適位置，進行剪力墻模板固定依據(jù)方案預(yù)埋錨固件到指定位置，為防止?jié)仓炷習(xí)r將懸挑鋼梁預(yù)埋的錨固件震動偏位，可在預(yù)埋時將固定件用A12的鋼筋電焊固定在梁板上；根據(jù)施工現(xiàn)場實際，并考慮到號房層高一般在3.0米左右，一般將懸挑腳手架的每挑分段高度控制在6層左右，使架手架的安全性和經(jīng)濟性更趨合理；為保證在澆筑砼時混凝土不滲入套管，可在安裝定位好套管后，用木塞或者軟物充填，待拆模后清理拔出，既可安裝螺桿。

（3）腳手架撐拉桿件的安裝施工人員一定要注意拉桿的松緊程度，尤其要避免桿件以及鋼梁架發(fā)生變形的現(xiàn)象，采用的M24花籃螺絲擰緊外露需要超過3絲牙，并定期或不定期用力矩扳手進行監(jiān)測；為加強挑架的穩(wěn)定性以及安全性，安裝立桿時特別需要注意架體應(yīng)每隔6跨設(shè)置一根臨時拉桿進行臨時固定，拉桿外部要與立桿相接，內(nèi)部要與主體結(jié)構(gòu)進行固定，直到連墻件完全安裝并且穩(wěn)定后，才可視具體情況進行拆除[3]；在混凝土未達到設(shè)計強度前，也可以用下部腳手架臨時支撐柱鋼梁，增強懸挑架的安全性及穩(wěn)定性，待達到規(guī)定強度后，再進行拆除；連墻件的橫豎向順序排列要均勻布置，應(yīng)當與架體和結(jié)構(gòu)立面相垂直，當現(xiàn)場施工中不能做到垂直時，要盡量向下傾斜，在布設(shè)時也要盡量地與架體主節(jié)點靠近。

（4）轉(zhuǎn)角部位拉桿加密轉(zhuǎn)角部位懸挑跨度局部可達到2.0～3.0m，此時可以采用兩根M24拉桿進行拉撐，拐角部位兩側(cè)一般可設(shè)置工12連系梁（具體需進行驗算后采用），連梁與懸挑鋼梁焊接，以增加轉(zhuǎn)角處的整體剛度，施工方案及現(xiàn)場施工中需要驗算懸挑鋼梁、預(yù)埋錨固件、拉桿、螺栓還有焊縫的受力情況，確保安全。

（5）螺桿回收預(yù)埋套管內(nèi)的M24螺桿應(yīng)派專人對行回收，尤其是晚上施工，光線不好，進行拆卸時一定按操作順序來，不能亂擰、亂砸，以免螺桿等材料損壞；回收的螺桿應(yīng)堆放在固定地點，統(tǒng)一要求專人清理、整理、挑選、修理，以便再次周轉(zhuǎn)利用。

（6）其他注意事項工程所采用的材料必須經(jīng)過檢測合格方可使用；焊工及管理人員需持證上崗。

3 對該懸挑腳手架施工技術(shù)采取的控制措施

（1）技術(shù)管理措施懸挑腳手架由于其存在高度較高、重量較大、穩(wěn)定性較差等問題，因此，施工中需要加固得安全可靠，或在設(shè)計時就采用特別的構(gòu)造；挑架底部要硬隔離全面水平封閉，腳手架外按規(guī)定布設(shè)剪刀撐，架體每三個作業(yè)層面做全面水平封閉，以杜絕物體打擊和墜落事故的發(fā)生；考慮到經(jīng)濟效益，挑架每次使用以后，都必須要進行清理修復(fù)、并且做防銹處理后入庫儲存；腳手架工程一般需要用到工字鋼、槽鋼、鐵板、鋼管、電焊條等多種材料，這些材料使用前必須進行質(zhì)量檢查，保證質(zhì)量，有相關(guān)檢測合格證明方可投入使用；在進行搭設(shè)以及拆除懸挑式腳手架的過程中，必須要設(shè)置臨時圍護并在醒目處懸掛警示、禁戒的相關(guān)標志，除此之外，項目部還需要指派專職人員對懸挑架進行監(jiān)督保護[4]。

（2）組織管理措施依據(jù)相關(guān)規(guī)范，項目部要組織相關(guān)人員定期檢查（結(jié)合日稱巡查、專項檢查），確保腳手架桿件的設(shè)置和連接符合構(gòu)造要求，檢查時應(yīng)當檢查桿件、連墻件和懸挑構(gòu)件是否牢固可靠、是否與國家規(guī)范以及施工方案相符合；項目部要建立三級巡查制度，通過建立將每次檢查結(jié)果匯總，限定時間、限定人員逐項落實整改并處理；在懸挑腳手架施工前，項目部要做好三級交底，特別要注意是，由于本挑架施工為新工藝，對現(xiàn)場施工作業(yè)的工人進行技術(shù)交底及安全交底要有針對性、準確性，這樣才能確保施工人員明白施工的每道工序以及驗收合格標準，這樣施工的安全和施工的質(zhì)量才能得到保證；根據(jù)相關(guān)規(guī)定還要不定期的組織勞務(wù)施工班組進行交底，明確成品及半成品保護意識和強化安全文明施工意識，最終以確保搭設(shè)并經(jīng)項目部驗收完成的懸挑腳手架不受到二次破壞[5]；懸挑梁要在距結(jié)構(gòu)300mm和1200mm處設(shè)置兩根長100mm的A25鋼筋，均作為定位筋（確定腳手架橫距，固定腳手架位置以防滑動的作用）；在進行具體的搭設(shè)時，選用的混凝土也需要符合相關(guān)的設(shè)計要求，混凝土供應(yīng)單位必須要出具混凝土配合比報告、強度報告，在懸挑鋼梁安裝前需對同條件養(yǎng)護的混凝土試塊強度進行檢測，達到一定70%設(shè)計強度方可安裝。

（3）架體的搭拆管理建筑物（構(gòu)筑物）外架拆除之前，首先要做的是拆除外架上的安全網(wǎng)，然后進行集中堆放，再統(tǒng)一進行清洗，嚴禁邊拆外架邊拆安全網(wǎng)的違規(guī)作業(yè)和亂堆亂放的不文明施工情況的發(fā)生；腳手架進行施工的荷載必須符合相關(guān)規(guī)范以及設(shè)計構(gòu)造上的要求，嚴禁超出設(shè)計荷載以及在腳手架堆放重物使得腳手架局部受到集中荷載作用，而出現(xiàn)安全事故；腳手架的拆除順序與安裝順序相反，拆除時應(yīng)按自上而下的順序先搭的后拆，后搭的先拆這一原則逐步進行腳手架的拆除施工作業(yè)，以“一步一清”的原則進行安全文明施工；懸挑腳手架施工中要使用防銹處理的順直的無裂痕鋼管，該鋼管需符合國家相關(guān)規(guī)范，并經(jīng)檢測合格后方可使用，從保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐久性和安全性考慮，懸挑腳手架使用的斜撐和懸挑鋼管必須是專用材料，項目管理人員要嚴格包好質(zhì)量關(guān)，對不合格材料堅決退場處理；最后需要注意的是懸挑架一次搭設(shè)高度需要要通過嚴謹、科學(xué)的設(shè)計與計算確定，一次搭設(shè)高度過大，不但會增加架體的安全隱患與不穩(wěn)定性，而且增加架體高度必然會加大材料的投入，超過一定高度還需要專家論證，從而額外增加工程的造價[5]。

4 幾點應(yīng)用體會

隨著我國城市化進程的飛速進行，高層建筑數(shù)量也在日趨增加，為滿足工程建設(shè)需要，懸挑腳手架應(yīng)運而生，不同形式的懸挑架腳手架也越來越廣泛的運用在建筑施工中。通過實際應(yīng)用表明：①使用懸挑腳手架可彌補施工場地的局限性，施工單位通過合理選擇施工方案、全面進行技術(shù)準備、有效控制施工材料和科學(xué)有效施工管理，可以達到不斷的改進和提升懸挑架的施工質(zhì)量與項目管理水平的目的[6]；②本文介紹的懸挑式腳手架能有效實現(xiàn)跟建筑結(jié)構(gòu)之間的可靠連接，又避免了因在結(jié)構(gòu)上開洞從而破壞原有的建筑結(jié)構(gòu)這一缺點，具有簡單美觀的特點。同時科學(xué)的設(shè)計懸挑架及其錨固件，根據(jù)其受力形式，鋼梁能夠有效接收到腳手架的荷載，再傳遞到建筑結(jié)構(gòu)上[7,8]，符合力學(xué)設(shè)計要求，根據(jù)建筑物的平面布置，在轉(zhuǎn)角處可搭設(shè)不同長度、形式的懸挑支架腳手架，以適應(yīng)不同凹凸部位的使用；③建筑工程施工現(xiàn)場工字鋼梁一般是輻射型布設(shè)在建筑立面的轉(zhuǎn)角處，按照受力形式的不懂懸挑腳手架可以分為三種（斜拉式、斜撐式、懸臂式），考慮到施工的便捷性以及成本的經(jīng)濟性（目前多使用的是斜拉式懸挑架即普通型鋼懸挑鋼絲繩斜拉[6]），本工程采用預(yù)埋構(gòu)件，相比傳統(tǒng)的采用U形鋼筋拉環(huán)固定[9]（一般鋼梁外挑1300mm，內(nèi)部伸入2500mm左右，如下圖2所示）可節(jié)省鋼材60%以上，并且擰入錨固構(gòu)件內(nèi)的M24螺桿可以循環(huán)使用，可以降低能源消耗；④采用該組合式懸挑腳手架，由于無須預(yù)留較大洞口，只需預(yù)埋高強螺栓的套筒，因此木工支模方便、節(jié)省人工和材料、混凝土易振搗密實，在拆除腳手架時杜絕了滲水這一質(zhì)量通病，混凝土不用開洞，樓地面無須預(yù)制桿和加強鋼筋，樓地面平整方便，也即是提高了施工質(zhì)量。

圖2 U形鋼筋拉環(huán)固定懸挑架簡圖

5 結(jié)束語

本文介紹了一種新型模板及腳手架施工應(yīng)用技術(shù)，作為方案編制人（項目技術(shù)負責(zé)人）在審核通過的方案實施的過程中，要做到管理過程的動態(tài)跟蹤，與方案不符的要及時糾正，在搭設(shè)完成后及時組織相關(guān)人員進行復(fù)核、驗收，最終確保施工人員能夠按照懸挑腳手架施工方案搭設(shè)并使用。本文介紹的組合式懸挑腳手架以施工方便，材料能夠周轉(zhuǎn)使用，并且搭設(shè)所需的工作量小，而且還不影響室外其他工序施工等特點，在建筑工程施工中得到了施工人員的認可，亦解決了其他形式懸挑腳手架面臨的墻面滲水隱患這一通病。

[1] DGJ32/J121-2011.建筑施工懸挑式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國標準出版社,2011.

[2] GB50017-2003.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2003.

[3] JGJ130-2011.建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2011.

[4] GB50009-2001.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2001.

[5] 吳燁,沈濤,田忠翔,等.懸挑腳手架施工技術(shù)在高層建筑工程中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2016,(18):166.

[6] 劉紅曉.高層建筑工程中懸挑腳手架的施工技術(shù)[J].四川建材,2014,(2):240-241.

[7] B50010-2010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2010.

[8] 范楚暄,葉燕華,李世歌.懸挑腳手架型鋼懸挑梁的設(shè)計計算[J].建筑技術(shù),2013,44(8):754-757.

[9] 閆乃奇.談如何改進懸挑外架錨環(huán)的施工方法[J].山西建筑,2016,(36):125-126.