裝配式建筑施工中工具式外防護架應用研究

【摘要】在裝配式建筑施工過程中常采用工具式外防護架，其目的是為裝配式建筑施工作業(yè)提供外圍防護作用以及施工操作平臺，保障施工人員安全。本文針對裝配式建筑施工中工具式外防護架的應用展開研究。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑；施工；工具式外防護架；應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.082

在傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工中，常采用搭建懸挑腳手架作為外圍防護體系，在搭建過程中應用到大量材料，搭建工作難度較大，全部工作完成需要消耗大量時間，拆除時危險性較大，質(zhì)量、安全管控難度較大。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)一般是通過現(xiàn)場連接預制構(gòu)件的方式形成外墻，其外圍結(jié)構(gòu)無需太復雜的施工作業(yè)工序，為進一步提升裝配式建筑外防護體系的搭建效率，可采用工具式外防護架。

1、工程概況

某工程建筑面積為16.75萬m2，有7幢90m左右高層住宅，在國家住宅產(chǎn)業(yè)化政策指導下，為達到節(jié)能環(huán)保、節(jié)省施工時間和施工成本目的，此工程均采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。外墻、樓梯、陽臺和部分內(nèi)墻采用預制混凝土部品部件，在PC工廠制成成品混凝土部品部件，運輸至施工現(xiàn)場，進行吊裝、連接和部分現(xiàn)澆相結(jié)合而成整體。

2、外圍護體系選型

因為本工程是以裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為外墻，外墻體系是一個連貫的整體，在具體施工過程中不適合穿墻打洞作業(yè)或預留大量孔洞，因其與套筒連接鋼筋打架碰撞，而且裝配式混凝土結(jié)構(gòu)不需要太過復雜的外墻粉刷和保溫等作業(yè)工序，施工荷載較小，外腳手架只是發(fā)揮著外部圍護的作用[1]。在傳統(tǒng)建筑工程中，設置傳統(tǒng)懸挑式扣件鋼管腳手架時，需進行大量穿墻孔洞作業(yè)，在一定程度上對外墻的整體性造成破壞，并且在具體搭建過程中存在諸多安全隱患，對施工人員人身安全造成威脅，不具備較好的經(jīng)濟性和安全性。為使工程外圍護工作中存在的困難得到解決，對本工程的特點和實際施工需要進行全面分析，根據(jù)分析結(jié)果確定選用工具式外掛防護架作為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的外圍護體系，這種體系搭建過程比較簡單，而且安全性較高，可節(jié)省大量施工成本，能夠有效解決裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場吊裝施工階段安全防護問題，并且裝配式混凝土結(jié)構(gòu)吊裝施工環(huán)節(jié)中存在的安全防護問題也能得到有效解決。同時，為確保可以滿足施工進度的要求，每棟需準備兩套架體，讓安裝工作能夠隨著防護工作進行，可在樓層主體結(jié)構(gòu)施工中循環(huán)使用，經(jīng)濟性較高。

3、外掛式防護架構(gòu)造設計

在裝配式結(jié)構(gòu)施工過程中，工具式外掛防護架能夠發(fā)揮出重要作用，為高空作業(yè)提供安全保障，促進施工作業(yè)正常進行。正因為工具式外防護架發(fā)揮著十分重要的作用，所以需要保證具備較高的安全性和穩(wěn)定性，符合相關(guān)施工要求標準。提升吊點、附墻體系、平臺和防護體系以及支撐體系等是本工程所應用的外掛式防護架的主要組成部分。

3.1 支撐體系

支撐體系主要是由三角形支架構(gòu)成，根據(jù)工程實際情況選擇10#槽鋼作為豎向和水平方向的弦桿，將6cm×6cm×0.5cm型鋼通過焊接的方式連接起來作為斜弦桿。使用方鋼將每榀三角架連成整體，而外掛架單元體則有三個三角架組成，嚴格控制三角架之間的距離，確保每榀三角架間距小于3m，每個整體外掛架不超過6m。

3.2 平臺和防護體系

外圍護架和作業(yè)平臺共同組成防護體系，將2mm厚的花紋鋼腳手板鋪在三角架上，鋼制腳手板材質(zhì)應符合國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/ T700-2006中Q235級鋼規(guī)定，然后在腳手板周邊焊接連接于方鋼側(cè)面，形成作業(yè)平臺。作業(yè)層必須設置兩道護身欄，護身欄上道高1.2m，下道居中。防護架外側(cè)滿封密目鋼網(wǎng)片，下部設踢腳板，踢腳板厚度大于鋼板網(wǎng)片，采用1.8m高單排型鋼防護架作為外圍護架立桿，將防護立桿間距控制在1.3m，采用5cm×5cm×0.5cm型方鋼通過焊接的方式連接到架體上面，在適當?shù)奈恢迷O置水平防護桿，將角鋼焊接到架體上，將方格鐵網(wǎng)和架體通過點焊連接在一起形成防護網(wǎng)[2]，將提升吊點設置在兩側(cè)立桿上，采用φ14mm圓鋼制成吊環(huán)，與防護立桿雙面焊接而成。

3.3 附墻體系

以裝配式建筑施工具體要求為依據(jù)，將φ32mm預留孔設置在預制墻體上，預制外墻安裝完成后，將三角支架和預制墻體連接到一起，連接工作可采用M20型號的穿墻高強螺栓，需注意是要把合適規(guī)格鋼墊片添加到螺栓內(nèi)側(cè)，螺栓外側(cè)端部應采用椎體形，可有效為螺栓劃出架體孔提供便利。除此之外，還需在每個支架上面設置兩個支點，將孔距控制在800mm左右，窗洞位置需要和墻體預留洞的位置相互對應，外掛架整體吊裝工作可通過塔吊完成，吊環(huán)采用直徑φ14mm圓鋼制作而成。

4、外掛式防護架安裝

應嚴格控制工具式外掛架的安裝工藝流程，首先做好外掛防護架組裝工作，將螺栓插入墻體內(nèi)，通過合適設備和工具將防護架懸掛好，然后對三角架垂直度進行檢查，確保合格后擰緊螺栓，按照相應順序安裝外掛架，并開展荷載試驗工作，需確保相鄰兩組外掛架之間連接牢固，最后進行總體驗收工作，確認合格后方可投入使用[3]。

（1）在地面或工廠里對外掛式防護架的每一個零部件進行組裝，比如提升吊點、平臺、防護體系以及支撐體系等，形成工具式外防護架，并全面檢查每一個部位連接情況，確認沒有任何問題之后等待吊裝。

（2）由外墻結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)外掛式防護架安裝工作人員將墊片和螺栓插入墻體預留孔內(nèi)，這個過程還需在作業(yè)平臺上的外墻結(jié)構(gòu)外側(cè)安裝工作人員進行配合。

（3）在現(xiàn)場塔吊的輔助下，安裝一榀防護架。塔吊操作人員接收到起重信號工的指揮信號之后，吊起組裝好防護架，然后在作業(yè)層預制墻體外側(cè)將其放下，整個下落過程應保持緩慢，避免發(fā)生磕碰，然后通過外墻結(jié)構(gòu)外側(cè)安裝人員的配合，對三角架上螺栓孔進行定位，確保與預制墻體上的預留螺栓孔洞一致。螺栓孔位置模板見圖1。

（4）外墻結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)安裝工作人員將雙螺母擰緊，應遵照先上后下的順序，將螺栓凸出螺母的距離控制在2cm之上，工具式外掛架安裝完成。

（5）剩余的榀掛架按照上述流程安裝，待所有榀掛架安裝完成后就形成連續(xù)閉合的工具式防護架外圍護體系。應嚴格控制墻體和防護架以及每個榀掛架之間的距離，最好控制在10cm以內(nèi)。且宜在每榀掛架之間掛設安全網(wǎng)，防止材料等掉落。除此之外，還應采取有效措施做好臨時固定工作，保證貫通每層作業(yè)平臺。

（6）組裝好工具式腳手架外圍護體系之后，需進行荷載試驗，通?？刹捎盟嗑幙棿b砂方法試驗，確保荷載不小于300kg/m2，根據(jù)試驗結(jié)果分析確定合格之后才能在施工中正式應用，如果發(fā)現(xiàn)存在結(jié)構(gòu)變形和焊縫開裂情況則嚴禁使用。

5、提升外掛架

在開展具體提升工作之前，應將兩套架體準備好，可以在安裝過程中實現(xiàn)循環(huán)使用，必須要等防護工作符合要求后再進行提升工作。

（1）完成上層預制墻體安裝工作后，需要對強度進行檢查，需確保符合具體的要求標準，在提升條件滿足的情況下，對外掛架進行提升。具體的提升過程中，安裝工作人員應確保操作的規(guī)范性，安排不同的人員分別在外掛防護架的內(nèi)側(cè)和外側(cè)同時操作。

（2）在提升工作開始之前，需要把兩榀架體接縫板和防護欄板等連接物解開，將所有工具、材料等雜物清除干凈[4]。

（3）需科學利用塔吊等設備，來進行外掛架提升工作，開始提升之前，工作人員需要在四個吊點上掛好鋼絲繩，并確保鋼絲繩質(zhì)量符合要求，等鋼絲繩稍繃緊后離開平臺。

（4）外墻結(jié)構(gòu)里側(cè)工作人員將架體連接螺栓依次擰緊，需要按照先上后下的順序，松開后架體受到重力所產(chǎn)生側(cè)向力的影響后自然向外移動，等架體的擺動停止以后，然后利用塔吊來進行掛架的吊運工作，將其放到需要安裝的位置，根據(jù)嚴格的程序標準完成一榀工具式外掛架提升安裝。

（5）其余榀掛架提升工作也要按照上述程序完成，最后形成工具式防護架外圍護體系，并進行檢查驗收，確認質(zhì)量達標后再正式投入使用。

6、拆除外掛架

等裝配式結(jié)構(gòu)施工工作全部完成之后，需把所有外掛架拆除。在拆除工作開始之前，將兩榀架體間接縫板和防護欄板等連接物解開，將平臺上各種工具、材料等雜物清除干凈。外墻結(jié)構(gòu)里側(cè)工作人員將架體連接螺栓依次擰松，應按照先上后下順序進行，松開后架體受到重力所產(chǎn)生側(cè)向力影響后自然向外移動，等到架體擺動停止后，使用塔吊把掛架放到地面進行拆解工作，直至將外掛架的各種零部件完全拆除，然后對零部件進行清理，劃分好類別之后碼放整齊。

7、外墻孔洞處理

每個預制墻體上需預留4-6個直徑30mm孔洞，后期外頁墻部分可采用特制膠塞配合填充防水砂漿以及聚氨酯防水涂料，防水涂料厚度1mm，直徑不得小于10cm圓，聚苯板部分可采用打發(fā)泡劑，內(nèi)頁墻使用微膨脹砂漿封堵，發(fā)泡劑可保證保溫性能，完全可規(guī)避預留孔洞滲漏冷橋等風險。

8、注意事項

在具體的施工過程中需要注意以下幾點內(nèi)容：（1）裝配式結(jié)構(gòu)類型比較豐富，需要根據(jù)工程實際需求和工程特點選擇合適工具式外掛防護架，以滿足不同的結(jié)構(gòu)形式。（2）在工具式外掛防護架設計工作中應注重標準化設計，提高周轉(zhuǎn)使用次數(shù)，降低鋼材損耗，確保每一個環(huán)節(jié)都符合相關(guān)要求標準，最大程度保證外掛式防護架結(jié)構(gòu)的科學性、合理性、安全性。（3）需制定一套科學完善的工具式外掛防護架圍護體系施工方案，為防護架的安裝、提升和拆除等工作提供技術(shù)保障，并由技術(shù)負責人和總監(jiān)理工程師核對批準。（4）在外掛架使用過程中需要保證裝配式混凝土結(jié)構(gòu)外墻的穩(wěn)固性，確保符合安裝條件。（5）最后防護架安裝完成后，應由監(jiān)理單位檢查驗收，確定各項標準合格后再正式使用。（6）工具式外掛防護架具有較高適應性，可在不同裝配式建筑工程中連續(xù)周轉(zhuǎn)使用，且堅固耐用，使用周期較長，很大程度上減少資金投入，與扣件式腳手架相比，在裝配式建筑施工中應用工具式外掛防護架能夠有效節(jié)省施工成本，具有較高的經(jīng)濟性。

結(jié)語：

綜上所述，在裝配式建筑施工中科學合理的應用工具式外防護架，可有效解決各個施工環(huán)節(jié)中的安全防護問題，為整個施工過程提供安全保障，有利于裝配式建筑施工工作的順利進行。

參考文獻：

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[2]李勇.花籃拉桿工具式型鋼懸挑腳手架施工技術(shù)[J].工程技術(shù)研究，2020年15期.

[3]秦立標.工具式外掛架在裝配式建筑施工中的應用[J].建筑施工，2019年03期.

[4]李偉強.異形結(jié)構(gòu)框架逆作結(jié)合臨時圍護的研究與應用[J].建筑施工，2020年11期.

作者簡介：

鄧星余，1965年9月出生，1989年7月畢業(yè)于湖南省水利電力學校，2004年畢業(yè)于中央黨校函授學院，高級工程師。