住宅花籃斜拉桿式懸挑腳手架施工技術(shù)

李 磊

(上海建工一建集團(tuán)有限公司,上海 浦東新區(qū) 200120)

花籃拉桿式懸挑腳手架搭設(shè)是目前在建筑工程施工過程中不斷的被施工企業(yè)所使用的一種施工工藝技術(shù)，本文就拉桿式懸挑腳手架工藝，介紹一種新的施工方法，這種新型的梁側(cè)錨固螺栓懸挑腳手架的出現(xiàn)避免了傳統(tǒng)腳手架很多弊端，如，大量工字鋼穿外墻，外墻易滲漏；懸挑層砌筑、裝飾等受影響；電梯井、樓梯間、陽角處型鋼復(fù)雜、影響后續(xù)施工等問題。拉桿式懸挑具有施工簡(jiǎn)單、更加經(jīng)濟(jì)、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，比較適合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高層房建施工。

1 工程概況

本工程位于安徽省合肥市蜀山區(qū)小廟鎮(zhèn)，總建筑面積29萬m2，含17棟住宅(最高26層)、2棟配套商業(yè)、1棟幼兒園、1棟睦鄰中心，建筑高度最高83m。結(jié)構(gòu)形式剪力墻框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為住宅樓為CFG樁筏和PHC樁承臺(tái)基礎(chǔ)，地庫(kù)部分為筏板基礎(chǔ)。以4-2#樓為例(建筑高度最高)，懸挑層從10層樓板開始搭設(shè)，共3次懸挑至屋面。分別在10層、16層、22層樓板位置梁及剪力墻上設(shè)置型鋼懸挑件；每次懸挑高度H≤20m。懸挑腳手架分段如表1所示。

外腳手架采雙排單立桿，鋼管用Ф48×2.8，立桿橫距為1m；縱距≤1.6m(個(gè)別位置適當(dāng)調(diào)整)；步距≤1.8m；掃地桿按要求設(shè)置，離鋼梁上表面≤200mm，內(nèi)立桿距建筑距離350mm。腳手架連墻件采用鋼管扣件硬拉結(jié)，架體轉(zhuǎn)角處以及每段架體最上一步為每步每跨均設(shè)置連墻件，其余架體每隔不超過2步2跨設(shè)置連墻件。

表1 懸挑腳手架分段表

2 花籃拉桿式懸挑腳手架基本要求

花籃拉桿式懸挑腳手架由工字鋼組件、高強(qiáng)度螺栓、斜拉桿、預(yù)埋體等組成。參照江蘇省地標(biāo)DGJ32/J121-2011,詳細(xì)說明花籃拉桿式腳手架施工工藝、產(chǎn)品材質(zhì)、焊接質(zhì)量及技術(shù)要求等?，F(xiàn)場(chǎng)使用的鋼梁、剛性拉桿、耳板及預(yù)埋件等應(yīng)由工廠生產(chǎn)加工，并有出廠合格證方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝。在上拉桿沒有安裝拉結(jié)前，腳手架應(yīng)有可靠的臨時(shí)加固措施。利用下方腳手架加固，腳手架受力計(jì)算應(yīng)考慮附加荷載?；ɑ@拉桿式懸挑腳手架搭設(shè)專項(xiàng)施工方案 。

3 花籃拉桿式懸挑腳手架施工設(shè)計(jì)

施工前，需對(duì)建筑結(jié)構(gòu)外形尺寸及高度等進(jìn)行分析，合理布置懸挑型鋼梁的平面位置以及懸挑尺寸，同時(shí)型鋼梁間距不得超過1.6m。對(duì)轉(zhuǎn)角處懸挑工字鋼梁上部設(shè)置聯(lián)梁。根據(jù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)外側(cè)邊梁或外墻尺寸，計(jì)算確定高強(qiáng)螺栓的規(guī)格。高強(qiáng)螺栓的直徑為20mm，強(qiáng)度級(jí)別為8.8級(jí)。上懸斜拉桿的尺寸、規(guī)格由樓層層高及工字鋼梁懸挑長(zhǎng)度經(jīng)計(jì)算確定，拉桿的長(zhǎng)短可由花籃螺栓微調(diào)。

4 施工要點(diǎn)

4.1 施工流程

鋼懸挑腳手架搭設(shè)的工藝流程為：預(yù)埋螺桿(或者鋼板)→安裝(焊接)主梁 16#工字鋼→安裝連系梁 16#工字鋼→擺放掃地桿→放置縱向掃地桿→立柱→安裝橫向掃地桿 →安裝第一步縱向水平桿→安裝第一步橫向水平桿→安裝連墻件→安裝第二步縱向水平桿 →安裝第二步橫向水平桿→安裝拉桿→搭設(shè)欄桿→加設(shè)剪刀撐→鋪設(shè)鋼筋腳手片→張掛安全網(wǎng)。

多排懸挑架主梁搭設(shè)流程為：預(yù)埋件設(shè)置→安裝懸挑主梁→懸挑主梁上支撐桿件設(shè)置→聯(lián)梁。

4.2 構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求

(1)耳板應(yīng)設(shè)置在懸挑鋼梁承受集中力作用處附近。懸挑鋼梁懸挑長(zhǎng)度<1 800mm時(shí)，宜設(shè)置一根鋼筋拉桿，鋼拉桿上端的吊掛支座的錨固位置相對(duì)于懸挑梁中心距向一邊偏離50mm；懸挑長(zhǎng)度≥1 800mm時(shí)，宜設(shè)置內(nèi)外二根鋼筋拉桿,鋼拉桿上端的吊掛支座的錨固螺栓位置相對(duì)于懸挑梁中心距向二邊偏離50mm。鋼筋拉桿的水平夾角應(yīng)不小于45°。

(2)混凝土強(qiáng)度不小于C10方可安裝懸挑型鋼，安裝花籃斜拉桿式懸挑型鋼之前，臨時(shí)搭設(shè)在懸挑型鋼底部位置的腳手架立桿上，將懸挑型鋼預(yù)先放置在二根縱向大橫桿上對(duì)型鋼進(jìn)行回頂，再用可拆式高強(qiáng)度螺栓將焊有底座鋼板的型鋼梁固定在主體結(jié)構(gòu)外圍墻、柱、梁的側(cè)面上。架體向上搭設(shè)不得超過一層半，必須待上層主體結(jié)構(gòu)外圍墻、柱、梁的混凝土達(dá)到8MPa強(qiáng)度后，方可安裝調(diào)試鋼筋斜拉桿。

4.3 懸挑梁驗(yàn)算及應(yīng)用

以下以1.45m懸挑腳手架根據(jù)軟件簡(jiǎn)單示例：懸挑式腳手架計(jì)算書(懸挑 1.45m)

4.3.1 主梁驗(yàn)算

荷載設(shè)計(jì)值：第1排：F1=F1/nz=12.69/1=12.69kN

第2排：F2=F2/nz=12.69/1=12.69kN

(1)強(qiáng)度驗(yàn)算

σmax=γ0Mmax/W=1×3.117×106/141000=22.11N/mm2≤[f]=215N/mm2

(2)抗剪驗(yàn)算

τmax=γ0Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=10.591N/mm2≤[τ]=125N/mm2

(3)撓度驗(yàn)算

νmax=0.089mm≤[ν]=2×lx/250=11.6mm

(4)支座反力計(jì)算

設(shè)計(jì)值：R1=8.962kN,R2=16.81kN

4.3.2 上拉桿件驗(yàn)算

(1)上拉桿強(qiáng)度驗(yàn)算

上拉桿件支座力：

設(shè)計(jì)值：RS1=nzR2=16.81kN

主梁軸向力設(shè)計(jì)值：

NSZ1=RS1/tanα1=7.284kN

上拉桿件軸向力：

設(shè)計(jì)值：NS1=γ0RS1/sinα1=18.32kN

上拉桿件的最大軸向拉力設(shè)計(jì)值：NS=max[NS1…NSi]=18.32kN

軸心受拉穩(wěn)定性計(jì)算：σ=NS/A=48.198N/mm2≤f=205N/mm2

符合要求。

角焊縫驗(yàn)算：

σf=NS/(he×lw)=19.083N/mm2≤βfffw=95.2N/mm2

正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)βf=1.22

符合要求。

(2)上拉連接板與建筑物連接錨固螺栓驗(yàn)算

上拉桿1：

與建筑物連接螺栓所受拉力

Nt1=Ns1×sin(90-α1)=18.32×sin(90°-66.571°)=7.284kN

與建筑物連接螺栓所受剪力

Nv1=Ns1×cos(90-α1)=16.81kN

單個(gè)螺栓所受的拉力值：Nt=Nt1/n1=7.284kN

單個(gè)螺栓所受的剪力值：Nv=Nv1/n1=16.81kN

單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值Nvb=nvπd2fvb/4=43.982kN

單個(gè)螺栓抗拉承 載力設(shè)計(jì)值Ntb=nvπde2ftb/4=41.594kN[(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=0.42≤1

4.3.3 主梁與建筑物節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算

普通螺栓承載力計(jì)算

假設(shè)每個(gè)螺栓承受主梁傳來的拉力和剪力均相等。

V=1×8.962=8.962kN，N=7.284kN62

單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值Nvb=nvπd2fvb/4=43.96kN

單個(gè)螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值Ntb=nvπde2ftb/4=41.573kN

單個(gè)螺栓抗壓承載力設(shè)計(jì)值Ncb=d×dt×fcb=2154kN

[(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=0.134≤1

NV=4.481kN≤Ncb=154kN

承壓承載力滿足要求

4.3.4 花籃拉桿式懸挑腳手架技術(shù)優(yōu)勢(shì)

(1)采用花籃拉桿式懸挑腳手架的安全、質(zhì)量、進(jìn)度滿足施工及設(shè)計(jì)要求，所有懸挑型鋼均不需穿越墻體，對(duì)電梯井、樓梯間等部位施工部位不會(huì)受懸挑層的型鋼影響施工進(jìn)度，螺桿洞修補(bǔ)簡(jiǎn)便，外墻防水能有效控制。(2)結(jié)構(gòu)直接施工無需二次修補(bǔ)(圖2)。

圖2 懸挑層的樓梯間、電梯井、陽角處示意圖

5 結(jié) 語

通過合肥市紫薇苑項(xiàng)目工程花籃拉桿式懸挑腳手架案例實(shí)踐，保證了安全大大節(jié)約了成本，縮短了工期，有效的控制了外墻滲水等質(zhì)量通病，為高層建筑的施工提供依據(jù)，為企業(yè)和社會(huì)獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。