柔性短肢工字鋼懸挑腳手架施工技術(shù)

徐建軍

1、項(xiàng)目概況

1.1工程概況

南昌青山湖沈橋村（漆村）安置小區(qū)城市棚戶區(qū)改造安置房建設(shè)項(xiàng)目位于京東大道以東、解放路以北，項(xiàng)目由18棟住宅樓、1棟幼兒園、1棟物業(yè)附屬用房及2個(gè)地下車庫構(gòu)成，總建筑面積為335452.81m2 ，其中地上建筑面積為 250839.03m2，地下建筑總面積為84613.78m2。地下室分為兩塊，地下室為一層，局部為兩層。住宅樓最高樓高33層，約95.7m。其中15棟高層層數(shù)皆為20層以上，結(jié)構(gòu)形式為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，均采用柔性短肢工字鋼懸挑腳手架施工。

1.2懸挑架概況

結(jié)合本項(xiàng)目概況特點(diǎn)，為了不影響地下室頂板后續(xù)工序施工，本項(xiàng)目前期策劃考慮外腳手架從三層懸挑，本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)層層高為2.9m，結(jié)合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）和住建部《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程專項(xiàng)施工方案編制指南》建辦質(zhì)〔2021〕48號(hào)文的要求，布置時(shí)應(yīng)采用6層懸挑架，每挑挑架高度控制在20m以內(nèi)，以此來減少施工安全風(fēng)險(xiǎn)，且方案實(shí)施前報(bào)專家評(píng)審。

2、特點(diǎn)

（1）本方案操作方便，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。

（2）本方案更改了在樓板上預(yù)埋錨環(huán)的固定方式，改為在外墻、梁上預(yù)埋套管，安裝時(shí)固定化學(xué)錨栓，既降低了混凝土施工導(dǎo)致預(yù)埋偏位的隱患，保證了錨栓的預(yù)埋準(zhǔn)確性，又達(dá)到了材料可拆卸，降低拆除費(fèi)用，循環(huán)利用，節(jié)約環(huán)保。

（3）本方案柔性短肢工字鋼為簡支梁受力，鋼梁尾端用高強(qiáng)螺栓與主體結(jié)構(gòu)連接，前端用鋼絲繩連接，鋼梁懸挑端上部由花籃螺栓擰緊受力，要求此花籃螺栓為閉口螺栓，且要求鋼絲繩拉直成受力狀態(tài)，此方案比傳統(tǒng)工字鋼受力更合理。

（4）本方案采用懸挑模式，比傳統(tǒng)懸挑架節(jié)約了較多鋼材，且無需預(yù)留洞口，便于后續(xù)二次結(jié)構(gòu)及裝修裝修施工。且很大程度上減少了外墻漏水隱患，即可縮短工期，又可節(jié)約成本。

3、施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1工藝流程

施工準(zhǔn)備→主體結(jié)構(gòu)套管預(yù)埋→工字鋼材料加工制作→主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)→安裝前驗(yàn)收→安裝懸挑工字鋼鋼梁→鋼梁回頂→驗(yàn)收→進(jìn)行上部腳手架搭設(shè)（包括連墻件安裝）→安裝斜拉鋼絲繩→驗(yàn)收→拆除回頂腳手架→安裝外架密目安全網(wǎng)。

3.2施工準(zhǔn)備

根據(jù)施工方案要求，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，是否現(xiàn)場(chǎng)有障礙物等影響外架搭設(shè)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行測(cè)量放樣，確定短肢工字鋼角度及加工長度。確?，F(xiàn)場(chǎng)放樣尺寸與施工方案一致，不一致時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，并進(jìn)行修改確定最終方案。并根據(jù)方案繪制腳手架平面布置圖，施工人員根據(jù)此圖紙進(jìn)行后續(xù)施工。

3.3主體結(jié)構(gòu)套管預(yù)埋

頂板模板安裝完成后，根據(jù)腳手架平面布置圖，在板邊緣精確定位標(biāo)記工字鋼懸挑錨固中心位置，梁板鋼筋安裝完成后，在設(shè)置懸挑梁的平臺(tái)砼澆筑前，根據(jù)懸挑梁的設(shè)計(jì)位置，梁中預(yù)埋 M20 高強(qiáng)螺栓套筒，并與結(jié)構(gòu)鋼筋定位牢固，確保預(yù)埋位置、標(biāo)高控制準(zhǔn)確。套筒兩端采用泡沫封堵，待砼梁側(cè)板拆除后，清理套筒，安裝高強(qiáng)螺栓與懸挑梁。

3.4懸挑架體材料加工制作

工字鋼端部鐵板下料和焊接：

（1）根據(jù)受力計(jì)算，本工程采用國標(biāo)16#工字鋼，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)放樣圖確定工字鋼長度及厚度、角度等。作業(yè)工人根據(jù)技術(shù)交底進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)下料加工。

（2）針對(duì)各樓棟各陽角位置懸挑短肢工字鋼現(xiàn)場(chǎng)尺量角度、長度，單獨(dú)進(jìn)行加工制作。

3.5安裝前驗(yàn)收檢查

（1）根據(jù)技術(shù)交底要求，對(duì)所有材料構(gòu)配件進(jìn)行檢查驗(yàn)收，核對(duì)工字鋼規(guī)格、數(shù)量，檢查構(gòu)配件是否有變形，檢查工字鋼連接板焊接是否牢固，并填寫驗(yàn)收記錄表。

（2）重點(diǎn)檢查已加工短肢懸挑工字鋼焊縫質(zhì)量，工字鋼與連接板焊接角度。

（3）現(xiàn)場(chǎng)對(duì)主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行回彈實(shí)驗(yàn)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到15MPa以后方可進(jìn)行后續(xù)安裝工作。

3.6安裝懸挑工字鋼鋼梁

（1）懸挑工字鋼安裝時(shí)注意型號(hào)、位置準(zhǔn)確，保證懸挑的長度符合設(shè)計(jì)要求，根據(jù)架體構(gòu)造要求，懸挑工字鋼長度為1.25m、1.75m、2.6m三種。

（2）懸挑工字鋼位置確定后，采用 2 個(gè)8.8 級(jí) M20 高強(qiáng)螺栓與結(jié)構(gòu)固定。

（3）懸挑工字鋼安裝完成后進(jìn)行焊接16#連梁。

3.7鋼梁回頂

首層工字鋼必須利用下腳手架進(jìn)行反頂，且在上部卸荷鋼絲繩斜拉完成驗(yàn)收要及時(shí)進(jìn)行拆除。

3.8進(jìn)行上部腳手架搭設(shè)（包括連墻件安裝）。

1-主體結(jié)構(gòu); 2-型鋼支座; 3-上節(jié)斜拉鋼絲繩; 4-下節(jié)斜拉鋼絲繩; 5-花籃螺栓;6-穿墻螺栓; 7-鋼管; 8-腳手板; 9-踢腳板; 10-安全網(wǎng); 11-連墻件

3.9安裝斜拉鋼絲繩

斜拉鋼絲繩安裝需按方案要求設(shè)置，需使用閉口花籃螺栓連接，使得鋼絲繩拉直受力。

3.10 拆除回頂腳手架并安裝外架密目網(wǎng)

待上部主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%后，根據(jù)方案專家評(píng)審意見，需拆除回頂鋼梁的腳手架。最后安裝外架綠色阻燃型安全密目網(wǎng)，以保證外架整體美觀。

4、材料與準(zhǔn)備

短肢懸挑架采用 16#工字鋼，分轉(zhuǎn)角型和普通型兩種，長度為 1.7m至2.6m 不等，采用 2 個(gè) 8.8 級(jí) M20 高強(qiáng)螺栓與建筑結(jié)構(gòu)固定，型鋼懸挑外端采用花籃螺栓與結(jié)構(gòu)拉結(jié)，斜拉采用Φ18 鋼絲繩，中間配有直徑20mm的花籃螺栓緊固。本項(xiàng)目短肢懸挑架采用Ф48×2.8 鋼管搭設(shè)，立桿的橫距800mm，立桿的縱距1500mm，立桿的步距1800mm，內(nèi)排架距墻寬度不小于300mm，腳手板采用鋼跳板，隔步鋪設(shè)。連墻件按兩步兩跨設(shè)置。

4.1 工字鋼選用

現(xiàn)場(chǎng)選用 16#工字鋼挑梁，工字鋼的截面尺寸允許偏差如下表1：

4.2 工字鋼的驗(yàn)收

（1）工字鋼驗(yàn)收時(shí)首先觀看其外觀質(zhì)量，看其是否有裂縫、結(jié)疤和折疊，成捆時(shí)檢查端面是否平整，有無缺損。重點(diǎn)檢查工字鋼厚度是否符合要求，其次檢查尺寸時(shí)要以腰的高度為準(zhǔn)，檢查彎腰饒角要用直尺和塞尺測(cè)量，并在距端頭部小于 750mm 處測(cè)量，工字鋼每米質(zhì)量偏差不得超過-5%～+3%，另每批材料均應(yīng)向廠家索取材質(zhì)證明書。

（2）工字鋼的重量可以通過過磅或通過理論換算得出。其每米重量的理論值。

（3） 工字鋼地錨采用一級(jí)鋼φ20固定，鋼絲繩采用Φ16鋼絲繩，每道工字鋼用Φ16鋼絲繩與上層的預(yù)留吊環(huán)拉結(jié)，吊環(huán)采用一級(jí)鋼φ20。

4.3 高強(qiáng)螺栓及索具螺旋扣

高強(qiáng)螺栓、索具螺旋扣：嚴(yán)格按照本方案中的規(guī)格采購，其質(zhì)量應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ82-2011）、《索具螺旋扣》（CB/T3818-2013）的規(guī)定，并附有制造廠提供的質(zhì)量證明書。高強(qiáng)螺栓應(yīng)進(jìn)行涂油保護(hù)，高強(qiáng)螺栓螺紋不得有損傷，不應(yīng)出現(xiàn)有生銹或污染情況。

5、質(zhì)量控制

（1）本懸挑架承受腳手架最大高度不應(yīng)超過20m。

（2）懸挑架沿建筑物縱向間距為1.40～1.50，個(gè)別轉(zhuǎn)角處外排腳手立桿最大間距≤1.70。

（3）懸挑架上拉鋼絲繩錨固位置與下方高強(qiáng)螺栓固定點(diǎn)位置垂直距離應(yīng)大于2800mm，仰角不宜過小。

（4）超長型短肢工字鋼應(yīng)采用雙鋼絲繩斜拉，且要求鋼絲繩與工字鋼連接處采用保護(hù)套進(jìn)行安全保護(hù)。

（5）懸挑鋼梁與連接板的焊接必須經(jīng)過焊接工藝評(píng)定，按照ⅠⅡ級(jí)焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

（6）鋼梁與主體連接配備70*70*8mm壓板，在壓板采用雙螺母固定，螺栓端外露長度≥1只螺母厚度，以此來確保不變形。

（7）懸挑架完成后，由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人牽頭，組織項(xiàng)目經(jīng)理、專職安全員、質(zhì)量員、監(jiān)理單位、建設(shè)單位等相關(guān)人員進(jìn)行使用前驗(yàn)收工作，具體驗(yàn)收內(nèi)容如下：

檢查高強(qiáng)螺栓規(guī)格、尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求;螺栓墊片、壓板等是否按方案實(shí)施;8.8級(jí)Φ20高強(qiáng)螺栓是否擰緊;鋼絲繩是否處于繃直狀態(tài);鋼絲繩繩卡數(shù)量是否符合相關(guān)要求;鋼絲繩是否設(shè)置有安全彎;鋼絲繩與工字鋼連接位置是否有保護(hù)措施等;短肢工字鋼水平度不得大于20mm，且需小于L/1000;前期回頂鋼梁支撐件是否拆除;

（8）在過程施工中，根據(jù)工程特點(diǎn)分為以下幾個(gè)階段進(jìn)行檢查;

懸挑鋼梁安裝固定完畢后架子搭設(shè)前，主要檢查安裝的尺寸位置，安裝是否牢固，頂板混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到要求;作業(yè)層上施加施工荷載前;每搭完10至13m高度后;停用時(shí)間超過一個(gè)月;達(dá)到設(shè)計(jì)高度后;遇有六級(jí)大風(fēng)與大雨后;工序交接檢查前（如外墻抹灰完外墻保溫施工前，外墻保溫施工完外墻真石漆施工前）;

除了按以上幾個(gè)階段進(jìn)行檢查外，項(xiàng)目安全部門每周必須對(duì)架子進(jìn)行不少于二次的周檢，工程技術(shù)部門安排測(cè)量人員及時(shí)做好架子的變形觀測(cè)，觀測(cè)項(xiàng)目主要是架子的垂直度和變形。且應(yīng)加強(qiáng)過程監(jiān)督檢查，特別關(guān)注外腳手架上是否有堆放材料、垃圾等，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理。

（9）架子每次的檢查驗(yàn)收均由安全檢查部門做好檢查記錄，納入安全資料內(nèi)存檔。架子驗(yàn)收和定期檢查的主要項(xiàng)目：桿件的設(shè)置和連接，連墻件、支撐、卸料平臺(tái)處的構(gòu)造;扣件螺栓是否松動(dòng);架子的變形;安全防護(hù)措施。

6、安全環(huán)保措施

（1）進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的施工作業(yè)人員必須接受三級(jí)安全教育，且考試合格后，方可以進(jìn)入施工作業(yè);（2）作業(yè)人員必須正確佩帶和使用個(gè)人防護(hù)用品，嚴(yán)格按照勞務(wù)保護(hù)規(guī)定，且需按項(xiàng)目實(shí)名制管理要求進(jìn)行實(shí)名認(rèn)證;（3）涉及到短肢工字鋼現(xiàn)場(chǎng)加工，嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)火作業(yè)操作規(guī)程，加工用的乙炔瓶和氧氣瓶需單獨(dú)存放;存放距離需保證5m以上;（4）懸挑工字鋼加工電焊工及安裝操作架子工必須持證上崗，且證書需在有效期內(nèi)，并經(jīng)入場(chǎng)安全教育方可作業(yè)。（5）工字鋼噴漆作業(yè)場(chǎng)地必須選擇在通風(fēng)場(chǎng)地，油漆需設(shè)置單獨(dú)安全存放間。（6）工字鋼吊裝時(shí)需安排兩名指揮員，一名在樓下指揮，一名在作業(yè)層指揮作業(yè)。嚴(yán)格按“十不吊”原則，以確保外腳手架施工安全;（7）需堅(jiān)持先安裝后拆、后安裝先拆，從上至下的拆除原則，懸挑架工字鋼上所有構(gòu)件拆除完成后，最后進(jìn)行工字鋼拆除。拆除人員需正確佩戴安全繩，安全繩需固定在有效位置。

7、實(shí)施效果分析

7.1經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)新頒發(fā)的《建筑施工腳手架技術(shù)規(guī)范》（130-2011）規(guī)定，懸挑鋼梁的設(shè)計(jì)為1：1.25，現(xiàn)工具式懸挑鋼梁1.3米，傳統(tǒng)式懸挑型鋼因錨固位置不同，平均懸挑長度達(dá)到3.675米，相比之下減少了原擱置樓層內(nèi)的2.375米工字鋼和圓鋼拉環(huán)錨固。具體計(jì)算如下：

傳統(tǒng)型工字鋼懸挑腳手架：

人工費(fèi)（預(yù)埋螺栓）：1工日×500元/工日=500元;

人工費(fèi)（安裝工字鋼）：15工日×500元/工日=7500元;

材料費(fèi)（16#工字鋼）：76根×3.675米×176元/米=49156.8元

材料費(fèi)（15mm厚鋼壓板）：76×3個(gè)×3元/個(gè)=684元（按照周轉(zhuǎn)次數(shù)2次計(jì)算為342元）

材料費(fèi)（Ф20U型螺栓）：76×3個(gè)×7元/個(gè)=1596元

計(jì)算每層懸挑工字鋼綜合費(fèi)用為500+7500+49156.8+342+1596=59094.8元

短肢工字鋼懸挑腳手架：

人工費(fèi)（預(yù)埋穿梁套管）：1工日×500元/工日=500元;

人工費(fèi)（安裝工字鋼）：15工日×500元/工日=7500元;

材料費(fèi)（16#工字鋼）：76根×1.3米×176元/米=17388.8元

材料費(fèi)（15mm厚螺栓墊鐵）：76×2個(gè)×1元/個(gè)=152元（按照周轉(zhuǎn)次數(shù)2次計(jì)算為76元）

材料費(fèi)（六角高強(qiáng)螺栓）：76×2個(gè)×6元/個(gè)=912元（按照周轉(zhuǎn)次數(shù)2次計(jì)算為456元）

計(jì)算每層懸挑工字鋼綜合費(fèi)用為500+7500+17388.8+76+456=25920.8元

計(jì)算短肢懸挑工字鋼可以節(jié)省費(fèi)用比例為：（1-25920.8/59094.8×100%）≈56%

安裝懸挑層數(shù)87層計(jì)算，可節(jié)省費(fèi)用為：（39365.2-25920.8）元/層×87層≈29萬元

青山湖區(qū)沈橋村（漆村）安置小區(qū)城市棚戶區(qū)改造安置房建設(shè)項(xiàng)目4#至20#樓，使用的短肢懸挑式腳手架與普通鋼絲繩懸挑腳手架經(jīng)濟(jì)投入成本節(jié)約了近29萬元。

7.2社會(huì)效益

工具式懸挑式腳手架確保了安全與美觀于一體。大大節(jié)約了成本，縮短了工期，預(yù)控了外墻滲水等質(zhì)量通病;

施工方便，采取傳統(tǒng)懸挑腳手架，部分懸挑工字鋼在樓內(nèi)長度伸至達(dá)到7m，型鋼布置密集，對(duì)整個(gè)腳手架工程的材料用量和樓面整體形象造成影響;工字鋼穿剪力墻對(duì)主體混凝土結(jié)構(gòu)的整體外觀效果帶來負(fù)面效果，更換短肢懸挑腳手架后無論是樓內(nèi)還是外立面的形象都帶來較大提升。最主要的短肢式懸挑腳手架可以重復(fù)周轉(zhuǎn)利用，既縮短了工期又節(jié)約了成本，又降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)語：

柔性短肢工字鋼懸挑腳手架施工技術(shù)解決了傳統(tǒng)懸挑架工字鋼用量大、預(yù)留洞口多、洞口封堵后滲漏風(fēng)險(xiǎn)高、預(yù)埋螺栓處細(xì)部處理困難等問題，也比花籃拉桿工具式造價(jià)低，還對(duì)房屋主體結(jié)構(gòu)影響小。能較好的縮短工期，解決費(fèi)用。取得了較好的使用效果，得到了監(jiān)理、建設(shè)及相關(guān)參建單位的一致認(rèn)可。具有較好的推廣價(jià)值。

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