新型花籃式懸挑架在裝配式結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用分析

劉 東

(中鐵十六局集團(tuán)第五工程有限公司，河北 唐山 063000)

0 引 言

我國(guó)城市建設(shè)速度不斷提高，大規(guī)模高層建筑在城市發(fā)展中越發(fā)普遍，建筑結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜化，建筑物外墻腳手架結(jié)構(gòu)是保障建筑物主體、墻面裝飾施工能夠順利、有效進(jìn)行的重要因素，廣泛應(yīng)用在建筑行業(yè)當(dāng)中。而傳統(tǒng)懸挑架結(jié)構(gòu)具有使用物料重量大、數(shù)量多、安裝與拆卸過(guò)程中人工作業(yè)量大、材料運(yùn)送困難、存在安全風(fēng)險(xiǎn)、損害建筑物結(jié)構(gòu)等缺點(diǎn)。相比之下，新型花籃式懸挑架具有操作便捷簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、安全系數(shù)良好等優(yōu)點(diǎn)。因此，建筑單位在進(jìn)行腳手架結(jié)構(gòu)選擇時(shí)可以優(yōu)先選擇新型花籃式懸挑架。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

新天地風(fēng)尚住宅項(xiàng)目位于某市區(qū)吉林路與南京路交匯處，該建筑工程建筑物總面積為125 000 m2，其中地下結(jié)構(gòu)2層，總面積為35 000 m2，地上總面積為90 000 m2，包括5棟7層洋房，每層高度為2.9 m，5棟20層高層，每層高度為3 m，建筑物最大高度為60 m。項(xiàng)目工程選擇使用剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)制率為50%。

1.2 花籃式懸挑架設(shè)計(jì)

該建筑工程1—5層選擇使用傳統(tǒng)落地腳手架結(jié)構(gòu)，6層以上選擇使用新型花籃式懸挑式鋼管結(jié)構(gòu)腳手架，每隔5層設(shè)置一層懸挑，總共懸挑3次，懸挑高度為15 m。

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原因

該建筑工程不同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，從6層開始選擇使用工廠預(yù)制構(gòu)件。對(duì)于懸挑式腳手架運(yùn)用的工字鋼、連接部件、拉桿結(jié)構(gòu)等而言，預(yù)留和預(yù)埋工作極其重要，建筑單位必須提前進(jìn)行處理工作。在型鋼布置環(huán)節(jié)，需要考慮灌漿孔以及預(yù)留洞的相對(duì)位置，同時(shí)還需要注意躲避PC板材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋與板材上設(shè)置好的預(yù)埋點(diǎn)位，否則施工人員需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行開洞打鑿，既耗費(fèi)人力物力，還容易造成PC板材損傷破壞。

2.2 普通位置設(shè)計(jì)

腳手架懸挑段長(zhǎng)度小于或等于2 m時(shí)，使用單拉桿方式，工字鋼材料型號(hào)選用國(guó)標(biāo)16#，鋼材連接螺栓選用8.8級(jí)別M20高強(qiáng)度螺栓，使用雙螺母進(jìn)行緊固工作，螺栓內(nèi)部襯墊材料為13 mm鋼板；立桿間距為900 mm，下方使用HRB400、長(zhǎng)度250 mm的短鋼筋進(jìn)行焊接；拉桿材質(zhì)使用M20圓形鋼，拉桿兩端焊接厚度為9 mm的壓板，使用花籃螺栓進(jìn)行緊固連接，上端位置同樣使用8.8級(jí)別M20高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行連接，使用雙螺母進(jìn)行緊固，螺栓內(nèi)部壓板選擇使用9 mm厚鋼板，拉桿低端在工字鋼上焊接，同時(shí)使用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行連接。整體懸挑架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 懸挑段大樣(≤2 000 mm)

當(dāng)腳手架懸挑段長(zhǎng)度大于2 m時(shí)，使用雙拉桿方式，其余位置構(gòu)造方法不變，整體懸挑架結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 懸挑段大樣(>2 000 mm)

2.3 陽(yáng)臺(tái)設(shè)計(jì)

該建筑工程陽(yáng)臺(tái)設(shè)計(jì)成預(yù)制陽(yáng)臺(tái)，結(jié)構(gòu)包括上翻梁和下掛梁，因此陽(yáng)臺(tái)內(nèi)部需要預(yù)留工字鋼螺栓孔，陽(yáng)臺(tái)外部下掛梁位置布置穿工字鋼的洞口。工字鋼外部設(shè)置成雙拉桿模式。

2.4 大陽(yáng)角設(shè)計(jì)

大陽(yáng)角位置屬于建筑物相對(duì)薄弱部位，因此設(shè)計(jì)使用2根16#工字鋼，大陽(yáng)角左右兩側(cè)的建筑墻體或梁使用一道工字鋼，懸挑工字鋼需要使用10#工字鋼進(jìn)行輔助連接。具體情況如圖3所示。

圖3 大陽(yáng)角設(shè)計(jì)示意

2.5 電梯設(shè)計(jì)

該建筑工程使用南京某公司生產(chǎn)的SC200/200型雙籠電梯，可進(jìn)行人貨兩用，電梯外架預(yù)留寬度為4 m的人貨兩用電梯保護(hù)架結(jié)構(gòu)，使用獨(dú)立工字鋼進(jìn)行支撐作用。

2.6 采光井與電梯井設(shè)計(jì)

采光井與電梯井位置設(shè)計(jì)為常規(guī)設(shè)計(jì)，但是需要重視螺栓孔以及拉桿孔的設(shè)置工序，防止出現(xiàn)漏設(shè)忘設(shè)的現(xiàn)象。

2.7 連墻件

PC材質(zhì)建筑物墻之間空隙大小為20 mm，連墻件可以選擇45 mm×5 mm扁形鐵，將其預(yù)先埋置在混凝土結(jié)構(gòu)翻邊位置或者梁內(nèi)位置，扁形鐵外部需要鉆孔，設(shè)置2個(gè)周長(zhǎng)為15 mm的圓形孔，使用雙扣件連接鋼管，同時(shí)鋼管需要頂住梁或內(nèi)部翻邊位置，同時(shí)連接內(nèi)部與外部的立桿。

3 施工注意要點(diǎn)

3.1 施工流程

施工人員進(jìn)行腳手架搭建時(shí)，需要按照嚴(yán)格的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行搭建，首先對(duì)懸挑工字鋼進(jìn)行安裝，保障其穩(wěn)定性，將固定鋼筋性進(jìn)行焊接，隨后將立桿豎立，同時(shí)與掃地桿進(jìn)行連接扣緊，將水平桿與立桿之間進(jìn)行扣緊，再次進(jìn)行水平桿安裝工作，安裝連接墻體桿件，連接立桿，再次安裝水平桿，設(shè)置斜拉桿，當(dāng)搭設(shè)距離超過(guò)10 m時(shí)，需要進(jìn)行以此工序檢驗(yàn)。最后，在腳手架正式使用前再次進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保腳手架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固，能夠安全使用。

3.2 搭設(shè)要點(diǎn)

懸挑鋼梁需要使用16#工字鋼，鋼梁之間最大距離為1.5 m，同時(shí)使用M20高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行緊固，使用雙螺母方法[1]。懸挑立桿需要支撐在工字鋼，使用高度為250 mm的鋼筋對(duì)立桿底部進(jìn)行焊接固定，外部立桿需要使用10 mm厚的帶孔鋼板進(jìn)行鋼拉桿拉結(jié)，使用二級(jí)焊縫對(duì)工字鋼和端板進(jìn)行焊接，保證焊縫內(nèi)部不出現(xiàn)裂紋、焊縫不徹底、未完全熔合等問(wèn)題，同時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢查，確保其符合施工標(biāo)準(zhǔn)。懸挑工字鋼使用M20調(diào)節(jié)式拉桿拉進(jìn)固定，斜拉桿連接板和上拉桿與建筑結(jié)構(gòu)之間使用M20型號(hào)長(zhǎng)度為300 mm的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行連接緊固，下側(cè)拉桿和工字鋼之間使用M20型號(hào)長(zhǎng)度為70 mm的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行連接緊固。

腳手架周圍需要做好防護(hù)措施，在腳手架外部使用密眼型防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行人員作業(yè)保護(hù)，使用19#鐵絲將防護(hù)網(wǎng)逐個(gè)固定到腳手架。防護(hù)網(wǎng)需要保持在張緊狀態(tài)，確保其能夠有效起到防護(hù)作用。落地架第2層、懸挑式腳手架第1層、作業(yè)層上下層之間需要使用擋板進(jìn)行全封閉處理，同時(shí)在腳手架外側(cè)立桿，周圍設(shè)置2 m高的擋腳板。

3.3 搭設(shè)工藝

搭設(shè)懸挑架前，施工人員必須依照設(shè)計(jì)方案中規(guī)劃完善的立桿平面布置圖開展挑梁彈線工序，以保障實(shí)際立桿間距符合設(shè)計(jì)方案要求。立桿之間需要設(shè)置雙向水平桿，水平桿長(zhǎng)度為1.8 m，且需要使用扣接法與相交立桿連接緊固，其他水平桿全部設(shè)置在立桿同一方向，方便斜桿與立桿交接點(diǎn)和剪刀撐之間進(jìn)行扣接[2]。豎方向剪刀撐斜桿與地面之間的角度需要保持在45°～60°，同時(shí)與地面之間保持頂緊狀態(tài)，剪刀撐和立桿之間需要保持有效連接，即連接長(zhǎng)度不小于1m，使用3個(gè)以上旋轉(zhuǎn)固定件進(jìn)行扣接，剪刀撐端部位置多出扣件邊緣數(shù)值不小于0.1 m。立桿接長(zhǎng)工序需要使用對(duì)接扣件法，2根臨近立桿接頭錯(cuò)開設(shè)置，同步進(jìn)行的立桿接頭需要錯(cuò)開最少500 mm的高度，各立桿接頭的中心點(diǎn)到主節(jié)點(diǎn)之間距離不能大于步距1/3。此外，立桿垂直度應(yīng)該小于L/400，其中L指整體懸挑架高度。

扣件螺栓全部使用測(cè)力矩扳手進(jìn)行擰緊固定，將其扭力矩大小控制在40～70 N·m。施工人員需要注意桿件的垂直情況與偏差角度，發(fā)現(xiàn)偏離時(shí)及時(shí)校正，避免出現(xiàn)偏差距離過(guò)大的現(xiàn)象。懸挑架進(jìn)行初步搭設(shè)時(shí)，因?yàn)檫B接墻體部件未能有效進(jìn)行拉結(jié)工作，只能與立桿之間連接，在實(shí)際搭設(shè)時(shí)需要將下方腳手架上使用工字鋼進(jìn)行臨時(shí)支撐，同時(shí)只能搭設(shè)兩步，等到PC材質(zhì)外墻施工建設(shè)后，再進(jìn)行臨時(shí)拉結(jié)懸挑架工序。當(dāng)腳手架構(gòu)造出兩步之后，這時(shí)由于外墻部分還未施工建設(shè)，需要進(jìn)行臨時(shí)連接墻工作，利用鋼管將樓層與上端立桿之間臨時(shí)拉結(jié)，等到外墻結(jié)構(gòu)建設(shè)完畢后及時(shí)架設(shè)拉桿，同時(shí)與建筑墻體進(jìn)行拉結(jié)，然后才能將工字鋼下方的臨時(shí)支撐拆除。

3.4 雷電預(yù)防、消防設(shè)計(jì)

懸挑腳手架需要注重雷電預(yù)防功能，該建筑工程在施工場(chǎng)地內(nèi)以及建筑周圍沒(méi)有外接電架空線路。在結(jié)構(gòu)施工建設(shè)期間，塔吊高度大于腳手架高度，整個(gè)懸挑腳手架裝置位于塔吊之下，完全處于塔吊范圍之內(nèi)，因此不需要設(shè)置避雷針等雷電預(yù)防裝置[3]。當(dāng)塔吊拆除之后，需要及時(shí)增加避雷裝置，以防止腳手架在雷雨天氣等受到雷電打擊，造成結(jié)構(gòu)破壞。對(duì)建筑工程的避雷裝置進(jìn)行引用，與腳手架之間進(jìn)行四角連接，接地電阻數(shù)值需要小于10 Ω。

施工建設(shè)人員還需要注意懸挑腳手架的消防設(shè)計(jì)。在樓層水平位置、施工人員能夠及時(shí)拿取的腳手架位置放置安全消防器材，同時(shí)需要將消防責(zé)任牌放在消防裝置上，工程安全檢查人員定期對(duì)消防設(shè)施進(jìn)行檢查，以保證設(shè)施質(zhì)量。

4 新型花籃式懸挑架在裝配式建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1 縮減工字鋼使用量

短肢型鋼梁使用工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)制定，具有較高的安裝精密度；一次性投資后，產(chǎn)品裝置在其他類型建筑項(xiàng)目中基本能夠使用，提高了物件使用率，降低了資源投入成本[4]。新型花籃式懸挑架與傳統(tǒng)式懸挑架相比，省去了鋼梁錨固段，工字鋼的單一重量得到大幅度縮減，降低了工字鋼的安裝拆卸難度，進(jìn)行腳手架作業(yè)時(shí)無(wú)須全程使用大型起重機(jī)進(jìn)行施工，從而方便了腳手架安裝拆卸工作。

4.2 無(wú)須預(yù)埋安裝

新型花籃式懸挑架不需要施工人員對(duì)建筑樓板進(jìn)行穿墻預(yù)埋工序，不會(huì)對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)造成損傷破壞問(wèn)題，同時(shí)，無(wú)須對(duì)墻體孔洞進(jìn)行二次封堵，能夠避免傳統(tǒng)方法中工字鋼預(yù)埋工作需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)切割鋼材的步驟，對(duì)建筑樓層透水、滲水等安全隱患起到有效保障，進(jìn)一步加強(qiáng)建筑工程質(zhì)量[5]。

4.3 減少建筑破壞

裝配式建筑工程中，預(yù)制結(jié)構(gòu)部件在工程中進(jìn)行集中化統(tǒng)一制造，生產(chǎn)制造過(guò)程中操作工序極為嚴(yán)格，同時(shí)注重養(yǎng)護(hù)管理工作，因此，在構(gòu)件制作完畢后其自身質(zhì)量與強(qiáng)度已經(jīng)符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。新型花籃式懸挑架使用的花籃拉桿和短肢鋼梁等在安裝時(shí)使用錨固方法，與成品構(gòu)件間進(jìn)行有效連接，能有效降低由于建筑結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度較弱引發(fā)的局部建筑結(jié)構(gòu)損壞問(wèn)題。

5 新型花籃式懸挑架在裝配式建筑施工時(shí)的應(yīng)用要點(diǎn)

拉桿埋設(shè)層和懸挑層周圍需要進(jìn)行鋼梁預(yù)埋，建筑施工單位需要高度重視懸挑鋼梁等部件的使用質(zhì)量，對(duì)其承重性能等進(jìn)行仔細(xì)考核，再交由工程設(shè)計(jì)審核部門進(jìn)行復(fù)核審查，以確定其質(zhì)量是否符合實(shí)際開工使用標(biāo)準(zhǔn)，若不符合，則指出具體問(wèn)題，交由施工單位開展結(jié)構(gòu)加強(qiáng)等工作[6]。

新型花籃式懸挑架屬于新式建筑施工技術(shù)，缺乏足夠的國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，在施工單位進(jìn)行施工架設(shè)時(shí)需要將其進(jìn)行分部分項(xiàng)處理，組織專業(yè)人員對(duì)工程進(jìn)行研討論證。此外，在實(shí)際架設(shè)腳手架時(shí)，最大高度不應(yīng)超過(guò)20 m，以此保證其安全性與使用性。

在首次進(jìn)行新型花籃式懸挑架預(yù)埋時(shí)，需要進(jìn)行提前預(yù)埋工作，以2根為一組，共預(yù)埋3組，以方便工程施工后期，施工人員進(jìn)行“拔拉實(shí)驗(yàn)”[7]。實(shí)際安裝預(yù)埋組件時(shí)，需要保證預(yù)埋組件和模板接觸面之間緊密貼合，沒(méi)有多余空隙，主要目的是防止在混凝土振搗工序中，混凝土漿水通過(guò)縫隙滲入到預(yù)埋組件內(nèi)部。在預(yù)埋組件全部安裝完畢后，進(jìn)行混凝土澆搗工序時(shí)，嚴(yán)禁施工人員直接使用振動(dòng)棒和預(yù)埋組件進(jìn)行接觸，以防止預(yù)埋組件受到外力影響發(fā)生損壞或位置偏移現(xiàn)象。

對(duì)于新型花籃式懸挑架施工中實(shí)際應(yīng)用到的建筑材料，需要進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾?，安全防護(hù)網(wǎng)、工字鋼、連接扣件、鋼管材料、花籃螺栓、拉桿、高強(qiáng)度螺栓等懸挑架材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，必須出具明確清晰的質(zhì)量證明文件，以保證材料的質(zhì)量良好，進(jìn)而保證腳手架結(jié)構(gòu)質(zhì)量與安全[8]。此外，在高強(qiáng)度螺栓使用前，需要有關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行復(fù)試檢測(cè)工作。

6 結(jié)束語(yǔ)

新型花籃式懸挑架與傳統(tǒng)式腳手架相比，具有承載能力強(qiáng)、裝卸操作便捷、重復(fù)使用率高、資金投入少、勞動(dòng)量小、建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn)。目前，新型花籃式懸挑架已被廣泛應(yīng)用于各類建筑工程中，其安全可靠性也已經(jīng)得到有效證明，具有良好的未來(lái)發(fā)展前景。