不規(guī)則立面建筑型鋼懸挑腳手架施工技術(shù)研究

程學(xué)明，羅國嶺，孫佳

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070）

1 引言

腳手架施工需要滿足一定的設(shè)計要求，并采用規(guī)范化的施工方式應(yīng)對復(fù)雜的施工環(huán)境，構(gòu)建穩(wěn)定的施工平臺。腳手架懸挑長度通常在1.2～1.5 m，需要嚴格按照施工要求進行施工，降低大跨度對懸挑的影響，確保腳手架的受力穩(wěn)定。在不規(guī)則立面的影響下，腳手架施工的難度會增加，需要確保施工方案的完善性，促使立面施工有序開展。

2 不規(guī)則立面建筑型鋼懸挑腳手架施工準(zhǔn)備

2.1 材料選擇

腳手架施工過程中，需要注重材料的選擇，一方面，應(yīng)將材料組件準(zhǔn)備齊全，確保能夠順利搭接腳手架，提高各部分構(gòu)件連接的穩(wěn)定性。另一方面，需要保證材料本身的質(zhì)量，對腳手架的損傷情況進行檢查，避免施工安全事故。腳手架施工前，需要對組件的質(zhì)量合格證書進行檢查，確保腳手架的出廠質(zhì)量，同時，還要對腳手架進行現(xiàn)場核驗，將存在損傷的腳手架進行剔除，控制好腳手架的整體質(zhì)量。核驗過程中，需要對鋼管的直徑進行檢驗，確保鋼管之間能夠順利組裝，使鋼管達到安全性能指標(biāo)。對于存在銹蝕、裂紋的鋼管，應(yīng)及時進行更換，提高構(gòu)件應(yīng)用的安全性，做好材料準(zhǔn)備工作[1]。

2.2 人員準(zhǔn)備

不規(guī)則建筑施工較為復(fù)雜，需要進行人員方面的準(zhǔn)備，選擇合適的施工人員，采用適宜的施工形式。施工人員需要具備從業(yè)資格證明，具有一定的工作經(jīng)驗，能夠熟練掌握腳手架的使用，防止在操作過程中出現(xiàn)失誤，增加施工過程的安全隱患。不規(guī)則立面建筑施工需要進行高層作業(yè)，施工人員應(yīng)具有較強的心理素質(zhì)，在確保安全的前提下適應(yīng)高空環(huán)境，能夠在腳手架上迅速完成攀爬，保證施工過程安全進行。施工前，需要對人員進行培訓(xùn)，對其講解高空作業(yè)的規(guī)范，提高腳手架施工的正確性，采用規(guī)范化的施工形式，做好施工安全控制工作。同時，需要做好技術(shù)交底工作，對關(guān)鍵施工技術(shù)進行確認，確保施工人員能夠掌握施工要點，提高腳手架施工的合理性。

3 不規(guī)則立面建筑型鋼懸挑腳手架施工方案

3.1 懸挑外架方案

不規(guī)則立面施工過程中，需要對懸挑外架進行設(shè)計（見圖1），提高懸挑結(jié)構(gòu)的控制效果。腳手架的搭建受到立面結(jié)構(gòu)的影響，方案設(shè)計前，需要對立面結(jié)構(gòu)展開分析，通過懸挑腳手架應(yīng)對立面的不規(guī)則變化，確保懸挑分布的合理性。而且，建筑立面的不規(guī)則性會影響下梁結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致架梁無法順利搭建。為此，應(yīng)采用預(yù)埋的方式，通過錨栓對架梁進行預(yù)埋，對腳手架的架梁結(jié)構(gòu)進行補充，保證腳手架結(jié)構(gòu)的完整性。錨栓的預(yù)埋深度不能小于20 cm，確保預(yù)埋結(jié)構(gòu)搭接的穩(wěn)定性。對結(jié)構(gòu)層進行設(shè)計時，需要對露臺的數(shù)量進行控制，確保預(yù)埋長度的統(tǒng)一性，防止由于預(yù)埋問題造成浪費，對預(yù)埋結(jié)構(gòu)進行有效設(shè)計。同時，需要注重剪力撐的使用，對架體的穩(wěn)定性進行鞏固，確保立桿布置的有效性。剪力撐的搭設(shè)寬度不能小于4跨，否則將會影響整體支撐效果。應(yīng)當(dāng)合理控制桿件的搭接距離，以提高搭接點的穩(wěn)固性，降低立桿的拉結(jié)作用。另外，需要對腳手架的模型進行分析，利用BIM技術(shù)構(gòu)建模型，對腳手架的結(jié)構(gòu)特征展開分析，確保鋼管、節(jié)點等構(gòu)件的數(shù)量，使立桿排布能夠得到精準(zhǔn)布置。另外，BIM模型能夠模擬腳手架的搭建過程，使施工人員對構(gòu)件位置的掌握更加精準(zhǔn)，提高架體的穩(wěn)定性[2]。

圖1 懸挑外架

3.2 受力計算

腳手架施工需要注重架體的穩(wěn)定性控制，做好其受力分析工作，對腳手架的搭接效果進行檢驗。立桿是腳手架的重要支撐結(jié)構(gòu)，長度一般在7.2～7.8 m，需要對其展開荷載計算，防止立桿出現(xiàn)彎曲、斷裂等現(xiàn)象，保障立桿受力的均勻性。

在不考慮風(fēng)荷載的情況下，立桿受力計算公式為：

在考慮風(fēng)載荷條件下，立桿受力計算公式為：

式中，N為立桿軸向力設(shè)計值，N；N1為立桿結(jié)構(gòu)軸向力，N；N2為立桿自重軸向力，N；Qk為立桿施工荷載下的軸向力，N。

另外，還需要對立桿的彎矩進行分析。彎矩是導(dǎo)致立桿彎曲的主要因素，需要對彎矩狀況展開分析，對彎矩進行控制可以減少彎矩對腳手架結(jié)構(gòu)的影響。具體計算公式為：

式中，Mw為立桿所受彎矩，N·m；Mwk為立桿風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，N·m。

4 不規(guī)則立面建筑型鋼懸挑腳手架施工要點

4.1 立桿排布

立桿是腳手架的重要支撐結(jié)構(gòu)，需要確保立桿分布的合理性，使分布情況與不規(guī)則立面相匹配。立桿排布需要根據(jù)受力情況進行分析，構(gòu)建立桿結(jié)構(gòu)的受力分析模型，驗證立桿布置的可行性。底部立桿布置時，通常采用交錯布置的形式對立桿布置的合理性進行檢驗，防止出現(xiàn)立桿布置不穩(wěn)定的情況。立桿的錯開距離應(yīng)控制在500 mm以上，使接頭之間呈現(xiàn)一定的跨度，保證腳手架整體性能的穩(wěn)定性。立桿布置應(yīng)結(jié)合BIM模型，對立桿的工程量展開分析，同時確定立桿的分布情況，保證架體整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)架體不穩(wěn)定的情況。立柱排布過程中，需要注重邊界線的設(shè)定，對立面的結(jié)構(gòu)輪廓展開分析，使立桿布置基于實際情況進行。

4.2 連墻件

由于在腳手架的搭建過程中，需要對連墻件進行預(yù)埋處理（見圖2），因此，建筑的不規(guī)則立面會影響腳手架的搭建。連墻件應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)邊界進行設(shè)置，對受力模型展開分析，使連墻件能夠布置在主節(jié)點上，提高對架體的鞏固效果。同時，需要對預(yù)埋的偏移距離進行控制，不能大于300 mm，否則會影響連墻件的連接效果。預(yù)埋件應(yīng)穿插到框架梁中，做好預(yù)埋件的變形控制，提高對預(yù)埋效果的控制作用。在預(yù)埋過程中，還要注重拉結(jié)點的布置，綜合考慮其平面位置與長度，使拉結(jié)點受力良好，保障架體的穩(wěn)固性。

圖2 連墻件

4.3 搭設(shè)順序

腳手架搭接過程中，需要遵守一定的順序，確保搭接質(zhì)量和效率。首先，需要按照大橫桿、小橫桿的順序進行搭接。其次，需要搭接臨時支撐杠，對架體結(jié)構(gòu)進行臨時支撐，使架體能夠跨越建筑不規(guī)則立面部分，提高立桿的臨時穩(wěn)固性。在連墻桿搭建完成后，可進行拆卸。然后，需要對連墻桿、剪刀撐等進行搭接，對腳手架的細部結(jié)構(gòu)進行補充，確保架體搭接的有序性。最后，需要注重搭接部分的規(guī)格控制，對吊架、挑網(wǎng)、掛網(wǎng)等進行搭接時，應(yīng)進行技術(shù)方面的審核，控制好搭接質(zhì)量，對腳手架搭接過程進行充分指導(dǎo)[3]。

4.4 剪力撐

剪力撐是腳手架的重要結(jié)構(gòu)（見圖3），對立桿有固定作用，搭接距離應(yīng)在1 m以上，以提高搭接部位的穩(wěn)定性。剪力撐是實現(xiàn)縱向穩(wěn)定的關(guān)鍵，能夠?qū)U件的受剪情況進行控制，提高桿件布置的有效性，將剪力控制在一定范圍。對剪力撐進行布置時，水平夾角一般在45°～60°，以降低外部荷載對剪力撐的影響，防止桿件發(fā)生集中受力。剪力撐具有搭接長度的要求，搭接長度在1.0～1.5 m，通過旋鈕對其進行固定，使剪力撐在架體中呈現(xiàn)三角結(jié)構(gòu)，進而保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。剪力撐需要隨著建筑結(jié)構(gòu)的增高而加設(shè)，搭接過程中不能留有空隙，對于關(guān)鍵部位，應(yīng)采用正反剪力撐進行加固。

圖3 剪力撐

4.5 安全隔斷

腳手架施工過程中，需要注重安全隔斷的設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)的安全性。在懸挑腳手架結(jié)構(gòu)中，需要在立面設(shè)置安全網(wǎng)進行封鎖，安全網(wǎng)由綠色尼龍繩編織而成，能夠提高施工人員攀爬過程的安全性，保障施工人員的人身安全。對于懸挑腳手架的首層，應(yīng)采用厚木板進行鋪裝，板厚不能小于60 mm，否則會影響板材的支撐效果。每層立桿附近需要設(shè)置安全網(wǎng)，同時做好固定工作，采用螺栓加固的形式提高固定方法的有效性。另外，在安全網(wǎng)上還要捆綁密布網(wǎng)，提高網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的安全性。

4.6 安全檢測

腳手架搭接完成后，需要進行安全檢測，檢驗?zāi)_手架的搭接質(zhì)量。驗收過程中，需要參考GB 51210—2016《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，對腳手架進行嚴格地檢測，提高腳手架使用的規(guī)范性。驗收工作主要包含以下內(nèi)容：（1）對桿件的連接情況進行檢測，確保連接過程的牢固性，防止桿件出現(xiàn)松動現(xiàn)象，使桿件能夠起到穩(wěn)定的支撐作用。（2）對底座、立桿等進行檢查，確定無懸空情況出現(xiàn)，避免立桿發(fā)生滑落，影響搭接的穩(wěn)定效果。（3）對扣件螺栓進行檢查，確定關(guān)鍵點固定的牢固程度，對關(guān)鍵部分應(yīng)進行加固處理。（4）檢測立桿的垂直度，降低彎矩對立桿的影響，提高立桿的穩(wěn)定支撐作用。

5 結(jié)語

綜上所述，腳手架是建筑施工的重要平臺，其施工具有一定的難度，尤其是在不規(guī)則建筑條件下，因此，應(yīng)對腳手架的搭接引起重視，確保搭接過程的穩(wěn)定性，實現(xiàn)腳手架的穩(wěn)定支撐，防止施工過程出現(xiàn)安全問題，提高安全控制措施的有效性。