浅析新型附着式悬挑脚手架的应用
时间：2023-06-05 18:30:30 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
甘孝彬， 刘 鑫， 杨璐铭
(中国水利水电第十工程局有限公司, 四川成都 610072)
在现在的各类建筑项目中，无论是居民住宅以及公共建筑物，均需设置外悬挑脚手架，因场地限制或楼层高度等原因，悬挑脚手架就成为在普通高层建筑中使用最为普遍的一种。按照传统的悬挑脚手架的做法，剪力墙上会存在多个的工字钢穿墙洞口,该部分洞口需在脚手架拆除后才可进行修补，但大多数施工现场在实施时未按照要求做到密实性，存在漏、渗水的隐患，最终导致了广大民众口言传中的“悬挑层”户型千万不能买的说辞。因此对于悬挑脚手架在施工时，主体施工的质量要求非常严格，这个也是目前大多数工程的重点和难点。基于西昌市马道城中村棚户区改造项目(楼层为20层)，采用新型脚手架(附着式脚手架，详见图1)，可完全避免主体剪力墙上留置脚手架洞口而引起的漏、渗水情况，该工艺的四川省相关规范于2021年1月1日开始启用，江苏、湖南等地该工艺应用较早。
图1 附着式悬挑工字钢安装效果
1.1 方案设计
首先进行市场调研，选择有资质的厂家合作，根据项目建筑物的特点进行针对性的设计，及时按照危大工程管理办法编制好详细的施工方案并审批，然后根据“建办质(2018)31号文”以及“建设部第37号令”的危大工程管理办法规定，新工艺需进行专家论证，本项目采用该新型脚手架的施工工艺时间在四川省地方标准“四川省附着式脚手架安全技术标准 DBJ51/T153-2020”发布之前，因此在编制好专项施工方案的后，还需进行专家论证；
在施工现场具体实施前，方案必须达到安全可靠、施工可行的效果，所有审批、签字程序应全部完善。
1.2 阳台悬挑梁承载力复核
在脚手架方案布置图完成之后，应对阳台区域悬挑梁的承载力进行复核，首先借助品茗安全计算软件求得立杆轴向力，然后可联系设计单位对其进行验算复核，确保阳台的配筋满足脚手架传递至阳台处的荷载要求。若原有配筋能够满足承载力要求则可无需配筋的修改，若原有配筋不满足，则需重新配筋至满足要求位置，但配筋的修改应取得设计单位的同意方可进行。
对于阳台梁承受脚手架荷载问题，在进行配筋修改的同时，为确保施工安全，可采用“反向支撑”卸荷的方式，即在下一层阳台处对工字钢布置层的阳台梁采用工字钢或者槽钢对悬挑梁进行反支撑。
新型附着式悬挑脚手架的施工工艺与传统的悬挑脚手架的工艺相比，仅仅是工字钢的设置方式不同，本文仅对工字钢的安装工艺进行叙述。
2.1 工艺流程
施工材料准备—套管的预埋安装—悬挑钢梁的安装与固定—上部架体的搭设—钢拉杆组装件—脚手架验收使用。
2.2 材料准备
项目安排专人与有资质的厂家对接，结合项目所在地以及针对项目实际情况进行脚手架的架体设计，为保障脚手架设计安装的经济性，采用在厂家购置所有配件，然后由厂家派设专业操作工人在现场组装的方式进行施工。
在附着式脚手架的所有构配件进场时，需组织各单位到现场并结合检测单位出具的检测报告验收，所有材料构件应等现场抽样复检合格后才能投入使用，针对现场加工好的成品为保障施工作业的安全，现场焊接的成品必须满足焊缝饱满等效果，因此需联系第三方检测单位，在现场进行工字钢焊缝的探伤检测，可以二级焊缝的要求进行检测。当检测单位出具焊缝合格报告后方可将成品构件投入使用[1]。
2.3 脚手架设计
目前行业内通用的安全计算软件为“品茗安全”计算软件，悬挑脚手架的计算采用品茗安全计算软件进行计算(版本随市场更新情况)，工字钢的固定方式选择预埋螺栓固定，各种型号的工字钢依据平面布置图上的不同部位而定，不同参数对应不同的计算结果，从而得到适合于现场施工的结算书及专项施工方案。
针对于新型脚手架的设计，可结合西昌市当地的水文气象条件(存在雨季以及风季)，因在方案设计的前期，四川省内并无对应的地方标准，因此参考了江苏省的地方标准《江苏省建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程》DGJ32J121-2011，该技术规程要求[2]：
(1)附着悬挑脚手架的向内一侧的端部和钢拉杆顶端的拉环支座的锚固应该采用锚固螺栓与建筑物连接，锚固螺栓不少于2个(目前四川省内标准为不少于3个)，螺栓的直径应由设计方案确定；
螺杆露出螺母应不少于3扣且不小于10 mm，垫板尺寸应由方案设计确定，但不得小于80 mm×80 mm×8 mm。
(2)钢筋拉杆的两端宜焊接耳板，并采用螺栓与钢筋外侧端部和固定与建筑物的拉环支座固定。耳板的尺寸及焊缝长度应由方案设计确定。
(3)因脚手架立杆必须处于工字钢梁中心，拉杆无法正向安装，因此耳板应设置在悬挑钢梁承受集中力作用处附近。悬挑钢梁悬挑长度为L≤1 800 mm时，宜设置一根钢拉杆，详见图2； 图2 L≤1800 mm的附着悬挑脚手架搭设示意(单位：mm) 图3 1800 mm 材料准备—预埋套管的定位安装(图4)—悬挑钢梁安装以及固定—搭设上部架体—花篮拉杆施工组装—脚手架验收后使用。 图4 预埋件套管(200mm) 套管应该在模板固定完成后施工，在埋设施工时，应要求厂家派专人对照新型悬挑脚手架布置图布置，螺栓套管的标高可采用水准仪复核预埋件位置。 预埋套管必须准确定位。套管在预埋时，需按照对应施工方案要求的间距(以实际计算书结合方案设计平面布置图为准)进行准确定位，其中套管预埋的水平间距偏差不得大于10 mm，竖向间距偏差不得大于3 mm。套管埋置高度为楼板板底标高下100 mm，水平间距150 mm，定位方法详见图5、图6。 图5 安装工具 图6 预埋测量定位 套管在安装后必须与墙体、梁钢筋固定牢固，在对应的楼面边梁或剪力墙结构混凝土浇筑前，对照工字钢的平面布置图，复核穿墙螺栓位置，以保证预埋套管的精度。 根据构造要求在建筑物外边缘阳角处用尺量出内外立杆离墙距离，并做好标记； 预埋测量定位完成后，使用电钻在木模板上开孔，安装预埋件，后紧固“临时固定螺杆”，以固定防止松动变位，做法详见图7。 图7 螺栓套管预埋 每根悬挑工字梁的根部结构处，在外侧模板上采用电钻开2个φ12.5 mm的孔，再通过配套专用的螺杆临时固定，预埋件安装时，需确保预埋件与模板接触面的无缝隙紧贴，防止混凝土浇捣时，混凝土浆渗入到预埋件的管内部。预埋件安装完毕后，在混凝土浇捣时，严禁将振动棒直接与预埋件接触，以确保预埋件不被损坏或发生偏移，浇筑过程中应派专人跟踪检查，对变位、变形套管及时进行恢复。 待混凝土初凝后，24 h(且强度必须达到5 MPa以上)以后即可拆除“临时固定螺杆”，然后通知木工拆除梁边侧模。在安装前先用混凝土回弹仪确定混凝土强度至少达5 MPa的强度后，才能开始安装双头螺杆，安装时应特别注意双头螺杆的外露长度不得低于50 mm[3]，具体详见图8、图9。 图8 S8.8高强双头螺杆示意(单位:mm) 图9 双头螺杆外露长度 在墙体或梁终凝后，在进行悬挑工字钢梁安装时，对应的主体结构混凝土强度不应低于10 MPa； (1)在外墙梁的侧模板拆除完成后，将预留的螺栓孔洞找出来并清理干净，如果悬挑型钢梁安装部位结构面不平整，则必须修补平整，这样才能使连接钢板与结构面充分接触，受力均匀。拆除悬挑层脚手架防护栏杆，将钢梁外端搁置于下层落地架的外侧纵向水平杆上。 (2)安排1人站在墙外脚手架上安装主竖向杆，尺寸垂直度矫正后，立即预紧螺母。全部螺栓拧紧检查无误后，根据施工图纸将悬挑型钢梁根部用2个8.8级M20的普通螺栓(螺栓级别以实际计算为准)与预埋件相连，但此时由于上部结构尚未完成结构施工，暂时不能进行上悬斜拉。安装时悬挑型钢的外端应上翘20 mm，减少上部架体安装后，悬挑型钢梁端下垂。 (3)转角处采用“Y”字型工字钢悬挑梁，并在上部增设联梁走钢，确保特殊区域转角部位的脚手架安全。待转角两侧悬挑梁安装完成后，测量钢梁的间距并下料，随后将外侧钢梁与悬挑钢梁进行焊接。 (4)挑架搭设及使用时，钢梁设置楼层的阳台、露台等悬挑部位的排架不得拆除。 (5)在施工中，可能会出现混凝土表面凹凸不平的情况，此时悬挑梁底座板与建筑结构面的接触面，如发生不平整接触，需采用特制“挂钩垫片”进行垫平，以确保支撑体系的整体稳定性[4]。 拉杆的安装必须随挑架安装完成及时跟上，拉紧花篮，严禁出现滞后现象。在悬挑层上层结构外墙、梁支模时，在悬挑梁上方对应位置预留孔管，用于固定斜拉杆，位置要正确。等到悬挑工字钢的上一层混凝土达到强度(10 MPa以上)，内外侧模板拆除后，立即安排专人安装斜拉杆，与下吊点上的拉杆和花篮螺栓连接并紧固螺帽，必须保证斜拉杆紧固成受力状态，从而使挑梁受力卸荷。 (1)脚手架工字钢的初次成本较高，但当进行二次利用时，则成本可大大节约。 (2)安装、拆除方便，无需预埋，可单人操作，节约人工成本。 (3)拆除时施工速度快，无需剔打及补洞，同时工字钢不存在锚固段，因此在脚手架拆除前可进行室内装修，可减少洞口收边收口的工作量。 (4)脚手架在特殊部位(如阳台、阳角等)施工时，对各部分的结构损害最小，不再有渗水的可能，且外观布置美观，解决了将传统工字钢悬挑架在特殊部位处设置时的困难。 目前悬挑脚手架作为房屋建筑工程中的主要形式，施工工艺存在多样化且一直在不断的突破、更新，新型附着式悬挑脚手架施工技术的优势明显，速度快，效率高，综合成本低，对建筑物结构的影响较小，可取消后期对结构洞口的修补工作，在工期和质量控制上均存在极大的优势；
悬挑长度1 800 mm
2.4 工艺流程
2.5 螺栓套管的预埋安装
用卷尺拉直，划分出立杆的位置精确，并用小竹片点出立杆标记；
垫板、底座应准确的放在定位线上，垫板必须铺设平整，不能出现悬空的状态。
2.6 悬挑主梁安装
脚手架搭设时，对应主体结构混凝土强度不应低于15 MPa，现场必须按照方案设计图纸、技术交底和现场实际定位位置对悬挑工字钢进行安装，高强螺栓的紧固是挑梁安装重要控制点，紧固过程分为初拧和复拧，紧固力各为50%，终拧依次进行在24 h内完成，具体操作为：2.7 钢拉杆的设置
虽然此项技术在部分省份内已经大量的应用，但在新规出来之前因四川省当地无对应的施工技术规范及标准，并未普及进多数中小城市的工程建设中；
本工程对此项新型工艺技术的应用，对其在西昌市当地的普及工作可起到极大的推进作用，从而也会给建筑行业内的各个企业带来可观的经济效益及社会效益。
