電梯井內免切割懸挑工字鋼安裝施工技術的應用

羅遠堂，林顯志

（1.廈門市杏林建設開發有限公司，福建 廈門 361000；2.福建省惠東建筑工程有限公司，福建 惠安 362141）

隨著高層建筑的發展，懸挑腳手架的應用越來越普遍。當電梯井的位置位于建筑平面的外側，勢必造成懸挑工字鋼穿過電梯井的情況。在主體封頂后，很多施工單位就要考慮交叉安裝室內電梯，以便節省施工工期。但室內電梯的安裝往往受礙于電梯井內的懸挑工字鋼。若要立即進行室內電梯的安裝，就必須對其內部的懸挑工字鋼進行切割，以便騰出工作面。傳統的做法是采用人工切割后，在外側懸挑部位焊接三角支撐進行加固。此工藝所采用的三角支架制作麻煩，高空作業危險，與外架交匯時，還要對桿件進行局部調整，費時費勁。工人抱怨工字鋼固定端當初預埋，現在切割，還不如當初就不預埋。針對這種現象，本文提出了一種可拆卸的電梯井內免切割懸挑工字鋼安裝的施工工藝[1]，取得了良好的經濟效益。

①免切割懸挑工字鋼，即將伸入電梯井內的型鋼部分取消，用對拉螺栓將懸挑型鋼固定在剪力墻的外側，節約大量鋼材。

②對拉螺栓采用薄壁鋼套管，安拆方便，所有材料都可重復使用，節約大量成本。

③結構后續采用發泡水泥封堵，結構不易破壞，防水效果好。

④主體封頂后，立即進行室內電梯的安裝，大大縮短工期。

1 工藝原理

本工藝與傳統懸挑腳手架不同之處在于：懸挑工字鋼只需保留懸挑部分，懸挑工字鋼通過改造增加端板和角鋼，采用2根預埋于套管內的對拉螺栓將懸挑工字鋼固定剪力墻的外側面。除此連接部位外，其它處的設置相同與傳統懸挑腳手架。

圖1 懸挑工字鋼的設置

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

免切割懸挑工字鋼專項施工方案的編制→薄壁鋼套筒的預埋→懸挑工字鋼端板焊接→懸挑工字鋼角鋼焊接→對拉螺栓就位→懸挑工字鋼的安裝→下一道工序

2.2 操作要點

2.2.1 免切割懸挑工字鋼專項施工方案的編制

懸挑腳手架作為施工現場重大危險源之一，編制專項施工方案應引起足夠的重視。技術負責人應該以《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》為指導，結合施工平面圖進行設計。本工藝的專項方案的編制應該以懸挑腳手架施工方案為依據。對電梯井內免切割工字鋼布置時，應注意一下幾方面：

①傳統工字鋼是放在懸挑層的樓板上，而免切割懸挑工字鋼是放在懸挑層樓板下約100mm，具體位置應根據端板尺寸和工字鋼的型號確定[2]；

②懸挑端長度不宜過長，控制在1.3m以內，否則應采取三角撐加固措施；

③與平面其他部位傳統工字鋼布置應統籌分析，無縫連接，形成整體受力。

主要內容包括：免切割懸挑工字鋼布置平面圖、立面圖和剖面圖、預埋套管的位置及詳圖、施工要求、外荷載的取值及穩定性驗算計算書。

2.2.2 薄壁鋼套筒的預埋

為了實現懸挑工字鋼的免切割回收周轉，在混凝土內預埋薄壁鋼套筒，以便對拉螺栓穿入后容易取出。套筒內徑比螺栓大1～2mm，建議取24mm，厚度1mm，長度與剪力墻厚度一致200mm。

圖2 DN24×1薄壁鋼套筒

每根懸挑工字鋼應預埋2根鋼套筒，分布在端板中部的左右兩側。套筒的位置關系到懸挑工字鋼的高度，因此準確性要求高。應結合施工方案，定位出詳細的位置，并做好標識。為了防止外荷載或混凝土振搗時，產生偏移。在剪力墻內部，附加Φ12的鋼筋，并與套筒進行點焊固定。點焊時，點到為止，避免燒到主筋。預埋套筒定位后，應校核無誤后，方可澆筑混凝土。

圖3 DN24×1薄壁鋼套筒

2.2.3 懸挑工字鋼端板和角鋼的焊接

懸挑工字鋼端板和角鋼的焊接如圖4所示，焊縫等級二級。關鍵技術就是在懸挑工字鋼與剪力墻交界處，增設300×200×10的端板。再通過對拉螺栓的連接，將端板與剪力墻連成整體。若采用16#工字鋼，為了消除端板與工字鋼交接處產生的應力集中現象，增設了80×65×7的不等邊角鋼。角鋼長邊應水平放置，短邊垂直放置，以擴大與工字鋼的接觸面積，承受最大的豎向荷載，因此不可倒置。若采用18#工字鋼，因工字鋼自身強度提高一級，且與端板焊接面積增大，焊接角鋼不作強制要求。同時在工字鋼下翼緣距離尾部100mm處，焊接Φ14短鋼筋，以防止鋼絲繩拉緊后打滑。

焊接端板承受著腳手架上的全部外荷載，因此焊接質量關系到整個架體的安全和穩定。有條件的施工單位，宜委托有資質的鋼結構生廠廠家加工制作，并提供相應的出廠合格證和構件檢測報告。當施工單位現場自己焊接時，應由專業資質的電焊人員進行。焊接應滿焊，焊縫高度hf為6mm。工字鋼，角鋼的長度和根數按方案及施工圖計算，要保證工字鋼制作尺寸準確。工字鋼制作完成后由質量檢測人員進行外觀檢查，檢查焊縫厚度，焊縫厚度不均勻、不飽滿的應補焊。協同監理單位按標準抽樣送至委托的檢測機構進行焊縫密實度檢測。驗收合格后，在其表面涂刷黃色油漆，起防銹和警示作用。懸挑鋼制作完成可運至施工現場，與傳統工字鋼分類堆放，準備安裝。

圖4 懸挑工字鋼制作示意圖

2.2.4 對拉螺栓的就位

相比于普通螺栓，考慮到內外操作的方便，懸挑工字鋼端板與剪力墻用左右兩根M22對拉螺栓連接，螺栓按普通螺栓4.6級考慮。在電梯井的內側采用50×50×6墊板加雙螺帽連接。這樣螺栓安拆方便，又可回收，周轉使用。工字鋼拆除后，采用發泡水泥封堵預留的套管，結構不易破壞，防水效果好。

圖5 電梯井內對拉螺栓示意圖

2.2.5 懸挑工字鋼進場驗收和安裝

懸挑工字鋼進場后，應根據設計尺寸要求進行全數驗收，驗收合格后方可安裝。

懸挑層結構混凝土澆筑后，常規養護滿5天，強度可達到50%，不得低于C20。此時開始安裝懸挑工字鋼。若強度達不到要求，應適當延長養護時間，萬不可強制安裝。安裝前對工字鋼接觸部位的剪力墻混凝土進行檢查，混凝土必須密實，表面平整、垂直，當此部位混凝土不能符合安裝要求時，應進行混凝土修補、打磨等。安裝人員站在下層腳手架的操作平臺上，借助塔吊進行安裝，避免懸空作業。將端板的開孔對準預埋的鋼套筒，再用對拉螺栓扭緊。當開孔位置有偏差時，應將工字鋼端板重新制作，不可強扭或用力敲打，防止螺栓變形，損壞，埋下安全隱患。

挑腳手架的搭設，鋼絲繩的拉結與傳統懸挑腳手架的工藝一致，這里就不再介紹[3]。

3 質量保證措施

經濟效益分析 表1

①懸挑工字鋼端板由專業廠家加工制作的，進場前對構件進行取樣抽檢，主要檢測項目為焊縫的表觀質量(有無氣泡、裂縫，是否飽滿)、抗拉強度與抗剪強度等。

②使用前應對每個對拉螺栓的直徑、長度，工字鋼長度與斷面尺寸進行檢查。

③預埋鋼套筒應進行可靠的固定，混凝土澆筑時應作保護，避免振動棒直接接觸。

④嚴格控制鋼套筒間的距離與位置的準確，以保證對拉螺栓能夠順利穿過。

⑤端板與剪力墻接觸面應平整無阻礙。

⑥懸挑長度應嚴格按照施工方案加工制作，嚴禁任意增加長度。

4 結論

本工藝將工字鋼在電梯井外側部分懸挑出去，節省了內部的錨固段，相對于普通懸挑腳手架，懸挑部件節約了一半的材料用量，同時切割后外部三角支撐加固所用到的型鋼也省了。在鋼材普通漲價，工程利潤逐步降低的建筑市場，經濟效益明顯。由表1經濟效益分析可知，傳統工藝先預埋，再切割，最后再加固，重復勞動嚴重，費工費時成本又高，本工藝一次成型，一步到位，主體封頂后，可立即進行室內電梯安裝，有效解決了電梯井內因有工字鋼的障礙，無法安裝室內電梯，從而造成工期延誤的困境。實踐證明，可縮短工期近一個月，因此具有一定的推廣價值。

[1]張建忠，徐義軍，溫惠清.建筑施工懸挑式腳手架有關問題探討[J].建筑安全，2011，152(2)：78-80.

[2]張延斌.超高層建筑外腳手架方案設計及施工探討[J].科技創新導報，2009，5(3):24-27.

[3]李亞超，馮春華.某懸挑腳手架的搭設方法[J].建筑工人，2013，6(3):44-47.