異形幕墻多排超高落地外用腳手架施工技術(shù)

楊皓東 陶余桐 周宗坤

1. 安徽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院 安徽 合肥 230601；2. 安徽安興裝飾工程有限責(zé)任公司 安徽 合肥 230022

1 工程概況

某商業(yè)樓幕墻工程位于合肥市高鐵南站西南，地上7層，地下3層，框架結(jié)構(gòu)，地上建筑面積為70 758 m2，頂標(biāo)高為47.50 m，1層層高5.70 m，2～7層層高均為5.10 m，屋面局部樓梯罩層層高為3.45 m，室內(nèi)外高差－0.30 m，立面幕墻結(jié)構(gòu)為桁架型鋼結(jié)構(gòu)，外墻飾面主要為6＋1.4 PVB＋6玻璃幕墻和厚3 mm鋁單板幕墻線條，主體結(jié)構(gòu)東、南立面及東北角部位鋼桁架龍骨懸挑長度均在4～7 m，幕墻立面變化較大，不在同一平面（圖1、圖2）。對于幕墻外立面裝飾施工，傳統(tǒng)施工方法（吊籃施工或雙排外架施工法）已無法實(shí)現(xiàn)幕墻面板的安裝，需要根據(jù)外裝飾安裝玻璃和鋁板需求，搭設(shè)符合工程需要的外用腳手架[1-2]。向，以建筑物立面中部凸出部位垂直投影線作為腳手架起步搭設(shè)點(diǎn)[3]，采用多排落地式腳手架從標(biāo)高－0.30 m處搭設(shè)至標(biāo)高36.3 m處，搭設(shè)高度為36.6 m，加超屋面防護(hù)高度1.5 m。

圖1 異形幕墻建筑效果圖

圖2 異形幕墻鋼桁架現(xiàn)場

根據(jù)現(xiàn)場情況逐步進(jìn)行收縮，高度在20 m以下架體，步距取1.5 m，高度在20 m以上架體步距取1.8 m，立桿橫向間距0.9～1.2 m，縱向間距1.5 m，內(nèi)立桿離墻間距350 mm，搭設(shè)寬度根據(jù)外裝飾面板需求，超出飾面層表面600 mm，使外架有效“包絡(luò)”幕墻鋼桁架、龍骨和面板，同時保證留存一定的施工作業(yè)面（圖3）。

本工程所用腳手架與傳統(tǒng)的外裝飾落地式腳手架相比，不同點(diǎn)在于其腳手架的搭設(shè)高度、步距及橫向間距都是變化的，腳手架的搭設(shè)排數(shù)是多排不等的，且是一種超高的落地腳手架（架體高超過30 m）；另外，該腳手架雖然屬于裝飾工程外架，但由于鋼桁架、龍骨、面板等材料體大量重，不論是構(gòu)件自重還是外架操作層上施工荷載都明顯高于普通裝飾工程外架，和結(jié)構(gòu)施工外架荷載無異[4]。

2 外架搭設(shè)形式及特點(diǎn)

根據(jù)異形幕墻鋼結(jié)構(gòu)桁架的特征及幕墻立面的變化走

3 荷載檢算

1）自重荷載。確定外架區(qū)域中最不利的荷載計(jì)算單元（圖4），根據(jù)施工手冊查出鋼管、腳手板等材料的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出荷載，計(jì)算單元中單根立桿的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6.4 kN。

2）施工活荷載。檢算外架穩(wěn)定性時，外架施工活荷載可取3 kN/m2，立桿橫向間距按1.0 m取，經(jīng)計(jì)算立桿施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4.5 kN。

3）根據(jù)相關(guān)規(guī)范[5]，分別對立桿承載力、立桿穩(wěn)定性、剛性連墻件承載力進(jìn)行驗(yàn)算。經(jīng)計(jì)算，均滿足要求。

圖3 多排超高落地外架立面

圖4 多排外架立桿荷載計(jì)算單元

4 架體搭拆要點(diǎn)

1）連墻件的有效設(shè)置是異形幕墻外架搭設(shè)成功的關(guān)鍵，幕墻施工時，因大部分外墻砌筑完成，原結(jié)構(gòu)施工外架的預(yù)埋短鋼管已拆除，幕墻外架連墻件的設(shè)置變得困難，最終采用鋼管連墻件和鋼桁架主節(jié)點(diǎn)或框架柱可靠抱接（圖5、圖6），或在混凝土外墻上鉆孔，將連墻件固定于主體結(jié)構(gòu)上（圖7）。

圖5 外架與鋼桁架龍骨

圖6 外架與框架柱抱接平面

圖7 外架穿墻與主體結(jié)構(gòu)預(yù)埋短鋼管連接

2）不同排數(shù)架體相連時，架體最外側(cè)應(yīng)采用水平桿斜向過渡連接相鄰間的大橫桿，保證架體整體穩(wěn)定。

3）水平剪刀撐的豎向間距不大于30 m，并沿外架長連續(xù)設(shè)置，剪刀撐寬度應(yīng)跨越多排腳手架的橫向?qū)挾龋瑧?yīng)用旋轉(zhuǎn)扣件與其相交的立桿相連。

4）連墻件及橫向水平管給面板的安裝帶來了很大難題。另外，面板安裝完成后，也會導(dǎo)致面板內(nèi)部腳手架鋼管無法拆除，因而，架體拆除成為幕墻多排超高落地外用腳手架施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，架體需根據(jù)面板自上而下安裝逐步進(jìn)行拆除。對于連墻件拆除，在同一水平部位設(shè)置新的連墻件進(jìn)行有效地轉(zhuǎn)換，確保架體整體穩(wěn)定性及良好的設(shè)計(jì)承載力，同時保證面板順利安裝，架體拆除時應(yīng)注意成品保護(hù)。

5 外架基礎(chǔ)處理

1）腳手架高度高，排數(shù)多、自重大，施工荷載大，對腳手架基礎(chǔ)要求高，東北角部位，沒有地下室頂板位置，腳手架基礎(chǔ)按GB 50202—2013《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理，考慮到外架的牢固、安全、穩(wěn)定性，回填土應(yīng)充分夯實(shí)，外架基礎(chǔ)進(jìn)行混凝土硬化處理，立桿下鋪設(shè)槽鋼，基礎(chǔ)高于地面10 cm以上，設(shè)排水坡道。

2）東、南立面鋼管腳手架直接搭設(shè)在地下室頂板上，應(yīng)檢算混凝土頂板的安全承載力。經(jīng)計(jì)算，單根立桿計(jì)算單元下的地下室頂板的承載力為37.68 kN/m2，而外架豎向施工傳遞荷載為44.50 kN/m2，即外架豎向施工傳遞荷載大于地下室頂板使用狀態(tài)下的承載力，因此需要對地下室頂板進(jìn)行二次加固。

6 地下室頂板加固

1）加固措施。結(jié)合文獻(xiàn)[6]采用滿堂鋼管支撐架沿地下室頂板上多排外架的縱向進(jìn)行頂撐加固，材料運(yùn)用φ48 mm×3.0 mm鋼管構(gòu)件支撐、可調(diào)鋼頂托、16#槽鋼、50 mm×80 mm木龍骨等。立桿縱橫向間距為0.6 m，步距為1.5 m，設(shè)置縱向、橫向和水平向剪刀撐，立桿下設(shè)墊板，立桿上用可調(diào)頂托，上弦豎木龍骨于地下室頂板，龍骨間距同立桿間距（圖8）。

2）地下室頂板進(jìn)行頂撐加固后，經(jīng)計(jì)算，鋼管立桿設(shè)計(jì)承載力為18.30 kN，大于立桿實(shí)際承載力13.35 kN，滿足要求[7]。

7 安全技術(shù)措施

1）嚴(yán)格控制施工荷載，不得集中堆料施荷，人員操作時，除工具外其他施工材料隨用隨向上提升，在腳手架上明顯位置注明額定載質(zhì)量和注意事項(xiàng)，確保較大安全儲備[8-9]。裝修施工時，同時作業(yè)層數(shù)不得超過2層。

2）為確保外架整體穩(wěn)定，降低地下室所承受豎向施工荷載，采用斜拉索將多排外架和主體結(jié)構(gòu)柔性拉結(jié)，斜拉索按照不受力計(jì)算，僅為腳手架加荷后做安全備用[3]。

圖8 多排落地腳手架下地下室頂板支撐加固

8 結(jié)語

本工程外立面裝飾施工，采用搭設(shè)不同高度隨幕墻走勢變化的多排超高落地腳手架的方式，施工中未出現(xiàn)任何質(zhì)量安全事故，比合同工期提前15 d完成，受到各方的一致好評，有效地解決了異形幕墻外用腳手架施工中超高（＞30 m）、超限、多排（＞2排）、落地、豎向施工荷載大、基礎(chǔ)處理、地下室頂板加固、外架搭拆等諸多技術(shù)問題，為大懸挑異形幕墻施工外用腳手架的搭設(shè)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。