新型可調工具式懸挑腳手架施工技術研究及應用

周東威 李書華 周自紅 祝洪海

中國建筑第二工程局有限公司 湖南 長沙 410005

隨著建筑結構和外裝飾施工要求的不斷提高，高層建筑外腳手架施工技術越來越受到廣泛的重視和研究。新型附著式升降腳手架成本高，針對小高層，造價過高。傳統(tǒng)懸挑腳手架的懸挑鋼梁，樓面放置長度與懸挑長度比為1∶1.25，工字鋼用量大，且結構滲漏隱患大，后續(xù)工作量和成本相對較大。花籃式拉桿懸挑外架解決了傳統(tǒng)懸挑外架的多數(shù)問題，但其建筑結構轉角位置工字鋼角度不可調，受建筑結構限制大，對施工要求高；此外，拉桿構造形式導致飄板位置的加固較為困難，且耳環(huán)制作成本高，可周轉范圍小。

新型可調工具式懸挑外架在花籃式拉桿懸挑外架的基礎上對其進行改進創(chuàng)新，可提高工藝適應性，降低施工難度、施工成本。

1 工程概況

常德碧桂園·十里公園項目位于湖南省常德市武陵區(qū)德山大道723號，總建筑面積42萬 m2。項目共有12棟高層建筑，1棟15層，建筑高度46.15 m；1棟17層，建筑高度51 m；2棟27層，建筑高度78.6 m；3棟18層，建筑高度52.9 m；5棟23層，建筑高度67 m。因項目樓層數(shù)均在30層以下，外架采用附著式升降腳手架成本較高，經對比分析，采用新型工具式懸挑腳手架[1]。

2 花籃式拉桿懸挑外架局限性分析

斜角梁及對角梁的局限性：安裝于建筑結構陽角處的懸挑鋼梁為定制成品構件，與建筑結構相連（圖1），鋼梁安裝對預埋件預埋的精準度和混凝土施工要求高。若在混凝土澆筑過程中預埋件發(fā)生擾動，或鋼梁安裝螺栓孔不在同一標高，將導致鋼梁無法按要求安裝，需在結構上重新開洞，且存在安全隱患。另外，鋼梁安裝完成后不可調整其搭設角度，受建筑結構限制較大，周轉率低。

圖1 斜角鋼梁及對角鋼梁安裝施工

飄板位置斜拉桿的局限性：因飄板凸出建筑輪廓線，拉桿施工時會與飄板結構沖突，需在結構梁底預埋雙耳螺栓。當鋼梁長度＞1.75 m時還需增設下?lián)螚U[2]。雙耳螺栓預埋精度高、質量難控制，存在因操作導致螺栓埋設深度不夠，無法滿足設計承載要求等較大的安全風險（圖2）。

圖2 飄板位置斜拉桿施工

拉環(huán)及拉桿的局限性：斜拉桿和下?lián)螚U都需采用定制拉環(huán)連接（圖3）。定制拉桿、下?lián)螚U制作成本高，周轉利用率較低。另外，斜拉桿的可控性較差、施工困難，適用性不高。

圖3 耳環(huán)螺栓及拉環(huán)施工

3 新型可調工具式懸挑外架的創(chuàng)新點

3.1 鋼梁及底座設計

根據(jù)鋼梁安裝位置不同，設計2種不同形式的懸挑鋼梁。一種為用于建筑外立面平直段的直角鋼梁（圖4）[3]，另一種為用于建筑結構陽角位置的可調節(jié)鋼梁（圖5）。

圖4 直角鋼梁成品

圖5 可調節(jié)鋼梁成品

針對建筑結構陽角處可活動鋼梁，設計專用可調底座，鋼梁采用插銷與底座相連，底座采用2根8.8級高強螺栓錨固于結構上。鋼梁安裝完成后，可依據(jù)架體搭設情況適當調整工字鋼位置，能有效解決因預埋件偏位導致工字鋼安裝位置變化，無法按規(guī)范搭設架體的問題。受結構形式影響小，能在各種建筑施工中周轉使用（圖6～圖8）。

圖6 大轉角可調底座設計示意

圖7 可調底座成品

圖8 底座剖面示意

3.2 拉桿設計

拉桿為A18圓鋼車絲，中間采用鍍鋅鋼管焊接直螺紋套筒，拉桿焊縫高度0.8d（d為圓鋼車絲直徑），不允許有夾渣、氣孔等質量缺陷，拉桿設計如圖9～圖11所示。

圖9 拉桿節(jié)點示意

圖10 中拉桿節(jié)點示意

圖11 下拉桿節(jié)點示意

相對花籃式拉桿懸挑外架拉桿，新型拉桿端部一頭為扁平，一頭呈39°傾斜，考慮到拉接的牢固性，中間是螺絲細牙結構，且由原花籃結構改為套筒加鍍鋅鋼管，中間位置設置拉桿調節(jié)孔，便于調節(jié)拉桿長度。

3.3 螺栓設計

取消預埋耳環(huán)螺栓，優(yōu)化為預留孔洞，采用高強螺栓錨固。當懸挑鋼梁位于飄板區(qū)域時，拉桿利用連接片在結構內側加固，解決花籃式拉桿懸挑外架中拉桿在飄板位置加固施工困難、預埋件預埋深度可控性差等問題，同時具有廣泛的適用性及高周轉率等特點（圖12）。

圖12 連接片施工效果圖

當懸挑鋼梁長度＞2.6 m時，設置2根拉桿，采用普通高強螺栓進行加固即可，無需特制耳環(huán)及下?lián)螚U，有效節(jié)省項目成本。

4 工藝流程

4.1 構件工廠化加工

鋼梁、底座、拉桿等構件按方案設計進行加工，對構件進行外觀、焊縫厚度等檢查。對焊縫厚度不均勻、不飽滿的構件進行補焊，并按標準抽樣送至專業(yè)檢測機構進行焊縫密實度檢測。符合要求后，懸挑鋼梁、配件等方可運至施工現(xiàn)場。

4.2 螺栓孔預留、預埋

根據(jù)懸挑鋼梁平面布置圖，精確地在模板面上放出定位線，按要求預埋2根直徑30 mm的PVC套管，套管長度＝梁/墻截面寬度＋10 mm。套管穿模板留設，保證混凝土澆筑過程中套管不發(fā)生移動。留設高度為板底下100 mm，施工中進行檢查復核。

4.3 懸挑鋼梁安裝

待混凝土的強度達到要求后，拆除結構側模，將套管凸出結構部分進行切除，將2根長270 mm的8.8級M22高強螺栓套入加工好的工字鋼端部或底座上，由外向內穿過預留的螺栓孔并用墊片、高強螺帽緊固（圖13）。

圖13 懸挑鋼梁安裝施工

鋼挑梁及可調底座由M18可調節(jié)拉桿加固拉緊，上拉桿與結構采用2個長270 mm的M22穿墻螺栓連接，下拉桿與距離工字鋼端頭250 mm處的鋼耳板采用長50 mm的M22六角頭螺栓連接。若工字鋼長度超過2.6 m，則設置2根斜拉桿。

4.4 腳手架搭設

懸挑鋼梁安裝后，按方案要求搭設腳手架掃地桿、縱橫桿等架體。

4.5 斜拉桿連接、緊固

待懸挑上層結構混凝土強度達到設計強度后，將1根長270 mm的8.8級M22高強螺栓穿上拉桿耳板，再由預留的套管孔從外往內穿入，用高強螺帽加墊片緊固（圖14）。同理將下拉桿與懸挑鋼梁上的耳板用高強螺栓緊固。最后調節(jié)套筒將上、下斜拉桿絲扣對接旋轉、緊固，結束斜拉桿安裝。

圖14 拉桿連接示意

5 結語

新型可調工具式懸挑外架施工技術解決了建筑結構陽角處工字鋼使用限制大，對預埋件預埋精準度和混凝土施工要求高、飄窗位置拉桿螺栓預埋可控性差、耳環(huán)螺栓制作成本高且周轉率低等問題。與花籃式拉桿懸挑外架施工工藝相比，在確保安全與美觀一體的同時，有著適應性更強、操作更簡單、成本更低、施工效率更高等優(yōu)點，具有極為廣泛的推廣性及應用價值。