預埋螺桿式新型連墻件施工技術

劉生輝

（中建二局第三建筑工程有限公司,北京 100070）

1 概述

預埋螺桿式新型連墻件是由塑料預埋件、雙頭螺桿、臨時固定用螺桿和連墻短鋼管構成的新型連墻件體系，通過在結構混凝土內預埋帶鋼制螺母的塑料預埋件，采用雙頭螺桿將連墻短鋼管將腳手架架體與建筑主體結構連接，加強外腳手架的整體穩(wěn)定性[1-2]。

2 傳統連墻件做法與利弊分析

傳統預埋鋼管連墻件是通過在結構混凝土內預埋承插短鋼管作為可靠固定端連接，再用連墻短鋼管將腳手架與可靠固定端扣接形成牢固整體來提高腳手架的穩(wěn)定性[3]。

1）優(yōu)點：傳統預埋鋼管式連墻件操作簡單，連接牢固性較好。

2）缺點：傳統連墻件若預留在有砌體墻等位置，砌筑施工時需預留出腳手眼，待后期架體拆除后進行封堵，封堵難度較高，存在較大的滲漏風險；砌筑、粉刷過程中，工人往往會圖便捷，無意識地將連墻件拆除，存在較大的安全隱患；預埋短鋼管切除費時費工，材料不可循環(huán)利用[4-5]。

3 新型連墻件的優(yōu)點

3.1 安全性提高

常規(guī)連墻件扣件的預埋扣件在施工過程中易松脫和缺失，給外腳手架造成安全隱患，而新型連墻件無須穿墻安裝，對二次結構施工和外墻裝修施工影響小，工人不會隨意拆改，極大地降低了安全風險。

3.2 有助于提高施工質量

山墻處或其他特殊部位常規(guī)連墻件無法預埋，需提前預留穿墻洞或后期開孔，損壞混凝土墻、梁、板等完整性，存在防水滲漏隱患；而新型腳手架連墻件是采用梁側預埋的方式，對墻面的破壞程度很低。

3.3 經濟效益高

新型連墻件制作較為精良，安拆更加方便，雙頭螺桿、連墻拉接鋼管、預埋安裝小螺桿均可回收流轉使用，極大地降低了采購成本。新型連墻件避免了后期需要割去預埋進去的鋼管及扣件，節(jié)省了材料，提高了施工效率，減少耗時耗工，都能提高整體的經濟效益。

3.4 排列整齊，外形美觀

新型連墻件采用梁側預埋的方式，連墻件中的連墻桿應呈水平設置，外觀涂刷紅色油漆，緊貼結構外墻，在保證安全性能的前提下較常規(guī)連墻件更為醒目、美觀。

4 適用范圍

本新型施工技術適用于在現澆混凝土施工過程中落地式、懸挑式鋼管腳手外架的安裝、使用以及拆除，也可用于鋼筋混凝土柱、梁等結構的腳手架施工，廣泛用于各種混凝土構件，適用性較強，適用范圍廣泛。

5 新型連墻件詳述

5.1 組成部分

1）連墻件預埋件：長140 mm，內含方形螺母M14（尺寸為40 mm×40 mm×14 mm）塑料預埋件。

2）臨時固定螺桿：安裝預埋件為保證定位精準，本工藝配套專用的“臨時固定螺桿”，用于確保混凝土澆筑過程中預埋件不會產生偏位。混凝土澆筑后，拆側模板前，需扭出退出的周轉配件。

3）雙頭螺栓桿：采用規(guī)格M14 mm×140 mm，C級普通螺栓，4.8級。

4）連墻短鋼管：由φ48 mm×2.8 mm短鋼管內焊接12 mm厚圓形鋼制螺母構成，鋼管外涂刷紅色油漆；

5.2 施工步驟

施工步驟為：預埋件安裝→臨時固定螺桿安裝→雙頭螺桿安裝→連墻件安裝。

5.3 施工工藝

模板安裝后，首先根據確定的連墻件布置方式對連墻件的拉結位置進行彈線定位，確保連墻件在同一水平面，以保證其力學性能，同時保證能與腳手架立桿準確連接，不發(fā)生偏移，采用機具在模板上鉆出小孔，將塑料預埋件安裝在所需要拉接位置的梁內側模板上，無論木模板還是鋁模板都同樣適用（見圖1）。

混凝土澆搗前，擰入臨時固定螺桿，確保混凝土澆搗過程中預埋件不會產生偏移，同時需確保預埋件與模板接觸面的無縫隙緊貼，防止混凝土漿水滲入預埋件的管內部（見圖2）。

混凝土澆筑時，需注意振動棒振搗時盡量不要碰到預埋件避免產生偏位或破壞，混凝土澆搗后在拆模板前取出臨時固螺桿，待混凝土達到5 MPa或規(guī)范要求強度后，安裝鋼制雙頭螺桿（見圖3）。

腳手架搭設起來做拉結時，將帶圓螺母的短鋼管擰緊固定于雙頭螺桿上，再把短鋼管用十字扣連接于外腳手架立桿上（見圖4）。

6 注意事項

1）購買符合規(guī)格和質量要求的雙頭螺桿、螺母等零構件時，需要進行外觀檢查和送樣檢測，保證構件質量問題。

2）在混凝土澆搗前，必須擰入臨時固定螺桿，確保混凝土澆搗過程中預埋件不會產生偏移，防止混凝土漿水滲入預埋件的管內部。

3）短鋼管內焊接圓形螺母時，螺母與管壁焊接處焊縫必須飽滿，無氣孔無裂紋，焊縫高度不小于5 mm才能滿足連墻件抗拔力需求。

4）安裝雙頭螺桿時，混凝土強度達到5 MPa或相關要求的強度后，才能開始安裝雙頭螺桿，安裝后的擰緊力矩值應在121~162 N·m。

5）安裝雙頭螺桿時，雖然無法看清內端是否與預埋件內的方形螺母牢靠連接，但可觀測雙頭螺桿的外露長度，確定是否已安全連接（外露長度小于或等于40 mm為安全）。

6）安裝雙頭螺桿時，考慮到混凝土強度還沒跟上來，扭力不宜過大，以免造成“對邊的梁墻板”破裂。

7 新型連墻件的力學性能

連墻件采用2步3跨，豎向間距取層高，水平間距4.5 m，呈菱形布置。

7.1 連墻鋼管受力計算

7.1.1 計算連墻鋼管的總軸向力設計值N l

按JGJ 130—2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（以下簡稱《技術規(guī)范》）公式5.2.12-3計算，應滿足：

式中，N0為連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力；kN，按《技術規(guī)范》第5.2.12條規(guī)定，雙排腳手架取N0＝3 kN；Nlw為風荷載產生的連墻鋼管軸向力設計值，kN，按《技術規(guī)范》第5.2.13條規(guī)定計算：

式中，wk為風荷載標準值，kN/m2，按90 m高度處算得wk＝1.43×0.30=0.43 kN/m2；Aw為單個連墻件所覆蓋的腳手架外側面的迎風面積，Aw＝3.0×4.5＝13.5 m2；

則Nlw＝1.4wkAw＝1.4×0.43×13.5＝8.127 kN

Nl＝Nlw+N0＝8.127+3＝11.127 kN

7.1.2 連墻鋼管的強度計算

按《技術規(guī)范》公式5.2.12-1，連墻鋼管的強度應滿足：

式中，σ為連墻鋼管應力值，N/mm2；Ac為連墻鋼管凈截面面積，mm2，采用φ48.3 mm×2.8 mm鋼管，Ac＝397 mm2；f為連墻件鋼材的強度設計值，N/mm2，Q235鋼材f＝205 N/mm2。

則σ＝Nl/Ac＝11 127/397＝28.0 N/mm2＜0.85f＝0.85×205＝174.3 N/mm2，連墻鋼管的強度滿足要求。

7.1.3 連墻鋼管的穩(wěn)定性驗算

按《技術規(guī)范》公式5.2.12-2計算，應滿足：

式中，A為連墻鋼管毛截面面積，mm2，采用φ48.3 mm×2.8 mm鋼管，A＝1 831 mm2；φ為連墻鋼管的穩(wěn)定系數，由長細比λ=L0/i按《技術規(guī)范》附錄A表A.0.6取值，L0為連墻鋼管計算長度，連墻鋼管最長計算長度為600 mm，取L0＝600 mm；λ為長細比，λ＝L0/i＝600/16.0＝37.5，查得：φ＝0.893。

則σ＝Nl/（φA）＝11127/（0.893×1 831）

＝6.81 N/mm2＜0.85f＝0.85×205＝174.3 N/mm2。

連墻鋼管的穩(wěn)定性滿足要求。

7.2 M14雙頭螺紋的預埋普通螺栓桿承載力驗算

預埋螺栓桿采用M14，C級普通螺栓4.8級。

M14預埋普通螺栓桿沿桿軸方向承受連墻鋼管傳來的拉力設計值為Nl＝11.127 kN，該螺栓桿軸方向受拉承載力設計值按現行國家標準GB 50017—2017《鋼結構設計標準》（以下簡稱《設計規(guī)范》）公式11.4.1-5計算：

式中，Ntb為預埋螺栓桿軸方向受拉承載力設計值，N；Ae為預埋螺栓桿在螺紋處的有效截面積；De為預埋螺栓桿在螺紋處的有效直徑，mm；ftb為預埋螺栓桿抗拉強度設計值，查《設計規(guī)范》表4.4.6，按C級普通螺栓4.8級查得ftb＝170 N/mm2。

M14預埋普通螺栓桿有效直徑De＝12.123 6 mm的預埋螺栓桿，則有：

M14C級普通螺栓4.8級桿滿足連墻件受拉承載力要求。

7.3 內置螺桿與鋼管的焊縫驗算

按《設計規(guī)范》公式11.2.2-1計算，應滿足：

式中，σ為角焊縫受拉狀態(tài)下的抗拉強度；N為連墻鋼管總軸向力設計值；Lwe為角焊縫計算長度；he為焊縫厚度；ffw為角焊縫強度設計值；βf為正面角焊縫的強度設計值增大系數，對承受靜力荷載和間接承受動力荷載的結構，βf=1.22。

連墻件內置螺桿與鋼管采用部分焊透角焊縫，受力形式為拉力。

圓孔內或槽孔內角焊縫的計算長度，即鋼管內壁周長，因此，焊縫長度Lwe=3.14×42.7=134.00 mm；焊縫厚度：he=6.00 mm；

鋼材等級：Q235，N=11.127 kN

角焊縫強度設計值：ffw=160 N/mm2

σ=N/（Lwehe）=11.127×103/（134×6.0）

=13.84 N/mm2≤ffwβf=160×1.22=195.20 N/mm2

滿足要求。

8 結語

隨著國內城市化進程不斷推進，建筑行業(yè)內的各種新型、綠色環(huán)保、高效的建筑新技術在實際施工中不斷應運而生，新型連墻件是對常規(guī)連墻件的基礎上優(yōu)化而來，具有明顯的技術優(yōu)勢、安全優(yōu)勢和經濟優(yōu)勢，但是還需要不斷完善改進使它更適應各種施工環(huán)境。