不同腳手架形式在高層房建工程中的應用

袁少田

（中鐵十六局集團第五工程公司，河北 唐山 130200）

0 引言

目前的高層建筑腳手架主要有花籃式懸挑主梁腳手架與懸挑式腳手架兩種主要的形式[1]，花籃式短肢懸挑腳手架主要優點是在施工的過程中無須穿墻，可以在最大程度上保證施工主體結構的質量，施工現場較為潔凈，使用這種技術可以大量節約鋼材，節省施工成本。而懸挑式腳手架主要優點是技術成熟，外架體安全系數高，鋼材市場容易采購，入場就可以安裝，節省時間成本。兩種類型腳手架各有優缺點，可在工程項目中根據現場工序與設計要求的不同選擇最優的腳手架類型。

本文中的項目采取的是墻體保溫層一體化施工的新工藝，花籃式腳手架的作用力有一部分是需要作用在建筑墻體上的，而保溫層不具備承受力，因此可能會導致安全隱患。并且花籃式腳手架施工需要的時間長，不能滿足施工進度要求，因此為加快施工速度和保證施工質量，本項目采取懸挑式腳手架形式。

1 項目簡介

河北廊坊市臨空經濟區回遷安置區工程項目是圍繞北京大興機場設置的臨空經濟區安置區，屬于重點民生項目，是河北省經濟開發重點項目該項目北起廊涿公路，南至廊固路，東起京臺高速，西至105 國道西側綠化，建筑面積共計677 818.17m2，建筑結構安全等級為二級，本項目主樓地上建筑部分為十至十四層，主樓地下二層，車庫地下一層，商業配套以及附屬用房地上建筑部分為一至五層。中鐵十六局集團有限公司負責科技區起步區其中的六個地塊。

2 懸挑式腳手架基本施工原理

2.1 懸挑式腳手架施工流程

懸挑式腳手架施工流程對腳手架的順利安裝與建成后的使用安全起到至關重要的作用，因此需要嚴格按流程施工，本項目編制施工流程如圖1 所示。

圖1 懸挑式腳手架施工流程圖

2.2 懸挑式腳手架施工步驟及對應措施

按受力計算書要求準備好組裝腳手架施工材料后，懸挑式腳手架施工步驟及每個步驟的應對措施如下。

2.2.1 預埋主橫梁錨固件、錨固螺栓

在樓棟樓層綁扎鋼筋時預埋主橫梁錨固螺栓，錨固螺栓要設置構造加強筋，要確保錨固螺栓的位置準確，要設置三道錨固螺栓。以加強錨固。防止主橫梁受力過大，造成主橫梁與腳手架脫落。在模板安裝與鋼筋綁扎完成后澆筑混凝土并進行養護[2]，如圖2 所示。

圖2 懸挑主梁錨固螺栓安裝示意圖

2.2.2 安裝搭設懸挑式主橫梁、懸挑聯系梁鋼結構

此階段施工要求固定懸挑式主橫梁的樓棟樓層的主體結構混凝土強度等級不得低于C30，需達到所在樓層樓板的混凝土強度的70%方可進行懸挑式主橫梁、懸挑式聯系梁的安裝搭設施工，懸挑式主橫梁通過預埋在所在樓層樓板上的錨固螺栓固定在所在樓層樓板上，如圖3 所示，在樓棟轉角處懸挑式主橫梁無法保證按照1.5m 間距布設時，調整懸挑式主橫梁角度，保證腳手架架體范圍內的部分懸挑式主橫梁中心間距不大于1.5m。懸挑式聯系梁，使用的是高強度16 的工字鋼，懸挑式主橫梁與懸挑式聯系梁連接采用扣件固定連接，聯系梁與腳手架立桿采用固定扣件連接，將腳手架的立桿鋼管套入固定扣件中，防止腳手架立桿滑移而發生危險。

圖3 懸挑鋼梁穿墻構造示意圖

2.2.3 主橫梁鋼絲保險繩拉結

此階段施工要求每兩道懸挑式主橫梁設置一道鋼絲保險繩與墻身上部結構拉結。樓梯間、外墻陽角等處每道懸挑主橫梁都應設置鋼絲保險繩，鋼絲保險繩通過建筑物主體外側剪力墻預埋螺栓進行拉結，鋼絲保險繩與主橫梁水平夾角應不小于45°，如圖4 所示，每個鋼絲保險繩緊固卡口設置數目不少于3 個，防止出現卡扣不牢固，鋼絲保險繩脫落問題。

圖4 懸挑梁鋼絲保險繩示意圖

2.2.4 安裝懸挑式腳手架

這階段主要是腳手架綁扎，要先在建筑物的其中一角開始，沿著建筑物向其他相鄰的兩個角進行大型立桿、大型橫桿、小型橫桿和斜支撐的綁扎，注意事項及要求具體如下：

大型橫桿必須設置在兩個大型立桿中間，其橫向水平長度不得低于三個跨度的腳手架，使其豎向受力均布，大型橫桿用接長扣件連接，排列布置成梅花狀，兩個相鄰接長扣件的位置不要過近，且相鄰兩個接長扣件處在同一水平位置時錯開在不同的腳手架構件框格上，防止形成扣件通縫效應而削弱腳手架的支撐力。

腳手架大型立桿與懸挑式聯系梁結構并排設置扣件連接點，相鄰兩個大型立桿和上下兩排大型橫向水平桿的連接點要相互錯開并連接在不同腳手架構件框格上。大型立桿的接長，除頂層以外，其他各處接頭要采用接長扣件進行銜接安裝。大型立桿上的銜接扣件要布置得交錯有致，受力均勻。兩個相鄰并排的腳手架立桿的接長扣件間的距離不能小于0.5m，防止腳手架綁扎不牢出現垮塌問題。

小型橫桿要安裝在兩個大型立桿之間的大型橫向水平橫桿下面，注意一定要用直角型扣件扣牢大型立桿和小型橫桿搭接處，小型橫桿與大型橫向水平桿腳手架的端頭要外擴0.2m。防止扣件安裝時扣接長度不夠，導致腳手架綁扎不牢固。

同時要在腳手架外側面布置剪刀支撐，剪刀支撐斜桿采用鋼管搭接長度≥1m 接長搭接法，要用不少于2 個扣件固定剪刀支撐搭接段，扣件距離剪刀撐斜杠端部≥0.2m，防止扣件安裝長度不夠導致綁扎不牢，剪刀支撐斜桿至地面角度約在45°～60°之間，使腳手架整體受力更加穩定牢固[3]。

2.2.5 安裝腳手架連墻件

墻體施工時在建筑物窗戶處預埋腳手架鋼管，要超出混凝土面1m，用于防止腳手架大型立桿，通過連墻件與預埋鋼管連接加固腳手架。連墻件的基本布置形式是2 步3 跨，每道連墻件覆蓋的受力面積為≤28m2，應防止覆蓋受力面不徹底的問題出現。

2.2.6 鋪設腳手架腳手板

施工作業層按照一定間距設置小型橫桿支撐腳手板，腳手板要根據施工條件搭建，相鄰腳手板之間不能留空隙，腳手板要距離建筑物結構0.12～0.15m，在腳手架與建筑物之間通過腳手板聯通并設置全封閉通道，在腳手架外立桿側設置高踢腳板，方便工人施工。最后安裝作業層護手欄，腳手架外架立桿在作業層頂部要高于建筑物2.0m。在腳手架頂部立桿外側應設有橫面護手欄，分為上護手欄和中護手欄，分別高出腳手板1.5m、0.9m，防止工人施工時不慎摔落。

2.2.7 安裝腳手架安全網以及外側方格網

在腳手架第一層沿腳手架內側設置安全兜底網，腳手架每安裝搭設三層則需要設置一道安全兜底網，在作業層的外側面用標準規格藍色爬架網片豎向完全封閉，以此來保護工人的施工安全。

2.2.8 安裝防雷避電措施

用避雷針和外架立桿連通腳手架接地線，接地線上要有導線絕緣層，同時腳手架的搭設接地線也要和建筑主體的接地系統相連。在腳手架的外架四角用鍍鋅鋼板做成避雷針，要高出腳手架1m 并與主體接地系統銜接牢固，使腳手架的外架和建筑主體之間構成避雷網絡。

2.2.9 腳手架的驗收與使用

腳手架以及零部件材料應符合相應的標準，嚴禁使用破損的腳手架鋼管以及零部件，腳手架不得缺少扣件或者其他零部件。驗收過程需要注意：腳手架鋼管搭設的是否垂直水平；安全兜底網和爬架網片與腳手架的掛扣和連接是否松動，張掛是否齊全，不得有大于0.2m 寬的空隙；鋼絲保險繩是否安全可靠，沒有起毛；建筑物的混凝土強度是否達到安裝使用標準，主橫梁與建筑物的連接固定應符合設計和相應規范的規定，主橫梁與錨固件是否用硬木契子填充結實，硬木契子與錨固件不得松動、脫落；主橫梁與錨固件連接處螺母必須是雙螺母，防止意外脫落。在使用時腳手架時嚴禁超載，施工中及時復測主橫梁的沉降并記錄，以作腳手架施工參考。

3 花籃式腳手架基本施工原理

3.1 花籃式腳手架施工流程

花籃式腳手架施工流程如圖5 所示。

圖5 花籃式腳手架施工步驟流程圖

3.2 花籃式腳手架施工步驟及對應措施

按受力計算書要求編制好專項施工方案后，花籃式腳手架施工步驟及每個步驟的應對措施如下：

（1）準備與組裝花籃式腳手架施工材料。首先制作花籃式腳手架主橫梁，用16#工字鋼一端焊接連接板鋼結構件，另一端斜拉桿拉點的位置要根據計算確定在花籃式腳手架主梁的位置，并在此位置焊接吊耳鋼構件，用于安裝斜拉桿。在花籃式腳手架主梁與連接板鋼結構件之間要焊接三角支撐鋼板，以加強兩者之間的牢固性。制作連接鋼板構件的連接孔時要注意，一個連接孔型是圓形，一個連接孔型是橢圓形，這樣設計可調節花籃式腳手架懸挑主梁與建筑物主體預埋管連接不匹配的問題，如圖6 所示。

圖6 花籃式主梁示意圖

其次是制作花籃式腳手架螺栓與斜拉桿。兩個斜拉桿與一個螺栓組成一個組合件，用于輔助花籃式腳手架主梁頂部吊耳的支撐力。取兩個鋼材質螺母與三根Φ14 的優質鋼材進行雙面焊接制作成螺栓。取每根φ16 長1.6m 鋼材制作斜拉桿，一端頭制作成扁橢圓形，另一端頭制作成螺絲型，圖7 所示。

圖7 花籃式腳手架斜拉桿螺栓示意圖

（2）安裝主橫梁預埋套管與澆筑混凝土。在準備穿墻螺栓（孔徑超過穿墻螺栓2mm）套管時，長度要超過墻體厚度，兩端要密封完整，確保在澆筑主體時套管不被灌入混凝土影響后續施工。花籃式腳手架主梁預埋套管要嚴格按規定的水平距離進行位置確定與高度精平，水平和豎向間距誤差都要控制在安裝設計方案精度所規定的范圍內。在樓層混凝土澆筑前，要使套管和墻體鋼筋相互連接確保套管固定牢固，保證預埋套管的精度。在懸挑層樓層混凝土澆筑的過程中注意跟蹤查看，對變形、跑位的套管要進行恢復，以滿足主橫梁安裝的要求。

（3）安裝花籃式懸挑主橫梁與連系梁。在懸挑層的結構墻體強度達到設計強度的80%時，即可按照技術交底和現場實際定位位置對花籃式腳手架懸挑主梁進行安裝，先在墻內安裝錨固螺栓與墊板，在墻外安裝主橫梁，高程與水平矯正后，預緊螺母，全部螺栓擰緊檢查無誤后，主橫梁安裝完成，再進行連系梁的安裝，注意連系梁之間間距與牢固性。

（4）安裝花籃式腳手架斜拉桿。由于斜拉桿的一端安裝在主橫梁的外端，另一端安裝在懸挑層上一層的建筑物底部，所以需要在懸挑作業層上層結構外墻施工時埋設套管固定斜拉桿，位置要對應懸挑梁。在建筑物外墻模板拆除后開始安裝斜拉桿，上吊點與建筑物墻體通過預埋套管用螺栓進行連接，墻外用螺栓和斜拉桿來連接，下吊點與主橫梁進行連接。使建筑物墻體通過斜拉桿與主橫梁之間共同受力是花籃式腳手架主橫梁控制的重要部分，因此安裝操作時要注意，第一次初擰應擰50%、第二次復擰應擰40%、第三次終擰10%依次進行，要在24h 內完成[4]。

（5）花籃式腳手架搭設，在花籃式腳手架主橫梁或者聯系梁上表面立桿處焊接鋼筋，固定鋼筋，作為腳手架立桿鋼管套入點，腳手架立桿套在其外，防止腳手架立桿滑移而發生危險。其他與懸挑式腳手架搭設相同[5]。

（6）鋪設腳手架腳手板，與懸挑式腳手架搭設方法相同。

（7）安裝腳手架安全網以及外側方格網，與懸挑式腳手架安裝方法相同。

（8）安裝防雷避電措施，與懸挑式腳手架搭設方法相同。

（9）腳手架的驗收與使用，主橫梁與建筑物墻體的連接、固定應符合設計和相應規范的規定，驗收時主要檢查主橫梁連接鋼板是否與建筑物墻體外側緊貼密實、主橫梁與建筑物墻體內外的螺桿螺母是否安裝牢固，必須用雙螺母連接建筑物墻體內外，墻內螺母與墻體必須有規格為150mm×150mm×20mm的墊片，其他與懸挑式腳手架驗收和使用相同。

4 結論

綜上所述，懸挑式腳手架的作用力是作用在所在樓層樓板和所在樓板上部墻體上，如圖8 所示。

圖8 懸挑式腳手架的作用力示意圖

而花籃式腳手架的作用力主要作用在所在樓層的墻體上，如圖9 所示。

圖9 花籃式腳手架的作用力示意圖

本工程項目為加快施工速度，保證施工質量，采取的是墻體保溫層一體化施工的新工藝。而花籃式腳手架主橫梁附著鋼板的作用力有一部分是作用在墻體表面上，外墻保溫層以及外墻混凝土保護層不具備承受力，會導致安全隱患。并且施工時花籃式腳手架施工有所后滯，不能滿足施工進度要求，如圖10 所示。

圖10 建筑物墻體分層以及受力示意圖

懸挑式腳手架的作用力是在所在樓層的樓板上，則不用考慮墻體保溫層受力作用力的問題，懸挑式腳手架也能滿足施工進度要求。

本項目通過多方綜合考慮安全、質量、費用、進度方面，決定使用傳統普通式的懸挑式腳手架。