高層建筑懸挑外架設(shè)計(jì)及施工探討

梁 斌

(北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，北京 100049)

1 工程簡述

某住宅小區(qū)工程，包括9個(gè)單體建筑和地下3層聯(lián)體地庫及人防工程，總建筑面積15.8萬m2,其中,1號(hào)樓地上為11層,4號(hào)樓地上為18層,工程結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，由于住宅建筑外墻凸凹不平,外腳手架搭設(shè)時(shí)難度較高,為了滿足施工需求；該工程外腳手架選用落地式腳手架和懸挑式腳手架。

2 外腳手架的架體設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合考慮工程施工的安全性和可操作性，以及工程項(xiàng)目工期、成本等多方面因素，制定出各樓座的具體外腳手架的懸挑方法。如：1號(hào)樓北、西側(cè)從地庫上搭設(shè)落地式腳手架至7層樓板懸挑層；南、東側(cè)在2層樓板做一次懸挑，二次與北、西側(cè)同一層做懸挑；4號(hào)樓南、西側(cè)從地庫上搭設(shè)落地式腳手架至8層樓板懸挑層；北、東側(cè)在2層樓板做一次懸挑，二次、三次與南、西側(cè)同一層做懸挑。懸挑腳手架搭設(shè)高度控制在6層以內(nèi)，高度不超過20 m。

2.1 腳手架搭設(shè)要求

懸挑腳手架步距為1.8 m，外排立桿每步設(shè)置兩道攔腰防護(hù)桿及每0.6 m設(shè)置一道攔腰防護(hù)桿；腳手架縱距為1.5 m。北側(cè)平窗處腳手架橫距0.9 m，內(nèi)桿距外墻0.35 m；南側(cè)凸窗處腳手架橫距0.6 m，內(nèi)桿距外墻0.95 m；搭設(shè)高度控制在20 m以內(nèi)；架體連墻件設(shè)置為兩步三跨；腳手板采用木跳板，每兩步設(shè)置一層腳手板，同時(shí)，施工層數(shù)不得大于兩層；擋腳板選用木擋腳板。

腳手架安全等級(jí)為二級(jí)。外立面每4根～6根立桿必須搭設(shè)剪力撐，剪刀撐以45°～60°角連續(xù)設(shè)置搭設(shè)。所有立桿和橫桿鋼管涂刷黃色油漆，剪刀撐涂刷紅白相間油漆，長度為400 mm。

2.2 懸挑工字鋼搭設(shè)要求

懸挑梁的支承點(diǎn)必須設(shè)置在結(jié)構(gòu)梁以及樓板上，嚴(yán)禁設(shè)置在外伸的陽臺(tái)或者其他出外墻上的懸挑板，在外墻處的樓板與懸挑工字鋼之間放置2 cm以上的硬質(zhì)楔子，尤其是在空調(diào)板的位置必須使懸挑工字鋼產(chǎn)生1%～2%的起拱。懸挑工字鋼尺寸如圖1所示,其中L1為懸挑長度，L2為錨固長度，L3為內(nèi)立桿距墻距，Lb為立桿橫距，工字鋼懸挑固定段的長度不得小于懸挑段長度的1.25倍。存在外伸陽臺(tái)或懸挑板的情況下，通過計(jì)算滿足錨固長度的情況下，懸挑支承點(diǎn)的位置仍需設(shè)置在結(jié)構(gòu)梁上，不得設(shè)置在陽臺(tái)上。穿墻處木制盒子尺寸為20 cm×25 cm。

懸挑工字鋼采用焊接接長時(shí)，應(yīng)按等強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)連接，焊縫質(zhì)量必須滿足一級(jí)焊縫的要求。懸挑梁工字鋼按架體立桿位置對(duì)應(yīng)設(shè)置，懸挑工字鋼梁節(jié)點(diǎn)見圖2。

2.3 懸挑梁的工藝要求

本工程懸挑架主梁采用16號(hào)工字鋼，每一縱距設(shè)置一根工字鋼。在平面轉(zhuǎn)角處，當(dāng)立桿下不能設(shè)置工字鋼懸挑梁時(shí)，增設(shè)縱向工字鋼，主梁與次梁采用焊接連接。

在3號(hào)、4號(hào)樓北側(cè)樓梯間位置，首先用兩根長6 m的18號(hào)工字鋼東西向放置，穿過樓梯間墻做支撐，南北向18號(hào)工 字鋼放置在東西向工字鋼上做懸挑主梁，兩者用20 cm寬錨環(huán)進(jìn)行錨固，懸挑端放置16號(hào)工字鋼做次梁，次梁與主梁進(jìn)行焊接連接。

在3號(hào)、4號(hào)樓南側(cè)有飄窗的位置，懸挑板寬度為600，懸挑梁及懸挑架體布置如圖3，圖4所示。

本工程采用常規(guī)懸挑工字鋼的施工方法。即向上搭設(shè)一層高度的腳手架，待本層豎向模板拆除后2 d方可進(jìn)行鋼絲繩拉結(jié)，在固定好工字鋼、鋼絲繩拉結(jié)完畢后才可拆除這一層腳手架，重新在工字鋼懸挑梁上搭設(shè)懸挑腳手架。

用于錨固工字鋼懸挑梁的U型螺栓采用φ20圓鋼冷彎成型，底部寬度為150 mm，螺栓絲扣長度不得小于120 mm；角鋼采用L63×6長度為260 mm，按標(biāo)準(zhǔn)采用機(jī)械加工開孔后使用。U型螺栓應(yīng)預(yù)埋至板底層鋼筋位置，并與底層鋼筋綁扎牢固，U型螺栓與工字鋼間隙用硬質(zhì)木楔楔緊。U型錨環(huán)節(jié)點(diǎn)圖見圖5。

2.4 卸荷鋼絲繩的拉結(jié)

工字鋼懸挑梁外端必須設(shè)置鋼絲繩與上一層建筑結(jié)構(gòu)傾斜拉結(jié)，每個(gè)工字鋼端部都需要用鋼絲繩拉結(jié)卸荷；尤其是3號(hào)、4號(hào)樓北側(cè)樓梯間位置處。鋼絲繩不參與懸挑工字鋼梁受力計(jì)算，而且直徑不小于16 mm。

本工程采用φ16 mm鍍鋅鋼絲繩，在上一層窗下墻上或下反梁上留取穿鋼絲繩的孔洞，鋼絲繩上部拉結(jié)點(diǎn)采用鋼管固定，同時(shí)；在墻上放置防磨損墊片。懸挑工字鋼梁端部10 cm范圍內(nèi)的底面焊接垂直于腹板方向的短鋼筋，作為鋼絲繩定位。除此之外，也可在上層下反梁上預(yù)埋短鋼管，鋼絲繩拉結(jié)在鋼管上。鋼絲繩在拉結(jié)時(shí)，必須避開大小橫桿，防止鋼絲繩與橫桿受力。另外，為了防止混凝土產(chǎn)生掉角等現(xiàn)象，拉結(jié)鋼絲繩時(shí)要求混凝土強(qiáng)度達(dá)到40%以上。鋼絲繩斜拉處理見圖6。

2.5 結(jié)構(gòu)樓板厚度不足120 mm板厚的處理

工字鋼懸挑梁錨固位置樓板厚度不足120 mm時(shí)，將錨固螺栓周圍600 mm范圍內(nèi)設(shè)置雙層雙向φ8@150鋼筋網(wǎng)片，當(dāng)板厚超過120 mm時(shí)，只需在轉(zhuǎn)角處錨固螺栓周圍600 mm范圍內(nèi)設(shè)置雙層雙向φ8@150鋼筋網(wǎng)片。

2.6 腳手架連墻件的設(shè)置

腳手架連墻件采用兩步三跨的方式設(shè)置。在南側(cè)有凸窗的位置連墻件采用斜抱窗角的方式或者采用夾住窗戶的方法，內(nèi)外設(shè)置一根鋼管；其他位置，采用在相鄰空調(diào)板上預(yù)埋短鋼管，做連墻件。在無窗戶的位置，例如東西山墻處，連墻件采用在墻上預(yù)留65 mm PVC套管，將圓鋼管伸入套管中，在墻內(nèi)外各鎖一根圓鋼管，是連墻件既可承受拉力，也可承受壓力。北側(cè)平窗的位置，在樓層板下的梁里預(yù)埋短鋼管做連墻件與斜抱窗角的結(jié)合方式。所有方式必須滿足兩步三跨的要求，在懸挑架與落地架豎向交界處，最外排立桿或向內(nèi)一跨的立桿必須設(shè)置連墻件，避免拆除落地架后形成不封閉架體使懸挑架受力不穩(wěn)。并且在此處，落地架與懸挑架在橫斷面應(yīng)斷開，不得相連(見圖7)。

2.7 出屋面外檐處外架的搭設(shè)

出屋面外檐口處的外架，應(yīng)在距離檐口一步的距離處向外做45°斜向支撐，上部只需做單排腳手架，單排腳手架距外檐口邊為350 mm。單排腳手架與屋面梁處預(yù)埋好的圓鋼管進(jìn)行連接。單排腳手架應(yīng)既滿足操作架，也滿足安全防護(hù)架的要求(見圖8)。

3 懸挑式腳手架施工順序

量測(cè)懸挑工字鋼預(yù)埋點(diǎn)→預(yù)埋懸挑錨固螺栓→布置工字鋼并固定→焊接工字鋼→搭設(shè)底層大橫桿→搭設(shè)內(nèi)、外立桿→依次按步距搭設(shè)大小橫桿→搭設(shè)外立桿平面剪刀撐→設(shè)置腳手架連墻件→滿鋪腳手板→掛密目安全網(wǎng)→拉結(jié)卸荷鋼絲繩。

4 懸挑式腳手架搭設(shè)注意事項(xiàng)

1)搭設(shè)腳手架前應(yīng)對(duì)架管進(jìn)行仔細(xì)篩選，不同長度規(guī)格的鋼管要分別堆放，嚴(yán)格按施工方案要求的長度選用，以保證外腳手架架體安全、美觀；腳手架架體與馬道連接處需要留出足夠尺寸的通道口，橫桿斷開，立桿不得斷開。2)腳手架立桿在豎立時(shí)應(yīng)做到縱向成線、橫向成方，立桿自身垂直。3)腳手架架體中的大橫桿上、下橫桿的接頭位置應(yīng)錯(cuò)開布置，必須放置在不同的立桿縱距中。4)腳手架架體中的小橫桿應(yīng)貼近大橫桿布置，在大橫桿之上并用直角扣件與立桿扣緊連接。5)腳手架的外立桿平面剪力撐的搭設(shè)要與水平面保持在45°～60°的傾角滿布搭設(shè)；同時(shí)，還應(yīng)在整個(gè)外側(cè)立面高度和長度范圍內(nèi)連續(xù)設(shè)置并搭設(shè)剪刀撐。6)懸挑 工字鋼設(shè)置必須嚴(yán)格按照總平面圖布置，在確保腳手架架體滿足搭設(shè)質(zhì)量要求的前提下，保證外腳手架整體美觀，分布均勻，同時(shí)，還有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化要求。7)懸挑工字鋼放置嚴(yán)禁直接落于陽臺(tái)及其他小懸挑混凝土板上。8)外腳手架操作層腳手板的鋪設(shè)應(yīng)滿鋪，并且鋪設(shè)穩(wěn)固，距墻面尺寸應(yīng)小于50 mm；腳手板對(duì)接鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)在腳手板端頭設(shè)置踩腳桿。腳手架的搭設(shè)和拆除的安全、技術(shù)要求必須滿足相關(guān)規(guī)范要求。腳手架外側(cè)采用密目安全網(wǎng)封閉。9)腳手架懸挑工字鋼梁在安裝時(shí)，若安裝主梁與次梁之間有空隙，必須按照空隙大小焊接短鋼筋棍(數(shù)量依據(jù)鋪設(shè)工字鋼表面而定，并至少2根)。焊接位置必須滿焊，以保證架體穩(wěn)定。

5 結(jié)語

腳手架搭設(shè)是根據(jù)高層建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)形式的不同，選擇不同結(jié)構(gòu)類型的腳手架；現(xiàn)結(jié)合工程實(shí)例對(duì)懸挑式腳手架進(jìn)行分析和探討，提出懸挑式腳手架的架體設(shè)計(jì)及懸挑式腳手架在搭設(shè)過程中的注意事項(xiàng)；讓人們對(duì)腳手架搭設(shè)有一個(gè)更好的、更加全面的了解，為今后高層建筑工程施工及懸挑式腳手架搭設(shè)提供一些借鑒。