新型可調(diào)工具式懸挑腳手架施工技術(shù)研究及應(yīng)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(jié)構(gòu)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(shù)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(duì)小高層，造價(jià)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(jié)構(gòu)滲漏隱患大，后續(xù)工作量和成本相對(duì)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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角位置工字鋼角度不可調(diào)，受建筑結(jié)構(gòu)限制大，對(duì)施工要求高；此外，拉桿構(gòu)造形式導(dǎo)致飄板位置的加固較為困難，且耳環(huán)制作成本高，可周轉(zhuǎn)范圍小。

新型可調(diào)工具式懸挑外架在花籃式拉桿懸挑外架的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，可提高工藝適應(yīng)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(xiàng)目位于湖南省常德市武陵區(qū)德山大道723號(hào)，總建筑面積42萬 m2。項(xiàng)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(xiàng)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(jīng)對(duì)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(duì)角梁的局限性：安裝于建筑結(jié)構(gòu)陽角處的懸挑鋼梁為定制成品構(gòu)件，與建筑結(jié)構(gòu)相連（圖1），鋼梁安裝對(duì)預(yù)埋件預(yù)埋的精準(zhǔn)度和混凝土施工要求高。若在混凝土澆筑過程中預(yù)埋件發(fā)生擾動(dòng)，或鋼梁安裝螺栓孔不在同一標(biāo)高，將導(dǎo)致鋼梁無法按要求安裝，需在結(jié)構(gòu)上重新開洞，且存在安全隱患。另外，鋼梁安裝完成后不可調(diào)整其搭設(shè)角度，受建筑結(jié)構(gòu)限制較大，周轉(zhuǎn)率低。

圖1 斜角鋼梁及對(duì)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(shí)會(huì)與飄板結(jié)構(gòu)沖突，需在結(jié)構(gòu)梁底預(yù)埋雙耳螺栓。當(dāng)鋼梁長度＞1.75 m時(shí)還需增設(shè)下?lián)螚U[2]。雙耳螺栓預(yù)埋精度高、質(zhì)量難控制，存在因操作導(dǎo)致螺栓埋設(shè)深度不夠，無法滿足設(shè)計(jì)承載要求等較大的安全風(fēng)險(xiǎn)（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(zhuǎn)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(diào)工具式懸挑外架的創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 鋼梁及底座設(shè)計(jì)

根據(jù)鋼梁安裝位置不同，設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)陽角位置的可調(diào)節(jié)鋼梁（圖5）。

圖4 直角鋼梁成品

圖5 可調(diào)節(jié)鋼梁成品

針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)陽角處可活動(dòng)鋼梁，設(shè)計(jì)專用可調(diào)底座，鋼梁采用插銷與底座相連，底座采用2根8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓錨固于結(jié)構(gòu)上。鋼梁安裝完成后，可依據(jù)架體搭設(shè)情況適當(dāng)調(diào)整工字鋼位置，能有效解決因預(yù)埋件偏位導(dǎo)致工字鋼安裝位置變化，無法按規(guī)范搭設(shè)架體的問題。受結(jié)構(gòu)形式影響小，能在各種建筑施工中周轉(zhuǎn)使用（圖6～圖8）。

圖6 大轉(zhuǎn)角可調(diào)底座設(shè)計(jì)示意

圖7 可調(diào)底座成品

圖8 底座剖面示意

3.2 拉桿設(shè)計(jì)

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(zhì)量缺陷，拉桿設(shè)計(jì)如圖9～圖11所示。

圖9 拉桿節(jié)點(diǎn)示意

圖10 中拉桿節(jié)點(diǎn)示意

圖11 下拉桿節(jié)點(diǎn)示意

相對(duì)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(xì)牙結(jié)構(gòu)，且由原花籃結(jié)構(gòu)改為套筒加鍍鋅鋼管，中間位置設(shè)置拉桿調(diào)節(jié)孔，便于調(diào)節(jié)拉桿長度。

3.3 螺栓設(shè)計(jì)

取消預(yù)埋耳環(huán)螺栓，優(yōu)化為預(yù)留孔洞，采用高強(qiáng)螺栓錨固。當(dāng)懸挑鋼梁位于飄板區(qū)域時(shí)，拉桿利用連接片在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)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(yù)埋件預(yù)埋深度可控性差等問題，同時(shí)具有廣泛的適用性及高周轉(zhuǎn)率等特點(diǎn)（圖12）。

圖12 連接片施工效果圖

當(dāng)懸挑鋼梁長度＞2.6 m時(shí)，設(shè)置2根拉桿，采用普通高強(qiáng)螺栓進(jìn)行加固即可，無需特制耳環(huán)及下?lián)螚U，有效節(jié)省項(xiàng)目成本。

4 工藝流程

4.1 構(gòu)件工廠化加工

鋼梁、底座、拉桿等構(gòu)件按方案設(shè)計(jì)進(jìn)行加工，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行外觀、焊縫厚度等檢查。對(duì)焊縫厚度不均勻、不飽滿的構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)焊，并按標(biāo)準(zhǔn)抽樣送至專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊縫密實(shí)度檢測。符合要求后，懸挑鋼梁、配件等方可運(yùn)至施工現(xiàn)場。

4.2 螺栓孔預(yù)留、預(yù)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(yù)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(shè)，保證混凝土澆筑過程中套管不發(fā)生移動(dòng)。留設(shè)高度為板底下100 mm，施工中進(jìn)行檢查復(fù)核。

4.3 懸挑鋼梁安裝

待混凝土的強(qiáng)度達(dá)到要求后，拆除結(jié)構(gòu)側(cè)模，將套管凸出結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行切除，將2根長270 mm的8.8級(jí)M22高強(qiáng)螺栓套入加工好的工字鋼端部或底座上，由外向內(nèi)穿過預(yù)留的螺栓孔并用墊片、高強(qiáng)螺帽緊固（圖13）。

圖13 懸挑鋼梁安裝施工

鋼挑梁及可調(diào)底座由M18可調(diào)節(jié)拉桿加固拉緊，上拉桿與結(jié)構(gòu)采用2個(gè)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(shè)置2根斜拉桿。

4.4 腳手架搭設(shè)

懸挑鋼梁安裝后，按方案要求搭設(shè)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(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將1根長270 mm的8.8級(jí)M22高強(qiáng)螺栓穿上拉桿耳板，再由預(yù)留的套管孔從外往內(nèi)穿入，用高強(qiáng)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(qiáng)螺栓緊固。最后調(diào)節(jié)套筒將上、下斜拉桿絲扣對(duì)接旋轉(zhuǎn)、緊固，結(jié)束斜拉桿安裝。

圖14 拉桿連接示意

5 結(jié)語

新型可調(diào)工具式懸挑外架施工技術(shù)解決了建筑結(jié)構(gòu)陽角處工字鋼使用限制大，對(duì)預(yù)埋件預(yù)埋精準(zhǔn)度和混凝土施工要求高、飄窗位置拉桿螺栓預(yù)埋可控性差、耳環(huán)螺栓制作成本高且周轉(zhuǎn)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(shí)，有著適應(yīng)性更強(qiáng)、操作更簡單、成本更低、施工效率更高等優(yōu)點(diǎn)，具有極為廣泛的推廣性及應(yīng)用價(jià)值。