異型建筑物外腳手架施工技術(shù)的研究

文／原潤(rùn) 陜西建工集團(tuán)股份有限公司 陜西西安 710000

引言：

異型建筑物的復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)，不利于外腳手架的附著，對(duì)施工人員的高空作業(yè)安全及施工質(zhì)量造成直接影響。針對(duì)此類問題，論文主要從異形建筑物概述、異形建筑物外腳手架施工情況、落地多排腳手架搭設(shè)工藝、懸挑腳手架搭設(shè)工藝、架體離結(jié)構(gòu)邊防護(hù)措施、卸荷措施、腳手架頂層措施這幾方面，對(duì)當(dāng)前的異形建筑物外腳手架搭設(shè)情況展開探討。

1、異形建筑物概述

建筑物廣義而言主要是指人工建筑而成的所有東西，包括房屋、構(gòu)筑物等。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)、工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，各地區(qū)、各國(guó)的異形建筑物數(shù)目也越來越多，建筑設(shè)計(jì)師基于現(xiàn)代化技術(shù)可有效構(gòu)建各類異型建筑物。與傳統(tǒng)建筑物相比，異形建筑物在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、用材、建筑外形等方面均存在較大差異。

由于我國(guó)在幾千年的文化歷史中，早已發(fā)展出自己的建筑特色與特點(diǎn)，在建筑藝術(shù)風(fēng)格、建筑類型等方面，明顯區(qū)別于西方，各地區(qū)的傳統(tǒng)建筑物均具有民族色彩和地方色彩。因此，目前我國(guó)異形建筑物多是指偏歐式的建筑物體，如較著名且典型的華為松山湖溪流背坡村，天津泰安道五大院落群體建筑等商業(yè)建筑等（圖1），此類建筑物與中國(guó)傳統(tǒng)建筑和現(xiàn)代普通住房高層建筑均存在較大的外形差異。

圖1 工程實(shí)景圖

其中較明顯的外形差異是：偏歐式異形建筑物外立面裝飾內(nèi)容繁多，且多有穹頂，有較明顯的建筑風(fēng)格。多數(shù)異形建筑物底層挑高較高，每層樓板面與下層板面間有較大距離。針對(duì)此類差異，在建設(shè)異形建筑物時(shí)，施工方需及時(shí)調(diào)整施工工藝，以保障此類建筑物的施工需求。

2、異形建筑物外腳手架施工情況

外腳手架主要是指在建筑物外圍搭設(shè)的腳手架，其主要作用多用于外墻砌筑、外立面裝修、主體工程等。在建筑施工過程中，于外墻外邊線外搭建臨時(shí)腳手架，使工人可踩在腳手架上對(duì)高處作業(yè)面進(jìn)行上料、堆料及相關(guān)施工作業(yè)。同時(shí)外腳手架的有效搭建，利于施工人員的上下，對(duì)保障施工人員安全、進(jìn)度等均有重要作用。

在異形建筑物的外腳手架施工過程中，根據(jù)上述得，異形建筑物外立面裝飾內(nèi)容繁多，每層樓外廓在立面上常有伸縮變化，且尺寸差異較大，外墻面的曲面造型結(jié)構(gòu)也較為罕見。此類建筑風(fēng)格特色均對(duì)外腳手架的搭建造成了巨大影響，致腳手架的附著、支撐設(shè)置遇到巨大困難。

一旦外腳手架搭建不佳，不僅會(huì)延誤施工方的施工進(jìn)程，影響工人的施工質(zhì)量，還會(huì)對(duì)施工人員的生命安全造成威脅，增加了施工人員的墜落風(fēng)險(xiǎn)。所以，在異形建筑物的外腳手架搭建過程中，需根據(jù)建筑物實(shí)際結(jié)構(gòu)和幕墻裝修情況，制定適宜的腳手架專項(xiàng)方案，確保外架搭設(shè)到位，保障施工人員的生命安全。

3、異型建筑物外腳手架施工工藝

異形建筑物的外形特點(diǎn)，會(huì)對(duì)外腳手架搭設(shè)造成巨大影響，是工程項(xiàng)目的重點(diǎn)解決問題之一。所以下面主要就當(dāng)前常見的異型建筑物外腳手架施工工藝展開論述。

3.1 異型建筑物外腳手架搭設(shè)工藝

與常規(guī)建筑物相比，多數(shù)異型建筑物一般以圓柱、弧形墻面、弧形屋面等建筑結(jié)構(gòu)為主要建筑特色。針對(duì)此類異型建筑結(jié)構(gòu)，在搭設(shè)腳手架時(shí)，需針對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行不同外腳手架的搭設(shè)，同時(shí)采用不同的拉結(jié)固定方式，確保架體穩(wěn)定。

如針對(duì)圓錐形建筑的外腳手架搭設(shè)，可先在建筑物筒身周圍搭設(shè)一圈腳手架，再根據(jù)筒身腳手架直徑大小設(shè)置豎向剪刀撐并四周貫通。腳手架加固采用鋼絲繩對(duì)外架進(jìn)行拉結(jié)加固，在鋼絲繩拉結(jié)的同層設(shè)置頂桿，確保腳手架不向內(nèi)傾斜。拉結(jié)點(diǎn)滿足三步三跨的要求。

有窗洞口采用窗洞口拉結(jié)（圖2），間距較大的區(qū)域，根據(jù)實(shí)際情況采用后置埋板焊接鋼管的拉結(jié)方式，制作150×150×10mm鋼板與φ48進(jìn)行滿焊連接，鋼板打孔用4根M10化學(xué)錨栓固定與主體結(jié)構(gòu)上（圖3），后置埋板焊接鋼管與腳手架進(jìn)行扣件拉結(jié)的方式，同時(shí)頂層圓錐部分使用桿件將立桿進(jìn)行對(duì)拉連接，使建筑物外架體連接成整體，以保障外腳手架架體的穩(wěn)定性。

圖2 窗洞口的拉結(jié)方式

圖3 后置埋板焊接鋼管的拉結(jié)方式

針對(duì)異形建筑斜屋面坡度較大部位，在屋面整體搭設(shè)網(wǎng)狀腳手架（圖4），其搭設(shè)要求為，屋面網(wǎng)架步距1.2-1.5m、縱距2-3m，網(wǎng)架距離屋面主體高0.25-0.30m，屋檐處設(shè)置1.5m高防護(hù)欄桿，并掛安全網(wǎng)防護(hù)。通過網(wǎng)狀腳手架搭設(shè)，在保障工作人員施工安全的同時(shí)，便于人員在屋面施工。除此之外，為保障施工安全，可于當(dāng)前腳手架外增設(shè)一排架體，施工要求與雙排腳手架搭設(shè)一致，使屋面網(wǎng)架與雙排腳手架連接成整體，保證其整體安全穩(wěn)固。

圖4 屋面網(wǎng)狀腳手架示意圖

3.2 落地多排腳手架搭設(shè)工藝

落地多排腳手架主要有承載力大的優(yōu)勢(shì)，其具體搭設(shè)流程如下，備材——定位通長(zhǎng)腳手架——縱向掃地桿——橫向掃地桿——小橫桿——大橫桿——剪刀撐——連墻桿——鋪腳手板——扎防護(hù)欄桿——綁安全網(wǎng)。

在實(shí)際搭設(shè)過程中，需根據(jù)實(shí)際工程情況，適當(dāng)調(diào)整腳手架搭設(shè)方案，如華為松山湖溪流背坡村項(xiàng)目的腳手架搭設(shè)過程中，實(shí)際情況為外側(cè)雙排或三排腳手架搭設(shè)，以便于石材及其他構(gòu)件施工，內(nèi)側(cè)為可拆卸單排腳手架搭設(shè)，以便于鋼龍骨安裝。其基本的搭設(shè)要求均為立桿縱向間距1.5m、橫距0.90米，內(nèi)側(cè)立桿距結(jié)構(gòu)主體0.3m、步距1.80米，鋼管類型為φ48×3.25，連墻件采用3步3跨，為保障工作人員的安全施工，上下的大橫桿間設(shè)立防護(hù)欄桿。

同時(shí)，上下橫桿間的接長(zhǎng)位置需錯(cuò)開布置于不同立桿縱距間，以減少立桿偏心受載，同立桿間距＜1/3縱距。于橫向水平桿中間設(shè)立第三根縱向水平桿，以便于腳手板鋪設(shè)，掃地桿設(shè)立在距外架底部20cm處。

針對(duì)圓形建筑，腳手架搭設(shè)后，需用鋼絲繩對(duì)外架進(jìn)行拉結(jié)加固，以確保腳手架的穩(wěn)固性，避免腳手架傾斜。其余構(gòu)造要求需嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行布置，如剪刀撐方面，主要設(shè)置在腳手架密目網(wǎng)外側(cè)，立面兩端設(shè)立一道由底至頂?shù)倪B續(xù)設(shè)置，接頭部位用對(duì)接扣件連接，其余部位剪刀撐設(shè)置間距根據(jù)規(guī)范確定。

除此之外，在落地多排腳手架搭設(shè)前，還需根據(jù)《建筑施工手冊(cè)》對(duì)鋼管、腳手板等用材比重進(jìn)行自重荷載計(jì)算，一般單根立桿自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6.4kN，材料及自重荷載符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，方可進(jìn)行外腳手架搭設(shè)，從而保障基本的施工安全。

因落地多排腳手架需在地面有效支撐，因此在搭設(shè)前，需及時(shí)清除腳手架地面周圍異物，檢查土質(zhì)，分析評(píng)估架體位置的穩(wěn)定度，若不能滿足要求，要進(jìn)行墊層施工。由于落地多排腳手架立桿有效支撐在地面上，其整體的承載力得到有效保障，所以此腳手架搭設(shè)工藝多用于異形建筑物無過復(fù)雜的外立面裝飾，且無后期二次開挖的外墻面。在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)主體施工的同時(shí)，可以進(jìn)行外立面裝飾，以保障其整體的施工進(jìn)度。

3.3 架體離結(jié)構(gòu)邊防護(hù)措施

隨著我國(guó)建筑方面相關(guān)政策、條例、規(guī)范的不斷完善，腳手板鋪設(shè)、腳手架離墻間距等均有了明確規(guī)定、指標(biāo)。與傳統(tǒng)、常規(guī)建筑構(gòu)建相比，異型建筑物曲面或非長(zhǎng)方形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較多，腳手架搭設(shè)后，易出現(xiàn)腳手架離墻間距大于標(biāo)準(zhǔn)值500mm等問題，會(huì)對(duì)其整體的施工質(zhì)量及工人的高空作業(yè)安全度造成巨大影響。

針對(duì)此類問題，施工方需及時(shí)采取相關(guān)防護(hù)措施，以提升工人高空作業(yè)安全度。目前針對(duì)腳手架離墻間距＞500mm標(biāo)準(zhǔn)值這一類問題，一般以下述兩種防護(hù)措施為主：

（1）500mm＜腳手架離墻間距＜900mm時(shí)，可于局部適當(dāng)增搭懸挑水平鋼管架，由于懸挑腳手架無地面支撐要求，所以在外墻異型結(jié)構(gòu)處，可適當(dāng)搭設(shè)局部懸挑腳手架，以縮短腳手架與墻面間距，確保工人能對(duì)這一部分墻面進(jìn)行有效施工。在完成此部分外墻工程后，可及時(shí)拆除增搭的腳手架。拆除后可循環(huán)利用支架材料，于另一處離墻間距過遠(yuǎn)處進(jìn)行局部增搭，以保障施工人員安全和整體工程進(jìn)度，同時(shí)能減少生產(chǎn)成本，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

（2）腳手架離墻間距≥900mm時(shí)，可適當(dāng)增設(shè)水平活頁式鋼管架，在縮短腳手架離墻距離的同時(shí)，能達(dá)安全防護(hù)的目的，對(duì)提升工人高空作業(yè)安全度有積極影響。

3.4 卸荷措施

腳手架卸荷方案的制定需根據(jù)腳手架具體的搭設(shè)情況及建筑物構(gòu)建情況，適當(dāng)調(diào)整相關(guān)參數(shù)、流程，以保障其整體的施工安全。一般情況下，腳手架多采用d=14（6×19）鋼芯鋼絲繩進(jìn)行卸荷，這主要是因?yàn)榇虽摻z繩最小破斷拉力為103kN，不易被拉斷，用3道卡環(huán)對(duì)鋼絲繩兩端進(jìn)行固定后，能進(jìn)行有效卸荷，且具有較高安全度。有效計(jì)算鋼絲繩卸荷情況，制定科學(xué)、合理的卸荷方案，進(jìn)一步提升其整體的施工安全度。

3.5 腳手架頂層措施

隨著腳手架搭設(shè)高度的增加，高處風(fēng)力對(duì)腳手架受力情況造成巨大影響，對(duì)架體整體穩(wěn)定造成不利影響。多數(shù)情況下，異型建筑物高層處的外墻砌筑、外立面裝修，與底層相比，更為復(fù)雜，這也加大了腳手架頂層部位的搭設(shè)難度。

所以在腳手架的頂層搭設(shè)過程中，可適當(dāng)利用懸挑屋頂結(jié)構(gòu)下掛、斜拉工字鋼、鋼絲繩等對(duì)其進(jìn)行局部加固。同時(shí)可在頂層操作面樓板距結(jié)構(gòu)邊線2m處，平行于結(jié)構(gòu)邊線，進(jìn)行地錨埋設(shè)。間距9000mm，用斜向拉桿有效連接腳手架、地錨，防止腳手架外斜，進(jìn)一步提升工人高空作業(yè)安全度，保障腳手架的安全搭設(shè)。

結(jié)語：

在現(xiàn)代技術(shù)支持下，建筑設(shè)計(jì)師可發(fā)揮自己想象、創(chuàng)意，設(shè)計(jì)、構(gòu)建出多種與傳統(tǒng)建筑外形、結(jié)構(gòu)存在明顯差異的異形建筑物，此類建筑物外形風(fēng)格迥異，與我國(guó)傳統(tǒng)建筑風(fēng)格、建筑方式差異明顯。

因此在實(shí)際施工過程中，需根據(jù)實(shí)際的建筑物構(gòu)造情況，調(diào)整外腳手架搭設(shè)方式，以保障外立面施工。同時(shí)需做好外腳手架防護(hù)措施，以保障工人的高空作業(yè)安全，避免施工人員出現(xiàn)高空墜落事故的發(fā)生。

在異形建筑物外腳手架搭設(shè)方面，一般以落地多排腳手架搭設(shè)工藝為主，落地多排腳手架搭設(shè)工藝多適用于無過多復(fù)雜的外立面裝飾，且無后期二次開挖的外墻面，此搭設(shè)方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，架設(shè)便捷，根據(jù)施工工藝要求便于修改架體結(jié)構(gòu)，維修方便等優(yōu)勢(shì)；缺點(diǎn)是搭設(shè)高度有一定限制，材料用量大。

在異型建筑物的外腳手架施工過程中，還需重視架體離結(jié)構(gòu)邊防護(hù)措施、卸荷措施、腳手架頂層措施。根據(jù)異形建筑物具體的構(gòu)造情況、施工進(jìn)程等，制定腳手架施工方案，保證施工進(jìn)度，提升施工質(zhì)量，保障作業(yè)人員安全，使異型建筑物能按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行有效構(gòu)建。

綜上，外腳手架的有效搭設(shè)，會(huì)對(duì)異形建筑物外立面施工進(jìn)度、效果等造成巨大影響，且外腳手架的安全防護(hù)設(shè)計(jì)，會(huì)影響到工人的高空作業(yè)安全。因此在異形建筑物施工過程中，需重視外腳手架的設(shè)計(jì)、搭設(shè)，在保障施工人員安全的前提下，進(jìn)一步提升其整體的施工質(zhì)量與施工進(jìn)度，確保異形建筑物構(gòu)建工作的按時(shí)完工，有效維持，從而促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。