电梯井内免切割悬挑工字钢安装施工技术的应用

罗远堂，林显志

（1.厦门市杏林建设开发有限公司，福建 厦门 361000；2.福建省惠东建筑工程有限公司，福建 惠安 362141）

随着高层建筑的发展，悬挑脚手架的应用越来越普遍。当电梯井的位置位于建筑平面的外侧，势必造成悬挑工字钢穿过电梯井的情况。在主体封顶后，很多施工单位就要考虑交叉安装室内电梯，以便节省施工工期。但室内电梯的安装往往受碍于电梯井内的悬挑工字钢。若要立即进行室内电梯的安装，就必须对其内部的悬挑工字钢进行切割，以便腾出工作面。传统的做法是采用人工切割后，在外侧悬挑部位焊接三角支撑进行加固。此工艺所采用的三角支架制作麻烦，高空作业危险，与外架交汇时，还要对杆件进行局部调整，费时费劲。工人抱怨工字钢固定端当初预埋，现在切割，还不如当初就不预埋。针对这种现象，本文提出了一种可拆卸的电梯井内免切割悬挑工字钢安装的施工工艺[1]，取得了良好的经济效益。

①免切割悬挑工字钢，即将伸入电梯井内的型钢部分取消，用对拉螺栓将悬挑型钢固定在剪力墙的外侧，节约大量钢材。

②对拉螺栓采用薄壁钢套管，安拆方便，所有材料都可重复使用，节约大量成本。

③结构后续采用发泡水泥封堵，结构不易破坏，防水效果好。

④主体封顶后，立即进行室内电梯的安装，大大缩短工期。

1 工艺原理

本工艺与传统悬挑脚手架不同之处在于：悬挑工字钢只需保留悬挑部分，悬挑工字钢通过改造增加端板和角钢，采用2根预埋于套管内的对拉螺栓将悬挑工字钢固定剪力墙的外侧面。除此连接部位外，其它处的设置相同与传统悬挑脚手架。

图1 悬挑工字钢的设置

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

免切割悬挑工字钢专项施工方案的编制→薄壁钢套筒的预埋→悬挑工字钢端板焊接→悬挑工字钢角钢焊接→对拉螺栓就位→悬挑工字钢的安装→下一道工序

2.2 操作要点

2.2.1 免切割悬挑工字钢专项施工方案的编制

悬挑脚手架作为施工现场重大危险源之一，编制专项施工方案应引起足够的重视。技术负责人应该以《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》为指导，结合施工平面图进行设计。本工艺的专项方案的编制应该以悬挑脚手架施工方案为依据。对电梯井内免切割工字钢布置时，应注意一下几方面：

①传统工字钢是放在悬挑层的楼板上，而免切割悬挑工字钢是放在悬挑层楼板下约100mm，具体位置应根据端板尺寸和工字钢的型号确定[2]；

②悬挑端长度不宜过长，控制在1.3m以内，否则应采取三角撑加固措施；

③与平面其他部位传统工字钢布置应统筹分析，无缝连接，形成整体受力。

主要内容包括：免切割悬挑工字钢布置平面图、立面图和剖面图、预埋套管的位置及详图、施工要求、外荷载的取值及稳定性验算计算书。

2.2.2 薄壁钢套筒的预埋

为了实现悬挑工字钢的免切割回收周转，在混凝土内预埋薄壁钢套筒，以便对拉螺栓穿入后容易取出。套筒内径比螺栓大1～2mm，建议取24mm，厚度1mm，长度与剪力墙厚度一致200mm。

图2 DN24×1薄壁钢套筒

每根悬挑工字钢应预埋2根钢套筒，分布在端板中部的左右两侧。套筒的位置关系到悬挑工字钢的高度，因此准确性要求高。应结合施工方案，定位出详细的位置，并做好标识。为了防止外荷载或混凝土振捣时，产生偏移。在剪力墙内部，附加Φ12的钢筋，并与套筒进行点焊固定。点焊时，点到为止，避免烧到主筋。预埋套筒定位后，应校核无误后，方可浇筑混凝土。

图3 DN24×1薄壁钢套筒

2.2.3 悬挑工字钢端板和角钢的焊接

悬挑工字钢端板和角钢的焊接如图4所示，焊缝等级二级。关键技术就是在悬挑工字钢与剪力墙交界处，增设300×200×10的端板。再通过对拉螺栓的连接，将端板与剪力墙连成整体。若采用16#工字钢，为了消除端板与工字钢交接处产生的应力集中现象，增设了80×65×7的不等边角钢。角钢长边应水平放置，短边垂直放置，以扩大与工字钢的接触面积，承受最大的竖向荷载，因此不可倒置。若采用18#工字钢，因工字钢自身强度提高一级，且与端板焊接面积增大，焊接角钢不作强制要求。同时在工字钢下翼缘距离尾部100mm处，焊接Φ14短钢筋，以防止钢丝绳拉紧后打滑。

焊接端板承受着脚手架上的全部外荷载，因此焊接质量关系到整个架体的安全和稳定。有条件的施工单位，宜委托有资质的钢结构生厂厂家加工制作，并提供相应的出厂合格证和构件检测报告。当施工单位现场自己焊接时，应由专业资质的电焊人员进行。焊接应满焊，焊缝高度hf为6mm。工字钢，角钢的长度和根数按方案及施工图计算，要保证工字钢制作尺寸准确。工字钢制作完成后由质量检测人员进行外观检查，检查焊缝厚度，焊缝厚度不均匀、不饱满的应补焊。协同监理单位按标准抽样送至委托的检测机构进行焊缝密实度检测。验收合格后，在其表面涂刷黄色油漆，起防锈和警示作用。悬挑钢制作完成可运至施工现场，与传统工字钢分类堆放，准备安装。

图4 悬挑工字钢制作示意图

2.2.4 对拉螺栓的就位

相比于普通螺栓，考虑到内外操作的方便，悬挑工字钢端板与剪力墙用左右两根M22对拉螺栓连接，螺栓按普通螺栓4.6级考虑。在电梯井的内侧采用50×50×6垫板加双螺帽连接。这样螺栓安拆方便，又可回收，周转使用。工字钢拆除后，采用发泡水泥封堵预留的套管，结构不易破坏，防水效果好。

图5 电梯井内对拉螺栓示意图

2.2.5 悬挑工字钢进场验收和安装

悬挑工字钢进场后，应根据设计尺寸要求进行全数验收，验收合格后方可安装。

悬挑层结构混凝土浇筑后，常规养护满5天，强度可达到50%，不得低于C20。此时开始安装悬挑工字钢。若强度达不到要求，应适当延长养护时间，万不可强制安装。安装前对工字钢接触部位的剪力墙混凝土进行检查，混凝土必须密实，表面平整、垂直，当此部位混凝土不能符合安装要求时，应进行混凝土修补、打磨等。安装人员站在下层脚手架的操作平台上，借助塔吊进行安装，避免悬空作业。将端板的开孔对准预埋的钢套筒，再用对拉螺栓扭紧。当开孔位置有偏差时，应将工字钢端板重新制作，不可强扭或用力敲打，防止螺栓变形，损坏，埋下安全隐患。

挑脚手架的搭设，钢丝绳的拉结与传统悬挑脚手架的工艺一致，这里就不再介绍[3]。

3 质量保证措施

经济效益分析 表1

①悬挑工字钢端板由专业厂家加工制作的，进场前对构件进行取样抽检，主要检测项目为焊缝的表观质量(有无气泡、裂缝，是否饱满)、抗拉强度与抗剪强度等。

②使用前应对每个对拉螺栓的直径、长度，工字钢长度与断面尺寸进行检查。

③预埋钢套筒应进行可靠的固定，混凝土浇筑时应作保护，避免振动棒直接接触。

④严格控制钢套筒间的距离与位置的准确，以保证对拉螺栓能够顺利穿过。

⑤端板与剪力墙接触面应平整无阻碍。

⑥悬挑长度应严格按照施工方案加工制作，严禁任意增加长度。

4 结论

本工艺将工字钢在电梯井外侧部分悬挑出去，节省了内部的锚固段，相对于普通悬挑脚手架，悬挑部件节约了一半的材料用量，同时切割后外部三角支撑加固所用到的型钢也省了。在钢材普通涨价，工程利润逐步降低的建筑市场，经济效益明显。由表1经济效益分析可知，传统工艺先预埋，再切割，最后再加固，重复劳动严重，费工费时成本又高，本工艺一次成型，一步到位，主体封顶后，可立即进行室内电梯安装，有效解决了电梯井内因有工字钢的障碍，无法安装室内电梯，从而造成工期延误的困境。实践证明，可缩短工期近一个月，因此具有一定的推广价值。

[1]张建忠，徐义军，温惠清.建筑施工悬挑式脚手架有关问题探讨[J].建筑安全，2011，152(2)：78-80.

[2]张延斌.超高层建筑外脚手架方案设计及施工探讨[J].科技创新导报，2009，5(3):24-27.

[3]李亚超，冯春华.某悬挑脚手架的搭设方法[J].建筑工人，2013，6(3):44-47.