附着式升降脚手架在装配式住宅建筑施工中的应用

2020-03-01张慧明

建筑施工 2020年9期

张慧明

上海建工二建集团有限公司上海 200090

1 工程概况

1.1 工程简介

松江南站大型居住社区C19-28-03地块经济适用房项目位于上海市松江区车墩镇，项目总建筑面积105 187.30 m²，主要建筑为7栋住宅楼及1层地下车库，其余建筑包括1栋社区配套、1栋商业配套等。住宅采用装配式混凝土结构。本文所提到的附着式升降脚手架均应用于7栋住宅楼的建设施工中。

1.2 混凝土预制件

本工程1～7号楼采用装配整体式剪力墙结构，单体预制率≥40%，混凝土预制件类型包括预制剪力墙、预制填充墙、预制叠合板、全预制梁式阳台、预制装饰柱等。

2 方案选择

2.1 考虑因素

1）本工程为7栋高层建筑，外立面防护是主体施工期间的重点、难点。

2）建筑外立面多样，水平及横纵方向上均有凹凸，外围护脚手架须满足复杂的建筑外形要求，同时要确保施工作业面的封闭及作业安全。

3）工期相对紧张，急需采取一种简单有效的围护体系来满足施工工期要求。

2.2 方案对比

1）扣件式脚手架：材料用量大、损耗高、安全性差、成本低，适用于绝大多数建筑。

2）盘扣式脚手架：施工便捷、操作性强、安全可靠，但成本高、经济性差，适用于造型简单的建筑。

3）无脚手防护围挡：操作方便、成本低，但管理要求高，适用于采用预制剪力墙外模板的建筑。

4）附着式升降脚手架：耗材少、标准化程度高、成本适中，适用于多数建筑。

综合上述因素，排除受人工因素影响较大的传统扣件式钢管脚手架和耗材大、成本高的承插型盘扣式脚手架，同时考虑到无脚手防护围挡不适用于本工程的外墙形式，经项目部研究讨论，最终决定采用附着式升降脚手架（以下简称“爬架”），并在原工艺的基础上加以改进[1-2]。

3 爬架主要构造及工作原理

3.1 主要构造

1）该爬架由支架系统、附着导向和卸荷系统、动力提升系统、防坠系统、施工防护系统、智能化超欠载报警系统等六部分组合形成（图2）。

图2 爬架构造示意

2）爬架架体的支架系统由外侧竖龙骨、内侧竖龙骨、导轨、辅助竖龙骨、刚性支架、斜拉杆、加强横杆、水平桁架等通过螺栓连接而成，形成一个单元，通过上下左右若干个单元灵活搭接，完成整个建筑外围护面的闭合。完整的架体高10.5 m，走道宽度0.6 m，步距1.8 m，分为6层，可同时满足3层建筑外围护作业需求。

3）同一点位的附墙支座数量为上下共3个，与相邻点位的距离控制在6 m内，提升机位与附墙支座位相邻布置。

3.2 工作原理

3.2.1 爬架附着支座附着样式

根据工程图纸，共设计出6种不同样式附墙类型。

1）常规部位：采用350型附墙（图3）。

2）局部外墙外凸100 mm线条部位：采用400型附墙（图4）。

图3 350型附墙剖面示意

图4 400型附墙剖面示意

3）空调板部位：采用1000型水平附墙（图5）。

4）板底附墙结构高度不足300 mm部位：采用1700型水平附墙（图6）。

5）板底附墙结构高度不足300 mm且降板部位：采用1700型水平附墙+50型加高座（图7）。

6）阳台部位：采用特制1900型水平附墙（图8）。

图5 特制1000型附墙剖面示意

图6 1700型水平附墙剖面

图7 1700型水平附墙+50型加高座剖面示意

图8 特制1900型附墙剖面示意（阳台）

3.2.2 防倾覆原理

附墙导向卸荷支座通过穿墙螺栓固定于建筑结构上，导轨套在附墙导向卸荷支座的导向轮上，导轨焊接在主框架上，架体只能沿附墙导向卸荷支座导向轮上下垂直运动，架体上的导轨内外两次卡住导向轮，起到防倾作用。

3.2.3 防坠落原理

架体爬升时，导轨小横杆上升，顶开支顶器，待横杆升至支顶器上方，支顶器通过弹簧卡入导轨中，待爬升过程完成，通过人工调节支顶器长度，将所有支顶器卡在导轨小横杆上。当架体出现异常下坠时，导轨加速度坠落，防坠挡杆立即与导轨小横杆咬合，达到止坠的目的，从而阻止架体的下滑。

4 爬架施工工艺流程

4.1 架体安装工艺流程

架体安装工艺流程为：底层搭设前搭设操作平台→布置第1道龙骨板，加固龙骨板→安装竖龙骨、下承重梁、三角支撑、斜弦杆→安装第1步安全网→安装第2道龙骨板、刚性拉结杆、三角支撑、斜弦杆→安装第2、3步安全网，上承重梁，三角支撑及下节导轨→安装第1道附墙支座、第1步内挑板、翻板→安装第3道龙骨板、竖龙骨、电动环链葫芦、第2节导轨、第4步安全网→安装第4、5道龙骨板，竖龙骨，第5、6步安全网，高300 mm斜弦杆→安装第2、3道附墙支座，提升挂座→安装第6道龙骨板、第7步安全网→安装高800 mm斜弦杆、大横杆→安装顶部斜支撑→布置电控柜、分布电缆线、同步报警器、提升钢丝绳，接线、调试电器系统→预紧电动环链葫芦、检查验收、拆除架体与结构上部拉接，同时提升1层→安装全部完毕，进入提升循环。

4.2 架体提升工艺流程

架体提升工艺流程为：提升前架体检查、材料清理→拆除架体分片断头材料、临时连接杆、离墙间隙封闭材料→开始提升→到位调整吊点水平→安装拧紧支顶器→封闭离墙间隙、架体分片断片处→顶部刚性拉结，松掉链条→运行结束，检查验收。

4.3 架体下降工艺流程

架体下降工艺流程为：下降前向作业人员进行交底→全面检查提升机构、架体及障碍→检查电动葫芦、线路并调试预紧→拆除最上一个附墙支座，下降时打开支顶器，挂好联动钢丝绳→下降架体一个楼层高→调紧支顶器→将提升钢丝绳、附墙支座周转到下层安装位置→将最上一个导向件安装到最下一层位置→准备进入下一次下降循环。

4.4 架体拆除工艺流程

架体拆除工艺流程为：整片架体拆除前，用塔吊固定将要拆除的单元→拆除拉结连接件和附墙件螺栓→将架体吊卸至地面→每拆除一个吊架体，对相邻的待拆除架体做水平拉结加固，并做临时栏杆防护→依次顺延拆除相邻的架体→重复以上步骤。

5 关键技术操作要点

5.1 爬架与预制结构外墙板连接节点设计

对应不同类型的建筑外形，须在施工前进行图纸深化，确定出符合工程的附墙支座类型和数量，随后确定螺栓孔位图，绘制PC深化图，加工构件并预埋螺栓孔，所设计的各种连接节点受力需进行结构验算，确保结构承载力和架体整体稳定性。完成上述前期工作后，将大大方便现场拼装及材料周转过程，且提高了施工精度。

5.2 预制结构外墙灌浆控制

爬架大部分附墙支座安装于预制结构上。在使用前，预制结构的承载能力能否满足爬架工作要求是需要重点关注的问题，这里最关键的就是外墙灌浆的控制。本方案架体高10.5 m，覆盖建筑3.5层，即架体静止状态对应的楼层为底部2层已完成，上部1层（第N层）正在施工，架体外口高于第N层1.9 m。底部2层设置附墙支座，第N层施工阶段不设置附墙支座（架体悬臂4.7 m），当第N-1层浇筑完毕并达到C15强度后，即可安排提升。提升时，提升受力点（提升挂座）位于第N-2层，该层已浇筑8 d（按每层施工工期8 d计算），如需灌浆强度满足要求，则至少在提升前1 d完成第N-2层灌浆工作。同时，提升完毕后，由于第N-1层未灌浆，因此，设置于第N-2层顶板的斜拉杆需待第N-1层墙板灌浆强度达到C15以后，方可拆除。

5.3 与其他作业的协调配合

1）在塔吊附墙处，采用特质的1.3～2.4 m活动龙骨板，2块龙骨板之间采用转角连接角钢连接。当附墙和龙骨板碰撞时，转角连接角钢松开一边螺栓，通过钢丝绳拉力把活动龙骨板翻转上去。翻转上去前，在龙骨板上下（避开附墙）增加临时横龙骨，架体通过附墙后恢复活动龙骨板，安装好转角连接角钢。架体外部防护网处理方法同上（图9、图10）。

图9 活动龙骨板立面示意

图10 活动龙骨板平面示意

2）人货梯启用时间晚于爬架，因此在爬升使用期间，人货梯作业楼层位于爬架以下，无交叉碰撞影响；下降时则不同，在脚手架下降时，先将施工电梯部位附着式升降脚手架拆除，并做好临边围挡封闭，使脚手架与施工电梯形成2个独立的部分。

6 应用效果

实践证明，附着式升降脚手架安全可靠，可节约成本和劳动力，同时将工期也有所提前。附着式升降脚手架在预制装配式建筑中一次安装，多次提升，反复使用，至今未发生安全事故，在升降过程中仅需4～5名专业人员操作即可完成作业，平均每层提升时间控制在0.5 d之内（含准备工作，不影响其他施工），为结构施工提供有力保障，在进度上比传统外架有着显著的提升作用。