基于铝膜体系下外墙脚手架连墙件的设置

王艺填

巨茂建设投资有限公司（361101）

0 前言

脚手架工程是施工安全管理的控制重点之一，连墙件作为防止脚手架横向弯曲失稳及向外倾覆的主要构件，是确保脚手架架体稳固安全的重要构件。 目前传统的连墙件常采用钢管埋设于边梁上口，在剪力墙部位其埋设位置与外墙体冲突，施工过程中易被人为破坏， 从而给脚手架留下安全隐患。 在采用铝模的项目中，传统预埋钢管的做法容易造成铝模受到较大破坏，成本较高，且后期预埋洞口容易因修补不善，或因外架拆除进度与连墙洞修补工艺要求的技术等待时间不协调，给外墙留下渗漏的质量隐患。

1 铝膜体系下连墙件的特点

铝膜体系下连墙件的设置采用拉片式施工，只需要在对应位置的模板上横向开一个小口，在应用铝模系统时，每层位置固定不变，安装方便，且小开口可以避免铝模开口处多次循环施工后遭受破坏。因此，铝膜体系下的拉片连墙件具有以下特点。

1.1 高可靠性

铝膜体系下施工方法有效改善连墙件安装质量，提高外脚手架的安全可靠度，同时节约成本，缩短工期，节能环保，有较好推广价值。

1.2 防渗漏性

拉片连墙件不需穿墙， 拆除后只需切除拉片，可有效防止外墙渗漏。

1.3 低成本性

钢管连墙杆与拉片通过高强螺栓连接，相对焊接连接更加安全可靠，对安装人员技术水平要求较低，螺栓可重复利用，综合成本较传统连墙件低廉。

1.4 易使用性

拉片可批量加工，制作方便。

2 铝膜体系下拉片连墙件的工艺原理

本设置方法适用于现浇钢筋混凝土剪力墙结构施工所采用的钢管脚手架的安装和拆除作业，特别适用于外墙全混凝土的铝模体系。在铝模体系下，拉片连墙件的设置要依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130—2011）， 确保连墙件的预埋件和连接件满足结构受力性能要求， 确保连墙件的预埋、安装、拆除符合建筑施工工艺及外架施工工艺的要求。 各部件主要是采用40 mm×4.0 mm的抗拉强度205 MPa 的扁铁作为拉片； 采用8.8 级M12、 长度80 mm 的高强度六角螺栓与φ48×3.0 钢管进行连接；扁铁拉片钻直径14 mm 的孔，末端采用直径12 mm 的HRB400 钢筋进行锚固，两端锚固长度≥100 mm。

图1 连墙件整体构造图

图2 连墙件拉片、锚固钢筋、高强螺栓规格图

3 铝膜体系下连墙件的设置方法

3.1 应用工程案例分析

福建诏安碧桂园项目工程，结构形式为框剪结构，结构设计等级为二级，基础类型为预制管桩基础，建筑面积为103 119.17 m2，地下车库建筑面积12 017 m2，公建配套建筑面积704.51 m2。 1#楼为综合楼3 层建筑，建筑高度13.2 m，2#楼为3 层商墅，建筑高度15.5 m，3#楼为30 层建筑， 建筑高度99 m，5#、9#楼为31 层建筑， 建筑高度102～106 m，6#、7#、8#楼为33 层建筑，建筑高度106 m。

工程地面粗糙度为C 类。本工程外架根据建筑主体结构及建筑立面特点，以安全、可靠、适用为原则， 工程选用工字钢悬挑式脚手架的形式进行搭设。 该外架在结构施工阶段仅作为防护架使用，在装修阶段作为操作脚手架使用。楼外架搭设布置具体 如 下：3#、5#、9#楼5～11 层、11～17 层、17～23 层、23～29 层、29 至屋面层采用工字钢作为支撑底座的悬挑架， 搭设高度最大为18 m。 6#、7#、8#楼7～13层、13～19 层、19～25 层、25～31 层、31 至屋面层采用工字钢作为支撑底座的悬挑架，搭设高度为18 m。

3.2 连墙件受力验算方法

验算连墙件受力是否满足相关规定和本项目外架施工方案的需求。

1）扁铁拉片有效截面积AC=（40-14）×4.0=104 mm2，扁铁抗拉力N1=205 MPa×104 mm2=21.32 kN；

M12 螺栓有效截面积A=84.3 mm2，8.8 级公称抗拉强度640 MPa，抗剪强度取δ=0.6×640 MPa=384 MPa，抗剪力V1=δA=384 MPa×84.3 mm2=32.37 kN。

2）按每个结构层矩形设置，纵向间距取3 跨，脚手架最高106.3 m，风压高度变化系数μz=1.74(标高+104 m）)，基本风压ω0=0.35 kN/m2。

挡风系数=0.800，背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数：

μs=1.3×0.800=1.040， 风荷载标准值ωk=1.74×1.040×0.35=0.63 kN/m2

N2W=1.4ωkAω=1.4×0.63×4.5×2×1.50=11.91 kN

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，按双排脚手架，取N0=3.00 kN

N2=N2W＋N0=11.91+3.00=14.91kN＜N1＜V1

扁铁拉片抗拉强度及高强螺栓抗剪强度满足要求。

3）扁铁拉片稳定性：L0取极限55 mm，扁铁回转半径i 取最不利值1 mm，λ=L0/i=55/1=55，查《钢结构设计规范》GB 50017—2003 表C 得，φ=0.852，（N2w +N0）/（φAc） =（11.91 +3） ×103/（0.852 ×104） =168.27 N/mm2≤0.85×[f]=0.85 ×205 N/mm2=174.25 N/mm2

连墙件扁铁拉片稳定性满足要求。

4） 连墙件钢管稳定性：L0=0.15+0.10=0.25 m=250 mm，i=15.8 mm，λ=L0/i=250/15.8=15.8，I=0.958

σ=N1/IA 连墙件=14 910/（0.958×424）=36.71N/mm2

连墙件钢管稳定σ=36.71 N/mm2＜f=174N/mm2，满足要求。

3.3 材料制作与设备

3.3.1 主要材料见表1

3.3.2 机具设备

本工艺适用的主要施工机具设备见表2。

3.3.3 材料制作

准备所需配件及加工机具，包括高强螺栓、拉片（扁铁）、打孔机、角码、铁丝线等。3a 直径12 mm 长度80 mm 的8.8 级高强螺栓， 高强螺栓长度应适宜，保证螺母能锁紧。40 mm×4.0 mm 扁铁拉片强度和尺寸规格应严格按照工艺规定的受力验算后下料，拉片孔位及直径加工应准确，采用机械冲孔，严禁采用气割冲孔，保证开孔剖面光滑，方便高强螺栓穿入。 拉片端部应采用机械切割，严禁采用气割，保证断面顺直，方便插入铝模槽口。 拉片预埋时通过角码与铝模固定，保证拆模后，拉片外露长度不小于45 mm，方可保证钢管预制孔能与拉片预制孔对齐，确保螺栓顺利穿过。 连墙杆钢管螺栓孔应当机械冲孔，不得气割冲孔，孔的直径、位置、距杆件端部距离均应当满足工艺要求，方可保证钢管预制孔能与拉片预制孔对齐，确保螺栓顺利穿过。

表1 主要材料表

表2 主要施工机具设备

3.4 连墙件设置方法

施工流程主要为： 施工准备→连墙点位置放样标记→铝模开槽并安装角码→拉片安装→隐蔽验收→混凝土浇筑及模板拆除→安装连墙杆→连墙件安装验收。

3.4.1 铝模安装定位

铝膜安装定位应根据连墙件立面布置图，在安装完毕的铝模板对连墙件拉片预埋位置进行放样开口（开口高度约6 mm，宽度约45 mm），在开口处上方安装用于固定拉片的角码。 模板的接缝不应漏浆。混凝土浇筑前，模板内杂物要清理干净。固定在模板上的预埋件、预留孔洞不得遗漏，其偏差符合规定。

图3 角码安装

3.4.2 拉片固定

将拉片固定于角码上，可采用铁丝线或采用电线固定绑扎带进行绑扎固定，可防止混凝土浇筑时拉片被振动棒打到，在后期解除绑扎时也较为方便快捷。 应特别注意，拉片应当固定于角码下方，这样拉片预埋成型效果更佳。

图4 拉片固定

3.4.3 高强螺栓与拉片连接

混凝土浇筑完成24 h 后，强度达到80%，墙柱铝模拆除，即可将连墙杆采用高强螺栓与拉片进行连接。

图5 连墙杆与拉片连接

3.4.4 将钢管与脚手架立杆扣件连接

用扣件将与拉片连接好的钢管、脚手架立杆相连。 扣件螺栓拧紧扭力矩应在40～65 N·m。

3.4.5 检查验收

首层安装，对连墙点随机抽取不少于5%且不少于3 个进行抗拔试验，对连墙件、连墙杆等随机抽取5 个以上进行受力试验。 检查连墙件数量、做法、位置、材料是否与方案相符，检查拉片与连墙杆连接是否牢固，螺栓是否锁紧。 检查钢管与脚手架立杆扣件是否紧固。

4 结语

铝模体系下在运用拉片式脚手架连墙件施工工艺，大幅提高脚手架连墙件的安装效率及架体安全性，同时减少了施工成本，取得了良好的社会效益。 在确保施工安全的前提下，高效率完成安装，缩短工期，有效避免了外墙的渗漏风险，并为工程按时保质保量的竣工奠定了基础。 对这种连墙件在其他工程应用具有借鉴作用和指导意义。