悬挑式钢管脚手架在建筑施工中的应用

2021-04-02陈峰

商品与质量 2021年7期

陈峰

中铁二十四局集团有限公司北京分公司北京 100076

近年来，随着我国经济社会的飞速发展，高层建筑工程的规模也日益扩大，在施工过程中，越来越多的高层建筑采用悬挑式钢管脚手架施工，这种脚手架的立杆固定在悬臂型钢上，不受地基和地面条件的限制，不占场地，不影响基础土方回填，当施工现场场地狭小或受限时，能提高施工效率，为工程进度争取时间。本文结合工程实例，介绍悬挑式钢管脚手架在建工程施工中的应用，其施工经验可供类似工程参考借鉴。

1 工程概况

亦庄新药研发生产基地项目2标工程，总建筑面积58569.92㎡，其中地上面积43268.98㎡，地下面积15300.94㎡。共有5个主要建筑单体，均为地下一层，分别为：1#生产实验车间，地上五层，建筑高度为35.43m；2#研发实验车间，地上11层，建筑高度为59.95m，4#生产实验车间，地上4层，建筑高度24.85m；6#研发实验车间，地上4层，建筑高度24.85m；8#宿舍楼，地上9层，建筑高度33.6m；结构形式主要为框剪结构。

本文以8#研发实验车间为例，介绍悬挑式脚手架在工程中的应用。8#楼-1至1层施工防护架为落地式钢管脚手架，悬挑脚手架搭设范围为2层至6层、7层至9层，最高搭设高度19.5m。

2 脚手架方案的选择

本工程工期紧、任务重，施工场地较小，根据设计情况，基坑南侧开挖线距红线7.2米，且南侧留有5米宽施工道路，施工现场场地狭小，悬挑式脚手架相比其他脚手架具有以下优势，为此本工程选择悬挑式脚手架施工。

（1）不受施工场地限制；悬挑式脚手架的立杆固定在悬臂型钢上，不受地基和地面条件的限制，不占场地，不影响基础土方回填，当施工现场场地狭小或受限时，能提高施工效率，为工程进度争取时间。

（2）施工方便，经济合理；悬挑式脚手架一般采用普通钢管脚手架直接悬挑搭设，一次性投入不大，施工方便，可周转使用，造价低，相比附着式脚手架主要用于高层、超高层建筑施工，低层建筑施工若采用附着式脚手架并不具有经济优势，本工程8#楼建筑高度33.6m，采用悬挑式脚手架经济合理。

3 悬挑脚手架构造

3.1 搭设高度设置

悬挑式脚手架的构造必须满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）的要求，一次悬挑脚手架高度不宜超过20m，本工程8#楼悬挑脚手架一次最高悬挑5层，每层高度3.6m，搭设高度高出作业层一步（1.5m），因此每次悬挑高度为19.5m，满足规范要求。

3.2 悬挑材料规格设置

悬挑型钢宜采用双轴对称截面的型钢，钢梁截面高度不应小于160mm，本工程型钢采用Q235B国标18#工字钢，脚手架钢管采用Φ48.3×3.6钢管，满足规范要求。

图1 悬挑脚手架结构示意图

3.3 悬挑梁长度设置

根据规范要求，悬挑梁固定端长度不应小于悬挑段长度的1.25倍，脚手架立杆纵距1.5m，两排立杆横距0.8m，第一排立杆距离钢梁外锚固点0.4m，第二排立杆距悬挑梁悬臂端0.15m，悬臂段长1.35m，总长度3.038m，根据现场拥有的材料，钢梁基本长度为4m/根，考虑建筑物转角钢梁交叉，个别钢梁长度有所调整，所以本工程悬挑钢梁最小长度确定为3.5m。

3.4 悬挑梁间距及脚手架支座设置

由于脚手架两条立杆纵距1.5m，因为脚手架立杆是安装在悬挑型钢上，所以悬挑钢梁的间距也为1.5m，在结构转角处根据实际情况做调整。

图2 悬挑梁安装示意图

工字钢梁上部距离墙体0.3m、1.1m处各焊接直径25mm长度150mm钢筋头，将脚手架钢管插在钢筋头上固定，防止钢管滑移。

图3 固定脚手架钢管示意图

3.5 悬挑钢梁预埋锚环的设置

悬挑钢梁采用预埋钢筋锚环与建筑结构梁板固定，钢筋锚环采用Φ20光圆钢筋预埋在混凝土梁、板底层钢筋位置，并与混凝土梁、板底层钢筋焊接牢固。

3.6 预埋吊环与钢丝绳的设置

每个悬挑钢梁外端设置钢丝绳与上一层建筑结构物斜拉结。拉结的吊环采用HPB300钢筋，钢筋直径20mm，锚入混凝土的长度不小于30d并焊接在钢筋骨架上。钢丝绳不参与悬挑梁受力计算。

3.7 悬挑脚手架转角部的设置

工字钢间距≤1500mm设置一根（如遇到特殊位置可进行调整），转角位置在悬挑钢梁采用放射方式进行布置（钢梁应避开框柱），角部采用整体加强措施，在悬挑工字钢梁上内外再焊接一根12.6#的工字钢，钢管脚手架立杆搭设在12.6#的工字钢上，角部的每根立杆用钢丝绳兜拉卸载。

图4 悬挑钢梁锚固端预埋锚环安装节点图

图5 吊环预埋安装示意图

图6 转角处悬挑布置示意图

3.8 脚手架结构设置

悬挑脚手架的架体结构同落地时脚手架相同，主要包括立杆、横杆、扫地杆、剪刀撑、脚手板、安全网等构件，具体施工时，应按照脚手架计算书以及相关技术规范的要求执行。

4 悬挑脚手架的监测

为保证架体的安全稳定，满足施工使用要求，避免发生超出规范要求的沉降位移而发生坍塌事故，应对架体进行有效的监测。

（1）监测内容：悬挑架工字钢悬臂端沉降变形和架体水平位移进行监测。

（2）测点布置：监测点分为基准点和位移监测点。基准点布置在永久建筑物上四周，根据实际情况8#楼共设置4个基准点，并做好保护；位移监测点布置在架体顶层、底层及每5步距的架体上。

（3）监测报警值：监测报警值应采用监测项目的累计变化量和变化速率值进行控制。架体水平位移累计值不得超过H/300，本工程水平位移报警值为65mm。工字钢悬臂端累计变形值不得超过2Lf/250，本工程悬臂端报警值为10.4mm。

（4）监测频率：位移监测频率每周至少监测1次。监测数据变化量较大或速率加快时,应提高监测频率。在施工过程中,监测数据超出报警值或变形速率突然加快时,立即停止施工,撤离所有人员待安全处理后再行施工。

5 设计施工中应注意的问题

5.1 转角处型钢的布置

在型钢悬挑架的施工过程中，应特别注意在结构转角处、凹凸面等平面变形位置的搭设，这些部位若不合理布置型钢，极易产生受力集中的现象。因此，在这部分型钢设计时，应计选取最不利的位置进行计算，型钢布置采用放射状，并专门绘制此处节点的大样图指导施工。

5.2 采用可拆卸的锚固装置

以往的悬挑架锚固端常常采用U形压环钢筋作为锚固装置，采取这种做法，型钢容易发生横向位移，因此，在本工程中，使用了可拆卸的锚固装置（预埋环），见图4。这种装置将光圆钢筋的弯折段预埋在楼板混凝土，钢筋的两端可以采用螺栓及角钢进行安装，从而起到固定型钢的作用。这种方法对于型钢的锚固作用更强，型钢拆除时也更方便，安全性更高，经济性更好。