高层建筑型钢悬挑脚手架设计特点及施工技术研究

2022-02-06刘洋

大众标准化 2022年3期

刘洋

（山东中钢招标有限公司，山东青岛 266033）

高层建筑物已经成为城市的重要标志，数量越来越多，人们更加关注高层建筑的施工质量。在高层建筑施工的过程中，悬挑脚手架是不可或缺的，通过合理应用高层建筑型钢悬挑外脚手架施工技术，能够有效控制工程造价。当前来看，建筑工程项目中悬挑脚手架的应用依然存在一些问题，需要对其原因进行分析，并采用科学有效的解决措施。

1 高层建筑型钢悬挑外脚手架

高层建筑工程施工中采用型钢悬挑外脚手架，主要是发挥其支撑作用。在搭设钢悬挑外脚手架的时候，与落地脚手架相比较，成本明显提高，而且应用中缺乏稳定性。但是，在高层建筑施工规定中已经很明确，在搭设双排落地架的时候，高度要控制在50 m以内，否则，就要使用悬挑脚手架，能够有效分担上部架体的自重和施工荷载。当进入到实际施工的过程中，由于施工有具体要求，而且要求有较高的美观度，当落地架拆除之后，保持施工现场整洁，以做到文明施工。

按照规范要求，考虑到高层建筑要安全施工，要求型钢悬挑外脚手架的高度要控制在20 m以内，而且所使用的型钢为双轴对称界面。按照设计要求将钢梁的型号以及锚固件的型号都固定下来，保证钢梁截面的高度要超过160 mm。在钢筋混凝土楼板的结构上要将悬挑梁的尾端固定好，锚固螺栓要超过16 mm。

2 高层建筑型钢悬挑外脚手架设计、施工以及材料

在进行高层建筑施工中需要使用型钢悬挑外脚手架，对于脚手架的设计以及有关的施工技术要详细分析，还要明确选择材料的方向，充分考虑到高层建筑施工的特点。具体如下：

2.1 高层建筑结构所具备的特点

高层建筑工程施工中，材料的选择至关重要，要求所选择的材料要有较高的强度，且硬度符合要求，选用的钢管不容易产生变形，而且要保证钢管表面有一定的平滑度，使得钢管在施工中使用有很强的牢固度，避免产生裂纹。

2.2 基于材料的抗压力、抗拉力的性能

材料是否具有抗拉性能对型钢悬挑外脚手架的应用效果起到了决定性的作用，也决定了能够承受的工作强度。所以，选用的材料要具有很高的抗拉能力，且抗拉力性能良好，使得型钢悬挑外脚手架应用具有很高的可靠性。

2.3 所选择的螺栓有很强的可靠性

在应用螺栓的时候，要保证型钢悬挑外脚手架结构有很强的稳定性，所以，在应用螺栓的时候要保证其良好性能。

3 合理选择施工方案

在对本工程施工的过程中，包括施工的工期、工程施工质量、工程施工安全以及合同要求等等都需要充分考虑，所以，在选择工程施工方案的时候，要重点考虑如下几个方面的问题。

其一，在对架体结构进行设计的过程中，要保证结构安全，有较高的可靠性，且造价经济具有合理性。

其二，处于规定的条件下，处于使用期限内，对于预期的安全性以及耐久性都能够充分满足。

其三，对于材料的选用过程中，要保证所使用材料的通用性，而且还要具有可周转性，能够被充分利用起来，确保保养维修更加方便。

其四，在进行结构选型的过程中，要能够做到受力明确，保证构造措施符合要求，升降以及搭拆都非常方便，检查和验收都非常方便。

其五，在进行悬挑外脚手架搭设的过程中，要与JCJ59-99检查标准相符合，与工地的有关标准相符合，同时，还要对施工经验综合考虑。具体而言，在进行悬挑外脚手架搭设的时候可以采用如下方案：

如果是高层建筑的3层楼面以下，使用钢管落地脚手架即可，但是，如果是3层楼面以上，使用普通型钢悬挑脚手架是比较合适的，主要分为五个悬挑段：悬挑段1，在3层至8层之间；悬挑段2，在9层至14层之间；悬挑段3，在15层至20层之间；悬挑段4，在21层至26层之间；悬挑段5，在27层至构架顶之间。

4 合理选择脚手架材料

如果是钢管落地脚手架，通常外径为48 mm，壁厚是3.5 mm，要求钢管的表面要平直光滑，不能存在质量问题，诸如裂纹、压痕、分层、硬弯以及划道等等。如果钢管是新购进的，要有质量合格证。在进行脚手架施工之前，对于入场钢管要做好取样工作，有相关国家资质的试验单位，对于钢管进行试验，主要是抗弯力学以及抗拉力学试验。试验过程中所获得的结果与设计要求相符合。各项指标合格之后，就可以用于施工当中。

在高层建筑工程施工的过程中，搭设钢管脚手架的时候可以使用可锻铸造扣件，要求其不能存在各种缺陷，诸如裂纹、缩松、气孔以及砂眼等等，扣件规格要与钢管匹配，保证贴和面平整，活动的部位要有一定的灵活度，在夹紧钢管的时候，开口的位置最小距离也要超过5 mm。钢管螺栓拧紧力矩达为65 N/m的时候，不能破坏。如果所使用的扣件不是新的，需要将扣件取样，送到有国家资质的试验单位，对扣件抗滑力等进行试验，试验所获得的结果对于设计要求充分满足之后才能在施工的过程中使用。

在搭设架子之前需要做好保养工作，进行除锈之后统一涂色。通常而言，脚手架的立杆、防护栏杆、踢脚杆都会涂成黄色，剪力撑为红白相间色。底排的立杆以及扫地杆都是红白相间色。安全网最好是密目式的，网目要满足2000目/100 cm2，进行耐贯穿试验的时候不穿透，单张网规格为1.6×1.8 m，重量超过3 kg，涂上绿色。对其性能方面的要求具有阻燃性，所使用的安全网必须要有产品生产许可证以及质量合格证，准用证由建筑安全监督管理部门发放。

连墙件所采用的钢管，要求其材料质量与当前现行国家标准《碳素钢结构》（GB 700-88）中有关Q235A钢的要求相符合。对于型钢水平悬挑杆，可以根据工程实际需要采用16a号槽钢。预埋螺栓的直径通常为20 mm，选择6×19钢丝绳，钢丝绳的公称抗拉强度要符合规定的要求，通常为1700 MPa，直径为15.5 mm。

5 高层建筑型钢悬挑外脚手架的设计

在进行高层建筑型钢悬挑外脚手架的设计中，要对施工载荷、风荷载数额的限定值以及风压、对风压高度的变化情况、脚手架挡风系数和架拉杆长度系数以及对于设计中规定斜拉钢丝绳安全系数都要予以明确。

5.1 对施工载荷要明确

现在的城市建筑向规模化方向发展，就要提升施工荷载，这是至关重要的。在对高层建筑进行设计的过程中，型钢悬挑外脚手架设计非常重要，需要充分考虑到载荷的大小，并在设计中不断调整，保留设计流程符合要求。

5.2 对于风荷载数额的限定值以及风压要明确

对于荷载数额的限定值要采用计算的方式确定下来，还要确定风压的大小，由此使得高层建筑型钢悬挑外脚手架设计顺利展开，且设计方案得以优化。

5.3 对风压高度的变化情况要予以明确

在进行高层建筑施工的过程中会有风压问题存在，这对建筑工程的安全性和稳定性都有重要的影响。在设计型钢悬挑外脚手架的时候，要合理控制其高度，界定于20～30 m即可。

5.4 对脚手架挡风系数和架拉杆长度系数加以确定

在确定脚手架架拉杆长度系数以及挡风系数的时候，主要涵盖的内容包括敞开式脚手架挡风系数以及安全网挡风系数，使得脚手架拉杆有较高的服务性能。

5.5 对于设计中规定斜拉钢丝绳安全系数予以明确

在整个建筑工程中，使用斜拉钢丝绳的时候要保证其安全稳定性，就要明确其安全系数，提高构件连接的抗滑移能力，使得斜拉钢丝绳的安全系数有所提高。

在设计高层建筑型钢悬挑脚手架的时候，对于施工载荷的大小要明确，确定风荷载数额限定值、风压高度的变化系数以及风荷载数额限定值，还要保证斜拉钢丝绳的安全系数以及风压高度变化系数。在高层建筑施工中应用型钢悬挑脚手架，需要充分考虑各项因素，确保所设计的高层建筑型钢悬挑脚手架更加科学全面，提高其使用性能。

6 高层建筑型钢悬挑外脚手架施工技术

6.1 高层建筑型钢悬挑外脚手架的搭建顺序

以某栋住宅建筑为例，该建筑的高度是23层，楼的高度是72 m，建筑等级设定为一级，安全结构等级设定为二级，50年的使用年限。在搭设型钢悬挑外脚手架的时候，具体的流程如下：其一，合理安装悬挑构件；其二，固定好型钢悬挑外脚手架的底座，在其上面从角落向中心立杆；其三，当立杆树立完成之后，在周围安装大横杆并不定好。

在操作中，对栏杆以及大横杆基础进行安装的过程中，要求各个边角都要将三四个立杆树立起来，当立杆树立完成之后进行检查，查看其是否保持垂直状态，立杆与横杆都要保持在同一个水平线上。完成检查工作之后，将螺栓安装好，固定的力量介于45～55 N/m之间。

上面的工作完成之后，就意味着完成了悬挑脚手架起点阶段部分，后面的搭建工作也按照这个流程进行。

在搭建工作中，要求完成第一圈的搭建之后，工作人员需要严格检查安装质量，保证脚手架的质量与有关规范相符合。当完成检查工作之后，各项指标合格，才能进行下一个环节的搭建。当所有的搭建工作完成之后，要进行一次全面检查，确保脚手架提高的过程中整体质量稳定。

6.2 安装悬挑脚手架

安装悬挑脚手架的时候要严格按照顺序进行，对装修构件的具体要求要明确。具体的工作中需要做到以下几点：

其一，对立杆的要求要明确。在进行立杆安装的过程中，确保立杆之间的距离为1.5 m，即便存在误差，也要控制在5 mm之内，如果垂直方向存在误差，要控制在10 mm以内。

其二，对扫地横杆的要求要明确。安装横杆的过程中，需要采用对接的方法，横杆之间的步距要控制在1.8 m，而且高度的差距不能超过2 cm。

其三，对立杆扣件的要求要明确，需要采用交错布置的方式，将立杆的地方要错开。立杆之间的距离要超过500 mm。

6.3 相关安全措施

搭建悬挑脚手架的时候，对于以下的安全措施要高度重视：其一，在搭建立杆的时候，初期阶段，每间隔几个立杆就要将一个抛撑安装好，当安装好构件之后加以固定，之后才能拆除。其二，工作人员将型钢悬挑外脚手架搭建好之后，需要合理规划工作区域，并做好标志，施工现场不能有闲杂人员，做到科学调度，保证施工的协调性。需要注意的是，要防止脚手架掉落，保证工作人员的安全，避免造成居民伤亡，所以，固定好脚手架非常重要。其三，在搭建型钢悬挑外脚手架的时候，其速度要与施工的进入配合好，不能太快，也不能很慢，脚手架的高度要低于周围的连墙杆，即便是超过了，也要控制在两步以内。其四，完成型钢悬挑外脚手架施工之后，要保证其稳定性，而且还要与结构立即拉结。其五，在设计型钢悬挑外脚手架及预留水平挑杆以及吊环的时候，就需要做好标注。

6.4 拆除事项分析

在拆除型钢悬挑外脚手架的时候，与安装相同，需要按照科学的方法进行，整个的流程要符合要求，所以，要合理安排拆除工作，需要高度重视的是，拆除的过程中要重视安全问题。注意的安全事项如下：

其一，在拆除脚手架之前要做好技术交底工作，对于施工现场影响施工的材料和物品清除，确保施工安全进行。比如，拆除架空线路以及外脚手架的时候，不仅拆除人员要承担这项工作，警戒标志的四周也要有工作人员，所有与施工无关的人员都不能进入到施工现场，还要指挥拆除施工，保证施工安全，且信息联系畅通。在进行施工的过程中，所有的工作人员都不能离开施工现场，拆除所有的扣件之后不能随意摆放，特别是扣件以及杆件，送出工地的时候不能采用叠放的方式。