新型悬挑脚手架施工技术及应用前景

王传伟

（中铁建工集团有限公司，北京 100160）

0 引言

目前，建筑工程施工时外脚手架一般选用传统悬挑脚手架，其施工时会在墙体上留置洞口，增加了后期渗漏的可能性。近几年，随着科技的发展，部分工程采用了新型悬挑脚手架，这种防护方式改变了传统脚手架的受力方式，避免穿越墙体设置脚手架，施工方便快捷、安全性高，且多项材料可以周转使用，节能减排，减低施工成本，具有较高的推广价值。

1 工程概况

青岛市城阳上马街道向阳社区棚户区改造项目占地6.17万m2；总建筑面积约17万m2，1～15号楼为高层住宅（16～18层），项目主体结构支撑体系采用铝合金模板。脚手架体系采用普通悬挑架，需要在铝合金模板上留置洞口，不利于铝合金模板的周转使用，且混凝土施工质量难以保证。项目经过考察其他类似项目架体使用情况，准备革新采用新型悬挑脚手架。

2 方案设计

2.1 新型悬挑脚手架的组成

悬挑脚手架由底部的梁侧悬挑承力架和上部的双排钢管脚手架组成。底部的梁侧预埋悬挑承力架一般由型钢梁、上斜拉杆组成。上斜拉杆可根据受力计算设置，可只设置上斜拉杆，或同时设置2根斜拉杆，或不设置。水平型钢梁常采用16号工字钢，上斜拉杆多采用20具有调节功能的钢筋。水平型钢梁设在悬挑钢管脚手架每一横排内、外2根立杆的底部，长度一般为1.2～1.7m，该工字钢内端垂直方向焊接1块矩形底座钢板，用可拆式预埋高强度螺栓固定在建筑物主体结构外侧；工字钢上表面距内端0.78，0.88，0.95，1.10，1.55m 处焊接 1 块耳环，与斜拉杆下端用销栓连接。为满足受力要求，根据不同工字钢长度，在工字钢面上距内端相应距离处焊接2块耳板，与2根斜拉杆下端用销栓连接；斜拉杆上端与相邻上层主体结构外侧的可拆式预埋双耳拉环之间用销栓连接。悬挑型钢梁长度大于1.75m时，增设1根上斜拉杆（见图1）。

图1 悬挑工字钢布置

2.2 新型悬挑承力架及上部双排钢管脚手架的布置方案

1）向阳社区棚户区改造项目新型预埋悬挑式双排钢管脚手架底部采用固定在建筑物主体结构梁（或柱、墙）外侧面的预埋悬挑承力架。该悬挑承力架多由水平16号工字钢梁和具有调节功能的20钢筋斜拉杆组成。悬挑型钢梁长度根据施工现场需要计算确定，当悬挑型钢梁长度大于1.75m时，增设1根上斜拉杆。梁侧悬挑承力架与建筑物主体结构外侧均采用新型可拆式预埋螺栓连接，并采用新型连墙件将双排钢管脚手架与主体结构的混凝土墙、柱、梁外围从下至上紧密地拉结在一起。

2）拟定每一悬挑段最大搭设高度为17.4m。上部双排钢管脚手架内立杆距建筑主体结构外墙面可为 0.05，0.10，0.20，0.30，0.42，0.45m，内立杆和外立杆之间的基本横距为0.90m，立杆的基本纵距为1.5m，基本步距为1.6m。当建筑物主体结构外侧有悬挑凸窗或悬挑空调板等特殊情况时，内立杆和外立杆之间横距可调整为0.60m或0.78m。脚手架纵向大横杆用直角扣件固定在立杆上，小横杆在内外立杆处用扣件固定在纵向大横杆上，在纵向立杆之间再加设1根小横杆，用扣件固定在纵向大横杆上面，则小横杆的实际间距为0.75m。

3）在梁侧预埋悬挑承力架的工字钢顶面200mm高度处设置横向扫地杆和纵向扫地杆。先将横向扫地杆用直角扣件固定在内、外立杆底部，再在横向扫地杆之上，将纵向扫地杆用直角扣件固定在立杆底部，以确保上部双排钢管脚手架的整体稳定性。

4）在双排钢管脚手架的外侧立面满布4跨6m宽的剪刀撑，剪刀撑斜杆与地面的倾角为45°～60°，并在每道剪刀撑侧边的外立杆和内立杆之间，设置1道间距为6m的横向斜撑，横向斜撑在同一节间由底层至顶层呈“之”字形连续布置。拐角处也必须设置1道横向斜撑。

5）梁侧悬挑钢管脚手架的上部架体与建筑物主体结构外侧之间采用新型可拆式连墙件预埋螺栓连接。连墙件布置方案为：垂直方向在每层外围梁上设置，采用2步3跨呈菱形布置，水平间距≤4.5m，竖向间距为层高2.9m，每个连墙件覆盖面积≤27m2。连墙件应靠近主节点设置，当该处设置有困难时，应采用其他可靠措施固定。

6）为安全起见，在每一悬挑高度17.4m范围内，脚手架外侧立杆每层均设置1.2m高防护栏杆和0.3m高的挡脚板，1.2m高防护栏杆的中部0.6m处增设1根腰杆。施工操作层以下每隔3层用平网封闭，内立杆与建筑结构墙体之间用木板或其他措施封闭。脚手架外立杆的内侧，满挂密目立网。

7）在结构施工装修过程中严格控制施工荷载，脚手板上不得集中堆放施工荷载，施工过程中操作层数为1层时，施工面荷载标准值不得大于3kN/m2。施工过程中操作层数不得同时超过2层，当同一个跨距内同时有2个操作层作业时，其施工面荷载标准值总和不得大于4kN/m2。

8）脚手架上应设防雷防风设施。

9）对脚手架悬挑长度大于1.75m以上的，需加设1根上斜拉杆，与主体结构外侧的可拆式双耳拉环之间用销栓连接。

3 新型脚手架优缺点分析

3.1 优点

1）安全性高 新型悬挑脚手架主要是依靠高强螺栓与拉杆进行承力计算，能够满足施工荷载要求。新型架体区别于传统脚手架主要以悬挑工字钢承载力，其可以与斜拉杆共同承载外脚手架的支撑力，安全性能够得到保障。且此种悬挑体系经过3年以上的实体检验，未出现安全隐患，可以推广。

2）布置方便快捷 新型悬挑脚手架主要解决了拐角处、楼梯口、连廊等部位的脚手架布置难点，降低了此类区域的安全隐患。同时新型悬挑脚手架在梁侧预埋高强螺栓，解决了穿墙体预留不准确的技术难题。通常1～2人1d就够完成整层的悬挑工字钢布置，节约劳力，提高工作效率。

3）增强外墙防水质量 新型悬挑脚手架不需要外墙穿洞处理，从根本上解决了传统脚手架外墙洞口处理较差导致渗漏的问题，免除后期补洞、修缮等工作量，降低渗漏风险，提高施工质量。

4）新型模板、装配式结构更适用 目前，铝模板支撑体系以及装配式结构体系在搭设悬挑脚手架时比较困难，铝模板需要将铝模洞穿进行悬挑架施工，装配式结构体系更是将结构现场切割，造成极大的质量隐患。新型悬挑脚手架通过梁侧预埋解决了这个难题。

5）节约成本 新型悬挑脚手架构造型式与传统脚手架类似，但构件的周转率大大加强，除传统工字钢、拉杆周转外，内部预埋高强螺栓等预埋组件也可进行周转，且减少了锚环、拉环、加强钢筋的支出，降低了施工成本。

3.2 缺点

1）冬期施工周期长 在冬期施工时，因混凝土强度上升较慢，在悬挑层施工时会产生混凝土强度不足的问题，需要提高混凝土强度等级或增加早强剂，以使混凝土强度达到布设要求。否则将加长悬挑工字钢的布设时间，导致工期加长。

2）悬挑工字钢拆除困难 新型悬挑脚手架的悬挑工字钢拆除时较为困难，在拆除架体时不能随架体同时拆除。实际工程施工中通常利用吊篮进行拆除，增加了悬挑架工字钢的周转时间。

4 新型脚手架应用前景

4.1 传统脚手架遇到的问题

1）在铝模板外墙施工中，因传统脚手架难以定位准确，导致在悬挑层后期开孔时大量破环铝模板，导致混凝土漏浆、露筋等质量缺陷，且铝模板破坏严重不能修复，造成资源极大浪费。

2）目前我国对建筑装配率提出了具体要求，装配式建筑越来越多，装配式外墙的使用与铝模板施工存在同样的问题，在遇到悬挑层时因传统悬挑工字钢定位不准确，直接影响外墙构件的安装。构件在预制过程中因定位不准与模具配置原因无法预制准确，只能通过现场切割，造成构件破坏，直接影响工程实体质量。

4.2 解决传统工艺缺陷的主要措施

铝模板支撑体系与装配式建筑在施工时遇到的问题主要采用提升式脚手架解决。但因提升式脚手架工序较为繁琐，成本较高，尤其是在70m以下的建筑中使用成本太高，造成资源大量浪费，施工企业不会选用。由于成本原因与安全要求也不会采用落地式脚手架。所以需要用创新的悬挑架形式解决此类问题。

采用新型悬挑脚手架，因固定点在梁侧，工字钢通过螺栓受力在梁侧固定，避免了铝模板开洞下穿工字钢的问题，有效解决了此类质量隐患。

4.3 应用前景

今后，新型悬挑架将成为市场主流架体，其与传统架体相比具有明显优势，而且与目前国家大力推广的装配式建筑非常契合，同时与国家倡导的环保材料铝模板高度吻合。随着越来越多的企业逐渐淘汰传统支撑架体，选用新型铝模板支撑体系，对外墙脚手架提出了更高的要求。新型悬挑脚手架将逐渐代替传统脚手架，与提升式脚手架一起成为施工单位的首选。

4.4 新型悬挑脚手架使用现状

目前新型悬挑脚手架在全国范围使用已近5年，主要应用在湖南长沙地区，在湖北、山东、北京、广东等地区也有应用案例，在使用过程中无安全事故及安全隐患发生，说明此架体较为安全。因各地建筑行业发展不均衡以及传统思维定式的影响，也因为各地市政策以及首次使用成本较高的原因，该技术尚未大面积推广使用。如果大面积推广使用，其成本会逐步降低，而且因其材料需求、人工需求及后期维修少，成本将大大降低。

新型悬挑脚手架仍属于新技术，使用前应注意与当地建筑管理部门沟通，并按照国家要求经过专家论证后使用。

5 结语

新型悬挑脚手架与传统脚手架相比具有诸多优势，但目前有专利保护，使用成本稍高，与传统脚手架相比成本优势不明显。但随着市场应用增多，以及地标、行业标准的制定，将成为市场主流。本产品适用于高度小于70m的小高层结构，尤其适用于铝模板支撑体系与装配式结构体系。