新型花篮式悬挑架在装配式结构施工中的应用分析

2022-12-11刘东

工程与建设 2022年5期

刘东

(中铁十六局集团第五工程有限公司，河北唐山 063000)

0 引言

我国城市建设速度不断提高，大规模高层建筑在城市发展中越发普遍，建筑结构逐渐复杂化，建筑物外墙脚手架结构是保障建筑物主体、墙面装饰施工能够顺利、有效进行的重要因素，广泛应用在建筑行业当中。而传统悬挑架结构具有使用物料重量大、数量多、安装与拆卸过程中人工作业量大、材料运送困难、存在安全风险、损害建筑物结构等缺点。相比之下，新型花篮式悬挑架具有操作便捷简单、价格低廉、安全系数良好等优点。因此，建筑单位在进行脚手架结构选择时可以优先选择新型花篮式悬挑架。

1 工程概况

1.1 项目概况

新天地风尚住宅项目位于某市区吉林路与南京路交汇处，该建筑工程建筑物总面积为125 000 m2，其中地下结构2层，总面积为35 000 m2，地上总面积为90 000 m2，包括5栋7层洋房，每层高度为2.9 m，5栋20层高层，每层高度为3 m，建筑物最大高度为60 m。项目工程选择使用剪力墙结构，预制率为50%。

1.2 花篮式悬挑架设计

该建筑工程1—5层选择使用传统落地脚手架结构，6层以上选择使用新型花篮式悬挑式钢管结构脚手架，每隔5层设置一层悬挑，总共悬挑3次，悬挑高度为15 m。

2 方案设计

2.1 设计原因

该建筑工程不同于现浇结构，从6层开始选择使用工厂预制构件。对于悬挑式脚手架运用的工字钢、连接部件、拉杆结构等而言，预留和预埋工作极其重要，建筑单位必须提前进行处理工作。在型钢布置环节，需要考虑灌浆孔以及预留洞的相对位置，同时还需要注意躲避PC板材料内部结构钢筋与板材上设置好的预埋点位，否则施工人员需要在现场进行开洞打凿，既耗费人力物力，还容易造成PC板材损伤破坏。

2.2 普通位置设计

脚手架悬挑段长度小于或等于2 m时，使用单拉杆方式，工字钢材料型号选用国标16#，钢材连接螺栓选用8.8级别M20高强度螺栓，使用双螺母进行紧固工作，螺栓内部衬垫材料为13 mm钢板；立杆间距为900 mm，下方使用HRB400、长度250 mm的短钢筋进行焊接；拉杆材质使用M20圆形钢，拉杆两端焊接厚度为9 mm的压板，使用花篮螺栓进行紧固连接，上端位置同样使用8.8级别M20高强度螺栓进行连接，使用双螺母进行紧固，螺栓内部压板选择使用9 mm厚钢板，拉杆低端在工字钢上焊接，同时使用高强度螺栓进行连接。整体悬挑架结构如图1所示。

图1 悬挑段大样(≤2 000 mm)

当脚手架悬挑段长度大于2 m时，使用双拉杆方式，其余位置构造方法不变，整体悬挑架结构如图2所示。

图2 悬挑段大样(>2 000 mm)

2.3 阳台设计

该建筑工程阳台设计成预制阳台，结构包括上翻梁和下挂梁，因此阳台内部需要预留工字钢螺栓孔，阳台外部下挂梁位置布置穿工字钢的洞口。工字钢外部设置成双拉杆模式。

2.4 大阳角设计

大阳角位置属于建筑物相对薄弱部位，因此设计使用2根16#工字钢，大阳角左右两侧的建筑墙体或梁使用一道工字钢，悬挑工字钢需要使用10#工字钢进行辅助连接。具体情况如图3所示。

图3 大阳角设计示意

2.5 电梯设计

该建筑工程使用南京某公司生产的SC200/200型双笼电梯，可进行人货两用，电梯外架预留宽度为4 m的人货两用电梯保护架结构，使用独立工字钢进行支撑作用。

2.6 采光井与电梯井设计

采光井与电梯井位置设计为常规设计，但是需要重视螺栓孔以及拉杆孔的设置工序，防止出现漏设忘设的现象。

2.7 连墙件

PC材质建筑物墙之间空隙大小为20 mm，连墙件可以选择45 mm×5 mm扁形铁，将其预先埋置在混凝土结构翻边位置或者梁内位置，扁形铁外部需要钻孔，设置2个周长为15 mm的圆形孔，使用双扣件连接钢管，同时钢管需要顶住梁或内部翻边位置，同时连接内部与外部的立杆。

3 施工注意要点

3.1 施工流程

施工人员进行脚手架搭建时，需要按照严格的施工标准进行搭建，首先对悬挑工字钢进行安装，保障其稳定性，将固定钢筋性进行焊接，随后将立杆竖立，同时与扫地杆进行连接扣紧，将水平杆与立杆之间进行扣紧，再次进行水平杆安装工作，安装连接墙体杆件，连接立杆，再次安装水平杆，设置斜拉杆，当搭设距离超过10 m时，需要进行以此工序检验。最后，在脚手架正式使用前再次进行质量检查，确保脚手架结构稳定牢固，能够安全使用。

3.2 搭设要点

悬挑钢梁需要使用16#工字钢，钢梁之间最大距离为1.5 m，同时使用M20高强度螺栓进行紧固，使用双螺母方法[1]。悬挑立杆需要支撑在工字钢，使用高度为250 mm的钢筋对立杆底部进行焊接固定，外部立杆需要使用10 mm厚的带孔钢板进行钢拉杆拉结，使用二级焊缝对工字钢和端板进行焊接，保证焊缝内部不出现裂纹、焊缝不彻底、未完全熔合等问题，同时对焊缝进行超声波探伤检查，确保其符合施工标准。悬挑工字钢使用M20调节式拉杆拉进固定，斜拉杆连接板和上拉杆与建筑结构之间使用M20型号长度为300 mm的高强度螺栓进行连接紧固，下侧拉杆和工字钢之间使用M20型号长度为70 mm的高强度螺栓进行连接紧固。

脚手架周围需要做好防护措施，在脚手架外部使用密眼型防护网进行人员作业保护，使用19#铁丝将防护网逐个固定到脚手架。防护网需要保持在张紧状态，确保其能够有效起到防护作用。落地架第2层、悬挑式脚手架第1层、作业层上下层之间需要使用挡板进行全封闭处理，同时在脚手架外侧立杆，周围设置2 m高的挡脚板。

3.3 搭设工艺

搭设悬挑架前，施工人员必须依照设计方案中规划完善的立杆平面布置图开展挑梁弹线工序，以保障实际立杆间距符合设计方案要求。立杆之间需要设置双向水平杆，水平杆长度为1.8 m，且需要使用扣接法与相交立杆连接紧固，其他水平杆全部设置在立杆同一方向，方便斜杆与立杆交接点和剪刀撑之间进行扣接[2]。竖方向剪刀撑斜杆与地面之间的角度需要保持在45°～60°，同时与地面之间保持顶紧状态，剪刀撑和立杆之间需要保持有效连接，即连接长度不小于1m，使用3个以上旋转固定件进行扣接，剪刀撑端部位置多出扣件边缘数值不小于0.1 m。立杆接长工序需要使用对接扣件法，2根临近立杆接头错开设置，同步进行的立杆接头需要错开最少500 mm的高度，各立杆接头的中心点到主节点之间距离不能大于步距1/3。此外，立杆垂直度应该小于L/400，其中L指整体悬挑架高度。

扣件螺栓全部使用测力矩扳手进行拧紧固定，将其扭力矩大小控制在40～70 N·m。施工人员需要注意杆件的垂直情况与偏差角度，发现偏离时及时校正，避免出现偏差距离过大的现象。悬挑架进行初步搭设时，因为连接墙体部件未能有效进行拉结工作，只能与立杆之间连接，在实际搭设时需要将下方脚手架上使用工字钢进行临时支撑，同时只能搭设两步，等到PC材质外墙施工建设后，再进行临时拉结悬挑架工序。当脚手架构造出两步之后，这时由于外墙部分还未施工建设，需要进行临时连接墙工作，利用钢管将楼层与上端立杆之间临时拉结，等到外墙结构建设完毕后及时架设拉杆，同时与建筑墙体进行拉结，然后才能将工字钢下方的临时支撑拆除。

3.4 雷电预防、消防设计

悬挑脚手架需要注重雷电预防功能，该建筑工程在施工场地内以及建筑周围没有外接电架空线路。在结构施工建设期间，塔吊高度大于脚手架高度，整个悬挑脚手架装置位于塔吊之下，完全处于塔吊范围之内，因此不需要设置避雷针等雷电预防装置[3]。当塔吊拆除之后，需要及时增加避雷装置，以防止脚手架在雷雨天气等受到雷电打击，造成结构破坏。对建筑工程的避雷装置进行引用，与脚手架之间进行四角连接，接地电阻数值需要小于10 Ω。

施工建设人员还需要注意悬挑脚手架的消防设计。在楼层水平位置、施工人员能够及时拿取的脚手架位置放置安全消防器材，同时需要将消防责任牌放在消防装置上，工程安全检查人员定期对消防设施进行检查，以保证设施质量。

4 新型花篮式悬挑架在装配式建筑结构中的应用优势

4.1 缩减工字钢使用量

短肢型钢梁使用工业化标准制定，具有较高的安装精密度；一次性投资后，产品装置在其他类型建筑项目中基本能够使用，提高了物件使用率，降低了资源投入成本[4]。新型花篮式悬挑架与传统式悬挑架相比，省去了钢梁锚固段，工字钢的单一重量得到大幅度缩减，降低了工字钢的安装拆卸难度，进行脚手架作业时无须全程使用大型起重机进行施工，从而方便了脚手架安装拆卸工作。

4.2 无须预埋安装

新型花篮式悬挑架不需要施工人员对建筑楼板进行穿墙预埋工序，不会对装配式建筑结构造成损伤破坏问题，同时，无须对墙体孔洞进行二次封堵，能够避免传统方法中工字钢预埋工作需要进行现场切割钢材的步骤，对建筑楼层透水、渗水等安全隐患起到有效保障，进一步加强建筑工程质量[5]。

4.3 减少建筑破坏

装配式建筑工程中，预制结构部件在工程中进行集中化统一制造，生产制造过程中操作工序极为严格，同时注重养护管理工作，因此，在构件制作完毕后其自身质量与强度已经符合工程设计标准。新型花篮式悬挑架使用的花篮拉杆和短肢钢梁等在安装时使用锚固方法，与成品构件间进行有效连接，能有效降低由于建筑结构混凝土强度较弱引发的局部建筑结构损坏问题。

5 新型花篮式悬挑架在装配式建筑施工时的应用要点

拉杆埋设层和悬挑层周围需要进行钢梁预埋，建筑施工单位需要高度重视悬挑钢梁等部件的使用质量，对其承重性能等进行仔细考核，再交由工程设计审核部门进行复核审查，以确定其质量是否符合实际开工使用标准，若不符合，则指出具体问题，交由施工单位开展结构加强等工作[6]。

新型花篮式悬挑架属于新式建筑施工技术，缺乏足够的国家规定标准，在施工单位进行施工架设时需要将其进行分部分项处理，组织专业人员对工程进行研讨论证。此外，在实际架设脚手架时，最大高度不应超过20 m，以此保证其安全性与使用性。

在首次进行新型花篮式悬挑架预埋时，需要进行提前预埋工作，以2根为一组，共预埋3组，以方便工程施工后期，施工人员进行“拔拉实验”[7]。实际安装预埋组件时，需要保证预埋组件和模板接触面之间紧密贴合，没有多余空隙，主要目的是防止在混凝土振捣工序中，混凝土浆水通过缝隙渗入到预埋组件内部。在预埋组件全部安装完毕后，进行混凝土浇捣工序时，严禁施工人员直接使用振动棒和预埋组件进行接触，以防止预埋组件受到外力影响发生损坏或位置偏移现象。

对于新型花篮式悬挑架施工中实际应用到的建筑材料，需要进行科学严谨的管理，安全防护网、工字钢、连接扣件、钢管材料、花篮螺栓、拉杆、高强度螺栓等悬挑架材料在进入施工现场时，必须出具明确清晰的质量证明文件，以保证材料的质量良好，进而保证脚手架结构质量与安全[8]。此外，在高强度螺栓使用前，需要有关人员对其进行复试检测工作。