不同脚手架形式在高层房建工程中的应用

2023-04-03袁少田

中国建筑金属结构 2023年2期

袁少田

（中铁十六局集团第五工程公司，河北唐山 130200）

0 引言

目前的高层建筑脚手架主要有花篮式悬挑主梁脚手架与悬挑式脚手架两种主要的形式[1]，花篮式短肢悬挑脚手架主要优点是在施工的过程中无须穿墙，可以在最大程度上保证施工主体结构的质量，施工现场较为洁净，使用这种技术可以大量节约钢材，节省施工成本。而悬挑式脚手架主要优点是技术成熟，外架体安全系数高，钢材市场容易采购，入场就可以安装，节省时间成本。两种类型脚手架各有优缺点，可在工程项目中根据现场工序与设计要求的不同选择最优的脚手架类型。

本文中的项目采取的是墙体保温层一体化施工的新工艺，花篮式脚手架的作用力有一部分是需要作用在建筑墙体上的，而保温层不具备承受力，因此可能会导致安全隐患。并且花篮式脚手架施工需要的时间长，不能满足施工进度要求，因此为加快施工速度和保证施工质量，本项目采取悬挑式脚手架形式。

1 项目简介

河北廊坊市临空经济区回迁安置区工程项目是围绕北京大兴机场设置的临空经济区安置区，属于重点民生项目，是河北省经济开发重点项目该项目北起廊涿公路，南至廊固路，东起京台高速，西至105 国道西侧绿化，建筑面积共计677 818.17m2，建筑结构安全等级为二级，本项目主楼地上建筑部分为十至十四层，主楼地下二层，车库地下一层，商业配套以及附属用房地上建筑部分为一至五层。中铁十六局集团有限公司负责科技区起步区其中的六个地块。

2 悬挑式脚手架基本施工原理

2.1 悬挑式脚手架施工流程

悬挑式脚手架施工流程对脚手架的顺利安装与建成后的使用安全起到至关重要的作用，因此需要严格按流程施工，本项目编制施工流程如图1 所示。

图1 悬挑式脚手架施工流程图

2.2 悬挑式脚手架施工步骤及对应措施

按受力计算书要求准备好组装脚手架施工材料后，悬挑式脚手架施工步骤及每个步骤的应对措施如下。

2.2.1 预埋主横梁锚固件、锚固螺栓

在楼栋楼层绑扎钢筋时预埋主横梁锚固螺栓，锚固螺栓要设置构造加强筋，要确保锚固螺栓的位置准确，要设置三道锚固螺栓。以加强锚固。防止主横梁受力过大，造成主横梁与脚手架脱落。在模板安装与钢筋绑扎完成后浇筑混凝土并进行养护[2]，如图2 所示。

图2 悬挑主梁锚固螺栓安装示意图

2.2.2 安装搭设悬挑式主横梁、悬挑联系梁钢结构

此阶段施工要求固定悬挑式主横梁的楼栋楼层的主体结构混凝土强度等级不得低于C30，需达到所在楼层楼板的混凝土强度的70%方可进行悬挑式主横梁、悬挑式联系梁的安装搭设施工，悬挑式主横梁通过预埋在所在楼层楼板上的锚固螺栓固定在所在楼层楼板上，如图3 所示，在楼栋转角处悬挑式主横梁无法保证按照1.5m 间距布设时，调整悬挑式主横梁角度，保证脚手架架体范围内的部分悬挑式主横梁中心间距不大于1.5m。悬挑式联系梁，使用的是高强度16 的工字钢，悬挑式主横梁与悬挑式联系梁连接采用扣件固定连接，联系梁与脚手架立杆采用固定扣件连接，将脚手架的立杆钢管套入固定扣件中，防止脚手架立杆滑移而发生危险。

图3 悬挑钢梁穿墙构造示意图

2.2.3 主横梁钢丝保险绳拉结

此阶段施工要求每两道悬挑式主横梁设置一道钢丝保险绳与墙身上部结构拉结。楼梯间、外墙阳角等处每道悬挑主横梁都应设置钢丝保险绳，钢丝保险绳通过建筑物主体外侧剪力墙预埋螺栓进行拉结，钢丝保险绳与主横梁水平夹角应不小于45°，如图4 所示，每个钢丝保险绳紧固卡口设置数目不少于3 个，防止出现卡扣不牢固，钢丝保险绳脱落问题。

图4 悬挑梁钢丝保险绳示意图

2.2.4 安装悬挑式脚手架

这阶段主要是脚手架绑扎，要先在建筑物的其中一角开始，沿着建筑物向其他相邻的两个角进行大型立杆、大型横杆、小型横杆和斜支撑的绑扎，注意事项及要求具体如下：

大型横杆必须设置在两个大型立杆中间，其横向水平长度不得低于三个跨度的脚手架，使其竖向受力均布，大型横杆用接长扣件连接，排列布置成梅花状，两个相邻接长扣件的位置不要过近，且相邻两个接长扣件处在同一水平位置时错开在不同的脚手架构件框格上，防止形成扣件通缝效应而削弱脚手架的支撑力。

脚手架大型立杆与悬挑式联系梁结构并排设置扣件连接点，相邻两个大型立杆和上下两排大型横向水平杆的连接点要相互错开并连接在不同脚手架构件框格上。大型立杆的接长，除顶层以外，其他各处接头要采用接长扣件进行衔接安装。大型立杆上的衔接扣件要布置得交错有致，受力均匀。两个相邻并排的脚手架立杆的接长扣件间的距离不能小于0.5m，防止脚手架绑扎不牢出现垮塌问题。

小型横杆要安装在两个大型立杆之间的大型横向水平横杆下面，注意一定要用直角型扣件扣牢大型立杆和小型横杆搭接处，小型横杆与大型横向水平杆脚手架的端头要外扩0.2m。防止扣件安装时扣接长度不够，导致脚手架绑扎不牢固。

同时要在脚手架外侧面布置剪刀支撑，剪刀支撑斜杆采用钢管搭接长度≥1m 接长搭接法，要用不少于2 个扣件固定剪刀支撑搭接段，扣件距离剪刀撑斜杠端部≥0.2m，防止扣件安装长度不够导致绑扎不牢，剪刀支撑斜杆至地面角度约在45°～60°之间，使脚手架整体受力更加稳定牢固[3]。

2.2.5 安装脚手架连墙件

墙体施工时在建筑物窗户处预埋脚手架钢管，要超出混凝土面1m，用于防止脚手架大型立杆，通过连墙件与预埋钢管连接加固脚手架。连墙件的基本布置形式是2 步3 跨，每道连墙件覆盖的受力面积为≤28m2，应防止覆盖受力面不彻底的问题出现。

2.2.6 铺设脚手架脚手板

施工作业层按照一定间距设置小型横杆支撑脚手板，脚手板要根据施工条件搭建，相邻脚手板之间不能留空隙，脚手板要距离建筑物结构0.12～0.15m，在脚手架与建筑物之间通过脚手板联通并设置全封闭通道，在脚手架外立杆侧设置高踢脚板，方便工人施工。最后安装作业层护手栏，脚手架外架立杆在作业层顶部要高于建筑物2.0m。在脚手架顶部立杆外侧应设有横面护手栏，分为上护手栏和中护手栏，分别高出脚手板1.5m、0.9m，防止工人施工时不慎摔落。

2.2.7 安装脚手架安全网以及外侧方格网

在脚手架第一层沿脚手架内侧设置安全兜底网，脚手架每安装搭设三层则需要设置一道安全兜底网，在作业层的外侧面用标准规格蓝色爬架网片竖向完全封闭，以此来保护工人的施工安全。

2.2.8 安装防雷避电措施

用避雷针和外架立杆连通脚手架接地线，接地线上要有导线绝缘层，同时脚手架的搭设接地线也要和建筑主体的接地系统相连。在脚手架的外架四角用镀锌钢板做成避雷针，要高出脚手架1m 并与主体接地系统衔接牢固，使脚手架的外架和建筑主体之间构成避雷网络。

2.2.9 脚手架的验收与使用

脚手架以及零部件材料应符合相应的标准，严禁使用破损的脚手架钢管以及零部件，脚手架不得缺少扣件或者其他零部件。验收过程需要注意：脚手架钢管搭设的是否垂直水平；安全兜底网和爬架网片与脚手架的挂扣和连接是否松动，张挂是否齐全，不得有大于0.2m 宽的空隙；钢丝保险绳是否安全可靠，没有起毛；建筑物的混凝土强度是否达到安装使用标准，主横梁与建筑物的连接固定应符合设计和相应规范的规定，主横梁与锚固件是否用硬木契子填充结实，硬木契子与锚固件不得松动、脱落；主横梁与锚固件连接处螺母必须是双螺母，防止意外脱落。在使用时脚手架时严禁超载，施工中及时复测主横梁的沉降并记录，以作脚手架施工参考。

3 花篮式脚手架基本施工原理

3.1 花篮式脚手架施工流程

花篮式脚手架施工流程如图5 所示。

图5 花篮式脚手架施工步骤流程图

3.2 花篮式脚手架施工步骤及对应措施

按受力计算书要求编制好专项施工方案后，花篮式脚手架施工步骤及每个步骤的应对措施如下：

（1）准备与组装花篮式脚手架施工材料。首先制作花篮式脚手架主横梁，用16#工字钢一端焊接连接板钢结构件，另一端斜拉杆拉点的位置要根据计算确定在花篮式脚手架主梁的位置，并在此位置焊接吊耳钢构件，用于安装斜拉杆。在花篮式脚手架主梁与连接板钢结构件之间要焊接三角支撑钢板，以加强两者之间的牢固性。制作连接钢板构件的连接孔时要注意，一个连接孔型是圆形，一个连接孔型是椭圆形，这样设计可调节花篮式脚手架悬挑主梁与建筑物主体预埋管连接不匹配的问题，如图6 所示。

图6 花篮式主梁示意图

其次是制作花篮式脚手架螺栓与斜拉杆。两个斜拉杆与一个螺栓组成一个组合件，用于辅助花篮式脚手架主梁顶部吊耳的支撑力。取两个钢材质螺母与三根Φ14 的优质钢材进行双面焊接制作成螺栓。取每根φ16 长1.6m 钢材制作斜拉杆，一端头制作成扁椭圆形，另一端头制作成螺丝型，图7 所示。

图7 花篮式脚手架斜拉杆螺栓示意图

（2）安装主横梁预埋套管与浇筑混凝土。在准备穿墙螺栓（孔径超过穿墙螺栓2mm）套管时，长度要超过墙体厚度，两端要密封完整，确保在浇筑主体时套管不被灌入混凝土影响后续施工。花篮式脚手架主梁预埋套管要严格按规定的水平距离进行位置确定与高度精平，水平和竖向间距误差都要控制在安装设计方案精度所规定的范围内。在楼层混凝土浇筑前，要使套管和墙体钢筋相互连接确保套管固定牢固，保证预埋套管的精度。在悬挑层楼层混凝土浇筑的过程中注意跟踪查看，对变形、跑位的套管要进行恢复，以满足主横梁安装的要求。

（3）安装花篮式悬挑主横梁与连系梁。在悬挑层的结构墙体强度达到设计强度的80%时，即可按照技术交底和现场实际定位位置对花篮式脚手架悬挑主梁进行安装，先在墙内安装锚固螺栓与垫板，在墙外安装主横梁，高程与水平矫正后，预紧螺母，全部螺栓拧紧检查无误后，主横梁安装完成，再进行连系梁的安装，注意连系梁之间间距与牢固性。

（4）安装花篮式脚手架斜拉杆。由于斜拉杆的一端安装在主横梁的外端，另一端安装在悬挑层上一层的建筑物底部，所以需要在悬挑作业层上层结构外墙施工时埋设套管固定斜拉杆，位置要对应悬挑梁。在建筑物外墙模板拆除后开始安装斜拉杆，上吊点与建筑物墙体通过预埋套管用螺栓进行连接，墙外用螺栓和斜拉杆来连接，下吊点与主横梁进行连接。使建筑物墙体通过斜拉杆与主横梁之间共同受力是花篮式脚手架主横梁控制的重要部分，因此安装操作时要注意，第一次初拧应拧50%、第二次复拧应拧40%、第三次终拧10%依次进行，要在24h 内完成[4]。

（5）花篮式脚手架搭设，在花篮式脚手架主横梁或者联系梁上表面立杆处焊接钢筋，固定钢筋，作为脚手架立杆钢管套入点，脚手架立杆套在其外，防止脚手架立杆滑移而发生危险。其他与悬挑式脚手架搭设相同[5]。

（6）铺设脚手架脚手板，与悬挑式脚手架搭设方法相同。

（7）安装脚手架安全网以及外侧方格网，与悬挑式脚手架安装方法相同。

（8）安装防雷避电措施，与悬挑式脚手架搭设方法相同。

（9）脚手架的验收与使用，主横梁与建筑物墙体的连接、固定应符合设计和相应规范的规定，验收时主要检查主横梁连接钢板是否与建筑物墙体外侧紧贴密实、主横梁与建筑物墙体内外的螺杆螺母是否安装牢固，必须用双螺母连接建筑物墙体内外，墙内螺母与墙体必须有规格为150mm×150mm×20mm的垫片，其他与悬挑式脚手架验收和使用相同。