張 宇

(杭州鴻悅置業(yè)有限公司 ,浙江 杭州 310004)

建筑工具式型鋼懸挑腳手架施工技術(shù)

張 宇

(杭州鴻悅置業(yè)有限公司 ,浙江 杭州 310004)

針對(duì)已有的建筑型鋼懸挑腳手架支撐體系采用的錨固螺栓、連墻件和定位樁無(wú)法重復(fù)利用,以及轉(zhuǎn)角處連接件、底層防護(hù)做法存在缺陷,今結(jié)合工程實(shí)踐,創(chuàng)新了一種新型的工具式懸挑腳手架施工技術(shù)。在此對(duì)其可重復(fù)利用、經(jīng)濟(jì)效果良好的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹,欲使其具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

懸挑腳手架;可拆卸;工具式;經(jīng)濟(jì)效益

我國(guó)高層及超高層建筑越來(lái)越多,在建筑施工中,型鋼懸挑外腳手架已經(jīng)在中高層建筑施工中廣泛應(yīng)用[1]。已有的型鋼懸挑外腳手架存在以下缺點(diǎn):型鋼懸挑梁錨固端通常采用的錨固件為一次性的,不可周轉(zhuǎn)使用[2]。采用的連墻件預(yù)埋在墻體內(nèi),通常不可回收周轉(zhuǎn)使用；型鋼懸挑梁上的定位樁采用鋼筋焊接在型鋼梁上；型鋼穿外墻時(shí)所需預(yù)留洞的高度比較高,影響結(jié)構(gòu)；腳手架底層防護(hù)采用硬防護(hù)板,不利于安全施工[3]。

針對(duì)傳統(tǒng)型鋼懸挑腳手架存在的不足,考慮腳手架的安全性、經(jīng)濟(jì)性,對(duì)錨固螺栓、連墻件、定位樁及底層防護(hù)板進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。這里詳細(xì)介紹其工藝原理、關(guān)鍵技術(shù)及操作要點(diǎn),還分析了其經(jīng)濟(jì)效益和安全性。最終形成了高層建筑工具式型鋼懸挑腳手架支撐體系施工方法。

1 工藝原理

工具式型鋼懸挑腳手架采用工字鋼梁作為主要承力構(gòu)件,利用懸挑工字鋼,結(jié)合鋼絲繩與已澆筑剪力墻斜拉,完成懸挑部位的支撐體系。并且通過(guò)開(kāi)發(fā)可拆卸錨固螺栓、可拆卸定位樁、轉(zhuǎn)角處連接件、連墻件等,形成一套安全可靠、操作簡(jiǎn)便的型鋼懸挑腳手架承力結(jié)構(gòu)系統(tǒng),并在架體底層采用工具式金屬壓型防護(hù)板,使架體搭設(shè)安全,外形美觀。懸挑腳手架示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 懸挑腳手架示意圖

2 關(guān)鍵技術(shù)

以下對(duì)工具式型鋼懸挑腳手架關(guān)鍵技術(shù)作如下介紹。

2.1 可拆卸錨固螺栓

錨栓定位基座制作：定位基座和聚氯乙稀連接管組成定位器，塑料定位基座采用定型化制作。定位器與聚氯乙稀連接管采用專(zhuān)用膠水連接, 聚氯乙稀連接管比樓板高不小于30 mm。塑料定位圖和塑料定位剖面圖見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 塑料定位圖

圖3 塑料定位剖面

螺桿預(yù)留：將2根帶鋼板的T形螺桿穿過(guò)塑料定位基座,螺桿底座鋼板嵌入塑料定位基座內(nèi),將露出定位基座的螺桿用塑料帶纏繞,確保螺桿與聚氯乙稀連接管之間密封。組裝好的定位基座和T形螺桿,根據(jù)施工方案設(shè)置的位置,采用鐵釘安裝固定在模板上。在螺桿錨栓板四周設(shè)置2根長(zhǎng)度為400 mm且直徑≥14 mm的短鋼筋[4]?？刹鹦跺^固螺栓剖面圖見(jiàn)圖4。

圖4 可拆卸錨固螺栓剖面圖

2.2 架體底層防護(hù)體系

腳手架底層硬防護(hù)由傳統(tǒng)的鋪木板、膠合板改為采用工具式金屬壓型防護(hù)板,搭設(shè)方式從傳統(tǒng)的先搭架后鋪硬防護(hù)板優(yōu)化為先鋪工具式防護(hù)板形成操作平臺(tái)再搭架,工具式防護(hù)板鋪設(shè)簡(jiǎn)便安全,減小了外架搭設(shè)中的安全風(fēng)險(xiǎn),有利于安全施工。

2.3 可拆式定位樁及拉環(huán)

將型鋼挑梁上通常采用的固定式定位樁優(yōu)化為可拆卸式定位樁。根據(jù)設(shè)計(jì)要求在型鋼梁上焊接帶螺紋的短螺桿,可拆卸定位樁底部設(shè)置與短螺桿配套的螺母,減小了懸挑梁穿外墻時(shí)所需預(yù)留洞的高度,減小了對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

對(duì)保險(xiǎn)鋼絲繩的連接進(jìn)行優(yōu)化,制作了鋼繩拉環(huán),在保證主節(jié)點(diǎn)、鋼絲繩在同一受力平面內(nèi)的同時(shí),避免了斜拉鋼絲繩與外架立桿的打架(位置沖突)。

2.4 轉(zhuǎn)角處連接件

架體轉(zhuǎn)角處、樓梯間、采光井位置設(shè)計(jì)了工具式組合連接的方式,使轉(zhuǎn)角處型鋼懸挑梁、連梁在同一水平面上(傳統(tǒng)型鋼懸挑梁與連梁連接方式為交叉重疊搭接,不在一個(gè)平面上)。連接件分為直角連接件和大角連接件,其結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖5和圖6。

圖5 直角連接件圖

圖6 大角連接件圖

2.5 新型連墻件

采用將預(yù)置錨件(螺母)預(yù)埋在梁、柱或剪力墻等側(cè)面模板拆除后,用錨栓把事先與鋼管焊好的錨板與預(yù)置錨件(螺母)連接,再將與錨板焊好的鋼管與腳手架立桿扣件連接,即為連墻件。預(yù)埋錨件圖和連墻件示意圖見(jiàn)圖7、圖8。

圖7 預(yù)置錨件圖

圖8 連墻件圖

3 工藝流程

高層建筑工具式型鋼懸挑腳手架支撐體系施工的工藝流程見(jiàn)圖9。

圖9 工藝流程圖

3.1 施工準(zhǔn)備

1)由項(xiàng)目部技術(shù)人員編制型鋼懸挑支撐體系專(zhuān)項(xiàng)施工方案,進(jìn)行布局設(shè)計(jì)和計(jì)算復(fù)核,提出型鋼梁、錨固螺栓、定位樁、架體轉(zhuǎn)角處連接件、鋼繩連接件、花籃螺栓、金屬壓型防護(hù)板需用計(jì)劃。

2)技術(shù)人員應(yīng)熟悉設(shè)計(jì)施工圖紙,熟悉各個(gè)部位及高度的結(jié)構(gòu)變化,項(xiàng)目部應(yīng)按計(jì)劃組織物料進(jìn)場(chǎng)；同時(shí)在施工前,應(yīng)當(dāng)組織有關(guān)技術(shù)人員和質(zhì)安人員對(duì)作業(yè)班組進(jìn)行作業(yè)前技術(shù)、安全交底。

3)在建筑物外墻四周結(jié)構(gòu)需要設(shè)置型鋼懸挑梁的位置按照型鋼懸挑腳手架專(zhuān)項(xiàng)施工方案,預(yù)埋聚氯乙稀管作為穿墻或穿樓板螺栓安裝孔(若使用轉(zhuǎn)角連接件則預(yù)埋M25×880 mm螺栓)。

3.2 型鋼懸挑梁制作

根據(jù)一般工程需要,懸挑梁、連接梁、轉(zhuǎn)角梁選用雙軸對(duì)稱(chēng)截面的I16工字鋼,并刷防銹漆和面漆。腳手架內(nèi)外立桿應(yīng)落在懸挑型鋼上,為了減小挑梁穿外墻時(shí)所需預(yù)留洞的高度,減小對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,落點(diǎn)處焊接Φ10×30 mm帶螺紋螺桿,作為可拆卸定位樁的定位點(diǎn),防止立桿滑動(dòng)或竄動(dòng),懸挑梁固端長(zhǎng)度不小于1.25倍的外伸長(zhǎng)度,外立桿的定位點(diǎn)離懸挑梁端部不應(yīng)小于100 mm。懸挑梁安裝示意圖見(jiàn)圖10。

圖10 懸挑梁安裝圖

3.3 轉(zhuǎn)角處連接件

架體轉(zhuǎn)角處、樓梯間、采光井位置開(kāi)發(fā)了工具式組合連接的方式,使轉(zhuǎn)角處型鋼懸挑梁、連梁在同一水平面上(傳統(tǒng)型鋼懸挑梁與連梁連接方式為交叉重疊搭接,不在一個(gè)平面上)。

3.3.1 工況一

型鋼懸挑梁可穿外墻時(shí),采用直角連接件和轉(zhuǎn)角連接件將型鋼懸挑梁與型鋼連梁進(jìn)行同一平面內(nèi)的組合。見(jiàn)圖11。

圖11 工況一

3.3.2 工況二

型鋼懸挑梁不能穿墻(柱)時(shí)(外墻、柱轉(zhuǎn)角處主筋密集時(shí))，采用轉(zhuǎn)角連接件、內(nèi)角連接件將型鋼懸挑梁與型鋼連梁進(jìn)行組合連接。見(jiàn)圖12。

圖12 工況二

3.4 懸挑梁安裝

待混凝土澆筑完畢,樓板強(qiáng)度達(dá)到75%以上,開(kāi)始安裝懸挑型鋼。根據(jù)定位線調(diào)整好懸挑型鋼后,首先將型鋼擱置在預(yù)埋螺栓之間,用木鍥將型鋼梁壓端兩側(cè)鍥緊,以防懸挑梁固定端側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致承載力降低。最后采用扳手,將兩螺桿上部角鋼的螺絲擰緊,使之與型鋼頂面緊密結(jié)合。將通常采用的T形錨固螺栓優(yōu)化為可拆卸、可周轉(zhuǎn)使用的T形錨固螺栓。

3.5 墻柱角處型鋼梁安裝

型鋼懸挑梁不能穿墻(柱)時(shí)(外墻、柱轉(zhuǎn)角處主筋密集時(shí))，采用轉(zhuǎn)角連接件、內(nèi)角連接件將型鋼懸挑梁與型鋼連梁進(jìn)行組合連接。外墻柱預(yù)埋螺栓與內(nèi)連接件連接安裝圖見(jiàn)圖13。

圖13 外墻柱預(yù)埋螺栓與內(nèi)連接件連接安裝圖

3.6 工具式金屬壓型防護(hù)板制作及安裝

1)架體底層硬防護(hù)、腳擋板由傳統(tǒng)的木板和膠合板優(yōu)化為采用工具式金屬壓型防護(hù)板,搭設(shè)方式從傳統(tǒng)的先搭架后鋪硬防護(hù)板優(yōu)化為先鋪防護(hù)板形成操作平臺(tái)再搭架。

2)工具式金屬壓型防護(hù)板安裝流程：鋪設(shè)工具式金屬壓型防護(hù)板→安裝擋腳板→安裝組合式定位樁→安裝鋼繩連接件。

3.7 首層腳手架搭設(shè)

待底層防護(hù)板、可拆卸定位樁以及鋼絲繩拉環(huán)安裝完畢后,放置外排立桿的縱向掃地桿,再分別由2位工人安放相鄰的兩根外立桿,待立桿安放好后,同時(shí)栓上縱向掃地桿,此時(shí),安放外立桿的工人應(yīng)扶住外排立桿,防止傾覆；再由第3位工人安放同跨的內(nèi)排立桿,分別栓上橫向掃地桿,然后搭設(shè)第1步大橫桿和小橫桿。第1步搭設(shè)完成后,設(shè)置第1道拋撐,拋撐搭設(shè)完后,可繼續(xù)下一跨的搭設(shè),搭設(shè)完第4跨后,設(shè)置第2道拋撐；依次搭設(shè),每隔3跨設(shè)置拋撐一道。直至腳手架第1步完全封閉或可設(shè)置連墻件后,方可拆除拋撐,隨后鋪設(shè)竹笆板,搭設(shè)第2步橫向水平桿與縱向水平桿。第2步搭設(shè)完成后,再搭設(shè)第1步護(hù)身欄桿和剪刀撐,之后安裝踢腳板,掛密目式安全立網(wǎng),依次循環(huán)[5]。腳手架安裝順序圖見(jiàn)圖14。

圖14 腳手架安裝順序圖

3.8 新型連墻件施工

高層建筑腳手架新型連墻件應(yīng)用施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→放線定位→安裝梁側(cè)模、固定預(yù)置錨件→澆筑混凝土、拆側(cè)?！A(yù)先將鋼管與錨板焊好,用錨栓把錨板與預(yù)置錨件固定→將鋼管與腳手架立桿扣件連接→檢查驗(yàn)收→施工完成拆除、保養(yǎng)。

1)安裝梁側(cè)模、固定預(yù)置錨件：根據(jù)連墻件立面布置圖確定連墻件位置,并在相應(yīng)位置做好標(biāo)記。梁鋼筋綁扎完成后,固定梁側(cè)模前,在相應(yīng)位置固定預(yù)置錨件。預(yù)置錨件應(yīng)固定牢固、位置準(zhǔn)確。固定預(yù)置錨件現(xiàn)場(chǎng)施工見(jiàn)圖15。

圖15 固定預(yù)置錨件圖

2)澆筑混凝土、拆側(cè)模：梁板鋼筋模板驗(yàn)收合格后,澆筑混凝土。澆筑混凝土?xí)r應(yīng)對(duì)預(yù)置錨件做好保護(hù),禁止振動(dòng)棒碰到預(yù)置錨件。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到側(cè)模拆除時(shí)其表面及棱角不受損傷時(shí),拆除側(cè)模。并對(duì)預(yù)置錨件孔做好保護(hù),禁止雜物封堵錨件孔。模板拆除后和成型效果圖見(jiàn)圖16、圖17。

圖16 模板拆除圖

圖17 連墻件現(xiàn)場(chǎng)效果圖

3)將鋼管與錨板焊好,用錨栓把錨板與預(yù)置錨件固定。

施工準(zhǔn)備階段將鋼管與錨板焊好,要求全截面滿(mǎn)焊,焊縫厚度根據(jù)實(shí)際計(jì)算確定,焊接質(zhì)量應(yīng)達(dá)到規(guī)范要求。用錨栓將與鋼管焊好的錨板與預(yù)置錨件固定。要求錨栓與錨板及錨件旋緊,不得有空余的螺紋。用扣件將與錨板焊好的鋼管與腳手架立桿相連?？奂菟〝Q緊扭力矩應(yīng)在40～65 N·m之間。

3.9 斜拉體系安裝

1)鋼絲繩一端連接花籃螺栓,花籃螺栓與型鋼上預(yù)先安裝的拉環(huán)連接,鋼絲繩另一端通過(guò)剪力墻上預(yù)埋拉環(huán)固定。斜拉鋼絲繩與型鋼之間的角度控制在45°～ 60°之間。

2)將卸荷鋼絲繩一端穿過(guò)單頭帶圓環(huán)螺桿的圓環(huán),按照鋼絲繩拉結(jié)卸荷的規(guī)范施工方法,將鋼絲繩與懸挑型鋼緊固,使鋼絲繩保持足夠的張度,鋼絲繩充分受力。

3.10 施工完畢后支撐體系拆除

1)拆除支撐體系的順序與支撐體系搭設(shè)的順序基本相反,按照后搭設(shè)的先拆除,先搭設(shè)的后拆除的順序進(jìn)行。拆除前對(duì)施工人員進(jìn)行交底,并清除支撐體系上的雜物及地面上的障礙物。拆除作業(yè)應(yīng)設(shè)專(zhuān)人指揮。卸料時(shí)各構(gòu)配件嚴(yán)禁拋擲至地面及洞體設(shè)備上。

2)T形螺桿的拆除只需將螺桿上方的角鋼及螺母拆除,螺桿會(huì)自然掉落在下層結(jié)構(gòu)樓板上面,應(yīng)做好防傷人安全措施。T形螺桿、連墻件以及可拆卸定位樁拆除回收后,采用機(jī)油等防銹潤(rùn)滑材料保養(yǎng),防止螺桿生銹,并應(yīng)統(tǒng)一堆碼整齊,裝箱運(yùn)至倉(cāng)庫(kù),保持庫(kù)存環(huán)境通風(fēng)干燥,做好存儲(chǔ)處理措施,以便重復(fù)使用到下一個(gè)工程中。

3.11 螺桿洞封堵

先從樓板底部將配套的塑料塞板塞進(jìn)塑料定位基座底部,采用專(zhuān)用的PVC專(zhuān)門(mén)膠水連接；然后從樓板上部向孔洞內(nèi)塞入瀝青油膏麻絲,塞填深度不少于樓板厚度的50%,管口再采用膨脹聚合物防水砂漿密封,深度≥20 mm。

4 經(jīng)濟(jì)效益與安全性分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

對(duì)型鋼挑梁的錨固螺栓進(jìn)行了深化設(shè)計(jì),使錨固螺栓可拆卸、可周轉(zhuǎn)使用(工具式),從而降低了工程成本。對(duì)某總建筑面積約25萬(wàn) m2高層小區(qū),進(jìn)行了成本測(cè)算。

1)需要使用預(yù)埋錨固螺栓15 500套,按照當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)價(jià)格1套不可周轉(zhuǎn)的U形錨環(huán)價(jià)格為24.00元,一次性材料費(fèi)用總投入為37.20萬(wàn)元。而采用可拆卸式錨環(huán)投入量為5 600套,按照當(dāng)?shù)貎r(jià)格單套為36.00元,一次性材料投入費(fèi)用為20.16萬(wàn)元。

2)使用不可周轉(zhuǎn)連墻件約為18 300套,按照不可周轉(zhuǎn)預(yù)埋鋼筋價(jià)格為20.00元,材料總投入為36.60萬(wàn)。而可拆卸的連墻件約為6 500套,單價(jià)為21.00元,材料一次性投入13.65萬(wàn)元。

4.2 安全性分析

1)采用的懸挑工字鋼通過(guò)可拆卸錨固螺栓固定在樓板面上,結(jié)合斜拉鋼絲繩柔性卸荷使得懸挑支撐體系具有多重保險(xiǎn),充分保證了懸挑支撐的安全。

2)將預(yù)置錨件(螺母)預(yù)埋在梁、柱或剪力墻中,待側(cè)面模板拆除后,用錨栓把事先與鋼管焊好的錨板與預(yù)置錨件(螺母)連接,再將與錨板焊好的鋼管與腳手架立桿扣件連接,形成連墻件。該連墻件具有操作性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性佳、可靠性好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。

3)采用的底層硬防護(hù)由傳統(tǒng)的鋪木板、膠合板改為采用工具式金屬壓型防護(hù)板；搭設(shè)方式從傳統(tǒng)的先搭架后鋪硬防護(hù)板優(yōu)化為先鋪工具式防護(hù)板形成操作平臺(tái)再搭架,工具式防護(hù)板鋪設(shè)簡(jiǎn)便安全,減小了外架搭設(shè)中的安全風(fēng)險(xiǎn),有利于安全施工。

4)鋼挑梁上一般常用的固定式定位樁優(yōu)化為可拆卸式定位樁,減小了挑梁穿外墻時(shí)所需預(yù)留洞的高度,減小了對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

5)針對(duì)建筑鋼筋混凝土外墻轉(zhuǎn)角處主筋密集,型鋼挑梁貫穿困難的情況,開(kāi)發(fā)了轉(zhuǎn)角處不穿墻構(gòu)造,避免了對(duì)主體結(jié)構(gòu)的損傷。

5 結(jié) 語(yǔ)

該技術(shù)成功解決了建筑施工中懸挑型鋼錨固螺栓、連墻件、定位樁等無(wú)法拆除和無(wú)法重復(fù)利用的技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)設(shè)計(jì)了底層防護(hù)板,減小了外架搭設(shè)中的安全風(fēng)險(xiǎn),有利于安全施工。針對(duì)建筑鋼筋混凝土外墻轉(zhuǎn)角處主筋密集,型鋼挑梁貫穿困難的情況,開(kāi)發(fā)了轉(zhuǎn)角處不穿墻構(gòu)造,避免了對(duì)主體結(jié)構(gòu)的損傷。該技術(shù)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益,符合綠色施工理念,具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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Construction Technology of the Profile Steel Suspending Scaffolds in Type of Building Implement

ZHANGYu

2017-03-24

張 宇(1981—),男,浙江杭州人,工程師,從事建筑工程技術(shù)管理工作。

TU731.2

B

1008-3707(2017)06-0027-06