徐璐瑤 劉 博 蘇桃峰 張廷甫 吳文濤

中國建筑第二工程局有限公司 湖南 長沙 410005

建筑物的外立面結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，常用的外腳手架形式已無法滿足施工過程中的工序、安全要求，傳統(tǒng)鋼管腳手架也無法滿足外立面復(fù)雜的高層建筑施工的要求。附著升降式腳手架以其良好的安全性、經(jīng)濟性、便捷性在高層建筑施工中的應(yīng)用越來越多。對于復(fù)雜程度不同的外立面建筑結(jié)構(gòu)，附著升降式腳手架附著形式或施工方法將無法滿足，且存在作業(yè)面冒頂問題[1-2]。

本文以建發(fā)央著二標(biāo)段項目附著升降式腳手架應(yīng)用情況為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析了一種使用預(yù)埋的方式完成附著升降式腳手架附墻支座安裝的施工方法。采用該預(yù)埋螺栓作為架體附著方式，在傳統(tǒng)的對穿螺桿無法安裝附墻的條件下，可以有效地避免結(jié)構(gòu)冒頂作業(yè)的風(fēng)險，以達(dá)到腳手架提前爬升的目的。經(jīng)過項目調(diào)研及資料翻閱，目前未發(fā)現(xiàn)相關(guān)施工方法的其他研究。

1 工程概況

湖南省長沙市建發(fā)央著項目二標(biāo)段由4棟50層住宅樓與2層地下室組成，建筑面積約為167 000 m2。上部主體結(jié)構(gòu)為外墻全剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)合項目的整體高度、總工期目標(biāo)、施工成本及現(xiàn)場施工安全文明等情況，項目部最終決定使用爬架作為主體結(jié)構(gòu)施工防護(hù)外架。因本工程外立面結(jié)構(gòu)線條復(fù)雜且變化較多，爬架的附墻支座安裝需結(jié)合角鋼增高墊施工。在爬架施工使用的過程中，因為工序及安全防護(hù)問題[3]，上反梁結(jié)構(gòu)線條處的附墻點由原本的上反位置改至下反位置，固定附墻支座的方式由原本的穿墻螺栓固定改為了預(yù)埋螺栓固定。

2 附墻形式的區(qū)分

穿墻螺栓固定附墻支座方式（附墻支座位于結(jié)構(gòu)上反梁時）：在模板安裝時，于附著點位置提前預(yù)留PVC套筒。下一層混凝土澆筑完成后進(jìn)行爬架提升，提升后在原預(yù)留套筒處使用穿墻螺栓固定附墻支座（圖1）。穿墻螺桿可重復(fù)利用。

圖1 穿墻式螺桿附著支座

預(yù)埋螺栓固定附墻支座方式（附墻支座位于結(jié)構(gòu)下反梁時）：在有上反結(jié)構(gòu)位置的樓板進(jìn)行鋼筋綁扎施工時，將對穿螺栓提前預(yù)埋至面板鋼筋網(wǎng)中，用點焊方式固定，待本層混凝土結(jié)構(gòu)完成后，下一層結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備澆筑混凝土前完成爬架提升，提升后由預(yù)埋螺栓固定附墻支座（圖2）。預(yù)埋螺栓不可重復(fù)利用，在爬架完成提升準(zhǔn)備工作后，最底部附著點露出外墻結(jié)構(gòu)的螺栓使用氧氣切割割除。

圖2 預(yù)埋式螺桿附著支座

3 施工過程中附墻固定方式修改原因

3.1 施工工序因素

本工程在進(jìn)行爬架選型時，進(jìn)行了專項討論，從結(jié)構(gòu)形式及商務(wù)成本分析，最終決定使用DM-01型爬架（半鋼爬架）作為本工程外腳手架。在架體前期使用過程中，使用的施工方法為行業(yè)常用施工方法，附墻支座的安裝形式為穿墻螺栓固定式。本項目上部主體結(jié)構(gòu)模板工程運用的是鋁合金模板支撐體系，外墻有上反連梁及框梁的結(jié)構(gòu)只能分2次進(jìn)行澆筑，上反梁同下一層墻柱一起澆筑。爬架附著點位于上反梁時，爬架爬升節(jié)點需在上反梁同下一層墻柱澆筑完畢且達(dá)到混凝土強度要求時方可爬升。而鋁合金模板的安裝工序為先拆模，再傳遞模板，最后在相同位置安裝模板，安拆順序為墻板、梁板、樓板，最后為外墻K板，爬架的附著點位于K板及下部反梁梁板之間。爬架爬升前需先將附著點位置的K板及反梁梁板拆除。

3.2 施工進(jìn)度因素

K板及梁板的提前拆除將對鋁模工人施工造成非常大的影響，不僅擾亂了模板拼裝的施工順序，還增加了材料的傳遞時間。本工程項目一半建筑面積為錯層復(fù)式結(jié)構(gòu)，躍空層模板拆除后不可放置在爬架上，只可放置于上一層的樓面中。爬架爬升后，鋁模傳遞的垂直距離為2層層高，根據(jù)本項目現(xiàn)場實際施工情況，附著點位于上反梁時，標(biāo)準(zhǔn)層施工進(jìn)度將延長一天，極大地增加了項目部對爬架施工管理的難度。

3.3 施工成本因素

解決爬架工序影響及施工進(jìn)度影響的唯一途徑就是在施工層澆筑混凝土前完成架體提升，保證在澆筑混凝土?xí)r架體高度比澆筑層高出4.5 m，即一層半防護(hù)。解決上述問題需要將爬架附著點由上反梁位置改為下反梁位置。本工程外墻為全剪力墻結(jié)構(gòu)，外墻框梁及連梁均存在上反梁及下掛梁，下掛梁高度均為550 mm，梁底處均存在高150 mm的檐口線條，附墻增高墊高度為390 mm，躍層處大部分樓板板厚為220 mm。假設(shè)將附著點設(shè)計于下反梁，同時保證穿墻螺栓可順利穿過結(jié)構(gòu)梁，增高墊會與下掛梁檐口線條產(chǎn)生沖突。沖突部分的混凝土檐口線條需斷開，預(yù)留出寬400 mm的位置以供爬架增高墊安裝（圖3）。本項目共50層高，根據(jù)機位布置圖計算，每棟樓每層有15個附著點處需將檐口線條斷開。若爬架施工從主體結(jié)構(gòu)第3層開始，1棟樓共需690處線條斷開，若在外墻涂料施工時，使用EPS修補線條，將增加線條增補的材料費用，以及使用吊籃的租賃費用；每棟樓增加費用為8.5萬元，同時修補工作增加了施工時間，影響總進(jìn)度計劃。經(jīng)項目部與爬架單位進(jìn)行交流，在保證架體受力、施工安全的前提下，提出使用預(yù)埋螺栓固定爬架附墻的方式，預(yù)埋螺栓無法重復(fù)使用，在爬架完成提升準(zhǔn)備工作后，最底部附著點露出外墻結(jié)構(gòu)的螺栓使用氧氣切割割除。螺栓材料費用及人工費用每棟約為4.2萬元。

圖3 預(yù)埋式螺桿附著支座模擬

4 優(yōu)化后附墻施工工藝

4.1 工藝流程

測量放線→預(yù)埋螺栓與小螺栓焊接→螺栓預(yù)埋進(jìn)板面鋼筋→點焊固定預(yù)埋螺栓→外墻小K板拆除→附著升降腳手架上升→安裝附墻支座

4.2 施工操作要點

4.2.1 測量放線

測量放線是爬架附墻支座預(yù)埋點正確安裝的首要條件，在整個爬架的施工階段中，只需進(jìn)行1次精準(zhǔn)定位。根據(jù)爬架機位布置圖，使用紅油漆筆在需附著處的鋁模板點標(biāo)記，然后使用鉆機在鋁模板上開洞，完成整個爬架施工階段的定位工作。但為了避免如附墻模板變形、附墻模板安裝錯誤等各種外界因素的影響，每一層模板安裝完成后，都需進(jìn)行點位復(fù)核，從而保證每一層附墻支座均可順利安裝。

4.2.2 預(yù)埋螺栓錨固長度

預(yù)埋螺栓大小需根據(jù)架體型號及受力計算確定。本項目使用的預(yù)埋螺栓大小為M32，長度需根據(jù)附墻支座及混凝土錨固長度確定。預(yù)埋螺栓錨固進(jìn)混凝土中的長度需進(jìn)行受力計算，通過驗證螺桿的抗拉能力來確定錨固長度。本工程預(yù)埋螺栓的錨固長度為200 mm。

4.2.3 預(yù)埋螺栓與小螺栓焊接

爬架施工屬于危大工程。為提高附墻支座點的安全性，不僅需要螺栓的預(yù)埋錨固長度滿足要求，同時要提高錨固進(jìn)混凝土內(nèi)部螺栓的抗拉能力。經(jīng)過分析對比，在M32的螺栓尾部垂直焊接長50 mm的M20螺栓，使其成為“7”字構(gòu)造。

4.2.4 點焊固定預(yù)埋螺栓

預(yù)埋螺栓預(yù)埋位置在各層樓樓板處，在樓板完成板面鋼筋綁扎工作后，由持有特種作業(yè)證的外架施工人員進(jìn)行螺栓預(yù)埋工作。為防止混凝土澆筑過程中預(yù)埋螺栓跑位，需要使用點焊方式將“7”字構(gòu)造的螺栓與面板鋼筋點焊固定（圖4）。保證混凝土成形后預(yù)埋螺栓不偏位，使附墻支座達(dá)到良好的安裝條件。

圖4 預(yù)埋式螺桿附著支座現(xiàn)場施工效果

5 結(jié)語

本施工技術(shù)作為爬架附著安裝方式的創(chuàng)新工藝，僅適用于外立面線條較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。相比于對穿螺栓安裝附著的方式，預(yù)埋螺栓做法雖增加了螺栓材料用量，但對于在外墻下掛梁處安裝附著支座、會破壞構(gòu)造線條的結(jié)構(gòu)而言，該方式不僅節(jié)省了附墻處線條混凝土的修補費用，同時免去了結(jié)構(gòu)修補工期。

最重要的是，施工過程中始終可在本層混凝土澆筑前完成架體爬升工作，使每層主體結(jié)構(gòu)初始作業(yè)面始終保持在一步半架體，最終作業(yè)面保證在半部架體，可有效地解決附墻處因提前拆模導(dǎo)致施工難度增加的難題。同時，該工藝極大地提高了施工人員作業(yè)過程中的安全性及工人積極性，使施工工序的銜接更加緊密，既保證了施工進(jìn)度，也滿足了施工安全要求。