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        預(yù)埋塑料套管新型外架連墻件在工程中的應(yīng)用

        2022-07-06 02:00:44
        建筑施工 2022年2期
        關(guān)鍵詞:墻件扣件預(yù)埋

        陳 江

        無錫城建發(fā)展集團有限公司 江蘇 無錫 214100

        在高層建筑物建造過程中,腳手架作為提供施工操作平臺與臨邊防護的重要措施手段,其穩(wěn)定性、牢固性直接影響施工安全,而決定外腳手架平臺安全性能的關(guān)鍵部件之一即為連墻件。在規(guī)范JGJ 130—2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》中,明確指出高度在24 m以下的腳手架,宜采用剛性連墻件與建筑物進行可靠連接;而對于高度在24 m以上的雙排腳手架,則必須采取剛性連墻件的措施。同時,連墻件的構(gòu)造需要能承受拉力和壓力。然而,近些年來,因腳手架坍塌而導致的事故仍時有發(fā)生,其中的一個重要原因便是連墻件設(shè)置不合理。在連墻件的具體設(shè)置方式方面,傳統(tǒng)的方法包括預(yù)埋鋼管法、后錨固法以及拉撐結(jié)合法等[1],大多存在成本高、預(yù)留洞滲漏隱患大或使用條件受限等弊端,難以適應(yīng)現(xiàn)代化的綠色環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展理念。

        在連墻件的改進設(shè)計方面,相關(guān)學者也取得了一定的研究成果。如陳小俊[2]提出了一種工具式連墻件的方法,主要原理為預(yù)先將預(yù)置錨件預(yù)埋入結(jié)構(gòu)墻內(nèi),澆筑完畢拆模后,再將焊接有鋼管的錨板與其相連,其經(jīng)濟性好、安全性高。詹培敏等[3]設(shè)計了一種預(yù)埋螺桿式連墻件,通過采用連墻鋼管,一端通過螺帽與混凝土內(nèi)的預(yù)埋螺桿栓接,另一端與外架內(nèi)立桿通過傳統(tǒng)的扣件相連,該連墻件的施工方法具有工藝簡單、適應(yīng)性強的特點。趙亮等[4]則通過將定制螺帽預(yù)埋入混凝土,拆除側(cè)模后再將鋼管與預(yù)埋件通過螺帽實現(xiàn)連接,從而避免了外墻后期補洞的工序。本文提出了一種基于預(yù)埋塑料套管的新型外架連墻件設(shè)置方法,可為類似的外架連墻件設(shè)計方案選擇提供新的思路。

        1 工程概況

        背景案例為某拆遷安置房工程Ⅱ標段,地上多層建筑采用框架結(jié)構(gòu),高層建筑采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),設(shè)計使用年限為50年,由地下室、9#~16#樓、北大門、垃圾房及室外圍墻組成。15#~16#地下室為1層,9#~14#樓地下室為2層,9#~16#樓地上16層,北大門、垃圾房為地上1層??偨ㄖ娣e約101 131.4 m2,地上總建筑面積62 314.3 m2,地下總建筑面積38 817.1 m2。

        本工程±0 m相對于黃海高程6.10 m,建筑最高高度48.05 m。工程結(jié)構(gòu)造型復雜,凹凸不平,外腳手架搭設(shè)相對困難,1~11層為落地式鋼管腳手架,12層至屋面為懸挑式鋼管腳手架,因此保證外腳手架的安全穩(wěn)定是首要任務(wù),其中決定外腳手架的安全穩(wěn)定的最重要環(huán)節(jié)就是外架連墻件選用的可靠性。根據(jù)統(tǒng)計,本項目8棟單體的外腳手架的連墻件數(shù)量達5 000個。因此,從質(zhì)量、安全、經(jīng)濟方面,合理選擇新型外架連墻件尤為重要。

        2 項目需求分析

        1)質(zhì)量方面:本項目共有8棟單體,外架連墻件數(shù)量多達5 000個,若采用傳統(tǒng)外墻預(yù)留洞口式外架連墻件連接方式,則后期砌筑抹灰過程中將存在一定的質(zhì)量及滲漏水隱患。本工程質(zhì)量目標要求高,為達到質(zhì)量要求,施工時必須避免外架連墻件對工程質(zhì)量的影響,所以創(chuàng)新一種新型外架連墻件顯得尤為重要。

        2)安全方面:傳統(tǒng)鋼管扣件式外架連墻件在施工過程中經(jīng)常被工人拆除,經(jīng)對以往使用傳統(tǒng)連墻件的項目進行調(diào)查發(fā)現(xiàn),在砌筑、裝修階段,連墻件拆除率達30%,存在較大的安全隱患。

        3)經(jīng)濟方面:傳統(tǒng)的連墻件連接方式為預(yù)埋短鋼管,埋入梁內(nèi)的鋼管無法取出,無法重復利用,材料消耗大;連墻件拆除時需要將上部鋼管進行割除,人工消耗大。本工程質(zhì)量、安全、經(jīng)濟效益等方面要求較高,要求采用創(chuàng)新型的外架連墻件。

        3 方案比選

        3.1方案1:預(yù)埋鋼管外架連墻件

        傳統(tǒng)外架連墻件的施工形式為在澆筑樓層混凝土前,梁鋼筋綁扎完成后,在結(jié)構(gòu)梁內(nèi)預(yù)埋長200 mm以上的短鋼管,然后采用長600 mm的短鋼管與此部分預(yù)埋鋼管進行扣件連接,再將其與腳手架內(nèi)立桿進行扣件連接,最終形成外墻連墻件,具體如圖1所示。

        圖1 傳統(tǒng)預(yù)埋鋼管外架連墻件示意

        3.2方案2:預(yù)埋螺栓外架連墻件

        在混凝土梁側(cè)面預(yù)埋螺帽,將螺栓焊接在拉結(jié)鋼管上,再將螺栓在螺帽上連接。具體操作方法如下:先將拉結(jié)鋼管與螺栓焊接在一起,一端留出40扣螺紋;再將φ16 mm×40 mm螺母用鋼筋在一端焊接錨固頭,預(yù)埋在梁內(nèi);在混凝土澆筑完成后,將焊接鋼管的螺栓擰緊至螺帽上,再將立桿扣件擰緊,如圖2所示。

        圖2 預(yù)埋螺栓連墻件示意

        3.3方案3:預(yù)埋塑料套管外架連墻件

        在梁側(cè)模板安裝、鋼筋綁扎完成后,在梁側(cè)模板的外側(cè)開直徑18 mm圓孔,將長110 mm的塑料套管放入梁內(nèi),16#螺栓從開孔處擰入塑料套管內(nèi),用以固定塑料套管不偏位。樓層混凝土澆筑完成后,將16#螺栓取出,用取出的16#螺栓將預(yù)制好的長600 mm的鋼管(鋼管與鐵板焊接成一體)固定,鋼管用扣件固定在外架內(nèi)立桿上,最終形成外架連墻件,如圖3所示。

        圖3 預(yù)埋塑料套管連墻件示意

        3.4方案分析與確定

        1)可操作性。傳統(tǒng)預(yù)埋鋼管外架連墻件預(yù)埋位置為梁頂面,拆除后孔洞位置也在梁頂面,對混凝土結(jié)構(gòu)、砌體及抹灰施工等造成影響,且修補洞口時需要二次設(shè)置連墻件,操作不便,同時預(yù)埋件也無法重復使用。預(yù)埋螺栓連墻件與預(yù)埋塑料套管連墻件的孔洞位置均設(shè)置在梁側(cè)面,不影響后續(xù)施工,且均可重復使用。

        2)經(jīng)濟性。傳統(tǒng)預(yù)埋鋼管外架連墻件的安裝費與拆除費均在5元/個,洞口修補費用為8元/個,拉結(jié)裝置損耗費約3.2元/個,單個連墻件成本約為21.2元。預(yù)埋螺栓連墻件的安裝費與拆除費分別為6元/個、3元/個,洞口修補費用為1元/個,拉結(jié)裝置損耗費約6.5元/個,單個連墻件成本約為16.5元。預(yù)埋塑料套管連墻件的安裝費與拆除費分別為7元/個、3元/個,洞口修補費用為1元/個,拉結(jié)裝置損耗費約1元/個,單個連墻件成本約為12元,成本最低。

        3)對后續(xù)工序的影響。傳統(tǒng)預(yù)埋鋼管外架連墻件在后期砌筑抹灰過程中將存在一定的質(zhì)量及滲漏水隱患,且在砌筑階段和裝飾裝修階段易被施工人員私自拆除。預(yù)埋螺栓連墻件施工方法簡便、可靠性好,不影響砌筑及裝修過程施工,不需要墻體預(yù)留孔洞,可操作性強、安全性高,但經(jīng)濟性較為一般。預(yù)埋塑料套管連墻件除具有預(yù)埋螺栓連墻件的相關(guān)優(yōu)點外,經(jīng)濟性更佳。

        綜上所述,考慮到操作性、經(jīng)濟性及對其他工序的影響等因素,預(yù)埋塑料套管連墻件為最優(yōu)方案,因此本項目擬采用該方案連墻件作為外腳手架與建筑結(jié)構(gòu)的連接措施。

        4 工藝關(guān)鍵技術(shù)

        4.1方案編制與交底

        1)由項目技術(shù)負責人組織編制施工方案。建筑腳手架工程從地面開始搭設(shè),搭設(shè)高度為50 m。該腳手架選擇立桿橫距0.8 m、縱距1.5 m、步距1.8 m。腳手架的錨固要求在每層建筑物都要設(shè)置連墻件,層高以2.9 m為1層,連墻件設(shè)置的水平間距為6 m,立面采用密目式安全網(wǎng)全封閉防護,安全網(wǎng)的網(wǎng)目密度不低于2 000目/m2。

        2)對連墻件的拉力進行專門計算。連墻件采用兩步三跨布置,連墻件約束腳手架平面外變形軸向力為3 kN,計算長度為600 mm,螺栓直徑為16 mm。當?shù)鼗撅L壓為0.45 kN/m2,鋼管截面面積為424 mm2,截面回轉(zhuǎn)半徑為15.9 mm,Q235鋼的抗拉、抗壓強度設(shè)計值為205 N/mm2,螺栓抗拉強度設(shè)計值為170 N/mm2。經(jīng)計算,連墻件與螺栓的受力均遠小于設(shè)計值,且通過實驗室試拉,抗拉的極限值為30 kN,因此其安全性符合要求。

        3)細化技術(shù)交底,組織操作人員對技術(shù)交底進行學習,使操作人員進一步熟練掌握施工工藝。對螺栓進行復試,確保強度達到要求,同時設(shè)專職腳手架監(jiān)督檢查人員,對施工現(xiàn)場全程監(jiān)督。

        4.2定型鋼管與鐵板焊接

        首先加工60 mm×100 mm×5 mm鐵板,在鐵板上開直徑18 mm的圓孔,然后加工長600 mm的短鋼管,最后將長600 mm的短鋼管與60 mm×100 mm×5 mm的鐵板焊接成一體,鋼管四周滿焊,焊縫高度為8 mm。實施中,焊接焊工必須持證上崗;60 mm×100 mm×5 mm的鐵板圓形洞口定位應(yīng)準確,避免洞口開在鋼管與鐵板焊接位置;由專人對所有的焊接焊縫進行全數(shù)檢查,直至全部符合要求為止。

        4.3塑料套管預(yù)埋

        梁模板和鋼筋安裝完成后,在梁側(cè)模板的外側(cè)開直徑18 mm的圓孔,將塑料套管(廠家定做)預(yù)埋在梁內(nèi),用16#螺栓通過直徑18 mm的圓孔將塑料套管(廠家定做)固定。實施過程中,安放塑料套管必須在梁鋼筋綁扎完成后進行。梁側(cè)模板開孔時保證電錘與梁垂直開孔。無外墻線條位置的,只需要在梁側(cè)模板開孔,將16#螺栓擰入塑料套管內(nèi),將塑料套管固定;若遇到有外墻線條的位置,梁側(cè)模板厚度有100 mm,此時采取長度加長的螺栓進行塑料套管固定。預(yù)埋結(jié)束后,安排專人對16#螺栓進行全數(shù)檢查,直至全部符合要求為止。

        4.4連墻件安裝、固定

        待樓層混凝土澆筑完成,梁側(cè)模板拆除完成后,安排專人將16#螺栓從塑料套管內(nèi)取出,并將16#螺栓通過鐵板圓孔擰入預(yù)先埋好的塑料套管內(nèi),絲扣必須全部擰入;安排專人將鋼管與外架內(nèi)立桿用扣件連接固定,并對外架連墻件進行全數(shù)檢查,直至全部符合要求為止。

        4.5連墻件拆除

        外墻裝飾裝修工程施工完成后,將新型連墻件的螺栓取出,塑料套管保留在混凝土內(nèi)。將固定新型連墻件的定型鋼管的扣件拆除,取出定型鋼管,整理好整套新型連墻件的鋼管和螺栓,以供下次使用。下次使用時僅需采購塑料套管即可。

        5 實施效果

        通過一系列的對策實施,對腳手架搭設(shè)施工質(zhì)量建立了有效的控制機制,保證施工全過程處于受控狀態(tài)。外架連墻件一次驗收合格率達到100%,使用期間沒有發(fā)生任何安全事故。經(jīng)估算,本項目新型外架連墻件相對于傳統(tǒng)外架連墻件,成本降低了43.3%,實施效果達到了預(yù)期目的。

        6 結(jié)語

        本文基于前人的研究成果,改進研制一種基于預(yù)埋塑料套管的新型外架連墻件。該新型外架連墻件在施工可操作性、對后續(xù)工序影響等方面均達到要求,在滿足安全和質(zhì)量要求的前提下,做到了科學、經(jīng)濟合理、資源節(jié)約,降低了外架連墻件成本43.3%,取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益,豐富了建設(shè)工程行業(yè)外架連墻件的連接形式。

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