一種半圓形螺栓卡環組件及用其固定懸挑工字鋼的施工方法

羅建全

（廣西建工第五建筑工程集團有限公司，廣西 柳州 545026）

0 引言

在建筑主體結構施工之中，懸挑式外架是非常常見的一種設施，在目前的施工之中，往往使用“U”字形螺栓卡環預埋件，但是這種預埋件由于結構的裝置，在實際的使用過程中，會出現滲漏水等一些影響使用功能的現象。針對此類問題，我們開發出一種全新的半圓形螺栓卡環組件，這種組件優勢較強，結構簡單、成本低，用其固定懸挑工字鋼的施工方法安全可靠，省力省料，卡環組件易于回收，能滿足“懸挑工字鋼安全穩定”的施工要求。通過這樣的方式，可以有效實現安全施工的目的，提升工程的質量。

1 原本螺栓卡環組件及固定懸挑工字鋼主要情況及存在問題

現場建筑主體結構施工時經常使用懸挑式外腳手架，在懸挑式外架未搭設之前需要先搭設外架懸挑工字鋼，待建筑物外墻裝飾裝修工程結束后拆除外架并拆除工字鋼，搭設外架懸挑工字鋼須固定工字鋼，目前固定外架懸挑工字鋼一般采用“U”形螺栓卡環預埋件，“U”形螺栓卡環預埋件的預埋方式如下。

1.1 直接預埋式“U”形螺栓卡環預埋件

直接預埋式“U”形螺栓卡環預埋件即是采用機械加工成所需高度的“U”形螺栓卡環，在卡環兩個末端，采用機械開牙，將該“U”形螺栓卡環預埋在需要懸挑工字鋼的指定位置，與樓板板筋和面筋綁扎以固定，要保證位置正確及與樓板垂直。澆筑完混凝土后放置工字鋼在“U”形螺栓卡環中，再用角鋼壓塊連接兩個“U”形螺栓卡環末端并用螺母固定，達到固定懸挑工字鋼的目的[1]。但是固定懸挑工字鋼方式存在以下不足之處，具體有以下3 點。

（1）材料浪費較多，“U”形螺栓卡環預埋件使用完畢后不能拆除，不能回收，不能取出再使用，不符合綠色節能理念要求。

（2）消耗勞動力較多，“U”形螺栓卡環預埋件使用完畢后需人工切割超出樓板的部分，切割出的部分無法再使用，不僅造成圓鋼、砂輪片等材料的浪費，而且消耗大量人力物力。

（3）影響樓板防水功能，“U”形螺栓卡環預埋件切割后留在樓板中的圓鋼遇水后易生銹腐蝕，留下可能造成樓板漏水的隱患。

1.2 貫穿樓板式“U”形螺栓卡環預埋件

貫穿樓板式“U”形螺栓卡環預埋件即是在樓板模板安裝完成及樓板鋼筋綁扎完畢后，在預定位置放置塑料管并用“U”形鋼筋綁扎固定其位置，把“U”形圓鋼預埋件倒放在塑料管中，待澆筑完混凝土，同時混凝土強度需達到一定要求，在樓板模板拆除后，工字鋼從“U”形中穿過，再在樓板底用角鋼壓塊連接并用螺母固定。但是該預埋方式也存在以下不足之處，具體有以下3 個方面。

（1）施工不便，“U”形螺栓卡環預埋件在混凝土澆筑前需加設固定塑料管的“U”形鋼筋，在澆筑完混凝土后，放置工字鋼時需從“U”形中間穿入，不能使用塔吊吊裝，同時拆除時需在下一樓層頂施工，給施工帶來不便。

（2）時間拖滯較長，“U”形螺栓卡環預埋件需等樓板混凝土完全硬化達到要求，方可拆除樓板模板，才能對“U”形螺栓卡環進行加固，等待時間較長，不利于施工的進行。

（3）影響樓板防水功能，“U”形螺栓卡環預埋件使用完畢拆除后，塑料管所在的位置會形成孔洞，如若是后期處理不當容易形成漏水點，不利于樓層防水。

2 一種半圓形螺栓卡環組件情況分析

綜上所述，當前的兩種施工方法本身存在一定的缺陷，因此本文提出一種新的施工方法，采用一種半圓形螺栓卡環組件，包括半圓形螺栓預埋件和“幾”字形緊箍件，半圓形螺栓預埋件包括半圓形圓鋼螺栓和半圓形塑料管[2]。

半圓形圓鋼螺栓為用圓鋼制成的開口半圓形結構，如圖1 所示，開口半圓形圓鋼的中間為半圓形段，兩端為螺牙段，螺牙段螺牙的直徑稍小于圓鋼直徑，半圓形圓鋼螺栓開口寬度即半圓形段的直徑大于待固定的外架懸挑工字鋼的寬度。

圖1 半圓形圓鋼螺栓結構

半圓形塑料管之半圓直徑與半圓形圓鋼螺栓半圓形段的直徑對應，半圓形塑料管的孔徑稍大于半圓形螺栓圓鋼的直徑，安裝狀態下半圓形圓鋼螺栓套在半圓形塑料管內，半圓形圓鋼螺栓兩端的螺牙段露出半圓形塑料管外端。

“幾”字形緊箍件為用扁鋼制成的開口“幾”字形結構，如圖2 所示，“幾”字形緊箍件的頂面與兩直立面垂直，同時開口的寬度和高度均大于待固定的外架懸挑工字鋼的寬度和高度，保證緊箍件兩直立面末端帶有外延的與頂面平行的連接段，連接段上分別開有安裝孔，左連接段上的安裝孔與右連接段上的安裝孔之間的中心距離與半圓形圓鋼螺栓的開口寬度對應，安裝狀態下半圓形螺栓預埋件之半圓形圓鋼螺栓兩端的螺牙段伸進“幾”字形緊箍件的左、右安裝孔內并通過螺母連接。

圖2 “幾”字形緊箍件結構

3 施工工藝方法流程

3.1 施工準備

（1）按照模板專項施工方案安裝模板，模板的支撐體系須嚴格按規范要求搭設，驗收合格后方可進入下一工序。

（2）按經過審批后的懸挑腳手架專項施工方案確定懸挑工字鋼的規格，并根據懸挑工字鋼的規格設計半圓形螺栓卡環組件的規格尺寸。

（3）在需安裝懸挑工字鋼的樓層模板上，按懸挑腳手架專項方案中的要求確定工字鋼的放置位置及半圓形螺栓卡環組件的預埋位置，并在模板上做明顯標記。

3.2 制作半圓形螺栓卡環組件

先取圓鋼料及扁鋼料各一段，使其長度符合步驟設計的半圓形螺栓卡環組件的規格尺寸，用開牙機對圓鋼料兩端開螺牙得到開牙圓鋼，所開螺牙直徑要略小于圓鋼直徑，且螺牙直徑須與配套的螺母規格一致，再用鋼筋彎曲機將開牙圓鋼彎制成半圓形圓鋼螺栓，半圓形圓鋼螺栓半圓形段的直徑須符合設計的半圓形螺栓卡環組件的規格尺寸，然后用鋼筋彎曲機將扁鋼料彎制成“幾”字形緊箍件，“幾”字形緊箍件兩直立面，末端形成外延的與“幾”字形緊箍件頂面平行的左、右連接段，最后分別在左、右連接段上開安裝孔，左連接段上的安裝孔與右連接段上的安裝孔之間的距離根據半圓形圓鋼螺栓的開口寬度確定，安裝孔的大小要稍大于螺牙段圓鋼的直徑。

3.3 安裝半圓形螺栓預埋件

首先將半圓形圓鋼螺栓全段涂刷脫模劑后旋入半圓形塑料管中，使兩端螺牙段露出半圓形塑料管管孔外端，在螺牙段上擰入螺母。在施工中，需要確定的半圓形螺栓卡環組件的預埋位置，做好的半圓形螺栓預埋件，并用鐵釘和扎絲固定其位置[3]。然后用透明膠布將半圓形圓鋼螺栓外露的螺牙段以及半圓形圓鋼螺栓與半圓形塑料管連接的位置纏繞捆綁密封，以防止混凝土污染螺牙及防止水泥砂漿流入半圓形塑料管中。最后在半圓形螺栓預埋件半圓中間稍偏兩邊處布置兩根加強筋，加強筋垂直于卡環組件縱向布置，并通過扎絲與樓板底筋連接固定，如圖3 所示。

圖3 半圓形螺栓預埋件結構

3.4 澆筑混凝土

需核查半圓形螺栓預埋件位置是否正確、連接是否穩固。澆筑樓板混凝土過程中，在澆筑到半圓形螺栓預埋件位置時不得超時振搗，如圖4 所示，澆筑完畢后及時進行人工調整，使半圓形螺栓預埋件垂直于樓板。

圖4 澆筑樓板混凝土后的半圓形螺栓預埋件結構

3.5 安裝懸挑工字梁

首先要拆除纏繞捆綁在半圓形螺栓預埋件上的透明膠布并旋出螺母，然后吊裝工字鋼使其落入半圓形螺栓預埋件兩螺牙段之間[4]，再安裝“幾”字形緊箍件使其扣在工字鋼上，“幾”字形緊箍件的左、右兩邊的安裝孔分別套入半圓形圓鋼螺栓的螺牙段，在螺牙段上加彈片和墊片然后旋上螺母，同時調正工字鋼位置后將螺母擰緊，最后用木楔將工字鋼與“幾”字形緊箍件兩直立面之間的縫隙契緊固定，如圖5 所示。

圖5 半圓形螺栓卡環組件固定懸挑工字鋼結構

3.6 拆除懸挑工字鋼、回收半圓形螺栓

建筑物外墻裝飾裝修工程結束后要拆除懸挑工字鋼時，其步驟如下：首先要拆除螺母、墊片和彈片，然后拆除“幾”字形緊箍件，接著要吊裝拆除懸挑工字鋼，再從半圓形塑料管中側旋出半圓形圓鋼螺栓，回收備用，最后用水泥砂漿灌注封堵半圓形塑料管管洞，并抹壓平整孔洞表面，如圖6 所示。

圖6 拆除懸挑工字鋼和“幾”字形緊箍件及半圓形螺栓后的孔洞結構

本半圓形螺栓卡環組件，在施工的時候應注意，在安裝半圓形螺栓預埋件時，在確保半圓形螺栓預埋件與模板垂直的同時應保證半圓形塑料管下表面距模板有10mm 的保護層厚度，以有效防止樓板預埋半圓形塑料管處漏水[5]。

4 結語

綜上所述，這種半圓形螺栓卡環組件及用其固定懸挑工字鋼的施工方法能夠有效解決傳統施工方法之中的不足，推動施工的有效發展，對于當前的施工而言，有著非常強的促進作用，因此在當前的施工中能夠得到大規模的應用。