新型花籃式懸挑架在裝配式結構施工中的應用分析

劉 東

(中鐵十六局集團第五工程有限公司，河北 唐山 063000)

0 引 言

我國城市建設速度不斷提高，大規模高層建筑在城市發展中越發普遍，建筑結構逐漸復雜化，建筑物外墻腳手架結構是保障建筑物主體、墻面裝飾施工能夠順利、有效進行的重要因素，廣泛應用在建筑行業當中。而傳統懸挑架結構具有使用物料重量大、數量多、安裝與拆卸過程中人工作業量大、材料運送困難、存在安全風險、損害建筑物結構等缺點。相比之下，新型花籃式懸挑架具有操作便捷簡單、價格低廉、安全系數良好等優點。因此，建筑單位在進行腳手架結構選擇時可以優先選擇新型花籃式懸挑架。

1 工程概況

1.1 項目概況

新天地風尚住宅項目位于某市區吉林路與南京路交匯處，該建筑工程建筑物總面積為125 000 m2，其中地下結構2層，總面積為35 000 m2，地上總面積為90 000 m2，包括5棟7層洋房，每層高度為2.9 m，5棟20層高層，每層高度為3 m，建筑物最大高度為60 m。項目工程選擇使用剪力墻結構，預制率為50%。

1.2 花籃式懸挑架設計

該建筑工程1—5層選擇使用傳統落地腳手架結構，6層以上選擇使用新型花籃式懸挑式鋼管結構腳手架，每隔5層設置一層懸挑，總共懸挑3次，懸挑高度為15 m。

2 方案設計

2.1 設計原因

該建筑工程不同于現澆結構，從6層開始選擇使用工廠預制構件。對于懸挑式腳手架運用的工字鋼、連接部件、拉桿結構等而言，預留和預埋工作極其重要，建筑單位必須提前進行處理工作。在型鋼布置環節，需要考慮灌漿孔以及預留洞的相對位置，同時還需要注意躲避PC板材料內部結構鋼筋與板材上設置好的預埋點位，否則施工人員需要在現場進行開洞打鑿，既耗費人力物力，還容易造成PC板材損傷破壞。

2.2 普通位置設計

腳手架懸挑段長度小于或等于2 m時，使用單拉桿方式，工字鋼材料型號選用國標16#，鋼材連接螺栓選用8.8級別M20高強度螺栓，使用雙螺母進行緊固工作，螺栓內部襯墊材料為13 mm鋼板；立桿間距為900 mm，下方使用HRB400、長度250 mm的短鋼筋進行焊接；拉桿材質使用M20圓形鋼，拉桿兩端焊接厚度為9 mm的壓板，使用花籃螺栓進行緊固連接，上端位置同樣使用8.8級別M20高強度螺栓進行連接，使用雙螺母進行緊固，螺栓內部壓板選擇使用9 mm厚鋼板，拉桿低端在工字鋼上焊接，同時使用高強度螺栓進行連接。整體懸挑架結構如圖1所示。

圖1 懸挑段大樣(≤2 000 mm)

當腳手架懸挑段長度大于2 m時，使用雙拉桿方式，其余位置構造方法不變，整體懸挑架結構如圖2所示。

圖2 懸挑段大樣(>2 000 mm)

2.3 陽臺設計

該建筑工程陽臺設計成預制陽臺，結構包括上翻梁和下掛梁，因此陽臺內部需要預留工字鋼螺栓孔，陽臺外部下掛梁位置布置穿工字鋼的洞口。工字鋼外部設置成雙拉桿模式。

2.4 大陽角設計

大陽角位置屬于建筑物相對薄弱部位，因此設計使用2根16#工字鋼，大陽角左右兩側的建筑墻體或梁使用一道工字鋼，懸挑工字鋼需要使用10#工字鋼進行輔助連接。具體情況如圖3所示。

圖3 大陽角設計示意

2.5 電梯設計

該建筑工程使用南京某公司生產的SC200/200型雙籠電梯，可進行人貨兩用，電梯外架預留寬度為4 m的人貨兩用電梯保護架結構，使用獨立工字鋼進行支撐作用。

2.6 采光井與電梯井設計

采光井與電梯井位置設計為常規設計，但是需要重視螺栓孔以及拉桿孔的設置工序，防止出現漏設忘設的現象。

2.7 連墻件

PC材質建筑物墻之間空隙大小為20 mm，連墻件可以選擇45 mm×5 mm扁形鐵，將其預先埋置在混凝土結構翻邊位置或者梁內位置，扁形鐵外部需要鉆孔，設置2個周長為15 mm的圓形孔，使用雙扣件連接鋼管，同時鋼管需要頂住梁或內部翻邊位置，同時連接內部與外部的立桿。

3 施工注意要點

3.1 施工流程

施工人員進行腳手架搭建時，需要按照嚴格的施工標準進行搭建，首先對懸挑工字鋼進行安裝，保障其穩定性，將固定鋼筋性進行焊接，隨后將立桿豎立，同時與掃地桿進行連接扣緊，將水平桿與立桿之間進行扣緊，再次進行水平桿安裝工作，安裝連接墻體桿件，連接立桿，再次安裝水平桿，設置斜拉桿，當搭設距離超過10 m時，需要進行以此工序檢驗。最后，在腳手架正式使用前再次進行質量檢查，確保腳手架結構穩定牢固，能夠安全使用。

3.2 搭設要點

懸挑鋼梁需要使用16#工字鋼，鋼梁之間最大距離為1.5 m，同時使用M20高強度螺栓進行緊固，使用雙螺母方法[1]。懸挑立桿需要支撐在工字鋼，使用高度為250 mm的鋼筋對立桿底部進行焊接固定，外部立桿需要使用10 mm厚的帶孔鋼板進行鋼拉桿拉結，使用二級焊縫對工字鋼和端板進行焊接，保證焊縫內部不出現裂紋、焊縫不徹底、未完全熔合等問題，同時對焊縫進行超聲波探傷檢查，確保其符合施工標準。懸挑工字鋼使用M20調節式拉桿拉進固定，斜拉桿連接板和上拉桿與建筑結構之間使用M20型號長度為300 mm的高強度螺栓進行連接緊固，下側拉桿和工字鋼之間使用M20型號長度為70 mm的高強度螺栓進行連接緊固。

腳手架周圍需要做好防護措施，在腳手架外部使用密眼型防護網進行人員作業保護，使用19#鐵絲將防護網逐個固定到腳手架。防護網需要保持在張緊狀態，確保其能夠有效起到防護作用。落地架第2層、懸挑式腳手架第1層、作業層上下層之間需要使用擋板進行全封閉處理，同時在腳手架外側立桿，周圍設置2 m高的擋腳板。

3.3 搭設工藝

搭設懸挑架前，施工人員必須依照設計方案中規劃完善的立桿平面布置圖開展挑梁彈線工序，以保障實際立桿間距符合設計方案要求。立桿之間需要設置雙向水平桿，水平桿長度為1.8 m，且需要使用扣接法與相交立桿連接緊固，其他水平桿全部設置在立桿同一方向，方便斜桿與立桿交接點和剪刀撐之間進行扣接[2]。豎方向剪刀撐斜桿與地面之間的角度需要保持在45°～60°，同時與地面之間保持頂緊狀態，剪刀撐和立桿之間需要保持有效連接，即連接長度不小于1m，使用3個以上旋轉固定件進行扣接，剪刀撐端部位置多出扣件邊緣數值不小于0.1 m。立桿接長工序需要使用對接扣件法，2根臨近立桿接頭錯開設置，同步進行的立桿接頭需要錯開最少500 mm的高度，各立桿接頭的中心點到主節點之間距離不能大于步距1/3。此外，立桿垂直度應該小于L/400，其中L指整體懸挑架高度。

扣件螺栓全部使用測力矩扳手進行擰緊固定，將其扭力矩大小控制在40～70 N·m。施工人員需要注意桿件的垂直情況與偏差角度，發現偏離時及時校正，避免出現偏差距離過大的現象。懸挑架進行初步搭設時，因為連接墻體部件未能有效進行拉結工作，只能與立桿之間連接，在實際搭設時需要將下方腳手架上使用工字鋼進行臨時支撐，同時只能搭設兩步，等到PC材質外墻施工建設后，再進行臨時拉結懸挑架工序。當腳手架構造出兩步之后，這時由于外墻部分還未施工建設，需要進行臨時連接墻工作，利用鋼管將樓層與上端立桿之間臨時拉結，等到外墻結構建設完畢后及時架設拉桿，同時與建筑墻體進行拉結，然后才能將工字鋼下方的臨時支撐拆除。

3.4 雷電預防、消防設計

懸挑腳手架需要注重雷電預防功能，該建筑工程在施工場地內以及建筑周圍沒有外接電架空線路。在結構施工建設期間，塔吊高度大于腳手架高度，整個懸挑腳手架裝置位于塔吊之下，完全處于塔吊范圍之內，因此不需要設置避雷針等雷電預防裝置[3]。當塔吊拆除之后，需要及時增加避雷裝置，以防止腳手架在雷雨天氣等受到雷電打擊，造成結構破壞。對建筑工程的避雷裝置進行引用，與腳手架之間進行四角連接，接地電阻數值需要小于10 Ω。

施工建設人員還需要注意懸挑腳手架的消防設計。在樓層水平位置、施工人員能夠及時拿取的腳手架位置放置安全消防器材，同時需要將消防責任牌放在消防裝置上，工程安全檢查人員定期對消防設施進行檢查，以保證設施質量。

4 新型花籃式懸挑架在裝配式建筑結構中的應用優勢

4.1 縮減工字鋼使用量

短肢型鋼梁使用工業化標準制定，具有較高的安裝精密度；一次性投資后，產品裝置在其他類型建筑項目中基本能夠使用，提高了物件使用率，降低了資源投入成本[4]。新型花籃式懸挑架與傳統式懸挑架相比，省去了鋼梁錨固段，工字鋼的單一重量得到大幅度縮減，降低了工字鋼的安裝拆卸難度，進行腳手架作業時無須全程使用大型起重機進行施工，從而方便了腳手架安裝拆卸工作。

4.2 無須預埋安裝

新型花籃式懸挑架不需要施工人員對建筑樓板進行穿墻預埋工序，不會對裝配式建筑結構造成損傷破壞問題，同時，無須對墻體孔洞進行二次封堵，能夠避免傳統方法中工字鋼預埋工作需要進行現場切割鋼材的步驟，對建筑樓層透水、滲水等安全隱患起到有效保障，進一步加強建筑工程質量[5]。

4.3 減少建筑破壞

裝配式建筑工程中，預制結構部件在工程中進行集中化統一制造，生產制造過程中操作工序極為嚴格，同時注重養護管理工作，因此，在構件制作完畢后其自身質量與強度已經符合工程設計標準。新型花籃式懸挑架使用的花籃拉桿和短肢鋼梁等在安裝時使用錨固方法，與成品構件間進行有效連接，能有效降低由于建筑結構混凝土強度較弱引發的局部建筑結構損壞問題。

5 新型花籃式懸挑架在裝配式建筑施工時的應用要點

拉桿埋設層和懸挑層周圍需要進行鋼梁預埋，建筑施工單位需要高度重視懸挑鋼梁等部件的使用質量，對其承重性能等進行仔細考核，再交由工程設計審核部門進行復核審查，以確定其質量是否符合實際開工使用標準，若不符合，則指出具體問題，交由施工單位開展結構加強等工作[6]。

新型花籃式懸挑架屬于新式建筑施工技術，缺乏足夠的國家規定標準，在施工單位進行施工架設時需要將其進行分部分項處理，組織專業人員對工程進行研討論證。此外，在實際架設腳手架時，最大高度不應超過20 m，以此保證其安全性與使用性。

在首次進行新型花籃式懸挑架預埋時，需要進行提前預埋工作，以2根為一組，共預埋3組，以方便工程施工后期，施工人員進行“拔拉實驗”[7]。實際安裝預埋組件時，需要保證預埋組件和模板接觸面之間緊密貼合，沒有多余空隙，主要目的是防止在混凝土振搗工序中，混凝土漿水通過縫隙滲入到預埋組件內部。在預埋組件全部安裝完畢后，進行混凝土澆搗工序時，嚴禁施工人員直接使用振動棒和預埋組件進行接觸，以防止預埋組件受到外力影響發生損壞或位置偏移現象。

對于新型花籃式懸挑架施工中實際應用到的建筑材料，需要進行科學嚴謹的管理，安全防護網、工字鋼、連接扣件、鋼管材料、花籃螺栓、拉桿、高強度螺栓等懸挑架材料在進入施工現場時，必須出具明確清晰的質量證明文件，以保證材料的質量良好，進而保證腳手架結構質量與安全[8]。此外，在高強度螺栓使用前，需要有關人員對其進行復試檢測工作。

6 結束語

新型花籃式懸挑架與傳統式腳手架相比，具有承載能力強、裝卸操作便捷、重復使用率高、資金投入少、勞動量小、建筑結構質量有保證等優點。目前，新型花籃式懸挑架已被廣泛應用于各類建筑工程中，其安全可靠性也已經得到有效證明，具有良好的未來發展前景。