楊士玨

(鯤鵬建設(shè)集團(tuán)有限公司,浙江 溫州 312000)

隨著小高層建筑結(jié)構(gòu)的日益增多,型鋼懸挑腳手架已經(jīng)在該類(lèi)建筑中得到廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的型鋼懸挑腳手架存在“上懸斜拉式”和“下斜撐式”,“上懸斜拉式”懸挑腳手架的型鋼分為錨固段和懸挑段,“錨固段”通過(guò)在現(xiàn)澆樓板上預(yù)埋鋼筋環(huán)錨固在結(jié)構(gòu)樓板上,“懸挑段”端部通過(guò)鋼絲繩斜拉固定在上一層結(jié)構(gòu)面邊梁的拉環(huán)上,通過(guò)這種方式來(lái)懸挑外部架體?！吧蠎倚崩健睉姨裟_手架在應(yīng)用過(guò)程中,存在型鋼需求較多、剪力墻和柱子部位需留設(shè)較大的洞口以致留下滲漏隱患等不足,而且,由于型鋼梁較長(zhǎng),拆除也不便。“下斜撐式”懸挑腳手架在“上懸斜拉式”懸挑腳手架的基礎(chǔ)上,去掉上部斜拉鋼絲繩,在型鋼挑梁端部下面加一斜撐梁, “下斜撐式”懸挑腳手架除了存在“上懸斜拉式”懸挑腳手架相同的弊端外,從型鋼懸挑腳手架所用的材料、制作、安拆、用工等方面分析,“上懸斜拉式”的效果好于“下斜撐式”。

螺栓固定式斜拉懸挑腳手架綜合了上面兩種型鋼懸挑式腳手架的不足,采用懸挑型鋼梁根部用高強(qiáng)螺栓固定在結(jié)構(gòu)邊梁上,懸挑型鋼梁端部用鋼筋拉桿上懸斜拉的一種施工方法。該方法經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐證明具有節(jié)約材料、安全可靠、制作安裝及拆卸方便等特點(diǎn)。

1 工程概況

蘇州水巷鄰里住宅小區(qū)工程,該工程位于蘇州市工業(yè)園區(qū),由20幢12～18層的小高層組成,建筑物的最大高度為54.1 m,自然地面與室內(nèi)正負(fù)零高差約2.3 m。1層層高4.5 m,標(biāo)準(zhǔn)層高3.2 m,外架采用螺栓固定式斜拉懸挑腳手架,建筑物外端懸挑段長(zhǎng)度為1.2～2.0 m,懸挑長(zhǎng)度超過(guò)1.7 m的采用兩根斜拉桿；懸挑型鋼梁的最大間距為2.8 m。在腳手架施工和使用過(guò)程中,該懸挑體系一直處于安全、穩(wěn)定的狀態(tài)；與懸挑體系連接的結(jié)構(gòu)也未出現(xiàn)損壞或裂縫現(xiàn)象。見(jiàn)圖1。

圖1 側(cè)面螺栓固定式斜拉懸挑腳手架應(yīng)用結(jié)構(gòu)樣板

2 工藝原理簡(jiǎn)述及適用范圍

該方法利用高強(qiáng)螺栓將懸挑架體的荷載傳遞到原結(jié)構(gòu)邊梁的原理,施工簡(jiǎn)單,安全可靠。具體操作是將懸挑型鋼梁根部用2個(gè)高強(qiáng)螺栓固定在已有的主體結(jié)構(gòu)邊梁上,高強(qiáng)螺栓的直徑為20 mm,強(qiáng)度級(jí)別為8.8級(jí)；懸挑型鋼梁端部用鋼筋拉桿上懸斜拉,懸挑型鋼梁間用槽鋼連梁水平連接，然后在槽鋼連梁上面搭設(shè)懸挑外部的架體。通過(guò)對(duì)已有的主體結(jié)構(gòu)承載力、高強(qiáng)螺栓強(qiáng)度、焊縫長(zhǎng)度、預(yù)留孔處混凝土局部承壓力驗(yàn)算,保證整體穩(wěn)定及強(qiáng)度,有效滿(mǎn)足架體的設(shè)計(jì)要求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行荷載試驗(yàn)的檢驗(yàn),形成了一個(gè)牢固、穩(wěn)定、安全的懸挑體系,見(jiàn)圖2。

圖2 型鋼懸挑基本模型示意圖

本方法適用于普通工業(yè)與民用建筑的主體結(jié)構(gòu)工程以及外墻裝飾工程的外腳手架搭設(shè),尤其適用于小高層住宅建筑的結(jié)構(gòu)工程及外墻裝飾工程的外腳手架搭設(shè),結(jié)構(gòu)邊梁高度小于400 mm時(shí),不宜采用本方法。

3 施工工藝流程及施工要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 施工工藝流程

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 架體施工圖設(shè)計(jì)

1)根據(jù)建筑的外形及高度,綜合確定懸挑型鋼梁固定的部位、懸挑的長(zhǎng)度、懸挑層數(shù)及懸挑高度。

2)根據(jù)已有的結(jié)構(gòu)邊梁,經(jīng)合理驗(yàn)算,確定懸挑型鋼梁的布置位置以及懸挑長(zhǎng)度,懸挑型鋼梁的間距不超過(guò)3 m為宜。當(dāng)懸挑長(zhǎng)度大于1.7 m時(shí)采用兩根斜拉桿。具體可根據(jù)計(jì)算結(jié)果,適當(dāng)調(diào)整。

3)根據(jù)已有結(jié)構(gòu)梁的寬度或墻板的厚度確定高強(qiáng)螺栓的長(zhǎng)度尺寸。一般結(jié)構(gòu)梁或墻板尺寸加80 mm為高強(qiáng)螺栓的長(zhǎng)度。高強(qiáng)螺栓的直徑為20 mm,強(qiáng)度級(jí)別為8.8級(jí)。最終需根據(jù)施工使用及原結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行驗(yàn)算確定。

4)根據(jù)建筑的層高及懸挑型鋼梁長(zhǎng)度確定上懸斜拉桿的長(zhǎng)度。上懸斜拉桿的長(zhǎng)度可通過(guò)斜拉桿的花籃螺栓進(jìn)行長(zhǎng)度的適當(dāng)調(diào)節(jié)。

5)以上設(shè)計(jì)均需畫(huà)出詳細(xì)的施工圖紙,并進(jìn)行合理的計(jì)算、驗(yàn)算。施工圖紙包括懸挑型鋼梁的平面布置圖、各類(lèi)構(gòu)件的加工尺寸圖以及節(jié)點(diǎn)圖。

3.2.2 懸挑型鋼梁及構(gòu)件的制作

1)懸挑型鋼梁 懸挑型鋼梁一般采用18#工字鋼,工字鋼為雙軸對(duì)撐型鋼,具有較好的穩(wěn)定性。根據(jù)施工圖紙將工字鋼切割成需要的長(zhǎng)度。工字鋼梁的長(zhǎng)度為外立桿距邊梁或墻的距離再加上100 mm。

2)連接鋼板 連接鋼板一般厚度為10 mm。主要在有懸挑型鋼根部與原結(jié)構(gòu)連接處以及上懸斜拉桿連接處。見(jiàn)圖4。

圖4 連接鋼板樣式與尺寸大樣示意圖

3)斜拉桿及花籃螺栓 斜拉桿是懸挑架體中的重要受力構(gòu)件之一,采用直徑20 mm的鋼筋制作。斜拉桿分兩段構(gòu)成,中間用花籃螺栓連接。兩端部焊接連接鋼板,分別與型鋼梁與原結(jié)構(gòu)連梁相連接。見(jiàn)圖5。

圖5 斜拉桿與花籃螺栓的連接示意圖

3.2.3 樓層邊梁或墻內(nèi)預(yù)埋高強(qiáng)螺栓洞

預(yù)埋螺栓洞采用薄壁鐵管,內(nèi)徑比高強(qiáng)螺栓的直徑大2 mm。預(yù)埋薄壁鐵管時(shí)事先彈好水平線(xiàn), 將薄壁鐵管預(yù)埋在統(tǒng)一高度,一般為結(jié)構(gòu)板底向下80 mm到螺栓洞中心位置,將鐵管與邊梁內(nèi)的鋼筋焊接牢固,以免振搗混凝土?xí)r將其振搗偏位。

3.2.4 懸挑型鋼梁安裝

1)待結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完成后,拆除邊梁或外墻模板,養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)后,找出預(yù)留的螺栓孔洞并清理干凈,如果懸挑型鋼梁安裝部位結(jié)構(gòu)面不平整,則必須修補(bǔ)平整,這樣才能使連接鋼板與結(jié)構(gòu)面充分接觸,達(dá)到受力均勻的效果。

2)根據(jù)施工圖紙將懸挑型鋼梁根部用兩個(gè)8.8級(jí)M20的高強(qiáng)螺栓與結(jié)構(gòu)相連,此時(shí),由于上部結(jié)構(gòu)沒(méi)有完成,不能進(jìn)行上懸斜拉,所以須先將懸挑型鋼外側(cè)端部擱置在下層部位的腳手架上。安裝時(shí)懸挑型鋼的外端上翹20 mm,可減少上部架體安裝后,懸挑型鋼梁端部下垂現(xiàn)象。

3.2.5 水平連梁安裝

水平連梁采用12.6號(hào)槽鋼,槽口水平向下與工字鋼焊接。并在立桿位置焊Φ50的短鋼管作為立桿的底座,以防止立桿的滑移。見(jiàn)圖6。

圖6 聯(lián)梁與懸挑梁的連接以及立桿底座與聯(lián)梁的連接

3.2.6 斜拉桿的安裝

1)待上層的主體結(jié)構(gòu)完成后,及時(shí)進(jìn)行斜拉桿的安裝。

2)安裝時(shí)先選用長(zhǎng)度合適、絲牙一正一反的兩端拉桿用花籃螺絲連接。再將拉桿的一端用一個(gè)8.8級(jí)的高強(qiáng)螺栓與結(jié)構(gòu)連接,另一端與懸挑型鋼梁端部連接。

3)拉桿與結(jié)構(gòu)連接的高強(qiáng)螺栓采用雙螺帽。

4)上懸斜拉桿連接完成后調(diào)節(jié)中部的花籃螺絲,使拉桿均勻受力。

5)當(dāng)懸挑型鋼梁長(zhǎng)度大于1.7 m時(shí),懸挑型鋼梁上設(shè)置兩根斜拉桿。見(jiàn)圖7。

圖7 設(shè)置兩道斜拉桿大樣示意圖

6)當(dāng)上層結(jié)構(gòu)施工完畢,斜拉桿安裝之前,懸挑型鋼梁需擱置在下層架體上,以減小上部荷載引起懸挑型鋼梁的撓度。

4 主要材料及設(shè)備

1)主要材料見(jiàn)表1。

表1 主要材料

2)本工程施工的設(shè)備主要為電焊機(jī)、氧氣乙炔切割、扳手等。

5 質(zhì)量安全控制

5.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

1)各種構(gòu)件的加工尺寸符合施工圖紙的要求。

2)各鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB 50205—2001)》。

3)懸挑架體的安裝與拆除符合《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)(JGJ 59—2011)》。

5.2 質(zhì)量保證措施

1)工字鋼、槽鋼、鋼板均應(yīng)無(wú)缺損且有合格證。

2)花籃螺絲、高強(qiáng)螺絲均需檢測(cè)合格。

3)各構(gòu)件加工時(shí)尺寸需準(zhǔn)確,下料采用氧氣乙炔火焰切割,切口必須平整,無(wú)裂縫、無(wú)夾渣。

4)焊接時(shí)選用技術(shù)較好的工人,保證焊縫的質(zhì)量符合要求。當(dāng)兩種以上鋼材焊接時(shí),應(yīng)以強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼材選用焊條的品種。

5)螺栓孔位置預(yù)埋準(zhǔn)確,數(shù)量符合要求。

6)各位置的螺栓必須設(shè)置相應(yīng)的墊片且螺帽必須擰緊。墊片采用10 mm厚鋼板自行制作。

7)密切注意懸挑架體中立管與槽鋼的連接、槽鋼與工字鋼的連接是否牢固可靠。

8)定期檢查懸挑架體中斜拉桿是否松動(dòng),以確保斜拉桿均勻受力。

9)上部架體的搭設(shè)必須符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ 130—2001)》的要求。

5.3 安全保證措施

1)斜拉桿安裝前,懸挑型鋼的端部擱置在下部的腳手架上,下部的架體不得隨意拆除。

2)型鋼梁上不允許隨意地打眼、鉆孔。

3)每搭設(shè)完10 m高度后，同步對(duì)斜拉桿的調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié),使得每根斜拉桿受力均勻。

4)斜拉桿完成后在花籃螺栓處涂抹黃油并用塑料紙進(jìn)行包裹保護(hù),防止其銹蝕。

5)在使用過(guò)程中,專(zhuān)職安全員要定期認(rèn)真檢查螺栓受力情況和架體穩(wěn)定性,一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)停止使用。

6)搭設(shè)和拆除腳手架時(shí),地面應(yīng)設(shè)圍欄及警戒標(biāo)志,并有專(zhuān)人看守。

6 經(jīng)濟(jì)效益比選及分析

本工程采用的螺栓固定式斜拉懸挑腳手架技術(shù)方案，比傳統(tǒng)型鋼懸挑腳手架技術(shù)方案在施工便利、施工成本、施工安全等方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。見(jiàn)表2。

7 結(jié) 語(yǔ)

該螺栓固定式斜拉懸挑腳手架施工技術(shù)成功應(yīng)用于蘇州水巷鄰里住宅小區(qū)工程,并成功解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)型鋼懸挑腳手架施工空間狹小、材料浪費(fèi)、制作及安裝不便等不足。工程實(shí)踐證明,該螺栓固定式斜拉懸挑腳手架施工技術(shù)符合綠色施工環(huán)保理念,并具備工具化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn),可以適用于普通工業(yè)與民用建筑的主體結(jié)構(gòu)工程以及外墻裝飾工程的外腳手架搭設(shè),尤其是適用于小高層住宅建筑的結(jié)構(gòu)工程及外墻裝飾工程的外腳手架搭設(shè), 這種節(jié)約材料、安裝方便、安全可靠的懸挑外架形式將具有良好的推廣價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。