1 工程概况 房山某安置房项目是北京市房山区一个重大建设民生项目,旨在为当地居民提供安全、舒适的居住环境。该项目占地广阔,总建筑面积达到数10万m2,由多栋高层建筑组成。各栋号主楼结构形式为现浇混凝土剪力墙结构,地上标准层混凝土标号为C30。为了确保施工的高效与安全,项目团队决定采用作为主要施工支撑体系。项目效果图如图1所示。 图1 项目效果图 2 施工重点与难点 (1)悬挑楼层高强螺栓、塔式起重机附着、室外电梯、连墙件等部位孔洞的留设位置,提前深化,确保位置准确,且预留预埋孔洞需避开水电管线、线盒等位置。 (2)需综合考虑悬挑架悬挑楼层及层数,满足结构承载力,组织专家论证。 (3)应根据总体工期计划合理安排材料分批进场、现场合理码放、材料的周转,在确保进度和安全的情况下,节约成本。 3 专家论证 根据此方案的构造措施、计算结果以及各类保证措施进行分析,与设计、监理等参建单位共同编制了专项施工方案,并邀请了相关专家进行现场指导,组织专家论证会,通过对工程综合论证,确定本工程采用新型花篮拉杆式工字钢悬挑脚手架作为地上结构标准层外防护结构。 4 4.1 悬挑脚手架概况 脚手架为悬挑工字钢双排单立杆扣件式钢管脚手架,主要作用为外防护架。悬挑形式及一次、二次悬挑层位置统计见表1。 表1 悬挑架悬挑形式统计 采用的钢管类型为直径48.3 mm×3.6 mm,立杆纵距1.5 m;立杆横距0.9 m;水平杆步距1.4 m;连墙件采用2步3跨,竖向间距2.8 m,水平间距不得大于4.5 m;设置连续竖向剪刀撑,每道剪刀撑宽度为4跨,由底至顶连续设置,悬挑水平钢梁采用16号工字钢,长度为1.4~3.0 m,内排立杆距结构距离0.35 m。工字钢与结构墙体连接采用M 22的8.8级承压型高强螺栓,斜拉杆采用直径为20 mm圆钢。 悬挑采用16号工字钢,16号工字钢长度分为直形:1.4 m、1.8 m、2 m、2.3 m、2.6 m、2.8 m、3 m;阳角形2.13 m;斜形:1.7 m;普通工字钢:2.4 m、3.2 m、4.5 m。 斜拉杆采用直径20 mm钢拉杆,斜拉杆一端耳板与挑梁耳板通过M 22×70 mm的8.8级高强螺栓相连,另一端耳板与预埋进梁内的套管通过M 22×290 mm的8.8级高强螺栓相连。 根据悬挑部位,选择不同长度悬挑工字钢进行安装。当悬挑钢梁长度L≤1.8 m时,采用单拉式悬挑承力架;当悬挑型钢梁长度L>1.8 m时,采用双拉式悬挑承力架,垫片采用100 mm×100 mm×10 mm、100 mm×300 mm×10 mm钢板,挑梁底座连接板尺寸为210 mm×270 mm×12 mm,防护架体采用扣件式钢管脚手架。 4.2 悬挑梁材料要求 加工成型的工字钢悬挑梁质量的优劣对本工程采用的施工方法起到了决定性的作用,从钢材的品种、规格、性能,到焊接材料、连接用的紧固标准件以及涂装材料的要求,再到焊接、组装的质量都要进行细致检查,均必须符合现行有关国家规范或行业规范要求,做到不漏死角,全数检查。 4.3 工艺流程和悬挑梁搭设 4.3.1 工艺流程 放样弹线→预埋套筒→下层立杆顶端设置临时顶托→安装主梁→安装连系梁→放置纵向扫地杆→…(传统搭设脚手架流程)…→加设剪刀撑→铺设脚手板→张挂安全网→验收。 4.3.2 螺栓孔预埋 现场准备直径略大于穿墙螺栓约2 mm,且长度同墙厚(或梁宽)的铁套管,套管两端采用胶带进行封闭。首次预埋时,应多布设2组(3个/组),预埋件长度为180 mm,作为拉拔试验使用,用于检验受拉承载力设计值是否满足受力要求。 铁套管须精准地按照施工方案平面布置的要求进行定位,其水平间距不得大于1.5 m,同时需确保水平间距的偏差精度在10 mm以内,竖向间距的偏差精度在3 mm以内。铁套管的埋置高度应精确至结构楼面标高往下220 mm处,两处预埋位置应位于楼板板顶标高往上60 mm处,且水平间距应保持在130 mm。 为确保铁套管与墙或梁的构造钢筋稳固连接,需在悬挑层浇筑楼面边梁或剪力墙混凝土前,严格参照悬挑钢梁的平面布置图,逐一核对所有穿墙螺栓套管的位置。在此过程中应使用专门的套管固定工具(一般焊接辅助钢筋固定)进行固定,以确保其位置的准确性及稳定性。套管预埋时,采用预埋套管与梁墙钢筋点焊或绑扎,保证预埋套管的安装精度,防止在混凝土浇捣时发生位移。 在浇筑混凝土的过程中,应确保泵管倾倒的混凝土不会直接冲击到铁套管上,从而保障套管的稳定性和完整性。为防止套管出现位移或变形,需指定专人进行全程跟踪检查。一旦发现套管有跑位或变形的情况,应立即采取措施进行修复,确保施工质量。 4.3.3 在墙体或梁终凝后,不同长度花篮式悬挑架位置依据每栋楼平面图布置,多排立杆位置在单元之间采光井、南边飘窗、空调板处设置。遵循技术交底要求,并结合现场实际定位位置进行精确安装。在高强螺栓的紧固过程中,必须严格控制力矩,以确保挑梁安装的稳定性和安全性。 拧紧力矩为90 N·m,具体操作如下。 (1)当外墙梁内侧的模板被拆除后,拆除悬挑层临边防护措施。随后将钢梁的外端稳妥地搁置在下层落地架外侧的纵向水平杆上,以确保结构稳定和安全。 (2)安装过程中,首先由一名工人在墙内负责安装穿墙螺栓,当螺栓成功穿出墙外后,再由另一名工人在墙外进行主梁的安装。在安装过程中,需确保尺寸和垂直度准确无误,并进行预紧螺母的操作。当所有螺栓都拧紧,并经过仔细检查确认无误后,即完成悬挂钢梁的安装工作。 (3)结构大阳角位置,在布设斜线梁时,部分位置立杆间距大于设计纵距1.5m,因此在该位置悬挑梁的基础上增加1道横梁,即扁担梁。待两侧悬挑梁安装完毕后,需对其间距进行测量,并据此进行下料作业。 4.3.4 斜拉杆安装 待外侧模板被移除,且混凝土的强度达到方案中要求的强度(通常在混凝土浇筑后的72 h左右),方可将双耳拉环安装在预埋件内,并同时安装斜拉杆,调整至适当的受力状态。在尚未具备安装上拉杆的条件时,脚手架的最大搭设高度应限制在13 m,同时在工字钢的底部应设置双排脚手架的横杆支撑。一旦悬挑层上层的混凝土强度达到预定标准,应立刻组装上拉杆,并在调节斜拉杆至受力状态后,方可拆除下部的脚手架,并继续向上搭设脚手架。 4.4 悬挑工字钢构造要求及注意事项 4.4.1 构造要求 悬挑架型钢布置应沿着建筑物的外墙,确保每榀之间的间距不超过1.5 m。为确保稳定性,外脚手架的立杆应套接在移动定位桩上,并通过传统的连墙件与建筑物进行牢固连接。通过这种方式,可以构建一个完整的悬挑脚手架系统,为施工人员提供安全、稳定的操作平台。 阳角处根据现场实际情况,上部设置2道斜拉杆。阳角工字钢设置在侧墙处时,采用对拉螺栓或预埋螺栓的形式进行固定。 4.4.2 注意事项 悬挑架斜拉杆的垂直距离之比应控制在4以下,以确保仰角足够,避免稳定性受影响。同时,为确保整体结构的稳固性,斜拉杆下端必须紧邻外排脚手立杆,严禁擅自调整下拉连结板的位置。 处于室外电梯出入口处架体,需单独搭设,不与悬挑架相连接,具体以室外电梯搭设防护架方案为准,根据现场施工室外电梯在悬挑架的下方,如特殊情况需要考虑留设位置,开口处单独设置悬挑钢梁加强处理。 悬挑梁斜拉杆的上拉点所预留的螺栓孔位置,在混凝土圈梁或边梁的边缘地带。为了便于进行安全检查工作,螺栓螺母的安装位置被设定为楼内。此外,为了确保结构的稳固性,斜拉杆上拉点的铁板内侧需装配1块尺寸为100 mm×100 mm×10 mm的钢质垫板。 钢垫板外侧装配双螺母,并确保螺栓端外露长度至少为3个螺纹丝扣和10 mm,保证该连接点的稳固性和不变形。对于只配备1个垫片的螺栓,垫片应放置在螺栓头的下方。 5 新型花篮拉杆式工字钢悬挑脚手架优势 此工艺不需要穿墙预埋安装,避免了传统安装方法中对建筑结构、梁、柱及楼板的损坏。这种技术有效杜绝了楼层渗水漏水的问题,确保了工程的长期稳定性和安全性。此外,由于免去了穿墙预埋的步骤,施工过程中对建筑结构的破坏大幅减少,从而有效保护了建筑的整体结构安全。 采用此工艺使室内施工现场更加平整、美观。在传统的施工过程中,由于需要穿墙预埋,施工现场通常显得杂乱无章,不仅影响施工人员的作业效率,而且给物料转运和工序进行带来了诸多不便。而采用免穿墙预埋安装技术后,施工现场变得整洁有序,便于施工人员在现场能够便捷地移动和进行物料转运,大幅提高了施工效率和质量。 悬挑钢梁采用工厂标准化制作,周转率高,安装操作轻便,可以在工厂内进行预制,不仅提高了制作精度,而且大幅缩短了施工周期。在安装过程中,由于型钢梁具有轻便的特点,施工人员可以更加轻松地完成安装工作,从而提高了施工效率。此外,由于免穿墙预埋安装技术的特点,拆除时无需全程依赖塔式起重机施工,进一步降低了施工成本。 此外,根据统计数据,采用此种技术,钢材使用量可减少56 %以上,并无需进行现场切割传统预埋件,进一步提高了施工效率。这不仅降低了施工过程中的能耗和废弃物产生,而且节约了宝贵的材料资源,为建筑行业的绿色发展做出了积极的贡献。 6 结束语 新型花篮拉杆式工字钢悬挑脚手架以其独特的优势和特点,在现代建筑行业中展现出了广阔的应用前景。此方法不仅优化了施工步骤,提升了施工效率与品质,而且有效保护了建筑结构安全、降低了能耗和废弃物的产生。随着科技不断进步和人们对建筑工程质量要求的日益提高,新型花篮拉杆式工字钢悬挑脚手架必将在未来发挥更加重要的作用,促进建筑行业朝着更环保、经济、长期可行的方向发展。

