懸挑式腳手架的應(yīng)用實例及

懸挑式腳手架的應(yīng)用實例及探討摘要懸挑式腳手架作為一種新型的腳手架應(yīng)用技術(shù)，是建設(shè)部推廣使用的10項建筑業(yè)新技術(shù)之一，本文結(jié)合工程實例，介紹懸挑式腳手架的應(yīng)用，并就設(shè)計與施工方面的若干問題進行探討。關(guān)鍵詞10項建筑業(yè)新技術(shù)懸挑式腳手架懸挑式腳手架包括從地面、樓板或墻體上用立桿斜挑的腳手架，提供一個層高的使用高度的外挑式腳手架和高層建筑施工分段搭設(shè)的懸挑腳手架。本文中指的是最后一種，即架體結(jié)構(gòu)卸荷在附著于建筑結(jié)構(gòu)的懸挑結(jié)構(gòu)上，用于建筑施工中的主體或裝修工程的作業(yè)及其安全防護需要的腳手架。作為一種新型的腳手架應(yīng)用技術(shù)，懸挑式腳手架是建設(shè)部推廣使用的10項建筑業(yè)新技術(shù)之一，常在多層或高層建筑的施工場地或樓高限制，工期較緊的情況下使用。在《建筑施工安全檢查標準》（JGJ59-99）中，有專門的懸挑式腳手架檢查評分表（表-2）。福建省建設(shè)廳于2004年發(fā)布了《建筑施工懸挑式腳手架安全技術(shù)若干規(guī)定（試行）》（以下簡稱《規(guī)定》），規(guī)定懸挑式腳手架每段搭設(shè)高度不得大于24m。在建設(shè)部標準定額司和質(zhì)量安全司組織編制的《建筑施工安全技術(shù)統(tǒng)一規(guī)范》（征求意見稿）中，也有專門提到懸挑式腳手架，并規(guī)定：懸挑式腳手架立桿縱距不得大于1.5m；架體高度不得超過24m。但在實際中，使用鋼竹混搭腳手架，通過有效的卸荷，立桿縱距一般取1.8m，架體高度也常超過24m，本文將結(jié)合工程實例，就懸挑式腳手架設(shè)計與施工的若干問題作一些探討。1工程實例概況怡景麗苑商住小區(qū)三期25#樓工程，位于新明二路以北，建筑面積14900㎡，框剪結(jié)構(gòu)，十一層，首層高4m，二～十一層高3m，屋面標高34.0m，花架梁頂標高36.5m。外腳手架采用雙排扣件式鋼管腳手架，由于場地限制，部分采用懸挑式，部分采用落地式。2懸挑式腳手架的設(shè)計2.1架體設(shè)計懸挑式腳手架從二層開始搭設(shè)，搭設(shè)高度H＝33.7m。立桿、縱向水平桿、橫向水平桿、剪刀撐等采用φ48×3.5鋼管，欄桿、針柱等采用篙竹。立桿縱距l(xiāng)a＝1.8m，橫距l(xiāng)b＝0.8m，內(nèi)立桿距建筑物外邊緣lc＝0.2m，外立桿距建筑物外邊緣ld＝1.0m，大橫桿間距為1.8m和1.2m（目的是為了使平橋與建筑物的樓面平），平均步距h＝1.5m，小橫桿長度為1.2m。連墻件按兩步三跨設(shè)置，即每層樓面均設(shè)置連墻件。1.風(fēng)荷載的計算關(guān)鍵是在計算水平風(fēng)荷載標準值時，擋風(fēng)系數(shù)的確定。要綜合考慮鋼管架體、護欄、針柱、剪刀撐、擋腳板及密目式安全立網(wǎng)的擋風(fēng)作用，不能簡單的按敞開式腳手架查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130—2001，以下簡稱《規(guī)范》）附錄A表A—3取值。根據(jù)參考文獻[2]，本實例偏于安全的?。?.75。經(jīng)計算，三層：ωk1＝0.25kN/㎡，屋面：ωk2＝0.36kN/㎡，腳手架最高處：ωk3＝0.38kN/㎡。2.立桿的穩(wěn)定性計算在不考慮卸荷的情況下，經(jīng)計算外立桿受力N1＝10118N（組合風(fēng)荷載時為9513N），內(nèi)立桿受力N2＝10177N(組合風(fēng)荷載時為9270N)。⑴不組合風(fēng)荷載時，按內(nèi)立桿算：N/（A）＝112.5N/mm2＜f＝205N/mm2滿足要求。⑵組合風(fēng)荷載時，按外立桿算：N/（A）＋MW/W＝157.1N/mm2＜f＝205N/mm2滿足要求。3.連墻件的設(shè)計連墻件對腳手架的安全是至關(guān)重要的，它既可以約束腳手架發(fā)生橫向整體失穩(wěn)，又可以防止腳手架相對于建筑物向內(nèi)或向外的傾覆，同時還是腳手架承受水平力作用的支座?！兑?guī)范》第條規(guī)定：“對高度24m以上的雙排腳手架，必須采用剛性連墻件與建筑物可靠連接”，并把該條款定為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行?？紤]到懸挑式腳手架對連墻件的更高要求，《規(guī)定》第九條規(guī)定：“懸挑架架體應(yīng)采用剛性連墻件與建筑物牢固連接，連墻件應(yīng)設(shè)置在與懸挑梁相對應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)上。腳手架每兩步三跨或腳手架架體立面投影面積每27㎡以內(nèi)設(shè)置一道剛性連墻件。嚴禁采用鋼筋鐵絲等柔性連墻件?！眲傂赃B墻件是指采用鋼管、扣件或預(yù)埋件組成的連接腳手架與建筑物的構(gòu)件。實際中多采用邊梁外側(cè)預(yù)埋螺桿（螺桿直徑不小于Φ12，長度以250左右為宜）與端部焊有鉆孔鋼板（50×50×5角鋼）的鋼管采用螺栓連接的形式。本工程實例也采用了這種形式。連墻件的計算包括強度、穩(wěn)定性和連接強度的計算。有個問題要特別注意：在驗算連接扣件的抗滑承載力時，當(dāng)連墻件的軸向力設(shè)計值Nl大于單個扣件的抗滑承載力Rc，必須采取措施提高抗滑承載力。在本實例中，Nl＝10.7（三層）～13.2kN（屋面），均大于Rc＝8.0kN，若采用單扣件的話，只能按兩步一跨設(shè)置，這樣施工起來很不方便，因此采用雙扣件，按兩步三跨設(shè)置。2.2懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計1.懸挑結(jié)構(gòu)的形式設(shè)計在懸挑結(jié)構(gòu)形式的采用上，應(yīng)根據(jù)施工條件及懸挑方案的可行性，同時考慮安全、簡便、經(jīng)濟合理等因素?？梢允切弯撝谱鞯膽姨袅夯驊姨翳旒艿龋坏貌捎娩摴?。由于槽鋼的性價比好過工字鋼，因此，在工程實踐中常用槽鋼制作懸挑梁。在本實例中采用[12.6槽鋼制作的懸挑梁，長度為3.0m。實際上，由于采取了有效的卸荷措施，腳手架上只有部分荷載由懸挑梁承受，從強度、剛度和整體穩(wěn)定性來考慮的話，不需要用到[12.6槽鋼。但從構(gòu)造要求上來說，我們不希望立桿鋼管的底部懸空，故需選擇腿寬度大于立桿鋼管直徑的懸挑梁。而[12.6槽鋼的腿寬度b＝53㎜略大于立桿鋼管的直徑Φ＝48㎜，因此，這樣選擇是安全、簡便、經(jīng)濟合理的。2.懸挑結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)的連接懸挑結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)的連接必須可靠，可采用預(yù)埋鐵件焊接、預(yù)埋錨固螺栓或在現(xiàn)澆混凝土主體結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)埋鋼挑梁等連接形式，但不得采用扣件連接。懸挑梁與建筑結(jié)構(gòu)連接應(yīng)采用水平支承于建筑梁板結(jié)構(gòu)上的形式，固端長度應(yīng)不小于1.5倍的外挑長度。在本實例中槽鋼懸挑梁外挑長度為1.1m，擱置在建筑結(jié)構(gòu)樓板上的固端長度為1.9m。槽鋼與樓面的固定采用預(yù)埋兩組Φ12圓鋼對槽鋼進行背焊固定，其中一組設(shè)置在距建筑物外邊緣0.2m處（目的是避開外墻，方便拆除槽鋼），另一組設(shè)置在距建筑物外邊緣1.8m處（離支座越遠，圓鋼受力越小，對建筑結(jié)構(gòu)的影響越?。?。3.架體與懸挑結(jié)構(gòu)的連接架體底部與懸挑結(jié)構(gòu)應(yīng)連接牢靠，不得滑動或竄動。本實例中的做法是：在槽鋼上翼緣距外挑端10㎝和90㎝處分別居中焊接兩根長度15㎝左右（最短不得小于10㎝），直徑不小于20㎜的鋼筋作為立桿內(nèi)膽，然后將立桿鋼管套在其上，再分別將縱向掃地桿扣在兩根立桿的內(nèi)側(cè)，離懸挑梁不大于20㎝，橫向掃地桿扣在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。4.卸荷裝置的設(shè)計卸荷處理可采用上吊、下?lián)蔚确绞竭M行。實際中多采用上吊的方式進行卸荷，具體做法如下：在建筑結(jié)構(gòu)（盡量避開懸挑結(jié)構(gòu)，如陽臺）外邊緣預(yù)埋Φ12圓鋼吊環(huán)，設(shè)置卸荷裝置，吊拉下層平橋，將下層平橋以上腳手架的荷載通過鋼絲繩傳遞給建筑物。本工程實例中，在六層和十層設(shè)吊點，用Φ12鋼絲繩分別吊拉四層腳手架（五～八層和九層以上），進行卸荷。5.懸挑結(jié)構(gòu)及卸荷裝置對建筑結(jié)構(gòu)的影響懸挑結(jié)構(gòu)依附的建筑結(jié)構(gòu)可以是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，但不得依附在磚混結(jié)構(gòu)或石結(jié)構(gòu)上。若依附在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，懸挑結(jié)構(gòu)應(yīng)在混凝土強度達到10Mpa（即若樓板設(shè)計強度等級為C20，則需達到50%的設(shè)計強度）后進行安裝，在混凝土強度達到15Mpa（即若樓板設(shè)計強度等級為C20，則需達到75%的設(shè)計強度）后才能逐步施加腳手架荷載。若懸挑結(jié)構(gòu)依附在剪力墻上，剪力墻厚度應(yīng)不小于200㎜。在本實例中，經(jīng)計算，一個立桿縱距內(nèi)懸挑式腳手架（含懸挑架和懸挑結(jié)構(gòu)）沿高度方向的重量大概是0.47kN/m。由于懸挑式腳手架的重量最終都是由懸挑結(jié)構(gòu)或卸荷裝置傳遞給建筑結(jié)構(gòu)的，因此，如何均勻分配懸挑式腳手架傳遞給建筑結(jié)構(gòu)的荷載，不僅關(guān)系到懸挑結(jié)構(gòu)及卸荷裝置的安全和經(jīng)濟性，更加關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的安全使用。通常情況下，根據(jù)計算和工程實踐經(jīng)驗，對一般的房屋建筑來說，懸挑結(jié)構(gòu)可單獨傳遞三～四層腳手架的重量，一個卸荷點可傳遞四層腳手架的重量。若超出這一限度，那就要驗算一下建筑結(jié)構(gòu)能否承受腳手架的荷載，結(jié)構(gòu)能否安全使用。由于Φ12圓鋼的抗拉強度為23.2kN；Φ12鋼絲繩的最大工作拉力為14.8kN（吊掛和捆綁用鋼絲繩安全系數(shù)n＝6），繩端固接強度取最大工作拉力的80%，即11.8kN；扣件的抗滑承載力設(shè)計值為8.0kN（若在立桿上加防滑扣件，即采用雙扣件的話，抗滑承載力更大）；均大于四層腳手架（八步，按層高3m算）的重量5.64kN，因此懸挑結(jié)構(gòu)及卸荷裝置能傳遞的荷載是由建筑結(jié)構(gòu)可安全承受的荷載決定的。也正因為如此，不管是連接固定懸挑結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)埋鐵件還是卸荷裝置的預(yù)埋吊環(huán)，其錨固長度均應(yīng)滿足受拉鋼筋抗震錨固長度laE的要求，錨在混凝土內(nèi)的部分應(yīng)做成90°彎鉤，以保證預(yù)埋件與建筑結(jié)構(gòu)共同作用。3懸挑式腳手架的施工3.1懸挑結(jié)構(gòu)的安裝與固定安裝懸挑結(jié)構(gòu)前，必須在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)準確放線定位并檢查預(yù)埋件的質(zhì)量。待結(jié)構(gòu)混凝土達到一定強度后，方可安裝和固定懸挑結(jié)構(gòu)。若采用焊接連接，要保證焊縫的質(zhì)量和長度。受力錨筋與錨板應(yīng)采用T形焊，錨筋直徑不大于20㎜時，宜采用壓力埋弧焊；錨筋直徑大于20㎜時，宜采用穿孔塞焊。當(dāng)采用手工焊時，焊縫高度不宜小于6㎜及0.8d（d為鋼筋直徑）。若采用螺栓連接，宜采用套板安裝預(yù)埋錨固螺栓，并采用雙螺母，保證螺桿露出螺母不少于3扣。若采用預(yù)埋連接，預(yù)埋鋼挑梁應(yīng)放在結(jié)構(gòu)外層主筋內(nèi)側(cè)，預(yù)埋端宜設(shè)受剪錨固筋，錨固筋銷入挑梁端部孔內(nèi)。3.2腳手架搭設(shè)腳手架的搭設(shè)要待懸挑結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)牢靠連接后方可進行。假若場地許可的話，在沒有安裝懸挑結(jié)構(gòu)之前，安裝點以下的腳手架先按常規(guī)的落地式腳手架搭設(shè)，搭至高出安裝點一個步距，并在懸挑結(jié)構(gòu)的下方設(shè)一縱向水平桿，用以承托懸挑結(jié)構(gòu)伸出部分的荷載。在第一道卸荷裝置安裝完畢后，才能將懸挑結(jié)構(gòu)以下的腳手架拆除，并隨即在該層平橋與建筑物間進行嚴密的封閉。假若場地限制，要在懸挑結(jié)構(gòu)上直接搭設(shè)腳手架的話，必須在懸挑結(jié)構(gòu)上由建筑物邊緣開始，往外逐步鋪設(shè)一層牢固、嚴密封閉的平橋，然后在平橋上往上搭設(shè)架體。架體的搭設(shè)應(yīng)符合《規(guī)范》的有關(guān)要求。3.3卸荷裝置施工吊拉點設(shè)在立桿與縱、橫向水平桿的交點處，鋼絲繩由縱、橫向水平桿底部兜過。鋼絲繩穿越吊環(huán)處設(shè)套環(huán)，減少吊環(huán)對鋼絲繩的磨損。通過花籃螺栓將鋼絲繩收緊，并盡量使所有鋼絲繩拉緊程度基本相同，避免鋼絲繩受力不均勻。鋼絲繩的繩端采用繩卡固接。工作繩卡數(shù)量不得少于三個，此外還應(yīng)在尾端加一個安全繩卡。繩卡間距不小于鋼絲繩直徑的6倍，繩頭距安全繩卡的距離不小于140㎜，并用細鋼絲捆扎。繩卡滑鞍放在鋼絲繩工作時受力的一側(cè)，U型螺栓扣在鋼絲繩的尾端。4幾點體會1.受條件限制（如場地、樓高、工期等），需采用懸挑式腳手架時，與落地式腳手架相比，雖浪費一點材料，但卻可保證結(jié)構(gòu)和外裝飾施工的需要。2.與落地式腳手架相比，懸挑式腳手架的施工難度增加了，施工過程中，要有專人實行監(jiān)督，包括懸挑結(jié)構(gòu)的制作，立桿內(nèi)膽的制作，放線，腳手架荷載的施加，卸荷裝置的安裝與使用，腳手架的拆除等等。3.由于懸挑式腳手架下方是留空的，因此，架體底層的腳手板必須鋪設(shè)