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关于高层建筑施工之新型上拉式悬挑外脚手架施工关键技术探讨

中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙 410004

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【摘要】】当前高层建筑的房建项目施工基本上都已使用铝模及钢爬架进行主体结构的施工，但有些建筑层数不多的项目，考虑到费用的问题，会考虑采用铝模与钢管外脚手架结合的形式进行施工，但会出现传统悬挑外脚手架在悬挑层不便在外墙预留洞口或预留设置不准的情况，对后续安装施工造成大的影响，同时也存在较大的渗漏隐患，需考虑采用一种新型的悬挑外脚手架模式。

【关键词】施工工艺流程及注意事项；悬挑架的施工及安装；外架构造要求；防护措施。

引言：房建施工中为了解决全现浇混凝土外墙连墙件安装的问题，且减少后期堵洞及外墙渗漏风险，采用预埋件预埋在梁、柱或剪力墙中，等模板拆除后用M12的高强螺栓把事先与钢管焊接好的锚板与预埋件连接即可，具有操作性强，可靠性好，安全性高的特点。

通过在项目的实际使用，对新型上拉式悬挑脚手架和预埋式连墙件的研究有了进一步的理解，下面就对这两种施工工艺做法进行介绍：

一、工程概况

本项目位于云南某经开区，由18栋（包括1#、2#、12#、13#、15#、16#、23#、58#、25#、32#、33#、35#、36#、53#、55#栋、56#、59#、60#栋）高层住宅、独立商业、物业用房、幼儿园组成，地上建筑面积约153010.80㎡，地下建筑面积约24729.85㎡，总建筑面积约177740.65㎡，建筑高度不超过60m。

二、施工工艺介绍

1、技术参数

型钢悬挑脚手架（扣件式）

2、工艺流程

预埋套管/螺栓→安装穿墙螺杆→底层或下层脚手架立杆套顶丝→安装（锚接）主梁18#工字钢（搁置在下层脚手架立杆顶丝上）→摆放扫地杆→安装纵向扫地杆→立柱→安装横向扫地杆→安装第一步纵向水平杆→安装第一步横向水平杆→安装连墙件→安装第二步纵向水平杆→安装第二步横向水平杆→安装拉杆→搭设栏杆→加设剪刀撑→铺设钢笆脚手片→张挂安全网→安装斜拉杆→拆除钢梁下支撑顶丝。

3、施工方法

上拉式悬挑构造

（1）外墙脚手架支承在由型钢及斜拉杆组成的悬挑结构上，该悬挑结构称为上拉式悬挑架。悬挑架由型钢挑梁及带有花篮螺杆的斜拉杆组成见下图：

a、钢梁悬挑长度＜2200mm b、2200mm≤钢梁悬挑长度≤2600mm

（2）悬挑承力架的型钢挑梁由18#工字钢组成，根据不同用途分为普通型、加长型两种，普通型长度为1.30m，加长型长度1.4m～2.6m。花篮斜拉杆由Φ18长螺栓杆。

（3）花篮斜拉杆上端通过螺栓固定在建筑物上、下端与型钢挑梁相连结，型钢挑梁由螺栓固定在建筑物上。悬挑架型钢布设沿建筑物以≤1.5m的间距设置一榀。

节点一：花篮拉杆上端固定节点

花篮拉杆上端固定节点图

螺栓的长度根据现场预埋墙或者梁的宽度进行确定。

节点二：上拉杆节点

上拉杆节点图

节点三：花篮拉杆花篮螺栓节点

花篮拉杆花篮螺栓节点图

节点四：拉杆下部连接节点

拉杆下部连接节点图

节点五：梁端板节点

梁端板节点图

节点六：悬挑梁连墙件节点

悬挑梁连墙件节点图

4、特殊部位悬挑架布置

（1）施工电梯处悬挑结构布置

施工电梯处外架独立搭设，大横杆与周边主楼外架断开，并在两侧立杆处设置连墙件，避免在电梯出口位置设置工字钢，施工电梯部位工字钢采用两道拉杆。拆除主楼悬挑架时，保留人货电梯处外架。简图如下：

施工电梯部位悬挑结构布置

（2）飘窗位置悬挑结构布置

飘窗位置的悬挑工字钢锚固在飘窗板下的剪力墙上，拉杆上端固定在飘窗上口的剪力墙内侧，其他布置和常规部位的布置相同。

飘窗位置架体布置形式

（3）建筑物转角部位悬挑结构布置

建筑物转角部位采用可调节的构造，首先将可旋转的基座用预埋螺栓固定在建筑物上，然后使用螺栓将工字钢和连接板连接，最后用螺栓将工字钢和可调基座连接，调整至适当角度拧紧螺栓。当悬挑工字钢长度大于等于2.2米时，采用双拉杆，两根拉杆上端分别位于悬挑工字钢中线左右两侧50mm处，避免拉杆与立杆碰撞。

建筑物转角部位悬挑结构布置图

（4）阳台部位悬挑结构布置

阳台部位梁截面为200*400mm，为确保悬挑架的稳定性，将上拉杆锚固在阳台内侧的梁上。

三、悬挑架安装

1、螺栓套管（加螺母）预埋

在结构剪力墙、结构梁施工时，根据钢梁平面布置图埋设螺栓套管，注意上拉端的套管必须与钢梁中心线统一偏移50mm，以确保拉杆不与脚手架立杆碰撞。锚固螺栓穿越建筑物主体结构的数量为2个（悬挑主梁）。

2、安装悬挑架准备工作

（1）熟悉工程建筑和结构施工图，根据方案设计熟悉脚手架分段高度（每6层一段）、悬挑架沿建筑物纵向间距、悬挑架使用类型（普通型、加长型、超长型）数量，发现现场情况与设计型号相抵触时，及时协调解决、修改设计方案。在此基础上绘制悬挑脚手布置平面图和剖面图，作为施工组织内容之一。

（2）对悬挑架构配件检查

将悬挑架构配件，对照施工组织设计要求进行全数检查。核对型号、规格、数量、构件外形变化，连结板缺陷，螺栓孔与螺栓匹配。

（3）检查后发现需要更改或补充的，落实有关人员及时处理。

（4）现场进行试安装，试安装情况及时通报技术及相应部门。

3、架体安装

安装顺序：搭设准备工作→剪力墙、结构梁埋设套管→搭设临时脚手架→安装悬挑工字钢挑梁→安装花篮斜拉杆→拧紧花篮、调整悬挑梁端头高度→验收→进行上部脚手架搭设（包括拉墙钢管搭设）→根据现场情况拆除临时脚手架。

（1）搭设准备工作

包括技术准备、物资准备、劳动力准备等

（2）剪力墙、结构梁埋设套管

在剪力墙及结构梁模板支设时埋设预埋套管。悬挑主梁局部T字梁或剪力墙位置时，预埋U型螺栓；上拉杆遇飘窗位置无法预留套管时，在梁底预埋螺栓。

（3）搭设临时脚手架

在起挑层施工作业时，由于需进行悬挑主梁安装作业，需将下级的架体外排架加高，用作悬挑主梁及该楼层施工作业时的临时防护。

（4）安装悬挑工字钢挑梁

待悬挑层剪力墙及结构梁混凝土强度达到设计强度的30%时（用回弹仪进行检测），即可进行悬挑工字钢的安装。搭设上层架体前需对悬挑工字钢进行回顶，回顶在下层架体立杆顶部设置可调顶托，顶托内放置两根钢管，在悬挑层混凝土强度未达到100%（用回弹仪进行检测）强度前，由下层架体支撑悬挑层的首层架体。具体做法如下图所示：

架体支撑节点图

（5）安装花篮斜拉杆

待拉接点层的剪力墙及结构梁混凝土强度达到设计强度的30%时，即可进行斜拉杆的安装。但必须待该层混凝土强度达到70%以上，方可拧紧花篮螺杆。

（6）拧紧花篮、调整悬挑梁端头高度

（7）验收

施工单位先进行内部验收，验收通过后通知监理单位、建设单位进行验收，待几方验收合格后方可搭设上部脚手架，待悬挑层及拉接层强度达到100%。方可拆除下步支撑体系。

（8）进行上部脚手架搭设（包括拉墙钢管搭设）

（9）根据现场情况拆除临时脚手架。

四、有关注意事项

（1）本上拉式悬挑脚手架每段搭设最大高度不超过20m。

（2）悬挑架沿建筑物纵向间距不大于1.50m。

（3）悬挑架斜拉杆仰角不能太小。挑梁斜拉杆仰角不小于45°。斜拉杆下端必须靠近脚手架外排立杆（距外排立杆向里150～250mm），不得随意改变下拉连结板位置。

（4）超长型悬挑梁斜拉杆（悬挑钢梁长度大于等于2.2米时），采用两根斜拉杆，不得有误。

（5）处于人货电梯出入口处悬挑架，方便拆除及人货梯上楼层，独立搭设，采用双排双立杆及两道拉杆。

（6）悬挑梁斜拉杆上拉点，预留螺栓孔位置、规格正确。

（7）斜拉杆上拉点螺栓端外露长度不少于3扣和10mm。确保该点使用可靠不变形。

五、外架构造要求

1、立杆

立杆底部放置定位筋处，并设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距工字钢上皮200mm处的立杆上。横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

立杆采用对接接长，对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

2、大横杆

（1）纵向水平杆应设置在立杆内侧，单根杆长度不应小于3跨；

（2）纵向水平杆接长应采用对接扣件连接或搭接，并应符合下列规定：

1）两根相邻纵向水平杆的接头不应设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不应大于纵距的1/3。

纵向水平杆接头立面纵向水平杆接头平面

2）搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定；端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。

3）纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上，并应等间距设置（设置4根）。

3、小横杆

（1）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。除作业层上非主节点处的横向水平杆外，在相邻两小横杆间增设一横小横杆。

（2）横向水平杆两端均采用直角扣件固定在立杆上。

连墙件

为防止外架受水平力产生变形，外架应和结构进行有效刚性拉结，连墙件的设置为两步三跨，避免连墙件上下在一条直线上。

连墙件采用预埋套筒及螺母，然后将锚固板与钢管焊接在一起，要求四周满焊，且焊缝厚度不小于6mm；再用M12（8.8）普通螺栓将焊有锚固板的钢管锚固在结构上。

4、扶手

外架外侧每步竖向设置三道横杆，内侧每步一道横杆。

外架扶手详图：

5、剪刀撑

每道剪刀撑与水平杆夹角为45°～60°，杆件接长采用搭接，剪刀撑的两根斜杆均与立杆或相近的小横杆相连。剪刀撑四步四跨设置，斜杆连接处至少三个扣件，主节点与外架主节点距离不能大于150mm。

剪刀撑连接示意图：

五、防护措施

1、脚手板

1）脚手板可采用钢笆铺设。

2）新旧脚手板均应涂防锈漆，应有防滑措施。

3）钢笆脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设，且应对接平铺，四个角应用直径不小于1.2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。

2、安全网

1）网目密度不低于2000目/100cm2。

2）网体各边缘部位的开眼环扣必须牢固可靠，孔径不低于1mm。

3）网体缝线不得有跳针、露缝，缝边应均匀。

4）一张网体上不得有一个以上的接缝，且接缝部位应端正牢固。

5）不得有断沙、破洞、变形及有碍使用的编织缺陷。

6）阻燃安全网的续燃、阻燃时间均不得大于4s。使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证，以及由相关建筑安全监督管理部门发放的准用证。

7）做耐贯穿试验不穿透，1.8m×2m的单张网重量在3.5kg以上。

8）颜色应满足环境效果要求，选用蓝色。

3、第一层悬挑架底部封闭

1）在悬挑工字钢底部用铁丝将50*70木枋固定；

2）再用钉子将木模板钉在木枋上，并在模板表面刷黄黑相间的斜向条纹；

3）悬挑工资钢端部封闭做法同底部；

4）在上部满铺模板，并向楼内方向找坡，方便外架排水及垃圾清理。具体做法如下图所示。

效果实例

六、相关注意事项

1、搭设注意事项

（1）悬挑脚手架的搭设和拆除属于高空作业，因此搭设和拆除必须严格按一定的顺序进行，不得任意操作。杜绝因施工不当造成杆件传力不合理，留下安全隐患。搭、拆必须严格按照安全、方便的搭、拆步骤进行，不得随意改变。

（2）本工程采用的钢管外径为48.3mm的钢管，不得混合使用。扣件的外径必须与钢管一致，扣件螺栓拧紧力矩必须符合要求。

（3）架体内外立杆同一接头必须相互错开，以保证架体的刚性。封闭脚手架同一步纵向水平杆必须四周交圈。架体立杆与横杆连接处必须牢固稳定。双排脚手架的小横杆靠墙一端至墙装饰面的距离不应大于100mm。

（4）架体中心用两根钢管填芯，并与小横杆连接牢固，用于铺设钢笆。架体填芯钢管采用对接连接，若搭接其搭设长度不得小于0.6m。隔步架体上必须满铺钢笆，架体外侧用密目安全网封闭并扎牢。

（5）悬挑层与墙面间采用模板封闭，底部用模板与水平兜网封闭。

（6）栏杆、挡脚板应搭设在外排立柱的内侧，上栏杆上皮高度为1.2m，中栏杆居中设置。挡脚板采用普通木模板，高度200mm。

（7）连墙杆的构造应符合要求，当脚手架操作层高于连墙件二步时，应采用临时稳定措施，直到连墙杆搭设完成为止。

（8）外侧沿全高、全长设置剪刀撑，剪刀撑的搭设长度为1m，不少于3个扣件连接牢固，倾角45o-60o，中间与支架连接不少于三个扣件。

2、使用注意事项

（1）在一般状态下，有一个操作层同时施工，最大施工荷载为3.6KN/㎡。架体不得超载使用，不得使用集中荷载。

（2）架体只能作为操作架，不得作为模板支撑架。

（3）禁止下列违章作业：利用脚手架吊运重物；在脚手架上堆物；在脚手架上拉结吊装缆绳；任意拆除脚手架任何部件；起吊构件时碰撞或扯动脚手架。

3、拆除注意事项

（1）拆除前必须全面检查脚手架和扣件连接、连墙杆、支撑体系的安全情况。

（2）根据检查结果，补充完善施工方案中的拆除顺序，经监理审批后方可实施。

（3）拆除脚手架前必须进行安全技术交底。

（4）清除脚手架上的杂物。

（5）拆除顺序应逐层由上而下进行，严禁上下同时作业。

（6）所有连墙件应随脚手架逐层拆除，严禁将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架。

（7）施工中如果需要分或立面拆除时，对不拆除部分的脚手架应按要求加固到位。

（8）拆除施工中必须及时分段集中运至地面，严禁抛扔。

（9）拆除后的钢管、扣件必须检查、整修、保养。

（10）挑梁拆除后，将预埋螺栓组件拆除，螺栓孔洞用发泡剂与膨胀细石混凝土进行塞缝处理。

七、施工工艺总结

新型上拉式挑架相对于传统的悬挑架，从根本杜绝了在剪力墙上留设洞口，仅需在结构施工时预埋两个带螺帽的钢套管，结构施工后再用φ22的高强螺栓把悬挑钢梁与带螺帽的钢套管进行连接，减少了堵洞工序，从而大大减少外墙渗漏风险。

采用预埋件预埋在梁、柱或剪力墙中，等模板拆除后用M12的高强螺栓把事先与钢管焊接好的锚板与预埋件连接即可，解决了全现浇混凝土外墙连墙件安装的问题，且减少后期堵洞及外墙渗漏风险，具有操作性强，可靠性好，安全性高的特点。

作者简介：

吴望才，1980年4月出生，男，汉族，江西省抚州市，大学本科，工程师

研究方向：房建工程

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