- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:本文以郑州泷悦华庭项目为例,介绍了花篮悬挑盘扣式脚手架在房屋建筑外墙施工中的应用。该项目采用短肢悬挑 - 花篮悬挑盘扣式脚手架替代传统工艺,其悬挑架由型钢挑梁与花篮螺杆斜拉杆构成,沿建筑外立面等距排布,盘扣式外脚手架与之连接形成整体体系。详细阐述了主要施工方法和工艺,包括结构悬挑架设计、脚手架优化、预埋套管、混凝土浇筑、悬挑工字钢及花篮杆安装、盘扣式脚手架搭设与拆除等步骤。该脚手架具有对主体结构零损伤、助推文明高效施工、实现成本管控、安装简便快捷、力学性能优越安全可靠等优点,在项目中提升了架体稳定性,缩短工期,提高施工效率与质量,降低渗漏风险和材料成本,应用效果良好,可供类似工程借鉴。
关键词:悬挑架工字钢;渗漏;短肢悬挑;盘扣式脚手架;主体结构;
1 项目简介
泷悦华庭项目坐落于郑州滨河国际新城经南十四路与经开十七大街交汇处,三标段总建面约7.6万㎡(地上5.9万㎡,地下1.7万㎡),主体采用框架-剪力墙结构。依施工总承包合同质量目标,项目主体结构将冲刺郑州市"商鼎杯",并力争河南省"中州杯"优质工程。该标段共计5栋主楼,分别为高层和小高层。小高层建筑高度为53.25m,高层建筑高度为82.55m~97.8m 。通过项目研究决定,8#、10#、11#楼采用短肢悬挑-花篮悬挑盘扣式脚手架代替传统预埋工字钢悬挑扣件脚手架搭设工艺施工。
2花篮悬挑盘扣式脚手架介绍
在建筑施工领域,外墙脚手架的支撑体系采用了一种独特的设计——依托型钢与斜拉杆协同作用所构建的悬挑体系,该体系被称作悬挑架。这一悬挑架的核心构造主要由两部分组成:一是作为主要承力构件的型钢挑梁,选用的是16#工字钢;另一部分则是配备花篮螺杆的斜拉杆。根据实际功能需求的不同,型钢挑梁被细分为普通型和加长型两种规格,其长度范围分别设定在1.20m至1.70m以及1.80m至3.00m之间。
至于花篮斜拉杆,它巧妙地运用了φ20的长螺栓杆与M50的高强螺母相结合,形成了稳固的花篮螺栓结构。这种设计的上端通过螺栓牢固地锚定在建筑物上,而下端则与型钢挑梁实现精准衔接。同时,型钢挑梁自身也借助螺栓装置被可靠地固定于建筑结构之中,确保了整个体系的稳定与安全。
在实际搭建过程中,悬挑架沿着建筑外立面按照不超过1.5m的间距进行等距布置。盘扣式外脚手架的立杆会精准地套接在悬挑架上预先焊接好的短钢筋头位置上,并通过拉墙钢管与建筑主体紧密相连。这样的布局方式不仅增强了结构的稳固性,还共同构成了一个完整的悬挑脚手架体系,为后续的施工作业提供了有力保障。详细的构造示意图可参见图1。
图1 花篮悬挑盘扣式脚手架构造
3 主要施工方法和工艺
3.1 结构悬挑架设计
方案设计选型见表1。
表1 方案设计选型
参数 | 设计说明 |
材料 | 外层钢管采用规格为φ48mm、壁厚3.0mm的焊接钢管,悬挑结构所用型钢为16#工字钢,每根工字钢通过一根φ20可调式花篮斜拉杆进行拉结固定。 |
悬挑设计 | (1)8#、10#、11#楼自三层顶板开始悬挑,每一悬挑搭设 6 层高度(≤20m)。 (2)悬挑工字钢有悬挑长度分为为1.20m~1.70(剪力墙部位)、1.80m~3.00m(阳台部位),间距为 1.5m。 (3)盘扣脚手架立杆纵向间距1.5m,横向间距0.8m,横杆步距1.5m,内排立杆与墙体或阳台反坎间距0.3m。 |
节点设计 | 盘扣式脚手架立杆与悬挑工字钢交接部位预先在工字钢上竖直焊接一根长度为 150mm的 C25 钢筋,在立杆安装时将该钢筋插如立杆中。 |
螺栓 | 采用直径为M20 的高强螺栓;在主体结构梁板施工时进行套管预埋。 |
3.2 脚手架优化
将传统钢管扣件式脚手架进行优化,把传统十字扣件“分解”成接头卡扣和连接盘,把传统接头扣“分解”成套管和销钉。根据楼层平面图,进行深度设计,建立BIM 模型,或者用CAD进行平面图纸绘制,统计出各种型号立杆、横杆、斜杆数量。
3.3 施工工艺
预埋φ25mm 套管→混凝土浇筑→悬挑工字钢安装→花篮杆安装→盘扣式脚手架搭设→花篮悬挑盘扣式脚手架拆除。
(1)预埋φ25mm套管
①依花篮拉杆工具式悬挑架型钢平面布置图,于模板面精准放出定位线。
②双筒预埋件预埋(直型和斜型悬挑梁位置):在主体施工钢筋绑扎完成后,外侧模板合上之前,按预埋点位图所标注的悬挑梁尺寸在结构对应的位置(高度为悬挑梁层结构标高往下270mm),采用预埋管进行预埋,两管间水平间距130mm,预埋管的安装要求为与混凝土表面保持垂直关系。安装完成后,需用胶纸对两端进行封堵,并以焊接工艺将其稳固地连接在钢筋上。此外,该预埋管的水平度偏差必须控制在≤5mm范围内。(有梁结构的位置距梁底≥200mm);半预埋式的预埋件需要在外模板上开φ25mm的圆孔,预埋管与墙内钢筋焊牢,外侧将M20*135的螺栓拧紧固定在外侧模板上。
③单筒预埋件预埋(阳角型悬挑梁位置):阳角处为单筒预埋管(φ32*150mm),需要外侧模板安装完后进行预埋,预埋时严格按照图纸所给尺寸定位左右两个预埋管,两个预埋管需要保持在同一高度,预埋管圆管口一端需要与外侧模板紧密贴合,定好位置后将预埋管固定在钢筋上,并在外侧模板相应的位置上开一个直径为22mm 的孔,并将用一根8.8级M20*135高强螺栓从模板外侧与单筒预埋管相连固定, 保证混凝土浇筑时预埋件不出现偏位情况。(阳角的四个预埋管均采用此种方法安装)
④在新型悬挑承力架的安装过程中,若要实现整体美观的效果,关键在于使工字钢挑梁所配备的预埋件尽可能保持相对一致的高度。
(2)混凝土浇筑。
混凝土浇筑时,需安排专人跟踪,禁止在预埋套管处下料,振捣时操作人员不得碰撞套管,防止预埋件损坏或偏移。
(3)悬挑工字钢安装
①混凝土外侧模板拆除且强度达10MPa后,方可安装悬挑梁,安装时严禁在悬挑梁上堆放重型建材。
②依据图纸明确标注的型号,精准定位到相应的悬挑梁,随后按照预埋件既定的安装位置,将其有序地布置于悬挑层的各处区域。
③直型悬挑梁安装
直型和斜型悬挑梁安装(穿墙式)
直型和斜型悬挑梁安装(半预埋式)
④阳角处三根悬挑梁安装
阳角处三根悬挑梁安装(立面图)
阳角处三根悬挑梁安装(平面图)
⑤在开展相关施工操作时,需进行悬挑梁的安装工作。具体而言,要确保背板与建筑结构墙面实现紧密贴合的状态;随后对螺栓予以拧紧处理;同时,在螺栓的两端各自放置一个垫片;而在室内环境下,则采用两个螺母进行固定,并且要保证螺栓伸出螺母外端面的螺纹数量不少于3个扣丝。
(4)花篮杆安装。
①待悬挑上一层混凝土浇筑前预埋花篮斜拉杆埋件,当悬挑梁长度<1800mm时,设置一根拉杆,上层只需预埋一个单筒预埋件;当悬挑梁长度≥1800mm时,设置两根拉杆,上层需预埋两个单筒预埋件(水平间距160-200mm)。
②上部斜拉单筒预埋管与悬挑梁预埋件埋设方法一样,但是水平距离需要左偏或者右偏80-100mm,安装完成后调紧中间花篮,使之达到受力状态。
③在悬挑结构的上一层混凝土达到规定的强度标准之后,便可着手拆除梁侧模板。此时,需将带有垫片的高强螺栓自套管内部向外穿出,随后运用双螺母配合垫片的方式,实现上拉杆耳板与该高强螺栓之间的稳固连接,确保二者固定可靠。
④利用同样配备垫片的高强螺栓,先对下拉杆和工字钢上的耳板进行初步定位固定。待上拉杆顺利伸入指定位置后,再进一步将其牢固锁定。
⑤将花篮螺栓的孔洞与下拉杆的丝扣精准对接,并开始旋转操作。同时,适当旋松耳板上的螺丝,使花篮螺栓能够顺利伸入上拉杆的丝扣中,直至无法继续转动为止。紧接着,使用专用工具持续转动花篮螺栓,当观察到下拉杆耳板与工字钢耳板之间出现可供高强螺栓插入的空间时,迅速将高强螺栓穿入并拧紧。
⑥最后,借助专业工具将花篮螺栓旋转至极限位置,即无法再转动的状态,以此确认拉杆已被完全拧紧。至此,上下拉杆的安装工作圆满完成。
⑦一旦悬挑层的脚手架搭建完毕,应立即采取封闭措施,对悬挑层进行有效防护。
(5)盘扣式脚手架搭设。
①根据脚手架设计,选择合适长度的组件,然后将各个组件与钢管焊接,形成单独构件,单独构件之间通过卡扣、连接盘、套管、销钉连接,直接插接,避免传统扣件螺丝紧固步骤。

盘扣式脚手架组件安装
②在搭建相关架体时,其立杆的布置遵循特定参数:纵向间距设定为1.5m,横向间距为0.8m,且步距同样采用1.5m的模数进行设置。对于连墙件的安排,采取的是两步三跨式的布局方式。同时,沿着架体的外侧,在纵向方向上,按照每间隔5跨并且每一层的位置设置一根竖向斜杆;或者也可以选择每5跨的范围来设置扣件钢管剪刀撑。除此之外的其他各项要求,均与扣件式脚手架的搭设方法保持一致。
盘扣式脚手架竖向斜杆布置
(6)花篮悬挑盘扣式脚手架拆除。
①拆除作业开展前,需建立统一指挥体系,并对作业人员开展安全技术交底。
②在实施拆除作业时,需严格遵循特定的顺序原则,即自上而下、先搭设部分后拆除以及后搭设部分优先拆除。实际操作过程中,应先将栏杆、脚手架、剪刀撑与斜撑等构件予以拆除;紧接着,按序对小横杆、大横杆及立杆展开拆除工作,整个流程采用“一步一清”的稳健方式逐步推进。
③绝对禁止在拆除过程中进行上下同时作业。连墙件必须伴随着脚手架逐层予以拆除,切不可先行整层或者数层地将连墙件全部拆掉之后再去拆除脚手架。倘若采用分段拆除的方式,且高差超过两步时,应当额外增设连墙件来对结构进行加固。
④在脚手架拆除施工进程中,当作业推进至下部最后一根长立杆所处的高度(约为6.5m)这一关键节点时,需精准选取适宜位置增设临时抛撑结构,以此强化整体稳定性,待该加固措施落实到位后,方可启动连墙件的拆除工作。若采用分段或分立面的方式开展拆除作业,针对那些尚未进行拆除操作的脚手架两端区域,必须严格遵循相关规范要求,设置必要的连墙件与横向斜撑,从而有效保障剩余结构的稳固性。
⑤在拆除脚手架的大横杆和剪刀撑时,正确的操作方法是先解开中间的扣件,用手托住中间部位,然后再去解开端头的扣件。
⑥在内墙侧一件一件的松开花篮螺杆、悬挑工字钢螺帽,水平托持取下,并采用塔吊随即吊下。
4花篮悬挑盘扣式脚手架优点
(1)对主体结构零损伤。其采用的花篮式短肢悬挑构造,将型钢梁精准安置于混凝土墙、梁外侧,彻底规避了穿透性孔洞的产生,从根源上杜绝了外墙渗水渗漏隐患,有力维护了建筑主体结构的完整性与质量安全。
(2)助推现场文明高效施工。因无需设置穿墙型钢,室内各作业区域得以实现并行交叉作业,施工现场布局规整有序,不仅优化了施工环境,还显著缩短了整体工期进度。
(3)实现成本有效管控。通过缩减工字钢使用量及预埋环配置,同步省略了传统工艺中拆除型钢、预埋件后的切割处理、墙体砌筑修复等繁琐工序,大幅降低了材料损耗与人工耗时,节约了综合成本。
(4)安装操作简便快捷。单根型钢重量减轻,仅需两名工人协同配合即可完成安装作业,且无需依赖大型机械设备辅助,提升了施工效率与灵活性。
(5)力学性能优越安全可靠。相较于传统钢管扣件式脚手架依赖摩擦力传递荷载的方式,盘扣架基于杆件轴向力承载原理设计,受力体系更加科学合理,使用过程中稳定性更强,更契合脚手架的实际受力特性。
综上所述,花篮悬挑盘扣式脚手架相较于传统预埋工字钢悬挑扣件式脚手架搭设工艺,在综合成本上具有显著优势。该技术可广泛适配于住宅、商业、工业等各类建筑物的主体结构外架搭设需求,兼具良好的社会效益与经济效益,具备极高的推广应用价值。
5结论
花篮悬挑盘扣式脚手架在郑州泷悦华庭项目主体结构中的运用,通过使用短肢悬挑-花篮悬挑盘扣式脚手架代替传统预埋工字钢悬挑扣件式脚手架搭设工艺,提升了架体整体稳定性,缩短了工期,提高了施工效率,确保了施工质量、安全文明施工、进度目标,降低了外墙渗漏风险,节约了材料使用成本,取得了较好的应用效果,可供其他类似工程参考借鉴。
作者简介:
邱勇(1992-),男,湖北襄阳人,项目总工程师,工程师,大学本科,现从事项目技术管理工作。
焦育才(1982-),男,甘肃白银人,项目常务副经理,高级工程师,大学本科,现统筹项目管理工作。
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