高層建筑外墻爬架施工技術(shù)

胥 東，劉 偉，呂良宇，李 俊，羅 禪，陳宗元

（中國建筑第二工程局有限公司西南分公司，重慶 400023）

0 引言

時(shí)代變遷的步伐越來越快，我國建筑領(lǐng)域的技術(shù)水平也在不斷更新迭代，其中高層建筑規(guī)模的擴(kuò)增，使相關(guān)的施工技術(shù)保障措施越來越重要，學(xué)術(shù)界的關(guān)注度也越來越高。目前，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，高層建筑外墻爬架施工技術(shù)對(duì)于工程項(xiàng)目安全、質(zhì)量、成本等均有顯著的影響，因此，針對(duì)高層建筑外墻爬架施工技術(shù)的研究非常重要。本研究將結(jié)合工程實(shí)例，研究高層建筑外墻爬架施工技術(shù)，以期為高層建筑施工提供可靠的參考資料。

1 工程概況

工程項(xiàng)目名稱為碧桂映象北城一期春分苑建設(shè)項(xiàng)目2-1號(hào)和2-3號(hào)樓，架體周長161.7m，機(jī)位數(shù)量37榀，架體高度14m，安裝開始層為第6層，提升結(jié)束層為第44層。建筑總層數(shù)地上44層，結(jié)構(gòu)周長152.9m，標(biāo)準(zhǔn)層單層建筑面積約971.13m2，結(jié)構(gòu)總高度128.18m。本工程建筑物標(biāo)準(zhǔn)層高2.9m，特搭設(shè)13.5m高架體進(jìn)行防護(hù)，各樓棟機(jī)位點(diǎn)直線最大跨度6m，轉(zhuǎn)角處最大5.4m，懸挑最大2m，機(jī)位布置符合規(guī)范要求。架體提升滿足結(jié)構(gòu)主體施工防護(hù)要求，建筑主體封頂后，使用塔式起重機(jī)配合將架體進(jìn)行空中拆除。

2 外墻爬架施工技術(shù)

2.1 施工前技術(shù)準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行高層建筑外墻爬架施工前，需要做好施工前準(zhǔn)備工作。相關(guān)技術(shù)人員必須保證持證上崗，需有相關(guān)的圖紙資料以及機(jī)械設(shè)備、爬架出廠的相關(guān)合格證明等，保證資料齊全，并且相關(guān)技術(shù)人員能夠按照技術(shù)要求進(jìn)行安全技能培訓(xùn)、勞動(dòng)力合理安排，從而為外墻爬架施工技術(shù)的實(shí)施固牢基礎(chǔ)。施工設(shè)備在進(jìn)場前，按照ISO9001質(zhì)量體系《程序文件》的要求，對(duì)所有施工機(jī)具進(jìn)行全面檢查，經(jīng)檢查合格并貼上標(biāo)識(shí)牌后，調(diào)撥至工地使用。

2.2 預(yù)留孔的技術(shù)操作

爬架施工時(shí)，需要做好底板澆筑準(zhǔn)備，外墻樓板面需要布置升降腳手架，應(yīng)嚴(yán)格按照機(jī)位布置圖進(jìn)行操作，預(yù)留相應(yīng)的預(yù)埋安裝口，爬架為全鋼附著結(jié)構(gòu)，邊梁處預(yù)留孔使用內(nèi)孔徑35mm、壁厚＞2mm的PVC塑料管，管兩端需要使用寬膠布封閉，以防止混凝土澆筑時(shí)進(jìn)入管內(nèi)，避免混凝土堵塞預(yù)埋孔。需設(shè)置柱預(yù)留孔，使用內(nèi)孔徑35mm、壁厚>2mm的鋼管，仍然需要采取管端封閉措施，使用材料為寬膠布，避免混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)預(yù)埋孔堵塞的現(xiàn)象。

2.3 飄窗位置爬架處理技術(shù)措施

該工程項(xiàng)目中，機(jī)位大部分安裝在剪力墻梁上，均為標(biāo)準(zhǔn)附墻支座。在飄窗位置安裝單獨(dú)的支架，除按照機(jī)器位置布局圖操作以外，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，具體做法需要同加長梁安裝方法，即現(xiàn)場澆筑混凝土前，需要提供爬架的單位安排操作人員在開窗位置預(yù)埋40mmPVC管。現(xiàn)場澆筑混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C10后，安裝延伸梁墻支架，同時(shí)安裝鋼制可調(diào)花蘭進(jìn)行加固。

2.4 爬架承載力計(jì)算

爬架的承載力驗(yàn)算是保證施工安全的重要環(huán)節(jié)，因此，本研究結(jié)合工程案例的實(shí)際情況，進(jìn)行爬架承載力計(jì)算，所需參數(shù)如表1所示。

表1 爬架計(jì)算所需參數(shù)

承載能力極限狀態(tài)：

q＝1.2×［0.033+Gkjb×lb/（n+1）］+1.4×Gk×lb/（n+1）＝1.2×［0.033+0.1×0.9/（2+1）］+1.4×4×0.9/（2+1）=1.756kN/m。

正常使用極限狀態(tài)：

q'＝［0.033+Gkjb×lb/（n+1）］＝［0.033＋0.1×0.9/（2+1）］＝0.063kN/m。

獲得承載力計(jì)算值后，進(jìn)一步對(duì)爬架的抗彎能力、撓度、支座反力等進(jìn)行驗(yàn)算，具體驗(yàn)算公式如下。

1）抗彎驗(yàn)算

Mmax=0.1qla2=0.1×1.756×1.52=0.395kN·m

2）撓度驗(yàn)算

vmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×0.063×1 5004/（100×206 000×107 800）=0.098mm

vmax=0.098mm≤vv=min［la/150，10］=min［1 500/150，10］=10mm，滿足要求。

3）支座反力計(jì)算

承載能力極限狀態(tài)：Rmax=1.1qla=1.1×1.756×1.5=2.897kN

正常使用極限狀態(tài)：Rmax'=1.1q'la=1.1×0.063×1.5=0.104kN

均滿足要求。

4）扣件抗滑承載力驗(yàn)算

縱向水平桿：Rmax=1×2.897/2=1.449kN≤Rc=0.85×8=6.80kN

橫向水平桿：Rmax=1×2.915kN≤Rc=0.85×8=6.80kN

均滿足要求。

3 結(jié)語

本研究發(fā)現(xiàn)爬架作為當(dāng)前新型的腳手架，具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，如電動(dòng)式操作、攀升或下降快等，在高層建筑中，其適用性更強(qiáng)。但是由于高層建筑本身危險(xiǎn)系數(shù)較高，因此，在實(shí)際施工中，掌握外墻爬架的施工技術(shù)，對(duì)于保證施工安全與工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)有著重要的影響和意義。