集成式爬架在住宅樓施工中的應用

□文/葛川玲 劉坤 孔祥玉

集成式爬架在住宅樓施工中的應用

□文/葛川玲 劉坤 孔祥玉

以實際工程為例，對集成式爬架應用于住宅樓的設計、分析及安裝施工進行了詳細的闡述，為今后集成式爬架應用于結構體型適宜的住宅樓提供了可借鑒的經(jīng)驗。

集成式；爬架；住宅樓；設計；安裝

1　工程概況

某住宅樓項目總占地面積12萬m2，總建筑面積42.5萬m2，包括11棟主樓和地下車庫，結構形式為短肢剪力墻結構。

5#樓地下3層，地上40層，出地面高度為135.45 m，標準層高為3.15m，建筑面積51 917.04 m2，3～40層均為標準層。主體施工時，外部采用集成附著爬升式腳手架作為防護架。

2　集成式爬架的特點

近年，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高層、超高層建筑越來越多，傳統(tǒng)的超高層主體結構施工時一般使用懸挑式雙排防護外架，耗材量大，成本高，勞動力投入多，勞動強度大，作業(yè)環(huán)境危險，施工周期長進度緩慢，塔吊占用率高且不利于二次結構的插入，對項目經(jīng)濟收益情況也不好。

本項目的防護架選用一種定型化程度高、人工投入少且能夠整體提升的集成式爬架。目前，集成式爬架常用于結構形式單一、結構體型簡單的商用建筑，此次將集成式爬架用于住宅樓是一次新嘗試，采用集成式爬架代替落地式外腳手架、懸挑腳手架。該集成式爬架搭設一定高度并附著于工程結構上，依靠自身的升降設備和裝置，可隨工程結構逐層爬升或下降，將高處作業(yè)變?yōu)榈吞幾鳂I(yè)，將懸空作業(yè)變?yōu)榧荏w內部作業(yè)，架體美觀、搭設簡單，不占用塔吊吊裝時間，安全性能高，大大縮短了工期、節(jié)省了人工及材料費用，外立面設有防護網(wǎng)整體防護，主框架配有防墜落、防傾翻裝置等多重保護，具有良好的安全性能與經(jīng)濟性。

3　集成式爬架的設計

3.1平面設計

施工前認真查看圖紙，包括結構與建筑的對應情況，了解結構尺寸、掌握主體施工工藝過程，清楚出料平臺位置、塔吊及其附著位置、施工升降機等垂直運輸設備的分布，確定附著升降腳手架提升機位平面分布位置，選擇剪力墻處安裝機位，對陽臺板、懸梁等懸挑結構處盡量避開，如無法避開，采用加強措施。

平面圖主要反映附著升降腳手架平面整體布局、預埋點平面位置以及附著升降腳手架內排立桿離墻距離、出料平臺位置等。

3.2立面設計

本工程升降腳手架設計外排高度為14.5 m，架體凈寬0.75 m，架體立柱節(jié)間距離最大5 m，架體滑輪底座底部距離臨近上樓面0.9m。

豎向主框架配置：主框架Ⅰ4.5 m、主框架Ⅱ4.5 m、主框架Ⅲ4.5m、主框架Ⅳ4.5m（含外立柱1.6m）。

3.3預埋設計

預埋件采用φ50 mm×2.5 mmPVC管制作，依據(jù)附著升降腳手架平面布置圖中平面預埋位置及預埋詳圖對預埋位置逐點放線預埋。預埋方式按照工地實際情況選用，預埋位置均須按照預埋詳圖中提升機位編號進行。預埋件長度為相應點位處墻厚（梁厚或板厚）。要保證窗洞、邊梁處的預埋件中心外至少有150 mm的混凝土厚度，以保證強度要求。保證在混凝土澆筑過程中預埋件位置準確，偏差在允許范圍之內。預埋件兩端須利用海綿、泡沫、鋸末、膠帶封堵，防止?jié)仓r注入水泥。混凝土澆筑、振搗時應避讓預埋管，防止預埋件發(fā)生較大偏移。

4　集成式爬架的安裝

4.1安裝流程

搭設安裝平臺→組裝第一段升降腳手架各部件→第一段升降腳手架吊裝→第二段升降腳手架組裝、吊裝→安裝附墻支座、卸荷裝置、防護鋼網(wǎng)→第三段升降腳手架組裝吊裝→安裝腳手板、防護鋼網(wǎng)→第四段升降腳手架組裝、吊裝→安裝附墻支座、卸荷裝置、防護鋼網(wǎng)安裝附墻支座、卸荷裝置、提升鋼絲繩→組裝至設計高度→擺放電控柜、分布電纜線、安裝電動葫蘆、接線、調試電器系統(tǒng)→預緊電動葫蘆、檢查驗收、同步提升一層→安裝全部完畢，進入提升循環(huán)。

4.2集成式爬架安裝平臺搭設

計劃在11層搭設安裝平臺，平臺由原防護架改造而成，離墻距離≯300mm，平臺寬度1.2 m，外側搭1.5 m單排防護，外掛安全網(wǎng)。

平臺操作面位于搭平臺樓層頂板下方，平臺上滿鋪腳手板。平臺基本承載要求5kN/m2平臺腳手架基本要求，見表1。

表1　平臺腳手架基本要求

4.3豎向主框架安裝

豎向主框架Ⅰ高度4.5 m，由滑輪底座、導軌、外立柱、三角連接架組成空間鋼架，導軌和立柱用M18螺栓安裝在底座上，三角連接架安裝在導軌和立柱內側。豎向主框架Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ高度4.5 m，有三角連接支架、框架提升梁及導軌立柱連接件組成空間鋼架。

豎向主框架立柱間采用槽鋼和連接板連接，節(jié)點連接件配用M18×40螺栓，立柱垂直于滑輪底座，禁止偏移。單節(jié)垂直度偏差≤10 mm、多節(jié)垂直度偏差≤30 mm。利用鉛錘吊線檢測豎向主框架垂直度偏差。連接螺栓齊全、不松動。

豎向主框架導軌、外立柱與水平桁架及鋼板腳手板按組裝圖在地面上分段組裝完畢后，用塔吊吊運到安裝平臺上進行其他部分組裝。

4.4水平桁架安裝

水平桁架采用C型鋼橫桿、角鋼立柱及斜桿組成，C型鋼腹板沖有間距100 mm孔，用M16螺栓安裝在導軌內側和外立柱外側，安裝高度需符合組裝設計要求。

水平桁架的組裝要根據(jù)附著升降腳手架的各立面圖標注的內外桁架水平長度和距離進行選件組裝，不得錯用和隨意替換，桁架端部距豎向主框架中心間距必須符合圖紙要求。

當腳手板為鋼板網(wǎng)時，C型鋼橫桿中部位用φ16 mm螺栓拉桿拉結，將橫桿間距控制在808 mm，螺栓拉桿間距≤2m。

主框架吊至平臺后需將各拼裝單元組裝成整體，用桁架連接角板將桁架連接成整體，用M16螺栓固定，桁架應平行于建筑物外墻，距離結構梁邊為400mm。

4.5附著支承結構的安裝

檢測預埋孔位置是否符合明面布置圖和預埋圖，檢查無誤后，安裝穿墻螺栓。墻體內側安裝墊板，預緊螺母；墻體外側安裝附墻支座，附墻支座中心線與導軌及預埋孔中心線對齊，水平偏差≤30mm。附墻支座和墊板必須貼實墻體后方可擰緊穿墻螺栓螺母。穿墻螺栓禁止漏裝、虛裝；墊板墊實結構；螺母必須擰緊，擰緊力矩40～65kN·m，禁止松動。

4.6導輪組的安裝

每套附墻支座均安裝2套導輪組。導輪組用M22×50螺栓與附墻支座連接，禁止偏移、扭曲，水平偏差±5 mm。

4.7提升鋼絲繩的安裝

提升鋼絲繩規(guī)格為φ9.5 mm，提升鋼絲繩從滑輪底座上兩個滑輪穿過，將鋼絲繩嵌入滑輪槽中并保證滑輪轉動，一端通過繩卡和鎖具卸扣與鋼絲繩提升梁連接，另一端穿過滑輪掛于電動葫蘆下吊勾上，用繩卡鎖緊。

4.8繩卡的安裝

繩卡采用Y20，每端4個；繩卡安裝間距要符合要求，見圖1。繩卡螺栓、螺母應擰緊。

圖1　繩卡安裝間距

4.9智能荷載控制系統(tǒng)安裝

智能荷載控制系統(tǒng)由智能控制器、荷載傳感器、吊環(huán)、高強螺栓組裝而成，安裝在主框架的提升梁上，見圖2。

安裝時將高強螺栓及吊環(huán)螺紋處涂抹黃油，擰入傳感器螺紋孔內，直至旋轉不動為止。

圖2　荷載控制系統(tǒng)

4.10電器及智能控制系統(tǒng)安裝

1）主電纜線固定安裝于附著升降腳手架電動葫蘆操作層內側防護鋼網(wǎng)上，主電纜線應穿過電線套管并固定于同一高度內，分片處主電纜線預留長度應滿足提升一層高度，電纜線接頭必須利用絕緣防水膠布綁扎牢固；接線應牢固可靠，避免虛接、漏接。

2）電控柜應滿足接零及漏電保護等安全要求并固定于架體主框架的框架提升梁附近，以方便操作。

3）附著升降腳手架避雷方法采用與建筑結構接地引下線連接的方式。

4）電動葫蘆安裝于提升梁的吊環(huán)上并安裝防塵防雨罩，電動葫蘆鏈條要保持清潔潤滑，下吊鉤調到底處時鏈條不得翻鏈、扭鏈，以保證葫蘆下鉤轉動靈活。

4.11防護安裝

附著升降腳手架底層安裝操作層鋼板，鋼板采用折彎花紋鋼板，鋼板與結構之間縫隙用翻板蓋嚴。翻板與底層鋼板間用鉸鏈連接，鋼板采用M12×30螺栓與桁架的C型鋼連接。操作層鋼板需按鋼板排圖按規(guī)格安裝。

1）防護鋼網(wǎng)使用2 000 mm×1 000 mm鋼板網(wǎng)，鋼板網(wǎng)四邊與角鋼邊框焊接。

2）防護鋼網(wǎng)上下通過掛鉤固定于豎向主框架外側C型鋼或桁架的凹槽內并用卡頭將所有鋼板網(wǎng)與C型鋼或桁架固定。

3）施工過程中應及時清理鋼板上雜物及混凝土。

4）防護鋼網(wǎng)排布圖應符合設計要求。

4.12集成式爬架防墜及防傾覆安裝

4.12.1集成式爬架防墜原理及說明

附著升降腳手架防墜器的作用是當升降腳手架在非正常狀態(tài)下墜落時能自動地托住導軌。導軌固定在升降腳手架上，防墜裝置為鑄鋼件，安裝在每個附墻支座內，防墜器利用擺陣原理，上升狀態(tài)時，防墜器擺陣始終在導軌的防墜板內擺動，當突然下墜時托住導軌的防墜擋板，起到防墜作用；防墜裝置與導軌上的防墜擋板構成防墜系統(tǒng)。附著升降腳手架在使用工況時，同時有3道防墜裝置起作用，保證附著升降腳手架安全正常使用。應經(jīng)常清理提升滑輪組里的雜物，以保證防墜裝置動作靈活，見圖3和圖4。

圖3　防墜系統(tǒng)

圖4　防墜過程

4.12.2集成式爬架防傾原理和使用說明

附著升降腳手架的防傾功能是主要通過導輪組和導軌的共同作用實現(xiàn)的。建筑結構施工時按照預圖紙進行孔洞預埋，附墻支座通過穿墻螺栓固定在建筑結構上，導軌與附墻支座用防傾導輪組連接，導輪組抱在導軌里，升降腳手架只能沿導軌上下運動而無法往里或往外傾倒從而起到防傾作用，見圖5。

圖5　防外傾原理

4.13防雷措施

集成式爬架是高聳的金屬構架，是極易遭受雷擊的對象，因此避雷措施十分重要。在建筑電氣設計中，隨著建筑物主體的施工，各種防雷接地線和引下線都在同步施工，當升降腳手架一次上升完成時，在升降腳手架上部操作層找一到兩處，用厚度≮4 mm扁鋼把架體與建筑物主體結構的豎向引下線接起來（焊縫長度應大于接地線直徑的6倍），使架體良好接地，接電電阻值不得＞30Ω。

當升降腳手架處于下降狀態(tài)時已處在主體結構防雷范圍內，不再考慮防雷。

在每次架體提升前，必須將升降腳手架和建筑物主體的連接線斷開，然后再進行提升。提升到位后，需及時回復連接線的連接。在施工期間如遇有雷雨，升降腳手架上所有人員必須立即離開。

5　集成式爬架安全檢查與使用規(guī)定

5.1集成式爬架安全檢查

升降腳手架搭設完成后首先應對架體進行整體檢查，檢查升降腳手架有無向內外傾斜、扭轉、局部下沉或特殊部位有無較大變形等現(xiàn)象，如有應首先進行調整。調整完成后進行如下檢查。

5.1.1升降腳手架材料質量檢查

檢查升降腳手架及提升機構材料有無斷裂，損壞開焊等產(chǎn)品質量問題，檢查提升機構有無材料代用。

5.1.2升降腳手架安裝檢查

1）豎向主框架間三角連接件及豎向主框架與水平承力桁架連接是否正確、牢靠。

2）豎向主框架、接頭是否符合要求。

3）豎向主框架是否垂直并對中導軌。

（4）水平桁架是否水平有無變形。

5.1.3提升機

1）檢查所有螺栓是否齊全、是否擰緊，特別是穿墻螺栓、接頭連接螺栓、導輪組連接螺栓。

2）導軌是否安裝垂直，有無彎曲變形。

3）附墻支座是否安裝可靠，是否與墻面貼實。

5.1.4電動系統(tǒng)

1）電動葫蘆質量是否完好，鏈條是否開裂；是否漏電、異常聲音；電纜線是否綁扎、外皮是否漏電、是否通路、接頭是否絕緣。

2）電控箱是否固定放置，防雨、防雷、接零、漏電保護功能是否有效。

5.1.5防護檢查

防護鋼網(wǎng)有無破損變形；斷片處有無封閉安全網(wǎng)；底層操作層鋼板及操作層鋼板網(wǎng)是否到位，翻板是否連續(xù)封閉，是否嚴密有效。

5.1.6升降腳手架提升前障礙物檢查

檢查水平桁架與出料平臺架有無連接或障礙；檢查結構支模木方與升降腳手架是否干涉；檢查從結構伸出的鋼管與升降腳手架是否干涉，檢查塔吊附著與升降腳手架是否干涉。

5.1.7防墜、防傾系統(tǒng)檢查

1）檢查防墜裝置是否轉動靈活、檢查導輪組有無開焊和變形現(xiàn)象，導軌與附墻支座連接是否可靠。

2）檢查可調卸荷斜拉桿是否安裝到位。

5.1.8預緊電動葫蘆

按提升點逐個預緊，同一個人檢查，預緊程度要一致。

5.2集成式爬架使用規(guī)定

升降腳手架操作人員必須持證上崗并且經(jīng)過公司的技術安全培訓，進入現(xiàn)場應戴好安全帽，系好安全帶，穿防滑鞋。

升降腳手架提升作業(yè)時禁止非操作人員上架施工，升降腳手架提升完畢后，按規(guī)定檢查并填寫檢查驗收表后，方允許非升降腳手架操作人員上架施工。

升降腳手架不允許超載使用或承受集中荷載。使用工況下升降腳手架允許3個操作層同時施工，但按所有操作層垂直投影面積計算，荷載最大6kN/m2。

升降腳手架上物料周轉平臺必須與建筑結構拉接卸荷，禁止荷載直接傳遞于升降腳手架。

升降腳手架使用時，任何人不能隨意拆除升降腳手架零部件，升降腳手架專用構件不得任意用其他材料代用。

升降腳手架使用過程中禁止以下違章作業(yè)：利用升降腳手架吊運物料、在升降腳手架上推車、拉結吊裝纜繩（索）、任意拆除結構件或松動連接件、拆除或移動升降腳手架的安全防護措施；塔吊等起吊物料時禁止碰撞或者扯動升降腳手架、禁止向升降腳手架操作層上傾倒施工渣土、禁止用升降腳手架支頂模板。

升降腳手架使用過程中，應每月進行一次檢查，當預計停工一個月以上或遇5級以上大風時，應全面檢查并采取加固措施。

升降腳手架使用過程中對螺栓連接件、升降動力設備、防傾防墜裝置、電控設備等應進行使用過程中的維護保養(yǎng)。澆筑后清除導輪組、滑輪底座及操作層上的雜物；電動葫蘆表面利用帆布或者塑料布包封，葫蘆鏈條定期涂潤滑油。

6　結語

采用集成式爬架代替落地式外腳手架、懸挑腳手架，大大縮短了工期、節(jié)省了人工及材料費用，具有良好的安全性能與經(jīng)濟性。

材料方面消耗量只有綜合架的10%。操作環(huán)境良好，工人勞動強度小，人工消耗量比綜合架低50%左右。集成式爬架代替落地式外腳手架、懸挑腳手架節(jié)約開支71.66萬元。配有防墜落、防傾翻裝置、同步故障監(jiān)控等多重保護，安全可靠。不占用施工場地，安全維護面小，整個建筑外立面清爽干凈。升降速度快，約兩天就能升或降一層，并且不占用塔吊，有助于加快工期的總體進度。便于裝飾裝修工程的提前作業(yè)。檢查與維護的工程量較小，一個人2h便可進行一次全面檢查。

[1]JGJ 202—2010，建筑施工工具式腳手架安全技術規(guī)范[S].

[2]JGJ 80—91，建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)范[S].

[3]GB50009—2012，建筑結構荷載規(guī)范[S].

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.04.014

□劉坤、孔祥玉/中建二局第四建筑工程有限公司。

□TU731.2

□C

□1008-3197（2015）04-32-04

□2015-05-21

□葛川玲/女，1973年出生，工程師，中建二局第四建筑工程有限公司，從事工程技術管理工作。