電梯井內(nèi)免切割懸挑工字鋼安裝施工技術(shù)的應(yīng)用

羅遠(yuǎn)堂，林顯志

（1.廈門市杏林建設(shè)開發(fā)有限公司，福建 廈門 361000；2.福建省惠東建筑工程有限公司，福建 惠安 362141）

隨著高層建筑的發(fā)展，懸挑腳手架的應(yīng)用越來越普遍。當(dāng)電梯井的位置位于建筑平面的外側(cè)，勢(shì)必造成懸挑工字鋼穿過電梯井的情況。在主體封頂后，很多施工單位就要考慮交叉安裝室內(nèi)電梯，以便節(jié)省施工工期。但室內(nèi)電梯的安裝往往受礙于電梯井內(nèi)的懸挑工字鋼。若要立即進(jìn)行室內(nèi)電梯的安裝，就必須對(duì)其內(nèi)部的懸挑工字鋼進(jìn)行切割，以便騰出工作面。傳統(tǒng)的做法是采用人工切割后，在外側(cè)懸挑部位焊接三角支撐進(jìn)行加固。此工藝所采用的三角支架制作麻煩，高空作業(yè)危險(xiǎn)，與外架交匯時(shí)，還要對(duì)桿件進(jìn)行局部調(diào)整，費(fèi)時(shí)費(fèi)勁。工人抱怨工字鋼固定端當(dāng)初預(yù)埋，現(xiàn)在切割，還不如當(dāng)初就不預(yù)埋。針對(duì)這種現(xiàn)象，本文提出了一種可拆卸的電梯井內(nèi)免切割懸挑工字鋼安裝的施工工藝[1]，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

①免切割懸挑工字鋼，即將伸入電梯井內(nèi)的型鋼部分取消，用對(duì)拉螺栓將懸挑型鋼固定在剪力墻的外側(cè)，節(jié)約大量鋼材。

②對(duì)拉螺栓采用薄壁鋼套管，安拆方便，所有材料都可重復(fù)使用，節(jié)約大量成本。

③結(jié)構(gòu)后續(xù)采用發(fā)泡水泥封堵，結(jié)構(gòu)不易破壞，防水效果好。

④主體封頂后，立即進(jìn)行室內(nèi)電梯的安裝，大大縮短工期。

1 工藝原理

本工藝與傳統(tǒng)懸挑腳手架不同之處在于：懸挑工字鋼只需保留懸挑部分，懸挑工字鋼通過改造增加端板和角鋼，采用2根預(yù)埋于套管內(nèi)的對(duì)拉螺栓將懸挑工字鋼固定剪力墻的外側(cè)面。除此連接部位外，其它處的設(shè)置相同與傳統(tǒng)懸挑腳手架。

圖1 懸挑工字鋼的設(shè)置

2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

免切割懸挑工字鋼專項(xiàng)施工方案的編制→薄壁鋼套筒的預(yù)埋→懸挑工字鋼端板焊接→懸挑工字鋼角鋼焊接→對(duì)拉螺栓就位→懸挑工字鋼的安裝→下一道工序

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 免切割懸挑工字鋼專項(xiàng)施工方案的編制

懸挑腳手架作為施工現(xiàn)場(chǎng)重大危險(xiǎn)源之一，編制專項(xiàng)施工方案應(yīng)引起足夠的重視。技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)該以《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》為指導(dǎo)，結(jié)合施工平面圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。本工藝的專項(xiàng)方案的編制應(yīng)該以懸挑腳手架施工方案為依據(jù)。對(duì)電梯井內(nèi)免切割工字鋼布置時(shí)，應(yīng)注意一下幾方面：

①傳統(tǒng)工字鋼是放在懸挑層的樓板上，而免切割懸挑工字鋼是放在懸挑層樓板下約100mm，具體位置應(yīng)根據(jù)端板尺寸和工字鋼的型號(hào)確定[2]；

②懸挑端長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，控制在1.3m以內(nèi)，否則應(yīng)采取三角撐加固措施；

③與平面其他部位傳統(tǒng)工字鋼布置應(yīng)統(tǒng)籌分析，無縫連接，形成整體受力。

主要內(nèi)容包括：免切割懸挑工字鋼布置平面圖、立面圖和剖面圖、預(yù)埋套管的位置及詳圖、施工要求、外荷載的取值及穩(wěn)定性驗(yàn)算計(jì)算書。

2.2.2 薄壁鋼套筒的預(yù)埋

為了實(shí)現(xiàn)懸挑工字鋼的免切割回收周轉(zhuǎn)，在混凝土內(nèi)預(yù)埋薄壁鋼套筒，以便對(duì)拉螺栓穿入后容易取出。套筒內(nèi)徑比螺栓大1～2mm，建議取24mm，厚度1mm，長(zhǎng)度與剪力墻厚度一致200mm。

圖2 DN24×1薄壁鋼套筒

每根懸挑工字鋼應(yīng)預(yù)埋2根鋼套筒，分布在端板中部的左右兩側(cè)。套筒的位置關(guān)系到懸挑工字鋼的高度，因此準(zhǔn)確性要求高。應(yīng)結(jié)合施工方案，定位出詳細(xì)的位置，并做好標(biāo)識(shí)。為了防止外荷載或混凝土振搗時(shí)，產(chǎn)生偏移。在剪力墻內(nèi)部，附加Φ12的鋼筋，并與套筒進(jìn)行點(diǎn)焊固定。點(diǎn)焊時(shí)，點(diǎn)到為止，避免燒到主筋。預(yù)埋套筒定位后，應(yīng)校核無誤后，方可澆筑混凝土。

圖3 DN24×1薄壁鋼套筒

2.2.3 懸挑工字鋼端板和角鋼的焊接

懸挑工字鋼端板和角鋼的焊接如圖4所示，焊縫等級(jí)二級(jí)。關(guān)鍵技術(shù)就是在懸挑工字鋼與剪力墻交界處，增設(shè)300×200×10的端板。再通過對(duì)拉螺栓的連接，將端板與剪力墻連成整體。若采用16#工字鋼，為了消除端板與工字鋼交接處產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象，增設(shè)了80×65×7的不等邊角鋼。角鋼長(zhǎng)邊應(yīng)水平放置，短邊垂直放置，以擴(kuò)大與工字鋼的接觸面積，承受最大的豎向荷載，因此不可倒置。若采用18#工字鋼，因工字鋼自身強(qiáng)度提高一級(jí)，且與端板焊接面積增大，焊接角鋼不作強(qiáng)制要求。同時(shí)在工字鋼下翼緣距離尾部100mm處，焊接Φ14短鋼筋，以防止鋼絲繩拉緊后打滑。

焊接端板承受著腳手架上的全部外荷載，因此焊接質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)架體的安全和穩(wěn)定。有條件的施工單位，宜委托有資質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)生廠廠家加工制作，并提供相應(yīng)的出廠合格證和構(gòu)件檢測(cè)報(bào)告。當(dāng)施工單位現(xiàn)場(chǎng)自己焊接時(shí)，應(yīng)由專業(yè)資質(zhì)的電焊人員進(jìn)行。焊接應(yīng)滿焊，焊縫高度hf為6mm。工字鋼，角鋼的長(zhǎng)度和根數(shù)按方案及施工圖計(jì)算，要保證工字鋼制作尺寸準(zhǔn)確。工字鋼制作完成后由質(zhì)量檢測(cè)人員進(jìn)行外觀檢查，檢查焊縫厚度，焊縫厚度不均勻、不飽滿的應(yīng)補(bǔ)焊。協(xié)同監(jiān)理單位按標(biāo)準(zhǔn)抽樣送至委托的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊縫密實(shí)度檢測(cè)。驗(yàn)收合格后，在其表面涂刷黃色油漆，起防銹和警示作用。懸挑鋼制作完成可運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，與傳統(tǒng)工字鋼分類堆放，準(zhǔn)備安裝。

圖4 懸挑工字鋼制作示意圖

2.2.4 對(duì)拉螺栓的就位

相比于普通螺栓，考慮到內(nèi)外操作的方便，懸挑工字鋼端板與剪力墻用左右兩根M22對(duì)拉螺栓連接，螺栓按普通螺栓4.6級(jí)考慮。在電梯井的內(nèi)側(cè)采用50×50×6墊板加雙螺帽連接。這樣螺栓安拆方便，又可回收，周轉(zhuǎn)使用。工字鋼拆除后，采用發(fā)泡水泥封堵預(yù)留的套管，結(jié)構(gòu)不易破壞，防水效果好。

圖5 電梯井內(nèi)對(duì)拉螺栓示意圖

2.2.5 懸挑工字鋼進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收和安裝

懸挑工字鋼進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸要求進(jìn)行全數(shù)驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可安裝。

懸挑層結(jié)構(gòu)混凝土澆筑后，常規(guī)養(yǎng)護(hù)滿5天，強(qiáng)度可達(dá)到50%，不得低于C20。此時(shí)開始安裝懸挑工字鋼。若強(qiáng)度達(dá)不到要求，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，萬(wàn)不可強(qiáng)制安裝。安裝前對(duì)工字鋼接觸部位的剪力墻混凝土進(jìn)行檢查，混凝土必須密實(shí)，表面平整、垂直，當(dāng)此部位混凝土不能符合安裝要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行混凝土修補(bǔ)、打磨等。安裝人員站在下層腳手架的操作平臺(tái)上，借助塔吊進(jìn)行安裝，避免懸空作業(yè)。將端板的開孔對(duì)準(zhǔn)預(yù)埋的鋼套筒，再用對(duì)拉螺栓扭緊。當(dāng)開孔位置有偏差時(shí)，應(yīng)將工字鋼端板重新制作，不可強(qiáng)扭或用力敲打，防止螺栓變形，損壞，埋下安全隱患。

挑腳手架的搭設(shè)，鋼絲繩的拉結(jié)與傳統(tǒng)懸挑腳手架的工藝一致，這里就不再介紹[3]。

3 質(zhì)量保證措施

經(jīng)濟(jì)效益分析 表1

①懸挑工字鋼端板由專業(yè)廠家加工制作的，進(jìn)場(chǎng)前對(duì)構(gòu)件進(jìn)行取樣抽檢，主要檢測(cè)項(xiàng)目為焊縫的表觀質(zhì)量(有無氣泡、裂縫，是否飽滿)、抗拉強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度等。

②使用前應(yīng)對(duì)每個(gè)對(duì)拉螺栓的直徑、長(zhǎng)度，工字鋼長(zhǎng)度與斷面尺寸進(jìn)行檢查。

③預(yù)埋鋼套筒應(yīng)進(jìn)行可靠的固定，混凝土澆筑時(shí)應(yīng)作保護(hù)，避免振動(dòng)棒直接接觸。

④嚴(yán)格控制鋼套筒間的距離與位置的準(zhǔn)確，以保證對(duì)拉螺栓能夠順利穿過。

⑤端板與剪力墻接觸面應(yīng)平整無阻礙。

⑥懸挑長(zhǎng)度應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案加工制作，嚴(yán)禁任意增加長(zhǎng)度。

4 結(jié)論

本工藝將工字鋼在電梯井外側(cè)部分懸挑出去，節(jié)省了內(nèi)部的錨固段，相對(duì)于普通懸挑腳手架，懸挑部件節(jié)約了一半的材料用量，同時(shí)切割后外部三角支撐加固所用到的型鋼也省了。在鋼材普通漲價(jià)，工程利潤(rùn)逐步降低的建筑市場(chǎng)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。由表1經(jīng)濟(jì)效益分析可知，傳統(tǒng)工藝先預(yù)埋，再切割，最后再加固，重復(fù)勞動(dòng)嚴(yán)重，費(fèi)工費(fèi)時(shí)成本又高，本工藝一次成型，一步到位，主體封頂后，可立即進(jìn)行室內(nèi)電梯安裝，有效解決了電梯井內(nèi)因有工字鋼的障礙，無法安裝室內(nèi)電梯，從而造成工期延誤的困境。實(shí)踐證明，可縮短工期近一個(gè)月，因此具有一定的推廣價(jià)值。

[1]張建忠，徐義軍，溫惠清.建筑施工懸挑式腳手架有關(guān)問題探討[J].建筑安全，2011，152(2)：78-80.

[2]張延斌.超高層建筑外腳手架方案設(shè)計(jì)及施工探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，5(3):24-27.

[3]李亞超，馮春華.某懸挑腳手架的搭設(shè)方法[J].建筑工人，2013，6(3):44-47.