裝配式懸挑腳手架底部封閉裝置施工技術

文/中航建設集團有限公司 李中一 焦偉玲 謝 磊

0 引言

目前，北京地區(qū)對施工現(xiàn)場文明施工、安全防護、綠色環(huán)保施工及“四節(jié)一環(huán)?！币蟮膬热菀苍絹碓絿栏瘢┕すば蚍倍?、交叉作業(yè)現(xiàn)象普遍存在，這些都對施工現(xiàn)場安全防護提出了更高要求[1-3]。針對日益嚴格的建筑施工安全管理環(huán)境，施工企業(yè)通過不斷創(chuàng)新，改進自身施工現(xiàn)場管理措施及施工工具和施工方法，已達到提高生產(chǎn)效率、節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。

在懸挑腳手架工程中，懸挑腳手架使用周期長，一般自主體結構施工開始，直至裝飾裝修工程結束。懸挑腳手架的封底材料一般為木質模板，外刷紅白油漆作為警示和裝飾飾面。在工程結束后，木質模板及油漆飾面已老舊破損，無法重復使用，造成很大的材料浪費，不符合環(huán)保施工理念。另外，以木質模板作為封底，存在極大的火災隱患。為解決目前懸挑腳手架底部封閉防火性能及材料耐久性差、無法重復使用等問題，本文對一種新的懸挑腳手架底部封閉裝置施工技術展開探討。

1 設計思路

1.1 材料選擇

通過對北京市多個正在使用懸挑式腳手架的施工現(xiàn)場進行考察，發(fā)現(xiàn)懸挑式腳手架底部封底應用較多的有2種形式：①簡易封底裝置，使用的材料是密目網(wǎng)+大眼網(wǎng)；②木質腳手板+木質模板刷警示漆[4]。這2種封底防護方式中的材料經(jīng)過施工期間的日曬雨淋，極易老化破損，無法周轉施工，造成極大浪費。

隨后對這兩種封底材料進行了燃燒性能和防穿透性能的模擬試驗。墜物試驗設定條件為1根長1mф18鋼筋，自3m高度自由墜落；防火試驗設定條件為試驗品在離開火源后有無燃燒。在燃燒性能試驗中，密目網(wǎng)在火源移走后繼續(xù)燃3s，木質腳手板在火源移走后繼續(xù)燃燒；在防穿透性能試驗中，密目網(wǎng)被穿透，木質腳手板未被穿透，但腳手板表面有破損。由此可看出，傳統(tǒng)腳手架存在高空墜物和火災的安全隱患，無法滿足施工要求。

根據(jù)上述試驗結果，新型懸挑腳手架封底的設計目標必須為防穿刺的不燃材料。計劃選用材質為3mm厚Q235B薄鋼板，通過吊桿懸掛固定在腳手架橫桿上[5]。

1.2 深化設計

因現(xiàn)場施工作業(yè)中受腳手架搭設步距和排距限制，以及工字鋼挑梁在建筑物轉角處間距大小不一的限制，要求連接固定桿件上下兩端在確保固定牢靠的前提下能全方位旋轉，以適應不同安裝位置的要求。再結合防高空墜落和防火要求，通過對各類材料的比選和深化設計，決定采用裝配式安裝工藝的S形掛鉤的花籃螺栓連接通絲桿固定普通薄鋼板的封底方式，如圖1所示。

圖1 封底裝置深化設計

1.3 受力分析

施工作業(yè)中，不可避免會出現(xiàn)高空墜物，而懸挑式盤扣腳手架封底主要是為避免高空墜物造成人員傷亡。據(jù)此，假設質量80kg物體墜落到封底板上，利用有限元分析軟件ANSYS對該裝配式封底裝置進行分析，其中，底部薄鋼板采用殼單元，4個連接桿采用桿單元，在封底中部施加80kN荷載運行分析，得到該封底裝置應力云圖，鋼板上側和下側的應力云圖如圖2所示。

從分析結果可知，該封底板受到的較大應力主要分布在薄鋼板的中心和4條邊的中部，最大應力[σ]max=65.7MPa＜允許應力[σ]=113MPa，故該裝配式封底裝置安全。

2 項目應用

2.1 工程概況

北京市大興區(qū)龐各莊2號地棚戶區(qū)改造安置房項目建筑面積40178.2m2，包括中學教學樓、小學教學樓、幼兒園教學樓。其中，中學教學樓地上5層，地下1層，設置夾層，樓高20.7m，三維模型如圖3所示。該教學樓的圍護和施工外架采用懸挑式盤扣腳手架，搭設總長度720m；建筑物外立面轉角多，外飾面由多種裝飾材料構成，施工工序繁多。外立面施工中存在極大的高空墜物隱患和火災隱患。

圖2 封底鋼板應力云圖

圖3 中學教學樓BIM模型

另外，本工程質量要求高，要求確保北京市結構“長城杯”金獎及北京市竣工“長城杯”金獎，創(chuàng)建北京市綠色安全樣板工地及北京市安裝工程優(yōu)質獎，爭創(chuàng)國家優(yōu)質工程。

基于上述問題，中學教學樓工程懸挑式盤扣腳手架封底采用新型裝配式施工工藝S形掛鉤的花籃螺栓連接通絲桿固定普通薄鋼板的封底方式。

2.2 施工工藝

在該中學教學樓懸挑式盤扣腳手架搭設底部封閉裝置流程為：工廠加工→現(xiàn)場預裝→封底裝置整體提升就位→檢查驗收。

1）工廠加工 將深化完成的圖紙和采購清單發(fā)送至加工廠，由工廠按圖進行材料加工。

2）現(xiàn)場預裝 封底板材料進場后，經(jīng)外觀和數(shù)量檢查驗收后，將所有散件分類擺放，由工人在材料碼放區(qū)進行預拼裝，以檢查材料各部件加工精度是否滿足要求，現(xiàn)場預拼裝如圖4所示。

3）封底裝置整體提升就位 將拼裝好的連接桿件與封底板連接固定后，運至懸挑工字鋼下地面上，并在每個S形掛鉤上系好大麻繩，由2名工人自工字鋼上提拉大麻繩，并經(jīng)S形掛鉤固定在腳手架橫桿上，然后安裝固定封底裝置立板，安裝效果如圖5所示。

圖4 現(xiàn)場預拼

圖5 安裝完成后封底裝置內外實景

4）檢查驗收 在封底裝置安裝完成后，由項目施工員和安全員進行檢查驗收，并做好檢查驗收記錄。

3 結語

本懸挑架的新型裝配式封底裝置驗收完成后，服務于本工程的結構、屋面、裝飾裝修工程施工，在施工期間未發(fā)生任何意外。因其操作簡單，減少了人工費用，且在使用過程中維護簡單，降低了施工成本，得到參建各方好評，并可為其他使用懸挑架的工程提供參考。