附著式升降腳手架在裝配式住宅建筑施工中的應(yīng)用

張慧明

上海建工二建集團(tuán)有限公司 上海 200090

1 工程概況

1.1 工程簡介

松江南站大型居住社區(qū)C19-28-03地塊經(jīng)濟適用房項目位于上海市松江區(qū)車墩鎮(zhèn)，項目總建筑面積105 187.30 m2，主要建筑為7棟住宅樓及1層地下車庫，其余建筑包括1棟社區(qū)配套、1棟商業(yè)配套等。住宅采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。本文所提到的附著式升降腳手架均應(yīng)用于7棟住宅樓的建設(shè)施工中。

1.2 混凝土預(yù)制件

本工程1～7號樓采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，單體預(yù)制率≥40%，混凝土預(yù)制件類型包括預(yù)制剪力墻、預(yù)制填充墻、預(yù)制疊合板、全預(yù)制梁式陽臺、預(yù)制裝飾柱等。

2 方案選擇

2.1 考慮因素

1）本工程為7棟高層建筑，外立面防護(hù)是主體施工期間的重點、難點。

2）建筑外立面多樣，水平及橫縱方向上均有凹凸，外圍護(hù)腳手架須滿足復(fù)雜的建筑外形要求，同時要確保施工作業(yè)面的封閉及作業(yè)安全。

3）工期相對緊張，急需采取一種簡單有效的圍護(hù)體系來滿足施工工期要求。

2.2 方案對比

1）扣件式腳手架：材料用量大、損耗高、安全性差、成本低，適用于絕大多數(shù)建筑。

2）盤扣式腳手架：施工便捷、操作性強、安全可靠，但成本高、經(jīng)濟性差，適用于造型簡單的建筑。

3）無腳手防護(hù)圍擋：操作方便、成本低，但管理要求高，適用于采用預(yù)制剪力墻外模板的建筑。

4）附著式升降腳手架：耗材少、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本適中，適用于多數(shù)建筑。

綜合上述因素，排除受人工因素影響較大的傳統(tǒng)扣件式鋼管腳手架和耗材大、成本高的承插型盤扣式腳手架，同時考慮到無腳手防護(hù)圍擋不適用于本工程的外墻形式，經(jīng)項目部研究討論，最終決定采用附著式升降腳手架（以下簡稱“爬架”），并在原工藝的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)[1-2]。

3 爬架主要構(gòu)造及工作原理

3.1 主要構(gòu)造

1）該爬架由支架系統(tǒng)、附著導(dǎo)向和卸荷系統(tǒng)、動力提升系統(tǒng)、防墜系統(tǒng)、施工防護(hù)系統(tǒng)、智能化超欠載報警系統(tǒng)等六部分組合形成（圖2）。

圖2 爬架構(gòu)造示意

2）爬架架體的支架系統(tǒng)由外側(cè)豎龍骨、內(nèi)側(cè)豎龍骨、導(dǎo)軌、輔助豎龍骨、剛性支架、斜拉桿、加強橫桿、水平桁架等通過螺栓連接而成，形成一個單元，通過上下左右若干個單元靈活搭接，完成整個建筑外圍護(hù)面的閉合。完整的架體高10.5 m，走道寬度0.6 m，步距1.8 m，分為6層，可同時滿足3層建筑外圍護(hù)作業(yè)需求。

3）同一點位的附墻支座數(shù)量為上下共3個，與相鄰點位的距離控制在6 m內(nèi)，提升機位與附墻支座位相鄰布置。

3.2 工作原理

3.2.1 爬架附著支座附著樣式

根據(jù)工程圖紙，共設(shè)計出6種不同樣式附墻類型。

1）常規(guī)部位：采用350型附墻（圖3）。

2）局部外墻外凸100 mm線條部位：采用400型附墻（圖4）。

圖3 350型附墻剖面示意

圖4 400型附墻剖面示意

3）空調(diào)板部位：采用1000型水平附墻（圖5）。

4）板底附墻結(jié)構(gòu)高度不足300 mm部位：采用1700型水平附墻（圖6）。

5）板底附墻結(jié)構(gòu)高度不足300 mm且降板部位：采用1700型水平附墻+50型加高座（圖7）。

6）陽臺部位：采用特制1900型水平附墻（圖8）。

圖5 特制1000型附墻剖面示意

圖6 1700型水平附墻剖面

圖7 1700型水平附墻+50型 加高座剖面示意

圖8 特制1900型附墻剖面示意（陽臺）

3.2.2 防傾覆原理

附墻導(dǎo)向卸荷支座通過穿墻螺栓固定于建筑結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)軌套在附墻導(dǎo)向卸荷支座的導(dǎo)向輪上，導(dǎo)軌焊接在主框架上，架體只能沿附墻導(dǎo)向卸荷支座導(dǎo)向輪上下垂直運動，架體上的導(dǎo)軌內(nèi)外兩次卡住導(dǎo)向輪，起到防傾作用。

3.2.3 防墜落原理

架體爬升時，導(dǎo)軌小橫桿上升，頂開支頂器，待橫桿升至支頂器上方，支頂器通過彈簧卡入導(dǎo)軌中，待爬升過程完成，通過人工調(diào)節(jié)支頂器長度，將所有支頂器卡在導(dǎo)軌小橫桿上。當(dāng)架體出現(xiàn)異常下墜時，導(dǎo)軌加速度墜落，防墜擋桿立即與導(dǎo)軌小橫桿咬合，達(dá)到止墜的目的，從而阻止架體的下滑。

4 爬架施工工藝流程

4.1 架體安裝工藝流程

架體安裝工藝流程為：底層搭設(shè)前搭設(shè)操作平臺→布置第1道龍骨板，加固龍骨板→安裝豎龍骨、下承重梁、三角支撐、斜弦桿→安裝第1步安全網(wǎng)→安裝第2道龍骨板、剛性拉結(jié)桿、三角支撐、斜弦桿→安裝第2、3步安全網(wǎng)，上承重梁，三角支撐及下節(jié)導(dǎo)軌→安裝第1道附墻支座、第1步內(nèi)挑板、翻板→安裝第3道龍骨板、豎龍骨、電動環(huán)鏈葫蘆、第2節(jié)導(dǎo)軌、第4步安全網(wǎng)→安裝第4、5道龍骨板，豎龍骨，第5、6步安全網(wǎng)，高300 mm斜弦桿→安裝第2、3道附墻支座，提升掛座→安裝第6道龍骨板、第7步安全網(wǎng)→安裝高800 mm斜弦桿、大橫桿→安裝頂部斜支撐→布置電控柜、分布電纜線、同步報警器、提升鋼絲繩，接線、調(diào)試電器系統(tǒng)→預(yù)緊電動環(huán)鏈葫蘆、檢查驗收、拆除架體與結(jié)構(gòu)上部拉接，同時提升1層→安裝全部完畢，進(jìn)入提升循環(huán)。

4.2 架體提升工藝流程

架體提升工藝流程為：提升前架體檢查、材料清理→拆除架體分片斷頭材料、臨時連接桿、離墻間隙封閉材料→開始提升→到位調(diào)整吊點水平→安裝擰緊支頂器→封閉離墻間隙、架體分片斷片處→頂部剛性拉結(jié)，松掉鏈條→運行結(jié)束，檢查驗收。

4.3 架體下降工藝流程

架體下降工藝流程為：下降前向作業(yè)人員進(jìn)行交底→全面檢查提升機構(gòu)、架體及障礙→檢查電動葫蘆、線路并調(diào)試預(yù)緊→拆除最上一個附墻支座，下降時打開支頂器，掛好聯(lián)動鋼絲繩→下降架體一個樓層高→調(diào)緊支頂器→將提升鋼絲繩、附墻支座周轉(zhuǎn)到下層安裝位置→將最上一個導(dǎo)向件安裝到最下一層位置→準(zhǔn)備進(jìn)入下一次下降循環(huán)。

4.4 架體拆除工藝流程

架體拆除工藝流程為：整片架體拆除前，用塔吊固定將要拆除的單元→拆除拉結(jié)連接件和附墻件螺栓→將架體吊卸至地面→每拆除一個吊架體，對相鄰的待拆除架體做水平拉結(jié)加固，并做臨時欄桿防護(hù)→依次順延拆除相鄰的架體→重復(fù)以上步驟。

5 關(guān)鍵技術(shù)操作要點

5.1 爬架與預(yù)制結(jié)構(gòu)外墻板連接節(jié)點設(shè)計

對應(yīng)不同類型的建筑外形，須在施工前進(jìn)行圖紙深化，確定出符合工程的附墻支座類型和數(shù)量，隨后確定螺栓孔位圖，繪制PC深化圖，加工構(gòu)件并預(yù)埋螺栓孔，所設(shè)計的各種連接節(jié)點受力需進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗算，確保結(jié)構(gòu)承載力和架體整體穩(wěn)定性。完成上述前期工作后，將大大方便現(xiàn)場拼裝及材料周轉(zhuǎn)過程，且提高了施工精度。

5.2 預(yù)制結(jié)構(gòu)外墻灌漿控制

爬架大部分附墻支座安裝于預(yù)制結(jié)構(gòu)上。在使用前，預(yù)制結(jié)構(gòu)的承載能力能否滿足爬架工作要求是需要重點關(guān)注的問題，這里最關(guān)鍵的就是外墻灌漿的控制。本方案架體高10.5 m，覆蓋建筑3.5層，即架體靜止?fàn)顟B(tài)對應(yīng)的樓層為底部2層已完成，上部1層（第N層）正在施工，架體外口高于第N層1.9 m。底部2層設(shè)置附墻支座，第N層施工階段不設(shè)置附墻支座（架體懸臂4.7 m），當(dāng)?shù)贜-1層澆筑完畢并達(dá)到C15強度后，即可安排提升。提升時，提升受力點（提升掛座）位于第N-2層，該層已澆筑8 d（按每層施工工期8 d計算），如需灌漿強度滿足要求，則至少在提升前1 d完成第N-2層灌漿工作。同時，提升完畢后，由于第N-1層未灌漿，因此，設(shè)置于第N-2層頂板的斜拉桿需待第N-1層墻板灌漿強度達(dá)到C15以后，方可拆除。

5.3 與其他作業(yè)的協(xié)調(diào)配合

1）在塔吊附墻處，采用特質(zhì)的1.3～2.4 m活動龍骨板，2塊龍骨板之間采用轉(zhuǎn)角連接角鋼連接。當(dāng)附墻和龍骨板碰撞時，轉(zhuǎn)角連接角鋼松開一邊螺栓，通過鋼絲繩拉力把活動龍骨板翻轉(zhuǎn)上去。翻轉(zhuǎn)上去前，在龍骨板上下（避開附墻）增加臨時橫龍骨，架體通過附墻后恢復(fù)活動龍骨板，安裝好轉(zhuǎn)角連接角鋼。架體外部防護(hù)網(wǎng)處理方法同上（圖9、圖10）。

圖9 活動龍骨板立面示意

圖10 活動龍骨板平面示意

2）人貨梯啟用時間晚于爬架，因此在爬升使用期間，人貨梯作業(yè)樓層位于爬架以下，無交叉碰撞影響；下降時則不同，在腳手架下降時，先將施工電梯部位附著式升降腳手架拆除，并做好臨邊圍擋封閉，使腳手架與施工電梯形成2個獨立的部分。

6 應(yīng)用效果

實踐證明，附著式升降腳手架安全可靠，可節(jié)約成本和勞動力，同時將工期也有所提前。附著式升降腳手架在預(yù)制裝配式建筑中一次安裝，多次提升，反復(fù)使用，至今未發(fā)生安全事故，在升降過程中僅需4～5名專業(yè)人員操作即可完成作業(yè)，平均每層提升時間控制在0.5 d之內(nèi)（含準(zhǔn)備工作，不影響其他施工），為結(jié)構(gòu)施工提供有力保障，在進(jìn)度上比傳統(tǒng)外架有著顯著的提升作用。

7 結(jié)語

附著式升降腳手架在裝配式住宅建筑中的良好應(yīng)用，打破了住宅建筑采用腳手架圍護(hù)的傳統(tǒng)，為企業(yè)在工程外圍護(hù)選擇上提供了一種新型且實用的選擇途徑。相信隨著該應(yīng)用的普及，爬架技術(shù)在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)施工中將會體現(xiàn)出越來越重要的應(yīng)用價值。

[1] 楊海文.裝配式結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)[J].建筑技術(shù),2013,44(1):28-30.

[2] 朱貴賓.新型附著升降腳手架在高層建筑工程中的應(yīng)用分析[J].建 筑知識:學(xué)術(shù)刊,2014(6):470-471.