梁側錨固螺栓懸挑腳手架施工技術

何淳健 方華建

1. 杭州市上城區建設工程質量安全監督站 浙江 杭州 310006;2. 浙江浙峰工程咨詢有限公司 浙江 杭州 310019；3. 東通巖土科技股份有限公司 浙江 杭州 310019

在過去的二十年里，中國的城市建設急速發展。隨著高層和超高層建筑的不斷增多，對建筑施工的安全要求也越來越高。一般落地式鋼管腳手架，由于鋼管自重等因素，常導致搭設高度不能滿足現場施工要求[1]。傳統型鋼懸挑腳手架的出現使這一問題得到了解決[2]。作為目前最為常見的一種形式，傳統型鋼懸挑腳手架仍有一些地方施工較復雜且會造成一定的質量缺陷；陽角、樓梯處的處理比較復雜；外墻處的留洞在后期存在漏水隱患；懸挑層砌體施工困難；存在懸挑構件因上部豎向荷載過大，導致沿懸臂梁、懸挑板根部被撕裂，甚至是出現整體傾覆坍塌的問題[3]。

施圣賢等[4]介紹了一種新研發的價格低廉的拉桿式懸挑工字鋼承力體系，成功地彌補了現有外腳手架體系存在的諸多缺陷，但受拉體系未能發揮材料最強的抗壓性能，全體系應以受壓為主。這種新型的梁側錨固螺栓懸挑腳手架的出現很好地解決了以上問題，具有施工簡單、更加經濟、實用性強等特點，比較適合鋼筋混凝土結構或是鋼結構的高層、超高層房建施工。

同時，外部腳手架是建筑施工的臨時性結構，施工過程中它們承受各種豎向、水平荷載[5-6]。因此，梁側錨固螺栓懸挑腳手架同傳統腳手架一樣，要有足夠的力學性能，在傳統腳手架承載力、剛度和穩定性的基礎上，增加了錨固螺栓的強度，提高了懸挑梁焊縫質量、預埋支座處梁或者剪力墻的強度等。

1 工程概況

杭州市上城區望江單元SC0403-R21-01地塊項目，總建設面積256 042 m2，其中地上160 042 m2。本項目主要由12棟22層高層住宅（建筑高度64.10 m，層高2.8 m）、1棟2層社區服務用房（建筑高度9.60 m）及其他配套用房組成。項目2#樓3層以下采用落地式腳手架，3層以上采用梁側錨固螺栓懸挑腳手架，分別在3層、10層、17層開始懸挑，平面布置圖如圖1所示。懸挑層腳手架高度分別為：19.60、19.60、18.55 m。懸挑工字梁采用可拆式螺栓與外墻或者梁錨固連接，工字鋼采用花籃螺栓上拉卸載，部分陽角工字鋼下部采用工字鋼下撐結構。根據住建部“建辦質 〔2018〕31號”文件規定，梁側錨固螺栓懸挑腳手架屬于新工藝，施工前需要組織專家論證。

圖1 梁側錨固螺栓懸挑梁平面布置

2 工藝介紹

2.1 梁側錨固螺栓懸挑腳手架

梁側錨固螺栓懸挑腳手架，其直接從梁側或是剪力墻墻體上安裝螺栓懸挑即可（圖2、圖3）。通過這種方法，不需要在外墻上開洞，可顯著減少修補洞口造成的外墻滲漏隱患，更不會影響懸挑層的外墻砌體施工。拉桿用花籃套筒緊固拉桿，比鋼絲繩受力更好，也更安全，且花籃套筒緊固拉桿上端預埋鐵套管（圖4），可避免在模板上打孔。花籃套筒緊固拉桿下端厚10 mm吊耳板與16#工字鋼焊接如圖5所示。與傳統型鋼懸挑腳手架固定方式相比，可大幅減少懸挑工字鋼數量，而且所有鋼構件均可在工廠定制，裝配式施工速度快且可循環利用，不僅節約了成本，而且美觀實用。

圖2 常規部位外墻懸挑腳手架剖面示意

2.2 特殊部位主梁預埋布置

傳統懸挑腳手架在陽臺、飄窗等一些懸挑構件處，以及樓梯間等位置施工難度較大，且在裝配式結構中，現澆樓板厚度一般無法達到最少120 mm的規范要求。傳統懸挑需要對懸挑層樓板采取加密鋼筋、提高混凝土強度等級等加固措施，梁側錨固螺栓則很好地解決了這類問題，直接從梁側或是剪力墻墻體上安裝螺栓懸挑即可（圖6、圖7）。電梯井道處的支架可沿井道內側梁或是墻體懸挑工字鋼，按照外腳手架懸挑方式施工。

圖3 梁側預埋螺栓剖面示意

圖4 普通拉桿上部節點大樣

圖5 螺栓拉結大樣

圖6 陽臺、飄窗等部位外墻懸挑 腳手架剖立面

圖7 陽臺、飄窗等部位拉桿上部節點大樣

架體陽角處懸挑工字鋼梁采取放射狀布置，主梁懸挑后采用普通連梁懸挑，搭設次梁，次梁上搭設架體（圖8、圖9）。

圖8 陽角處懸挑工字鋼梁大樣

圖9 陽角處斜挑梁端做法

2.3 施工流程

梁內預埋φ30 mm螺栓鐵套管→懸挑層支模澆筑鋼筋混凝土→安裝普通4.8級M20螺栓→安裝16#工字鋼主梁→安裝工字鋼連系梁→放置縱向掃地桿→安裝立柱→安裝橫向掃地桿→安裝縱向水平桿→安裝橫向水平桿→安裝拉桿上部普通4.8級M20螺栓→安裝花籃套筒緊固拉桿→搭設欄桿→加設剪刀撐→鋪設水平腳手片→張掛外側安全網

2.4 構造要求

1）縱向水平桿接頭位置錯開水平距離≥500 mm，各接頭距離立柱≤500 mm，接頭須相互錯開，不在同步、同跨內。

2）預埋鋼板、螺栓、套管等應嚴格按設計要求進行制作和安放，螺栓鐵套管埋入樓板下250 mm的梁內，采用焊接與結構梁或剪力墻主筋連成一體定位。

3）梁側錨固螺栓懸挑工字鋼梁頂面標高誤差控制在2 mm以內。

4）原材料應嚴格按設計圖紙進行斷料，結構梁或者剪力墻主筋與預埋鐵板焊接時，其端部必須平整光滑，并與預埋鐵板緊密接觸。

5）懸挑工字鋼梁、花籃套筒緊固拉桿、預埋鋼板等均為整材。

3 施工方法

1）主梁工字鋼與混凝土結構連接的方式較多，如采用預埋螺栓、預埋套管安裝可拆卸螺栓、預埋鋼板焊接等。由于預埋鋼板在現場焊接時會存在焊工技術差異，導致焊縫不飽滿、焊傷預埋鋼板或是懸挑主梁等，使外架存在一定風險。前面2種預埋方式選用較多，施工前需復驗錨固螺栓、花籃螺栓的強度、工字鋼主梁強度以及焊縫探傷。鋼管、扣件、密目網等送第三方檢測機構檢驗合格后方可 使用。

2）懸挑工字鋼梁預埋混凝土現場同條件下養護試塊強度達到設計強度的75%時，方可安裝16#工字鋼梁，工字鋼連接用的螺栓保證牢固，不會滑絲。由于此懸挑增加了主體結構墻、梁的剪力和扭矩，需要主體結構設計人員對荷載進行復核，一般需要對懸挑層混凝土結構梁或者墻體鋼筋進行加強處理。開始搭設懸挑工字鋼時，需要將工字鋼擱置在架體鋼管上，搭設完成后將伸出架體拆除即可。由于一般混凝土強度達到設計強度的75%需要7 d左右，現場懸挑層施工時可以經結構設計師同意后采取適當調大澆筑混凝土強度或者添加早強劑等措施，從而減少施工等待 時間。

3）工字鋼主梁拉結采用常見的花籃螺栓、鋼絲繩拉結較為方便，由于一般住宅樓外立面造型較多，部分位置懸挑工字鋼較長，因此需要增大拉桿直徑，采用2根拉桿（采用2根拉桿時上部均需獨立錨固）或者下部采用下撐形式。采用2根拉桿或下撐桿件會對上拉桿軸心受拉穩定性產生影響，設計驗算時需特別注意，一般建議設置1根拉桿。其他地方構造如連墻件、剪刀撐等，要求和普通傳統型鋼懸挑腳手架相同，本文不作詳述。

4 懸挑梁驗算及應用效果

梁側錨固螺栓懸挑腳手架懸挑梁驗算，根據有關規范，本文分別對懸挑主梁的強度、抗剪、撓度、支座反力，上拉桿件的強度、花籃螺栓、吊耳板、鋼拉桿與吊耳板連接焊縫、上拉與主梁連接吊耳板螺栓、上拉連接板與建筑物連接錨固螺栓等進行了驗算，均滿足規范要求且有較大的安全冗余度。

其中，在上拉連接板與建筑物連接錨固螺栓驗算中，與建筑物連接的單個螺栓所受拉力值僅為9.184 kN，遠小于單個螺栓抗拉承載力設計值41.594 kN；與建筑物連接的單個螺栓所受剪力值僅為10.943 kN，也遠小于單個螺栓抗剪承載力設計值43.982 kN。在主梁與建筑物節點驗算中，每個螺栓承受主梁工字鋼傳來的拉力值為9.184 kN，遠小于單個螺栓抗拉承載力設計值41.594 kN；每個螺栓承受主梁工字鋼傳來的剪力值為1.285 kN，僅是單個螺栓抗剪承載力設計值43.982 kN的3%，均滿足規范要求且有4倍以上的安全冗余度，說明該新型梁側錨固螺栓懸挑腳手架設計合理、安全可靠。

梁側錨固螺栓懸挑腳手架安裝過程順利，使用方便，經現場監測，型鋼梁變形滿足規范要求。

5 結語

梁側錨固螺栓懸挑腳手架的應用避免了外墻以及電梯井道處開洞，顯著減少了外墻滲漏的隱患，在不影響懸挑層外墻砌體施工的同時，懸挑工字鋼梁用料比傳統懸挑腳手架節省了近2/3，自重更輕，造價更低。現在部分廠家已經加工出成品定型工字鋼梁，裝配式施工效率更高、質量更有保障且可以循環利用。對于陽角、樓梯等部位，PC樓板的施工優勢也非常明顯。隨著建筑行業的不斷發展，梁側錨固螺栓懸挑腳手架在住宅建筑中必將取代傳統懸挑腳手架。

[1] 高宏偉.淺談高層建筑工程懸挑式外腳手架的施工[J].科學與財富, 2013(2):129.

[2] 劉義豐.高層建筑懸挑外架安全施工技術[J].江西建材,2019(5): 118-119.

[3] 任啟楠.樓層懸挑結構位置處懸挑工字鋼的布設探究[J].住宅與房 地產,2018(30):81.

[4] 施圣賢,侯覲,張俊康,等.拉桿式懸挑工字鋼承力體系的研發與應 用[J].建筑施工,2019,41(12):2172-2175.

[5] 中國建筑科學研究院.建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范: JGJ 130—2011[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.

[6] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.鋼結構設計標準:GB 50017— 2017[S].北京:中國建筑工業出版社,2017.