附著升降式腳手架預埋螺栓附墻施工技術研究及應用

徐璐瑤 劉 博 蘇桃峰 張廷甫 吳文濤

中國建筑第二工程局有限公司 湖南 長沙 410005

建筑物的外立面結構日益復雜，常用的外腳手架形式已無法滿足施工過程中的工序、安全要求，傳統鋼管腳手架也無法滿足外立面復雜的高層建筑施工的要求。附著升降式腳手架以其良好的安全性、經濟性、便捷性在高層建筑施工中的應用越來越多。對于復雜程度不同的外立面建筑結構，附著升降式腳手架附著形式或施工方法將無法滿足，且存在作業面冒頂問題[1-2]。

本文以建發央著二標段項目附著升降式腳手架應用情況為基礎，詳細分析了一種使用預埋的方式完成附著升降式腳手架附墻支座安裝的施工方法。采用該預埋螺栓作為架體附著方式，在傳統的對穿螺桿無法安裝附墻的條件下，可以有效地避免結構冒頂作業的風險，以達到腳手架提前爬升的目的。經過項目調研及資料翻閱，目前未發現相關施工方法的其他研究。

1 工程概況

湖南省長沙市建發央著項目二標段由4棟50層住宅樓與2層地下室組成，建筑面積約為167 000 m2。上部主體結構為外墻全剪力墻結構，結合項目的整體高度、總工期目標、施工成本及現場施工安全文明等情況，項目部最終決定使用爬架作為主體結構施工防護外架。因本工程外立面結構線條復雜且變化較多，爬架的附墻支座安裝需結合角鋼增高墊施工。在爬架施工使用的過程中，因為工序及安全防護問題[3]，上反梁結構線條處的附墻點由原本的上反位置改至下反位置，固定附墻支座的方式由原本的穿墻螺栓固定改為了預埋螺栓固定。

2 附墻形式的區分

穿墻螺栓固定附墻支座方式（附墻支座位于結構上反梁時）：在模板安裝時，于附著點位置提前預留PVC套筒。下一層混凝土澆筑完成后進行爬架提升，提升后在原預留套筒處使用穿墻螺栓固定附墻支座（圖1）。穿墻螺桿可重復利用。

圖1 穿墻式螺桿附著支座

預埋螺栓固定附墻支座方式（附墻支座位于結構下反梁時）：在有上反結構位置的樓板進行鋼筋綁扎施工時，將對穿螺栓提前預埋至面板鋼筋網中，用點焊方式固定，待本層混凝土結構完成后，下一層結構準備澆筑混凝土前完成爬架提升，提升后由預埋螺栓固定附墻支座（圖2）。預埋螺栓不可重復利用，在爬架完成提升準備工作后，最底部附著點露出外墻結構的螺栓使用氧氣切割割除。

圖2 預埋式螺桿附著支座

3 施工過程中附墻固定方式修改原因

3.1 施工工序因素

本工程在進行爬架選型時，進行了專項討論，從結構形式及商務成本分析，最終決定使用DM-01型爬架（半鋼爬架）作為本工程外腳手架。在架體前期使用過程中，使用的施工方法為行業常用施工方法，附墻支座的安裝形式為穿墻螺栓固定式。本項目上部主體結構模板工程運用的是鋁合金模板支撐體系，外墻有上反連梁及框梁的結構只能分2次進行澆筑，上反梁同下一層墻柱一起澆筑。爬架附著點位于上反梁時，爬架爬升節點需在上反梁同下一層墻柱澆筑完畢且達到混凝土強度要求時方可爬升。而鋁合金模板的安裝工序為先拆模，再傳遞模板，最后在相同位置安裝模板，安拆順序為墻板、梁板、樓板，最后為外墻K板，爬架的附著點位于K板及下部反梁梁板之間。爬架爬升前需先將附著點位置的K板及反梁梁板拆除。

3.2 施工進度因素

K板及梁板的提前拆除將對鋁模工人施工造成非常大的影響，不僅擾亂了模板拼裝的施工順序，還增加了材料的傳遞時間。本工程項目一半建筑面積為錯層復式結構，躍空層模板拆除后不可放置在爬架上，只可放置于上一層的樓面中。爬架爬升后，鋁模傳遞的垂直距離為2層層高，根據本項目現場實際施工情況，附著點位于上反梁時，標準層施工進度將延長一天，極大地增加了項目部對爬架施工管理的難度。

3.3 施工成本因素

解決爬架工序影響及施工進度影響的唯一途徑就是在施工層澆筑混凝土前完成架體提升，保證在澆筑混凝土時架體高度比澆筑層高出4.5 m，即一層半防護。解決上述問題需要將爬架附著點由上反梁位置改為下反梁位置。本工程外墻為全剪力墻結構，外墻框梁及連梁均存在上反梁及下掛梁，下掛梁高度均為550 mm，梁底處均存在高150 mm的檐口線條，附墻增高墊高度為390 mm，躍層處大部分樓板板厚為220 mm。假設將附著點設計于下反梁，同時保證穿墻螺栓可順利穿過結構梁，增高墊會與下掛梁檐口線條產生沖突。沖突部分的混凝土檐口線條需斷開，預留出寬400 mm的位置以供爬架增高墊安裝（圖3）。本項目共50層高，根據機位布置圖計算，每棟樓每層有15個附著點處需將檐口線條斷開。若爬架施工從主體結構第3層開始，1棟樓共需690處線條斷開，若在外墻涂料施工時，使用EPS修補線條，將增加線條增補的材料費用，以及使用吊籃的租賃費用；每棟樓增加費用為8.5萬元，同時修補工作增加了施工時間，影響總進度計劃。經項目部與爬架單位進行交流，在保證架體受力、施工安全的前提下，提出使用預埋螺栓固定爬架附墻的方式，預埋螺栓無法重復使用，在爬架完成提升準備工作后，最底部附著點露出外墻結構的螺栓使用氧氣切割割除。螺栓材料費用及人工費用每棟約為4.2萬元。

圖3 預埋式螺桿附著支座模擬

4 優化后附墻施工工藝

4.1 工藝流程

測量放線→預埋螺栓與小螺栓焊接→螺栓預埋進板面鋼筋→點焊固定預埋螺栓→外墻小K板拆除→附著升降腳手架上升→安裝附墻支座

4.2 施工操作要點

4.2.1 測量放線

測量放線是爬架附墻支座預埋點正確安裝的首要條件，在整個爬架的施工階段中，只需進行1次精準定位。根據爬架機位布置圖，使用紅油漆筆在需附著處的鋁模板點標記，然后使用鉆機在鋁模板上開洞，完成整個爬架施工階段的定位工作。但為了避免如附墻模板變形、附墻模板安裝錯誤等各種外界因素的影響，每一層模板安裝完成后，都需進行點位復核，從而保證每一層附墻支座均可順利安裝。

4.2.2 預埋螺栓錨固長度

預埋螺栓大小需根據架體型號及受力計算確定。本項目使用的預埋螺栓大小為M32，長度需根據附墻支座及混凝土錨固長度確定。預埋螺栓錨固進混凝土中的長度需進行受力計算，通過驗證螺桿的抗拉能力來確定錨固長度。本工程預埋螺栓的錨固長度為200 mm。

4.2.3 預埋螺栓與小螺栓焊接

爬架施工屬于危大工程。為提高附墻支座點的安全性，不僅需要螺栓的預埋錨固長度滿足要求，同時要提高錨固進混凝土內部螺栓的抗拉能力。經過分析對比，在M32的螺栓尾部垂直焊接長50 mm的M20螺栓，使其成為“7”字構造。

4.2.4 點焊固定預埋螺栓

預埋螺栓預埋位置在各層樓樓板處，在樓板完成板面鋼筋綁扎工作后，由持有特種作業證的外架施工人員進行螺栓預埋工作。為防止混凝土澆筑過程中預埋螺栓跑位，需要使用點焊方式將“7”字構造的螺栓與面板鋼筋點焊固定（圖4）。保證混凝土成形后預埋螺栓不偏位，使附墻支座達到良好的安裝條件。

圖4 預埋式螺桿附著支座現場施工效果

5 結語

本施工技術作為爬架附著安裝方式的創新工藝，僅適用于外立面線條較復雜的結構。相比于對穿螺栓安裝附著的方式，預埋螺栓做法雖增加了螺栓材料用量，但對于在外墻下掛梁處安裝附著支座、會破壞構造線條的結構而言，該方式不僅節省了附墻處線條混凝土的修補費用，同時免去了結構修補工期。

最重要的是，施工過程中始終可在本層混凝土澆筑前完成架體爬升工作，使每層主體結構初始作業面始終保持在一步半架體，最終作業面保證在半部架體，可有效地解決附墻處因提前拆模導致施工難度增加的難題。同時，該工藝極大地提高了施工人員作業過程中的安全性及工人積極性，使施工工序的銜接更加緊密，既保證了施工進度，也滿足了施工安全要求。