高層建筑懸挑外架設計及施工探討

梁 斌

(北京鐵城建設監理有限責任公司，北京 100049)

1 工程簡述

某住宅小區工程，包括9個單體建筑和地下3層聯體地庫及人防工程，總建筑面積15.8萬m2,其中,1號樓地上為11層,4號樓地上為18層,工程結構形式為剪力墻結構，由于住宅建筑外墻凸凹不平,外腳手架搭設時難度較高,為了滿足施工需求；該工程外腳手架選用落地式腳手架和懸挑式腳手架。

2 外腳手架的架體設計

根據實際工程項目的結構特點，綜合考慮工程施工的安全性和可操作性，以及工程項目工期、成本等多方面因素，制定出各樓座的具體外腳手架的懸挑方法。如：1號樓北、西側從地庫上搭設落地式腳手架至7層樓板懸挑層；南、東側在2層樓板做一次懸挑，二次與北、西側同一層做懸挑；4號樓南、西側從地庫上搭設落地式腳手架至8層樓板懸挑層；北、東側在2層樓板做一次懸挑，二次、三次與南、西側同一層做懸挑。懸挑腳手架搭設高度控制在6層以內，高度不超過20 m。

2.1 腳手架搭設要求

懸挑腳手架步距為1.8 m，外排立桿每步設置兩道攔腰防護桿及每0.6 m設置一道攔腰防護桿；腳手架縱距為1.5 m。北側平窗處腳手架橫距0.9 m，內桿距外墻0.35 m；南側凸窗處腳手架橫距0.6 m，內桿距外墻0.95 m；搭設高度控制在20 m以內；架體連墻件設置為兩步三跨；腳手板采用木跳板，每兩步設置一層腳手板，同時，施工層數不得大于兩層；擋腳板選用木擋腳板。

腳手架安全等級為二級。外立面每4根～6根立桿必須搭設剪力撐，剪刀撐以45°～60°角連續設置搭設。所有立桿和橫桿鋼管涂刷黃色油漆，剪刀撐涂刷紅白相間油漆，長度為400 mm。

2.2 懸挑工字鋼搭設要求

懸挑梁的支承點必須設置在結構梁以及樓板上，嚴禁設置在外伸的陽臺或者其他出外墻上的懸挑板，在外墻處的樓板與懸挑工字鋼之間放置2 cm以上的硬質楔子，尤其是在空調板的位置必須使懸挑工字鋼產生1%～2%的起拱。懸挑工字鋼尺寸如圖1所示,其中L1為懸挑長度，L2為錨固長度，L3為內立桿距墻距，Lb為立桿橫距，工字鋼懸挑固定段的長度不得小于懸挑段長度的1.25倍。存在外伸陽臺或懸挑板的情況下，通過計算滿足錨固長度的情況下，懸挑支承點的位置仍需設置在結構梁上，不得設置在陽臺上。穿墻處木制盒子尺寸為20 cm×25 cm。

懸挑工字鋼采用焊接接長時，應按等強度標準連接，焊縫質量必須滿足一級焊縫的要求。懸挑梁工字鋼按架體立桿位置對應設置，懸挑工字鋼梁節點見圖2。

2.3 懸挑梁的工藝要求

本工程懸挑架主梁采用16號工字鋼，每一縱距設置一根工字鋼。在平面轉角處，當立桿下不能設置工字鋼懸挑梁時，增設縱向工字鋼，主梁與次梁采用焊接連接。

在3號、4號樓北側樓梯間位置，首先用兩根長6 m的18號工字鋼東西向放置，穿過樓梯間墻做支撐，南北向18號工 字鋼放置在東西向工字鋼上做懸挑主梁，兩者用20 cm寬錨環進行錨固，懸挑端放置16號工字鋼做次梁，次梁與主梁進行焊接連接。

在3號、4號樓南側有飄窗的位置，懸挑板寬度為600，懸挑梁及懸挑架體布置如圖3，圖4所示。

本工程采用常規懸挑工字鋼的施工方法。即向上搭設一層高度的腳手架，待本層豎向模板拆除后2 d方可進行鋼絲繩拉結，在固定好工字鋼、鋼絲繩拉結完畢后才可拆除這一層腳手架，重新在工字鋼懸挑梁上搭設懸挑腳手架。

用于錨固工字鋼懸挑梁的U型螺栓采用φ20圓鋼冷彎成型，底部寬度為150 mm，螺栓絲扣長度不得小于120 mm；角鋼采用L63×6長度為260 mm，按標準采用機械加工開孔后使用。U型螺栓應預埋至板底層鋼筋位置，并與底層鋼筋綁扎牢固，U型螺栓與工字鋼間隙用硬質木楔楔緊。U型錨環節點圖見圖5。

2.4 卸荷鋼絲繩的拉結

工字鋼懸挑梁外端必須設置鋼絲繩與上一層建筑結構傾斜拉結，每個工字鋼端部都需要用鋼絲繩拉結卸荷；尤其是3號、4號樓北側樓梯間位置處。鋼絲繩不參與懸挑工字鋼梁受力計算，而且直徑不小于16 mm。

本工程采用φ16 mm鍍鋅鋼絲繩，在上一層窗下墻上或下反梁上留取穿鋼絲繩的孔洞，鋼絲繩上部拉結點采用鋼管固定，同時；在墻上放置防磨損墊片。懸挑工字鋼梁端部10 cm范圍內的底面焊接垂直于腹板方向的短鋼筋，作為鋼絲繩定位。除此之外，也可在上層下反梁上預埋短鋼管，鋼絲繩拉結在鋼管上。鋼絲繩在拉結時，必須避開大小橫桿，防止鋼絲繩與橫桿受力。另外，為了防止混凝土產生掉角等現象，拉結鋼絲繩時要求混凝土強度達到40%以上。鋼絲繩斜拉處理見圖6。

2.5 結構樓板厚度不足120 mm板厚的處理

工字鋼懸挑梁錨固位置樓板厚度不足120 mm時，將錨固螺栓周圍600 mm范圍內設置雙層雙向φ8@150鋼筋網片，當板厚超過120 mm時，只需在轉角處錨固螺栓周圍600 mm范圍內設置雙層雙向φ8@150鋼筋網片。

2.6 腳手架連墻件的設置

腳手架連墻件采用兩步三跨的方式設置。在南側有凸窗的位置連墻件采用斜抱窗角的方式或者采用夾住窗戶的方法，內外設置一根鋼管；其他位置，采用在相鄰空調板上預埋短鋼管，做連墻件。在無窗戶的位置，例如東西山墻處，連墻件采用在墻上預留65 mm PVC套管，將圓鋼管伸入套管中，在墻內外各鎖一根圓鋼管，是連墻件既可承受拉力，也可承受壓力。北側平窗的位置，在樓層板下的梁里預埋短鋼管做連墻件與斜抱窗角的結合方式。所有方式必須滿足兩步三跨的要求，在懸挑架與落地架豎向交界處，最外排立桿或向內一跨的立桿必須設置連墻件，避免拆除落地架后形成不封閉架體使懸挑架受力不穩。并且在此處，落地架與懸挑架在橫斷面應斷開，不得相連(見圖7)。

2.7 出屋面外檐處外架的搭設

出屋面外檐口處的外架，應在距離檐口一步的距離處向外做45°斜向支撐，上部只需做單排腳手架，單排腳手架距外檐口邊為350 mm。單排腳手架與屋面梁處預埋好的圓鋼管進行連接。單排腳手架應既滿足操作架，也滿足安全防護架的要求(見圖8)。

3 懸挑式腳手架施工順序

量測懸挑工字鋼預埋點→預埋懸挑錨固螺栓→布置工字鋼并固定→焊接工字鋼→搭設底層大橫桿→搭設內、外立桿→依次按步距搭設大小橫桿→搭設外立桿平面剪刀撐→設置腳手架連墻件→滿鋪腳手板→掛密目安全網→拉結卸荷鋼絲繩。

4 懸挑式腳手架搭設注意事項

1)搭設腳手架前應對架管進行仔細篩選，不同長度規格的鋼管要分別堆放，嚴格按施工方案要求的長度選用，以保證外腳手架架體安全、美觀；腳手架架體與馬道連接處需要留出足夠尺寸的通道口，橫桿斷開，立桿不得斷開。2)腳手架立桿在豎立時應做到縱向成線、橫向成方，立桿自身垂直。3)腳手架架體中的大橫桿上、下橫桿的接頭位置應錯開布置，必須放置在不同的立桿縱距中。4)腳手架架體中的小橫桿應貼近大橫桿布置，在大橫桿之上并用直角扣件與立桿扣緊連接。5)腳手架的外立桿平面剪力撐的搭設要與水平面保持在45°～60°的傾角滿布搭設；同時，還應在整個外側立面高度和長度范圍內連續設置并搭設剪刀撐。6)懸挑 工字鋼設置必須嚴格按照總平面圖布置，在確保腳手架架體滿足搭設質量要求的前提下，保證外腳手架整體美觀，分布均勻，同時，還有達到標準化要求。7)懸挑工字鋼放置嚴禁直接落于陽臺及其他小懸挑混凝土板上。8)外腳手架操作層腳手板的鋪設應滿鋪，并且鋪設穩固，距墻面尺寸應小于50 mm；腳手板對接鋪設時，應在腳手板端頭設置踩腳桿。腳手架的搭設和拆除的安全、技術要求必須滿足相關規范要求。腳手架外側采用密目安全網封閉。9)腳手架懸挑工字鋼梁在安裝時，若安裝主梁與次梁之間有空隙，必須按照空隙大小焊接短鋼筋棍(數量依據鋪設工字鋼表面而定，并至少2根)。焊接位置必須滿焊，以保證架體穩定。

5 結語

腳手架搭設是根據高層建筑工程項目的結構特點及結構形式的不同，選擇不同結構類型的腳手架；現結合工程實例對懸挑式腳手架進行分析和探討，提出懸挑式腳手架的架體設計及懸挑式腳手架在搭設過程中的注意事項；讓人們對腳手架搭設有一個更好的、更加全面的了解，為今后高層建筑工程施工及懸挑式腳手架搭設提供一些借鑒。