裝配式建筑施工中工具式外防護(hù)架應(yīng)用研究

【摘要】在裝配式建筑施工過程中常采用工具式外防護(hù)架，其目的是為裝配式建筑施工作業(yè)提供外圍防護(hù)作用以及施工操作平臺(tái)，保障施工人員安全。本文針對裝配式建筑施工中工具式外防護(hù)架的應(yīng)用展開研究。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑；施工；工具式外防護(hù)架；應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.082

在傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工中，常采用搭建懸挑腳手架作為外圍防護(hù)體系，在搭建過程中應(yīng)用到大量材料，搭建工作難度較大，全部工作完成需要消耗大量時(shí)間，拆除時(shí)危險(xiǎn)性較大，質(zhì)量、安全管控難度較大。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)一般是通過現(xiàn)場連接預(yù)制構(gòu)件的方式形成外墻，其外圍結(jié)構(gòu)無需太復(fù)雜的施工作業(yè)工序，為進(jìn)一步提升裝配式建筑外防護(hù)體系的搭建效率，可采用工具式外防護(hù)架。

1、工程概況

某工程建筑面積為16.75萬m2，有7幢90m左右高層住宅，在國家住宅產(chǎn)業(yè)化政策指導(dǎo)下，為達(dá)到節(jié)能環(huán)保、節(jié)省施工時(shí)間和施工成本目的，此工程均采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。外墻、樓梯、陽臺(tái)和部分內(nèi)墻采用預(yù)制混凝土部品部件，在PC工廠制成成品混凝土部品部件，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，進(jìn)行吊裝、連接和部分現(xiàn)澆相結(jié)合而成整體。

2、外圍護(hù)體系選型

因?yàn)楸竟こ淌且匝b配式混凝土結(jié)構(gòu)作為外墻，外墻體系是一個(gè)連貫的整體，在具體施工過程中不適合穿墻打洞作業(yè)或預(yù)留大量孔洞，因其與套筒連接鋼筋打架碰撞，而且裝配式混凝土結(jié)構(gòu)不需要太過復(fù)雜的外墻粉刷和保溫等作業(yè)工序，施工荷載較小，外腳手架只是發(fā)揮著外部圍護(hù)的作用[1]。在傳統(tǒng)建筑工程中，設(shè)置傳統(tǒng)懸挑式扣件鋼管腳手架時(shí)，需進(jìn)行大量穿墻孔洞作業(yè)，在一定程度上對外墻的整體性造成破壞，并且在具體搭建過程中存在諸多安全隱患，對施工人員人身安全造成威脅，不具備較好的經(jīng)濟(jì)性和安全性。為使工程外圍護(hù)工作中存在的困難得到解決，對本工程的特點(diǎn)和實(shí)際施工需要進(jìn)行全面分析，根據(jù)分析結(jié)果確定選用工具式外掛防護(hù)架作為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的外圍護(hù)體系，這種體系搭建過程比較簡單，而且安全性較高，可節(jié)省大量施工成本，能夠有效解決裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場吊裝施工階段安全防護(hù)問題，并且裝配式混凝土結(jié)構(gòu)吊裝施工環(huán)節(jié)中存在的安全防護(hù)問題也能得到有效解決。同時(shí)，為確保可以滿足施工進(jìn)度的要求，每棟需準(zhǔn)備兩套架體，讓安裝工作能夠隨著防護(hù)工作進(jìn)行，可在樓層主體結(jié)構(gòu)施工中循環(huán)使用，經(jīng)濟(jì)性較高。

3、外掛式防護(hù)架構(gòu)造設(shè)計(jì)

在裝配式結(jié)構(gòu)施工過程中，工具式外掛防護(hù)架能夠發(fā)揮出重要作用，為高空作業(yè)提供安全保障，促進(jìn)施工作業(yè)正常進(jìn)行。正因?yàn)楣ぞ呤酵夥雷o(hù)架發(fā)揮著十分重要的作用，所以需要保證具備較高的安全性和穩(wěn)定性，符合相關(guān)施工要求標(biāo)準(zhǔn)。提升吊點(diǎn)、附墻體系、平臺(tái)和防護(hù)體系以及支撐體系等是本工程所應(yīng)用的外掛式防護(hù)架的主要組成部分。

3.1 支撐體系

支撐體系主要是由三角形支架構(gòu)成，根據(jù)工程實(shí)際情況選擇10#槽鋼作為豎向和水平方向的弦桿，將6cm×6cm×0.5cm型鋼通過焊接的方式連接起來作為斜弦桿。使用方鋼將每榀三角架連成整體，而外掛架單元體則有三個(gè)三角架組成，嚴(yán)格控制三角架之間的距離，確保每榀三角架間距小于3m，每個(gè)整體外掛架不超過6m。

3.2 平臺(tái)和防護(hù)體系

外圍護(hù)架和作業(yè)平臺(tái)共同組成防護(hù)體系，將2mm厚的花紋鋼腳手板鋪在三角架上，鋼制腳手板材質(zhì)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/ T700-2006中Q235級(jí)鋼規(guī)定，然后在腳手板周邊焊接連接于方鋼側(cè)面，形成作業(yè)平臺(tái)。作業(yè)層必須設(shè)置兩道護(hù)身欄，護(hù)身欄上道高1.2m，下道居中。防護(hù)架外側(cè)滿封密目鋼網(wǎng)片，下部設(shè)踢腳板，踢腳板厚度大于鋼板網(wǎng)片，采用1.8m高單排型鋼防護(hù)架作為外圍護(hù)架立桿，將防護(hù)立桿間距控制在1.3m，采用5cm×5cm×0.5cm型方鋼通過焊接的方式連接到架體上面，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置水平防護(hù)桿，將角鋼焊接到架體上，將方格鐵網(wǎng)和架體通過點(diǎn)焊連接在一起形成防護(hù)網(wǎng)[2]，將提升吊點(diǎn)設(shè)置在兩側(cè)立桿上，采用φ14mm圓鋼制成吊環(huán)，與防護(hù)立桿雙面焊接而成。

3.3 附墻體系

以裝配式建筑施工具體要求為依據(jù)，將φ32mm預(yù)留孔設(shè)置在預(yù)制墻體上，預(yù)制外墻安裝完成后，將三角支架和預(yù)制墻體連接到一起，連接工作可采用M20型號(hào)的穿墻高強(qiáng)螺栓，需注意是要把合適規(guī)格鋼墊片添加到螺栓內(nèi)側(cè)，螺栓外側(cè)端部應(yīng)采用椎體形，可有效為螺栓劃出架體孔提供便利。除此之外，還需在每個(gè)支架上面設(shè)置兩個(gè)支點(diǎn)，將孔距控制在800mm左右，窗洞位置需要和墻體預(yù)留洞的位置相互對應(yīng)，外掛架整體吊裝工作可通過塔吊完成，吊環(huán)采用直徑φ14mm圓鋼制作而成。

4、外掛式防護(hù)架安裝

應(yīng)嚴(yán)格控制工具式外掛架的安裝工藝流程，首先做好外掛防護(hù)架組裝工作，將螺栓插入墻體內(nèi)，通過合適設(shè)備和工具將防護(hù)架懸掛好，然后對三角架垂直度進(jìn)行檢查，確保合格后擰緊螺栓，按照相應(yīng)順序安裝外掛架，并開展荷載試驗(yàn)工作，需確保相鄰兩組外掛架之間連接牢固，最后進(jìn)行總體驗(yàn)收工作，確認(rèn)合格后方可投入使用[3]。

（1）在地面或工廠里對外掛式防護(hù)架的每一個(gè)零部件進(jìn)行組裝，比如提升吊點(diǎn)、平臺(tái)、防護(hù)體系以及支撐體系等，形成工具式外防護(hù)架，并全面檢查每一個(gè)部位連接情況，確認(rèn)沒有任何問題之后等待吊裝。

（2）由外墻結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)外掛式防護(hù)架安裝工作人員將墊片和螺栓插入墻體預(yù)留孔內(nèi)，這個(gè)過程還需在作業(yè)平臺(tái)上的外墻結(jié)構(gòu)外側(cè)安裝工作人員進(jìn)行配合。

（3）在現(xiàn)場塔吊的輔助下，安裝一榀防護(hù)架。塔吊操作人員接收到起重信號(hào)工的指揮信號(hào)之后，吊起組裝好防護(hù)架，然后在作業(yè)層預(yù)制墻體外側(cè)將其放下，整個(gè)下落過程應(yīng)保持緩慢，避免發(fā)生磕碰，然后通過外墻結(jié)構(gòu)外側(cè)安裝人員的配合，對三角架上螺栓孔進(jìn)行定位，確保與預(yù)制墻體上的預(yù)留螺栓孔洞一致。螺栓孔位置模板見圖1。

（4）外墻結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)安裝工作人員將雙螺母擰緊，應(yīng)遵照先上后下的順序，將螺栓凸出螺母的距離控制在2cm之上，工具式外掛架安裝完成。

（5）剩余的榀掛架按照上述流程安裝，待所有榀掛架安裝完成后就形成連續(xù)閉合的工具式防護(hù)架外圍護(hù)體系。應(yīng)嚴(yán)格控制墻體和防護(hù)架以及每個(gè)榀掛架之間的距離，最好控制在10cm以內(nèi)。且宜在每榀掛架之間掛設(shè)安全網(wǎng)，防止材料等掉落。除此之外，還應(yīng)采取有效措施做好臨時(shí)固定工作，保證貫通每層作業(yè)平臺(tái)。

（6）組裝好工具式腳手架外圍護(hù)體系之后，需進(jìn)行荷載試驗(yàn)，通常可采用水泥編織袋裝砂方法試驗(yàn)，確保荷載不小于300kg/m2，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析確定合格之后才能在施工中正式應(yīng)用，如果發(fā)現(xiàn)存在結(jié)構(gòu)變形和焊縫開裂情況則嚴(yán)禁使用。

5、提升外掛架

在開展具體提升工作之前，應(yīng)將兩套架體準(zhǔn)備好，可以在安裝過程中實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，必須要等防護(hù)工作符合要求后再進(jìn)行提升工作。

（1）完成上層預(yù)制墻體安裝工作后，需要對強(qiáng)度進(jìn)行檢查，需確保符合具體的要求標(biāo)準(zhǔn)，在提升條件滿足的情況下，對外掛架進(jìn)行提升。具體的提升過程中，安裝工作人員應(yīng)確保操作的規(guī)范性，安排不同的人員分別在外掛防護(hù)架的內(nèi)側(cè)和外側(cè)同時(shí)操作。

（2）在提升工作開始之前，需要把兩榀架體接縫板和防護(hù)欄板等連接物解開，將所有工具、材料等雜物清除干凈[4]。

（3）需科學(xué)利用塔吊等設(shè)備，來進(jìn)行外掛架提升工作，開始提升之前，工作人員需要在四個(gè)吊點(diǎn)上掛好鋼絲繩，并確保鋼絲繩質(zhì)量符合要求，等鋼絲繩稍繃緊后離開平臺(tái)。

（4）外墻結(jié)構(gòu)里側(cè)工作人員將架體連接螺栓依次擰緊，需要按照先上后下的順序，松開后架體受到重力所產(chǎn)生側(cè)向力的影響后自然向外移動(dòng)，等架體的擺動(dòng)停止以后，然后利用塔吊來進(jìn)行掛架的吊運(yùn)工作，將其放到需要安裝的位置，根據(jù)嚴(yán)格的程序標(biāo)準(zhǔn)完成一榀工具式外掛架提升安裝。

（5）其余榀掛架提升工作也要按照上述程序完成，最后形成工具式防護(hù)架外圍護(hù)體系，并進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確認(rèn)質(zhì)量達(dá)標(biāo)后再正式投入使用。

6、拆除外掛架

等裝配式結(jié)構(gòu)施工工作全部完成之后，需把所有外掛架拆除。在拆除工作開始之前，將兩榀架體間接縫板和防護(hù)欄板等連接物解開，將平臺(tái)上各種工具、材料等雜物清除干凈。外墻結(jié)構(gòu)里側(cè)工作人員將架體連接螺栓依次擰松，應(yīng)按照先上后下順序進(jìn)行，松開后架體受到重力所產(chǎn)生側(cè)向力影響后自然向外移動(dòng)，等到架體擺動(dòng)停止后，使用塔吊把掛架放到地面進(jìn)行拆解工作，直至將外掛架的各種零部件完全拆除，然后對零部件進(jìn)行清理，劃分好類別之后碼放整齊。

7、外墻孔洞處理

每個(gè)預(yù)制墻體上需預(yù)留4-6個(gè)直徑30mm孔洞，后期外頁墻部分可采用特制膠塞配合填充防水砂漿以及聚氨酯防水涂料，防水涂料厚度1mm，直徑不得小于10cm圓，聚苯板部分可采用打發(fā)泡劑，內(nèi)頁墻使用微膨脹砂漿封堵，發(fā)泡劑可保證保溫性能，完全可規(guī)避預(yù)留孔洞滲漏冷橋等風(fēng)險(xiǎn)。

8、注意事項(xiàng)

在具體的施工過程中需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：（1）裝配式結(jié)構(gòu)類型比較豐富，需要根據(jù)工程實(shí)際需求和工程特點(diǎn)選擇合適工具式外掛防護(hù)架，以滿足不同的結(jié)構(gòu)形式。（2）在工具式外掛防護(hù)架設(shè)計(jì)工作中應(yīng)注重標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，提高周轉(zhuǎn)使用次數(shù)，降低鋼材損耗，確保每一個(gè)環(huán)節(jié)都符合相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)，最大程度保證外掛式防護(hù)架結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、合理性、安全性。（3）需制定一套科學(xué)完善的工具式外掛防護(hù)架圍護(hù)體系施工方案，為防護(hù)架的安裝、提升和拆除等工作提供技術(shù)保障，并由技術(shù)負(fù)責(zé)人和總監(jiān)理工程師核對批準(zhǔn)。（4）在外掛架使用過程中需要保證裝配式混凝土結(jié)構(gòu)外墻的穩(wěn)固性，確保符合安裝條件。（5）最后防護(hù)架安裝完成后，應(yīng)由監(jiān)理單位檢查驗(yàn)收，確定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)合格后再正式使用。（6）工具式外掛防護(hù)架具有較高適應(yīng)性，可在不同裝配式建筑工程中連續(xù)周轉(zhuǎn)使用，且堅(jiān)固耐用，使用周期較長，很大程度上減少資金投入，與扣件式腳手架相比，在裝配式建筑施工中應(yīng)用工具式外掛防護(hù)架能夠有效節(jié)省施工成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

結(jié)語：

綜上所述，在裝配式建筑施工中科學(xué)合理的應(yīng)用工具式外防護(hù)架，可有效解決各個(gè)施工環(huán)節(jié)中的安全防護(hù)問題，為整個(gè)施工過程提供安全保障，有利于裝配式建筑施工工作的順利進(jìn)行。

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作者簡介：

鄧星余，1965年9月出生，1989年7月畢業(yè)于湖南省水利電力學(xué)校，2004年畢業(yè)于中央黨校函授學(xué)院，高級(jí)工程師。