大懸挑屋檐施工技術研究

文／鄭逢輝 河南三建建設集團有限公司 河南洛陽 471000

1、技術研究的主要成果

1.1 本次研究的關鍵技術

通過在主樓邊梁外側和上部樓層邊梁外側相同位置預埋PVC 套管安裝螺栓、采用Φ20 圓鋼制作花籃螺桿連接鋼梁外端（鋼梁里端與邊梁螺栓連接）和上部樓層螺栓對水平鋼梁形成鉸接結構，使水平鋼梁成為上部腳手架的支撐基礎。同時在花籃螺桿上部與樓層邊梁連接處、下部與水平鋼梁外端連接處創造性地使用耳板-螺栓組合裝置，使得花籃螺桿可沿水平鋼梁軸向180°旋轉，在拆除鋼梁時通過門架-滑輪裝置人工完成拆除。與傳統的懸挑鋼梁支撐系統相比，水平鋼梁受力由懸挑受力變為兩點簡支受力模式，結構受力更加安全；另外，水平鋼梁錨固在結構邊梁上，不需要錨固在樓層內，節省了材料，避免了對樓層內裝飾施工的影響。在拆除水平鋼梁時人工即可拆除，能有效解決因上部超長懸挑屋檐結構使用塔吊等大型機械設備困難的問題。

1.2.工藝原理

1.2.1 懸挑鋼梁錨固處理

型鋼懸挑梁采用雙軸對稱截面的型鋼，規格為18#工字鋼，懸挑梁尾端采用螺栓與梁側面進行拉結固定。工字鋼梁同主體結構連接采用240mm×400mm×10mm鋼板，采用4 根M22 高強度螺栓。工字鋼外端焊接耳板(100×100×14mm 的Q235 鋼板)。如圖1 所示。

花籃螺桿兩端采用4.8 級Φ22mm 螺栓分別同懸挑型鋼梁、上部錨固拉結點進行連接。

型鋼懸挑梁懸挑端應設置能使腳手架立桿與鋼梁可靠固定的定位點（采用200mm 長的Φ25 短鋼筋頭焊接），定位點離懸挑梁端部不應小于100mm。

1.2.2 腳手架平臺施工及防護

平臺架體搭設及平面防護：

腳手架底部采用竹串片腳手板+滿鋪廢舊木膠合板模板進行封閉，并采用鍍鋅鐵絲綁扎牢固，防止工具、垃圾等墜落。

根據立面施工需要，考慮吊籃設置位置，架體底部防護預留吊籃鋼絲繩下放位置，因防護要求留置Φ50 圓孔，且孔的位置做好防護封閉。

架體搭設完成后，在架體頂部滿鋪竹串片腳手板一層，作為上部屋檐施工的防護和作業平臺，確保滿足屋檐結構和裝飾面的施工需要。（見圖2）

圖2 架體平臺搭設示意圖

1.2.3 工字鋼支撐和拉結方案

（1）屋面層35.85m 樓層邊梁設置工字鋼進行懸挑。

（2）40.85m 結構梁處設置拉結點，利用花籃螺桿卸載，改變懸挑受力方式為二力桿件；

（3）結合BIM 技術，優化拉結花籃螺桿兩個鉸接部位的連接方式：

①在40.85m 卸載點位置，加設卸載組合裝置，花籃螺桿可沿軸向180°旋轉；

②對下部懸挑工字鋼卸載點進行優化，確保花籃螺桿可沿軸向180°旋轉。懸挑工字鋼長度5.3m，在距離墻面4800mm 處設置2 塊150mm×100mm×14mm 耳板同工字鋼焊接固定，上部設置直徑25mm 的螺栓孔，作為花籃螺桿的下部拉結點。

花籃螺桿采用直徑20mm 的HPB300 鋼筋制作，上下兩端設置兩塊220 mm×100 mm×10mm 的鋼板同圓鋼坡口焊接，花籃采用套筒外部設置3 根HPB300 型號14mm 鋼筋同Φ50mm 內20mm 螺孔套筒焊接連接，花籃長度500mm，考慮兩側分別進花籃長度150mm，內部留200mm 空間作為花籃緊固加固空間。

工字鋼懸挑長度5.3m，在距離墻面4800mm 處設置2 塊150mm×100mm×14mm 耳板同工字鋼焊接固定，上部設置直徑22mm 的螺栓孔，作為花籃螺桿的下部拉結點。（見圖3、圖4、圖5 所示）

圖3 上拉桿平面加工圖

圖4 坡口焊剖面

圖5 架體安裝完成圖

1.2.4 架體拆除施工方案

該花籃腳手架要確保頂部屋檐鋼構件結構及外部鋁板施工完成才能進行拆除；

拆除工字鋼時，利用在門式架（需加配重）上安裝定滑輪組合裝置，采用鋼絲繩固定、拉緊工字鋼內端后，拆除工字鋼內側固定的穿梁螺栓，通過緩慢下放鋼絲繩，花籃螺桿上下連接點同時旋轉下放，直至下一層地面，拆除花籃螺桿上部固定組合件螺栓，將工字鋼及花籃螺桿完全下放至下部樓層內；依次拆除懸挑鋼梁；通過施工電梯運輸至樓下。以此實現快速、安全拆除懸挑鋼梁。

拆除時，塔吊等設備無法使用，拆除不能損壞安裝完成屋檐成品；對此，我們創新計劃采用如下的拆除方式：

（1）安裝門式架和滑輪，制作拆除工字鋼的裝置。

（2）將該裝置固定在與懸挑鋼梁同樓層位置，將鋼絲繩穿過滑輪，與工字鋼外端焊接的定位點拉結固定；

（3）拆除工字鋼內側的4 根連接螺栓，工字鋼內側與框架梁脫離；

（4）通過滑輪和鋼絲繩吊放，及花籃螺栓兩端沿工字鋼軸向轉動，將工字鋼緩緩下放至下部樓層內，通過施工電梯或者臨時設置料臺吊運下樓。

1.3 施工工藝流程及操作要點

1.3.1 施工工藝流程圖

大懸挑屋檐施工技術的工藝流程圖如圖6 所示。

圖6 施工工藝流程圖

1.3.2 施工操作要點

（1）工字鋼錨固螺栓、拉結螺栓定位

預先進行懸挑鋼梁的排布，并結合BIM 技術進行螺栓空位的準確定位，采用內徑25mm 的鋼套管，長度同梁截面寬度，兩側封閉處理預埋在邊梁內，進行螺栓孔位的定位。

為保證工字鋼固定端鋼套管位置的正確，在預埋位置確定后，采用直徑6mm 的圓鋼將四個預埋套管進行焊接連接，并同梁箍筋綁扎牢固，混凝土澆筑過程中，專人負責套管位置的維護校正，確保混凝土澆筑過程中，不整體和個別移位。

卸載花籃螺栓拉結點的螺栓定位套管必須與下部預埋的位置同心，在下部混凝土澆筑完成后，及時對預埋套管位置標高進行查找復核，上部套管預埋時隨之進行誤差調整，確保花籃拉結兩點連線和工字鋼軸線同線。

（2）花籃螺桿安裝要點

花籃螺桿的圓鋼直徑、花籃的形式、長度、安裝完成花籃的長度等要進行逐一檢查；花籃、螺桿的焊接部位焊接質量逐一進行檢查驗收，不合格的不允許進場使用。

考慮安裝方便，整個花籃螺桿采用兩側花籃等長，螺桿安裝完成后，距底部懸挑鋼梁高度為，方便人員安裝加固，另外安裝方便，通用性高。

花籃螺桿安裝必須保證兩側螺桿完全進入花籃，確保拉結可靠。

（3）架體搭設要點

內部五排立桿選用5.50m 長的鋼管進行搭設，外部的立桿采用6m 配合2m、4m、3m 長度的立桿進行搭設；

立桿縱距1500mm，距墻體的距離分別為400mm、1 2 0 0 m m、2 0 0 0 m m、2 8 0 0 m m、3 6 0 0 m m、4400mm、5200mm，連墻件高度方向按照底部、中間、上部分別設置一道。

（4）底部、立面封閉要點

①底部采用300×2000mm 的竹串片腳手板、配合15mm 的覆膜木膠合板進行全封閉處理，竹串片腳手板在下，木模板在上，竹串片腳手板確保沒有探頭和空鋪情況。

鋪設前，預先考慮吊籃施工鋼絲繩空位，提前預留50mm 的圓孔，并采用橡膠墊進行封閉，保證鋼絲繩活動自由，又避免細小雜物墜落風險。

②立面采用定制的鋼板網進行封閉，鋼板網之間的間隙按照5mm 進行預留控制，個別不夠模數的通過調整優化架體，確保最小滿足600mm 的模數，保證鋼板網拼裝嚴密，防護可靠安全。

（5）腳手架拆除要點

腳手架的拆除嚴格按照后搭先拆、先搭后拆的原則進行，先拆附屬、水平構件，再拆除立桿。

設置警戒區域，拆除區域及其墜落半徑范圍內做好警戒和人員疏散工作。

鋼管及扣件逐步拆除后，轉運至屋面。

工字鋼梁的拆除門式腳手架（后部加4 倍鋼梁重量的配重），上部安裝鋼管、定滑輪，通過鋼絲繩和定滑輪控制工字鋼的下放姿態。

單根工字鋼梁拆除采用兩根鋼絲繩，一根穿過滑輪同工字鋼內側端頭固定控制工字鋼下放，另一根在工字鋼下放完成后，控制上部花籃。

工字鋼下放完成后，鋼絲繩拉緊上部花籃，拆除同工字鋼固定的螺栓后，通過鋼絲繩回收花籃螺桿，拆除完成。

2、效益分析

通過優化懸挑梁的安裝和拆除形式，針對拆除困難、危險性大的特點在方案實施前，對節點進行優化設置，并通過門式架+滑輪的組合，大大降低了拆除的難度，保證了拆除的安全。有效確保了上部挑檐結構的成品保護和腳手架安全拆除，并為屋面工程施工提供了工作面，有效縮短施工工期。

3、應用實例

洛陽創巖創業服務有限公司服務樓建筑面積40431.33 m2,框架剪力墻結構，地下2 層，地上9 層，頂部屋檐懸挑外伸4.7m，為大懸挑屋檐。在屋頂屋檐鋼構件施工過程中，采用大懸挑屋檐施工技術，為屋檐構件及裝飾施工提供了穩定可靠的工作平臺，通過優化架體設置方案、底部及側面防護方案，創新架體拆除形式，順利完成屋檐施工，屋檐成品保護效果良好。