柔性短肢工字鋼懸挑腳手架施工技術

文／徐建軍 中鐵城建集團南昌建設有限公司 江西南昌 330002

1、項目概況

1.1 工程概況

南昌青山湖沈橋村（漆村）安置小區城市棚戶區改造安置房建設項目位于京東大道以東、解放路以北,項目由18棟住宅樓、1 棟幼兒園、1 棟物業附屬用房及2 個地下車庫構成，總建筑面積為335452.81m2，其中地上建筑面積為250839.03m2，地下建筑總面積為84613.78m2。地下室分為兩塊，地下室為一層，局部為兩層。住宅樓最高樓高33 層，約95.7m。其中15 棟高層層數皆為20 層以上，結構形式為框架-剪力墻結構，均采用柔性短肢工字鋼懸挑腳手架施工。

1.2 懸挑架概況

結合本項目概況特點，為了不影響地下室頂板后續工序施工，本項目前期策劃考慮外腳手架從三層懸挑，本項目標準層層高為2.9m，結合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ130-2011）和住建部《危險性較大的分部分項工程專項施工方案編制指南》建辦質〔2021〕48 號文的要求，布置時應采用6 層懸挑架，每挑挑架高度控制在20m 以內，以此來減少施工安全風險，且方案實施前報專家評審。

2、特點

（1）本方案操作方便，適應范圍廣，安全可靠。

（2）本方案更改了在樓板上預埋錨環的固定方式，改為在外墻、梁上預埋套管，安裝時固定化學錨栓，既降低了混凝土施工導致預埋偏位的隱患，保證了錨栓的預埋準確性，又達到了材料可拆卸，降低拆除費用，循環利用，節約環保。

（3）本方案柔性短肢工字鋼為簡支梁受力，鋼梁尾端用高強螺栓與主體結構連接，前端用鋼絲繩連接，鋼梁懸挑端上部由花籃螺栓擰緊受力，要求此花籃螺栓為閉口螺栓，且要求鋼絲繩拉直成受力狀態，此方案比傳統工字鋼受力更合理。

（4）本方案采用懸挑模式，比傳統懸挑架節約了較多鋼材，且無需預留洞口，便于后續二次結構及裝修裝修施工。且很大程度上減少了外墻漏水隱患，即可縮短工期，又可節約成本。

3、施工工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

施工準備→主體結構套管預埋→工字鋼材料加工制作→主體結構強度檢測→安裝前驗收→安裝懸挑工字鋼鋼梁→鋼梁回頂→驗收→進行上部腳手架搭設（包括連墻件安裝）→安裝斜拉鋼絲繩→驗收→拆除回頂腳手架→安裝外架密目安全網。

3.2 施工準備

根據施工方案要求，進行現場檢查，是否現場有障礙物等影響外架搭設，并對現場轉角位置進行測量放樣，確定短肢工字鋼角度及加工長度。確保現場放樣尺寸與施工方案一致，不一致時，應及時通知項目技術負責人進行溝通協調，并進行修改確定最終方案。并根據方案繪制腳手架平面布置圖，施工人員根據此圖紙進行后續施工。

3.3 主體結構套管預埋

頂板模板安裝完成后，根據腳手架平面布置圖，在板邊緣精確定位標記工字鋼懸挑錨固中心位置，梁板鋼筋安裝完成后，在設置懸挑梁的平臺砼澆筑前，根據懸挑梁的設計位置，梁中預埋 M20 高強螺栓套筒，并與結構鋼筋定位牢固，確保預埋位置、標高控制準確。套筒兩端采用泡沫封堵，待砼梁側板拆除后，清理套筒，安裝高強螺栓與懸挑梁。

3.4 懸挑架體材料加工制作

工字鋼端部鐵板下料和焊接：

（1）根據受力計算，本工程采用國標16#工字鋼，根據現場放樣圖確定工字鋼長度及厚度、角度等。作業工人根據技術交底進行現場下料加工。

（2）針對各樓棟各陽角位置懸挑短肢工字鋼現場尺量角度、長度，單獨進行加工制作。

3.5 安裝前驗收檢查

（1）根據技術交底要求，對所有材料構配件進行檢查驗收，核對工字鋼規格、數量，檢查構配件是否有變形，檢查工字鋼連接板焊接是否牢固，并填寫驗收記錄表。

（2）重點檢查已加工短肢懸挑工字鋼焊縫質量，工字鋼與連接板焊接角度。

（3）現場對主體結構混凝土強度等級進行回彈實驗，混凝土強度達到15MPa 以后方可進行后續安裝工作。

3.6 安裝懸挑工字鋼鋼梁

（1）懸挑工字鋼安裝時注意型號、位置準確，保證懸挑的長度符合設計要求，根據架體構造要求，懸挑工字鋼長度為1.25m、1.75m、2.6m 三種。

（2）懸挑工字鋼位置確定后，采用 2 個8.8 級 M20 高強螺栓與結構固定。

（3）懸挑工字鋼安裝完成后進行焊接16#連梁。

3.7 鋼梁回頂

首層工字鋼必須利用下腳手架進行反頂，且在上部卸荷鋼絲繩斜拉完成驗收要及時進行拆除。

3.8 進行上部腳手架搭設（包括連墻件安裝）。

圖1 上拉式懸挑腳手架剖面圖

3.9 安裝斜拉鋼絲繩

斜拉鋼絲繩安裝需按方案要求設置，需使用閉口花籃螺栓連接，使得鋼絲繩拉直受力。

3.10 拆除回頂腳手架并安裝外架密目網

待上部主體結構強度達設計強度75%后，根據方案專家評審意見，需拆除回頂鋼梁的腳手架。最后安裝外架綠色阻燃型安全密目網，以保證外架整體美觀。

4、材料與準備

短肢懸挑架采用 16#工字鋼，分轉角型和普通型兩種，長度為 1.7m 至2.6m 不等，采用 2 個 8.8 級 M20 高強螺栓與建筑結構固定，型鋼懸挑外端采用花籃螺栓與結構拉結，斜拉采用Φ18 鋼絲繩，中間配有直徑20mm 的花籃螺栓緊固。本項目短肢懸挑架采用Ф48×2.8 鋼管搭設，立桿的橫距800mm，立桿的縱距1500mm，立桿的步距1800mm，內排架距墻寬度不小于300mm，腳手板采用鋼跳板，隔步鋪設。連墻件按兩步兩跨設置。

4.1 工字鋼選用

現場選用 16#工字鋼挑梁，工字鋼的截面尺寸允許偏差如下表1：

表1

4.2 工字鋼的驗收

（1）工字鋼驗收時首先觀看其外觀質量，看其是否有裂縫、結疤和折疊，成捆時檢查端面是否平整，有無缺損。重點檢查工字鋼厚度是否符合要求，其次檢查尺寸時要以腰的高度為準，檢查彎腰饒角要用直尺和塞尺測量，并在距端頭部小于 750mm 處測量，工字鋼每米質量偏差不得超過-5%～+3%，另每批材料均應向廠家索取材質證明書。

（2）工字鋼的重量可以通過過磅或通過理論換算得出。其每米重量的理論值。

（3）工字鋼地錨采用一級鋼φ20 固定，鋼絲繩采用Φ16 鋼絲繩，每道工字鋼用Φ16 鋼絲繩與上層的預留吊環拉結，吊環采用一級鋼φ20。

4.3 高強螺栓及索具螺旋扣

高強螺栓、索具螺旋扣：嚴格按照本方案中的規格采購，其質量應符合《鋼結構高強度螺栓連接技術規程》（JGJ82-2011）、《索具螺旋扣》（CB／T3818-2013）的規定，并附有制造廠提供的質量證明書。高強螺栓應進行涂油保護，高強螺栓螺紋不得有損傷，不應出現有生銹或污染情況。

5、質量控制

（1）本懸挑架承受腳手架最大高度不應超過20m。

（2）懸挑架沿建筑物縱向間距為1.40～1.50，個別轉角處外排腳手立桿最大間距≤1.70。

（3）懸挑架上拉鋼絲繩錨固位置與下方高強螺栓固定點位置垂直距離應大于2800mm，仰角不宜過小。

（4）超長型短肢工字鋼應采用雙鋼絲繩斜拉，且要求鋼絲繩與工字鋼連接處采用保護套進行安全保護。

（5）懸挑鋼梁與連接板的焊接必須經過焊接工藝評定，按照ⅠⅡ級焊縫質量標準進行檢查驗收。

（6）鋼梁與主體連接配備70＊70＊8mm 壓板，在壓板采用雙螺母固定，螺栓端外露長度≥1 只螺母厚度,以此來確保不變形。

（7）懸挑架完成后，由項目技術負責人牽頭，組織項目經理、專職安全員、質量員、監理單位、建設單位等相關人員進行使用前驗收工作，具體驗收內容如下：

檢查高強螺栓規格、尺寸是否符合設計要求；螺栓墊片、壓板等是否按方案實施；8.8 級Φ20 高強螺栓是否擰緊；鋼絲繩是否處于繃直狀態；鋼絲繩繩卡數量是否符合相關要求；鋼絲繩是否設置有安全彎；鋼絲繩與工字鋼連接位置是否有保護措施等；短肢工字鋼水平度不得大于20mm，且需小于L/1000；前期回頂鋼梁支撐件是否拆除；

（8）在過程施工中，根據工程特點分為以下幾個階段進行檢查；

懸挑鋼梁安裝固定完畢后架子搭設前，主要檢查安裝的尺寸位置，安裝是否牢固，頂板混凝土強度是否達到要求；作業層上施加施工荷載前；每搭完10 至13m 高度后；停用時間超過一個月；達到設計高度后；遇有六級大風與大雨后；工序交接檢查前（如外墻抹灰完外墻保溫施工前，外墻保溫施工完外墻真石漆施工前）；

除了按以上幾個階段進行檢查外，項目安全部門每周必須對架子進行不少于二次的周檢，工程技術部門安排測量人員及時做好架子的變形觀測，觀測項目主要是架子的垂直度和變形。且應加強過程監督檢查，特別關注外腳手架上是否有堆放材料、垃圾等，應及時進行清理。

（9）架子每次的檢查驗收均由安全檢查部門做好檢查記錄，納入安全資料內存檔。架子驗收和定期檢查的主要項目：桿件的設置和連接，連墻件、支撐、卸料平臺處的構造；扣件螺栓是否松動；架子的變形；安全防護措施。

6、安全環保措施

（1）進入現場的施工作業人員必須接受三級安全教育，且考試合格后，方可以進入施工作業；（2）作業人員必須正確佩帶和使用個人防護用品，嚴格按照勞務保護規定，且需按項目實名制管理要求進行實名認證；（3）涉及到短肢工字鋼現場加工，嚴格執行動火作業操作規程，加工用的乙炔瓶和氧氣瓶需單獨存放；存放距離需保證5m 以上；（4）懸挑工字鋼加工電焊工及安裝操作架子工必須持證上崗，且證書需在有效期內，并經入場安全教育方可作業。（5）工字鋼噴漆作業場地必須選擇在通風場地，油漆需設置單獨安全存放間。（6）工字鋼吊裝時需安排兩名指揮員，一名在樓下指揮，一名在作業層指揮作業。嚴格按“十不吊”原則，以確保外腳手架施工安全；（7）需堅持先安裝后拆、后安裝先拆，從上至下的拆除原則，懸挑架工字鋼上所有構件拆除完成后，最后進行工字鋼拆除。拆除人員需正確佩戴安全繩，安全繩需固定在有效位置。

7、實施效果分析

7.1 經濟效益

根據新頒發的《建筑施工腳手架技術規范》（130-2011）規定，懸挑鋼梁的設計為1:1.25，現工具式懸挑鋼梁1.3 米，傳統式懸挑型鋼因錨固位置不同，平均懸挑長度達到3.675米，相比之下減少了原擱置樓層內的2.375 米工字鋼和圓鋼拉環錨固。具體計算如下：

傳統型工字鋼懸挑腳手架：

人工費（預埋螺栓）：1 工日×500 元/工日=500 元；

人工費（安裝工字鋼）：15工日×500元/工日=7500元；

材料費（16#工字鋼）：76 根×3.675 米×176 元/米=49156.8 元

材料費（15mm 厚鋼壓板）：76×3 個×3 元/ 個=684 元（按照周轉次數2 次計算為342 元）

材料費（Ф20U 型螺栓）：76×3 個×7 元/個=1596元

計算每層懸挑工字鋼綜合費用為500+7500+49156.8+342+1596=59094.8 元

短肢工字鋼懸挑腳手架：

人工費（預埋穿梁套管）：1 工日×500 元/工日=500 元；

人工費（安裝工字鋼）：15工日×500元/工日=7500元；

材料費（16#工字鋼）：76 根×1.3 米×176 元/米=17388.8 元

材料費（15mm 厚螺栓墊鐵）：76×2 個×1 元/個=152 元（按照周轉次數2 次計算為76 元）

材料費（六角高強螺栓）：76×2 個×6 元/個=912 元（按照周轉次數2 次計算為456 元）

計算每層懸挑工字鋼綜合費用為500+7500+17388.8+76+456=25920.8 元

計算短肢懸挑工字鋼可以節省費用比例為：（1-25920.8/59094.8×100%）≈56%

安裝懸挑層數87 層計算，可節省費用為：（39365.2-25920.8）元/層×87 層≈29 萬元

青山湖區沈橋村（漆村）安置小區城市棚戶區改造安置房建設項目4#至20#樓，使用的短肢懸挑式腳手架與普通鋼絲繩懸挑腳手架經濟投入成本節約了近29 萬元。

7.2 社會效益

工具式懸挑式腳手架確保了安全與美觀于一體。大大節約了成本，縮短了工期，預控了外墻滲水等質量通病；

施工方便，采取傳統懸挑腳手架，部分懸挑工字鋼在樓內長度伸至達到7m，型鋼布置密集，對整個腳手架工程的材料用量和樓面整體形象造成影響；工字鋼穿剪力墻對主體混凝土結構的整體外觀效果帶來負面效果，更換短肢懸挑腳手架后無論是樓內還是外立面的形象都帶來較大提升。最主要的短肢式懸挑腳手架可以重復周轉利用，既縮短了工期又節約了成本，又降低了安全風險。

結語：

柔性短肢工字鋼懸挑腳手架施工技術解決了傳統懸挑架工字鋼用量大、預留洞口多、洞口封堵后滲漏風險高、預埋螺栓處細部處理困難等問題，也比花籃拉桿工具式造價低，還對房屋主體結構影響小。能較好的縮短工期，解決費用。取得了較好的使用效果，得到了監理、建設及相關參建單位的一致認可。具有較好的推廣價值。