高層建筑外墻中懸挑式腳手架的施工分析

李常紅

（山西中太工程建設咨詢有限公司，山西 太原 030001）

0 引言

在施工過程中，懸挑式腳手架的施工質量是施工中的一項關鍵技術，其能有效保障高層建筑的質量和安全。

1 懸挑式腳手架的類型

1.1 普通懸挑鋼管腳手架

普通鋼管懸挑腳手架是一種常用的腳手架，其主要用于平面墻的施工，通常都是在三腳架上進行，為確保安全，施工工人一般采用分段式施工，一般為2～6層，采用2～3個梯級的挑架。普通的懸挑式鋼管腳手架有許多優點，如施工方式簡單、方便安裝等，適用范圍更廣泛。在使用常規的鋼管吊掛腳手架時，也需要安裝三角桁架。第二部分架設完畢后，工人要拆掉腳手架，采取隔板拆掉的方法，同時拆除下的鋼管還能用于其他工程施工，從而提高了材料的利用率[1]。然而，該腳手架也存在著一些缺陷，即在后續的外墻施工中，由于其結構不夠安全，很容易出現脆性斷裂。

1.2 型鋼懸吊腳手架

懸挑式腳手架是一種常用的建筑形式，其是在一塊固定的地面上進行的，結構形式是分段式的，建筑高度通常在4～8層。型鋼懸吊腳手架強度高，其特點與型鋼的特點密切相關，它具有布置靈活、施工簡便、安全可靠等特點，在工程中起到承重的作用。在高層建筑中，由于樓層較高，結構的自重也會隨樓層的升高而加重，因此，型鋼也有可能發生變形。在搭設型鋼懸吊腳手架時，可以采取交替翻轉的施工方法，這樣既能提高拆除材料的利用率，又能降低施工費用[2]。然而，這種懸挑式腳手架也存在一些不足之處，其使用的連接柱件數量較多，從而增加了以后的墻體裝飾工作的難度。

1.3 吊腳手架

吊腳手架作為一種具有很高彈性的結構形式，不僅適用于大跨度的高層建筑，還能用于某些特殊部位的施工。吊腳手架也有一些不足之處，就是其普遍性不強，因為吊腳手架是一種特殊的結構，因此，其使用不靈活，會增加建設費用和建造費用。

2 高層建筑懸挑式腳手架的使用

從分類上看，懸挑式腳手架可分為一段式和多段式兩種。進行一段懸挑時要將柱子的底部支撐到樓板、墻壁、橫梁等部分，然后在上面安裝橫桿、腳手板，在上面安裝橫桿和腳手板，完成第一層的施工。多層懸吊是指把整個高腳手架分為若干段，每個部分的高度必須在20m以下，此時可以采用吊桿來支撐。

懸挑式腳手架是一種特殊的設計與施工設備。是進行高層建筑施工的過程中，具有相當的靈活性，因而適用范圍也較大。懸挑式腳手架是高層建筑外墻工程中常用的一種結構形式，必須從整體提高施工質量的角度來考慮[3]。在采用懸挑腳手架時，應采用適當的建筑工藝，才能促進高層建筑施工質量的有效改善。

2.1 制訂詳細的建筑施工計劃

依據設計計算書，編制施工場地的搭設和拆除方案，并選定合適的安全技術措施，并據此編制了詳細的平面圖和立面圖。而且，一份特殊的工程項目，還需要一份設計圖紙，而且圖紙需要公司的專業技術人員簽字蓋章，然后再進行施工。

2.2 積極使用型鋼或成型的桁架

建筑結構的懸挑式或懸挑式可以采用預先埋置的方法進行加固，在進行安裝時必須嚴格按設計規范進行。腳手板的吊架層需要用腳手片覆蓋，所用的腳手板應選用18#鋼絲，并將其固定在四角，以保證其堅固，而在接合處需要平整，沒有探頭，沒有空隙，腳手片完整，如果有損壞，需要及時更換。在施工過程中，應將荷載均勻鋪開，保證其承載力不大于3kPa。同時，對臨時不用的建筑垃圾和材料進行清理。

3 懸挑型腳手架的使用要點

在進行施工交底和驗收時，一定要嚴格按施工計劃和設計要求進行吊架的安裝。如果施工現場的實際施工和設計方案不一樣，必須由原來的審批部門進行現場審查，通過后才能繼續使用，如果審核結果有問題，就必須進行相應的修改。在安裝吊架時，要進行專業的安全技術培訓，每一段都要進行一次技術交底，由各相關部門簽字，然后才能進行下一步的工作[4]。每一節的吊架安裝完畢后，應立即進行檢查，保證其質量，并在吊牌上懸掛合格后方可投入使用。

保證保護吊桿的外部由有關施工單位檢查，并保證檢查結果符合要求，采用密封式安全網，并使用18#鋼絲的安全網。安全網應懸掛于吊桿內側，并應注意，不得在每一根立柱的外側都有網片；吊桿與樓房間的間隔應維持在20cm以上。懸掛架的外側施工層有1.2m的欄桿和18cm的高踢腳外，如果吊架的內側有一個臨邊（如大開口的窗戶、門洞），也要做好相應的保護。在施工的時候，要對層間的保護進行分段封閉，并對下層的安全網具進行保護。

4 高層建筑懸挑式腳手架工程實例

4.1 項目概要

某城市一座地下三層的大樓分為東西兩個部分，其中東邊26層，西邊18層，總高104.4m，占地面積為68926m2。

4.2 腳手架的設計和施工

4.2.1 腳手架的設計

根據項目的具體情況，4層以下為地面式鋼管腳手架，4層以上為落地式、懸挑式；標準層東西兩棟建筑設有懸挑、扣件式鋼管腳手架。

由于兩棟塔樓的多個立面均為折線式，所以懸吊腳手架的吊起或收回有一定的困難，所以在實際施工時，應先計算懸挑梁荷載，保證其安全穩定性和承載能力，再檢查其是否滿足施工要求。

4.2.2 腳手架的手工

（1）施工流程：首先進行槽鋼的安裝，其次是鋼繩吊掛槽鋼、豎桿、小橫桿、大橫桿、腳手板、護欄、剪刀支撐的安裝，最后安裝懸掛防盜網。

（2）懸挑式腳手架的搭設：①按豎桿間距確定梁的方位，并做好標志。若在混凝土平臺上設置吊梁，應預先埋設16mm直徑、1m長的鋼筋。②采用槽鋼作為挑梁，在地面上鋪設，采用16號鋼作為兩根鋼筋圈，將槽鋼與地面連接起來，并采用雙道式鋼管進行斜拉。③在項目西側、東側二層樓頂鋪設4m寬的網片。

（3）槽鋼上扣件式腳手架的施工規范：①立柱間距從四樓起，豎柱與樓房間隔300mm，豎柱橫向間隔0.9m，豎柱縱向間隔1.2～1.4m。②在豎桿安裝部位，將φ25三級鋼與槽鋼連接，突出槽鋼200mm，并將豎桿緊固。③在水泥地面上安裝槽鋼，并預先埋設兩個φ16扣環，用木楔將其緊固。④在一段架上，應采用竹籬式腳手板分隔，并在立柱與建筑物間0.3m處設置安全防護網。⑤對于腳手架的豎桿，可以采用對接扣件進行有效的連接，兩根相鄰的柱子之間的間距應大于50cm，縱向的橫桿采用可移動的扣件連接，以及3個等間距的轉動卡扣來固定。⑥內立桿距墻約30cm，外立桿突出20cm，外壁間距約10cm。

（4）架體與建筑物的拉結：①在混凝土層內預先埋設一根長70cm、暴露于混凝土表面300mm的鋼管。②每一層拐角上的一根柱子都要用來拉結，在垂直方向上，每個樓層都要設置一個剛性的節點，并以梅花的形式布置，在頂面上要有一個拉結點，確保不會發生變形。

（5）安裝小橫梁：①在懸挑腳手架的架體上，在豎桿與大橫梁的交叉點，應安裝一根小橫梁，并將其兩端緊固于直立桿。②在大的橫梁下面安裝一個小的橫梁，并且必須沿豎直的方向布置。每根大橫梁的每一根都要伸直，每根都有20cm長。

4.2.3 剪刀撐的安裝

在腳手架的外面用剪刀撐固定，從末端開始，每個剪刀撐長度應超過4跨，支架的縱向間距應為1.2～1.4m，立柱間距為0.9m，內側立柱間距為300mm，按兩段三跨的連接柱原則，采用剪刀撐布局，斜桿與地面成58°，由下向上，向左向右貫穿。

在此項目中，多個立面采用折線型施工，導致折線處剪刀撐不能連續貫通，剪刀撐端超過50cm處應采用轉動鎖具進行加固，剪刀撐斜桿的搭接部位不能少于1m，使用兩個或更多的旋轉扣件加固，從端扣件的邊緣到桿端的間隔不能超過100mm，剪刀支撐斜桿旋轉扣件固定在橫梁的橫端處。

4.2.4 鋼索的安裝

在腳手架的各別陽角處安裝懸挑梁是一件很困難的事情，所以可以使用鋼索進行斜拉法，將懸臂的受力部位用φ14鋼索上拉，使其能夠承受上部的負荷，同時在每根立桿的部位，都要設置一根可以調節螺釘的鋼絲繩，調整桿的拉力必須高達40kN。

4.2.5 拋撐裝置

為確保腳手架的使用安全，采用兩根鋼管拋拉，在每一層懸挑槽鋼下進行局部卸荷。具體計算如下。

斜拉式拉桿的穩定性校核。

通過以上的計算可知，該方案滿足了設計和建造的需要。

4.2.6 腳手架的斜拉式安裝

由于建筑外墻采用折線式的形式，所以腳手架的安裝必須是錯開的，東立面的5個臺階之間的距離是50cm，東西兩個臺階之間的距離是50cm，西邊的3個臺階之間的距離是67cm。而在地面上，則是要在地面上鋪上70cm的鋼管，在混凝土的橫梁上，再用直角的固定裝置將鋼筋固定在一起，以增加架體的穩定性。另外，在西樓東、東塔樓西立面、東立面、東立面每7步各安裝一根拋撐，并進行部分卸載，以確保腳手架的安全。

5 腳手架材料要有清晰的規范

安裝支架要定期維護，并且要進行除銹，并且要統一上色，以保持外觀，與周邊環境協調。在安裝鋼管腳手架時，所用的扣件應按《鋼管腳手架扣件》[5]的要求，并仔細檢查生產許可證，以確保其與所建鋼管的尺寸一致。通常使用的是A3規格的槽鋼，也可以是工字鋼。吊腳手架的鋼索必須加上吊籃（緊線），方便鋼索的調整。

懸挑式腳手架由于其優異的性能，不受地面和場地的約束，在高層建筑中廣泛應用。但由于工程平面形狀、結構類型、現場條件差異較大，因此應加強對懸挑式腳手架施工與安全技術的研究，特別是對懸挑式腳手架的簡化設計、局部驗算、特殊部位的安全結構設計。在高層建筑的外墻工程中，其比地上的腳手架具有顯著的經濟效果，可以加速工程的進度，保證施工質量。懸挑腳手架具有施工方便，安全可靠等特點。

在一般的建筑工程中，這兩種類型的建筑都是很常見的，根據所受到的外力和用途而定，斜拉式的吊架主要是由鋼索來決定，下撐式的承重能力是由下撐桿來決定的，因此，從材料、制作、安裝等各方面來看，斜拉式的吊梁要比下撐式的要好得多，這樣可以更好地發揮懸挑材料的特性；但是從實際施工應用來看，斜拉式的方便程度比下推式要低。

6 懸挑腳手架的設計與計算

6.1 架體的計算方法

腳手架框架結構的計算內容包括橫向、縱向水平桿受彎時構件強度、連接扣構件抗滑承載力計算，分析了墻體強度、穩定性和連接強度，分析垂直桿件的穩定性，對結構中需要承受彎曲的構件進行變形校核和計算。

6.2 懸挑式結構的計算方法

本文從懸挑式腳手架受力的傳遞規律出發，提出了一種計算方法：計算其張拉強度，對下撐桿的強度、穩定性進行研究，型鋼基礎梁的計算（包括彎曲強度、剪切強度、局部承壓強度、整體穩定性、變形）。

6.3 懸挑結構與建筑物的聯接計算

根據施工現場的具體情況，懸挑與建筑物的聯接形式不相同，為了使二者達到較好的聯接，必須考慮吊環的強度，以及螺栓、焊縫的抗拉強度和抗剪力，另外，還應對建筑物的局部抗壓進行校核。

懸挑式腳手架的設計需要的計算范圍很大，包括力學、混凝土、鋼結構等，在具體的施工方案設計中，都要對腳手架的荷載傳遞特性進行詳細的分析，從而得出具體的計算內容和計算的方法。

7 結語

在施工現場，良好的外框形象是建筑施工安全、文明施工的主要外在表現，是施工單位在外部展示的形象形象，對規范施工形象和城市建設有很好的促進作用。希望通過本文可以為今后的高層建筑外墻中懸挑式腳手架的施工研究提供借鑒和幫助，促進建筑施工安全和建筑行業的發展。