高層建筑懸挑腳手架搭設施工安全研究

摘要：懸挑腳手架的搭設高度和跨度對施工安全有很大的影響，為保證高層建筑的施工安全，需針對高層建筑懸挑腳手架搭設施工安全展開研究。對懸挑腳手架的施工安全實施控制，以懸挑腳手架的安全影響因素為出發點，提取安全性評價指標。以實際施工工程為例進行測試，實例分析結果表明，隨機抽取的7個測點的偏移結果均符合施工安全要求，證明該方法具有良好的施工性能。

關鍵詞：懸挑；腳手架；安全管理；風載荷

0 引言

在高層建筑的施工過程中，懸挑腳手架作為一種常見的支撐和作業平臺，能夠為施工提供很大便捷。長期以來，由于懸挑腳手架的構造特點和施工環境的復雜性，導致搭設施工安全問題一直備受關注。因此開展高層建筑懸挑腳手架搭設施工安全研究，具有重要的現實意義和理論價值[1]。

在過去的幾十年里，國內外學者和工程師們對懸挑腳手架的安全問題進行了廣泛研究。這些研究主要集中在懸挑腳手架的設計、構造、安裝和拆卸等環節，并基于此提出了許多安全措施和防范措施。然而，由于施工環境的復雜性和不可預測性，導致懸挑腳手架的安全事故仍時有發生。基于此，本文以懸挑腳手架的安全影響因素為出發點，提取安全性評價指標，以實際施工工程為例進行測試，驗證其施工性能。

1 懸挑腳手架搭建管控必要性

在高層建筑中，懸挑腳手架因具有經濟性較高、架設工期較短、可保障施工安全等優勢，而得到了較為廣泛的應用。尤其是在工地發展受到限制的情形下搭建，懸挑腳手架有助于克服現場建筑規模較小的問題，使得施工作業更加順利。

懸挑腳手架基本構成包括型鋼支撐架、扣件式鋼管腳手架以及連墻件。懸挑腳手架的核心是懸挑結構，為確保施工的安全性，必須確保其在與建筑物的結構相結合時具有足夠的強度、剛度、穩定性。

懸挑腳手架是一種懸空式的腳手架，它本身的支撐結構承擔構架的自重及建筑材料的荷載，并將一部分荷載傳遞給施工主體。它的支撐結構是根據建筑的主要構造而定，為此其可以不受施工高度的限制。該腳手架適用于建工區域的外墻結構、裝飾以及封閉的商用地面，用于防止墜落物傷人及引起損害，因此對懸挑腳手架的施工安全實施有效管控十分必要的[2]。

2 懸挑腳手架搭設設計要點

2.1 連接方式選取

懸挑腳手架中的型鋼懸挑梁與高層建筑物的連接是否可靠，直接影響到整體結構的安全。目前，型鋼懸挑主梁常用的節點形式有預埋鋼筋法、螺栓法、內嵌鋼板法等，每一種連接方式都有其自身的優勢和劣勢[3]，需要針對具體情況合理選擇。

2.2 對載荷進行必要約束

施工載荷在型鋼支撐架的工作面分布是不均衡的，為此在制定施工計劃時，需對工作層堆料及人員布置進行必要約束，以保證其均勻性滿足要求。

2.3 風載荷計算

考慮到隨著框架高度的增加，結構荷載所占的比例逐漸降低，在框架較低的情況下，結構承受的總重量荷載相對較小。一般根據懸挑腳手架施工規范，計算風荷載，具體公式如下：

α=0.7εzεsβ （1）

式中：εz代表風壓高度變化系數，εs表示懸挑腳手架的風荷載體形系數，β代表基本風壓，單位為kN/m2。

2.4 確定連接鋼梁構造形式

螺栓連接錨固型鋼梁的支座形式有多種。具體來說，可以將連接螺栓直接澆注在混凝土樓面板結構中，也可以在現澆樓面板澆筑前預留螺栓孔。

在安裝支座時，先使用電鉆鉆孔，再插入對穿螺栓來固定型鋼梁采用螺栓連接的方法，將懸挑鋼梁與建筑結構進行螺栓連接，其受力機制清晰，安全性高。螺栓固定連接鋼梁的構造形式如圖1所示[4]。

2.5 合理設置懸挑腳手架連墻件

連墻件在懸挑式腳手架中具有非常重要的作用。據近年來的施工經驗，腳手架倒塌事故多是由于連墻件設置不當或提前拆除導致的。合理設置懸挑腳手架的連墻件，有助于提高腳手架的整體穩定性。對于主平面內受彎連墻件來講，其抗彎強度的計算公式如下：

（2）

式中：Rmax代表連墻件計算截面的最大彎矩設計數值，d表示連墻件截面的凈截面模量，?表示鋼材的抗彎強度設計值。

2.6 搭設注意事項

在搭設施工時，要確保懸挑腳手架必須跟上施工進度。在相鄰連墻件對應位置上，要保證不管是連墻構件，還是剪刀撐，都要符合立桿或橫桿的要求。在搭設懸挑腳手架時，要確保立柱能夠按照夯實找平的方式進行澆筑，并且在立柱的腳邊要設置排水溝，將積水降到最低。

為避免懸挑腳手架隨高層建筑的樓層的升高而發生變形，在施工時可采用翻轉的搭設方法，提高拆除材料的利用率，降低建筑費用。在這一過程中，如果使用太多的連墻接件，會給以后的維修帶來很大困難，為此需要做好安全施工設計，以避免出現此類問題[5]。

3 懸挑腳手架的施工安全控制

3.1 安全性評價標準體系的重要性

懸挑腳手架安全性評價標準體系是研究其安全性的重要內容之一，也是評估和分析懸挑腳手架安全狀況的基礎。懸挑腳手架安全性評價指標的建立，主要是以懸挑腳手架的安全影響因素為出發點，提取安全性評價指標。建立評價標準體系是懸挑腳手架安全風險評估模型的重要組成部分，只有建立合理、全面的指標體系才能更好地進行懸挑腳手架安全風險評估。

3.2 懸挑腳手架安全指標體系建立

通過對懸挑腳手架安全的主要風險因素進行深入分析，結合文獻資料和相關標準法規，對主要風險因素進行分類、分解和整合[6]。為更準確地反映懸挑腳手架的安全水平，本文基于懸挑腳手架的安全影響因素，建立懸挑腳手架的風險標準體系。懸挑腳手架安全指標體系如表1所示。

3.3 施工安全控制要點

根據上述各項安全指標，對其進行有效措施的控制，其具體要點如下[7]：

3.3.1 重視安全交底

在懸挑腳手架搭設工地之前，項目部必須組織工作人員與各小組負責人共同做好有關安全施工與安全工作方面的技能交底工作，以保證每天進場的作業人員均熟悉有關技能與安全要求。

3.3.2 按規范實施檢驗與驗收

腳手架的施工嚴格依照施工計劃完成，同時項目部人員要嚴格按照設計規范和技術檢驗要求，對腳手架施工過程實施規范的檢驗工作。

懸挑腳手架搭設的構件必須經過國家質量檢驗標準檢驗合格。鋼管不得有彎曲變形，有裂縫或變形的扣件、滑絲的螺栓嚴禁使用，必要時進行防銹處理。在搭設完15m高度后，進行驗收和檢查[8]。

3.3.3 重視檢查與維護

在使用過程中，必須加強對腳手架的檢查和維護，及時發現并處理潛在的安全隱患。同時，需要對腳手架進行定期的加固和更新，以確保其始終保持良好的工作狀態。

4 實例分析

4.1 工程概況

本次測試以X市的一處高層建筑住宅小區為例，將該工程實際使用的懸挑腳手架作為研究對象。此項目預算投資約為4億元，占地面積約為56.15畝，建筑面積12.48萬m2。總占地面積31482m2，總建筑面積134959m2，工程的建設期為2年，主體工程包括38層住宅樓，包括商業、停車場等。

4.2 檢驗方法

考慮到本工程的施工需求和作業面要求，決定從6層以上開始采用懸挑式三排鋼管腳手架。在搭設腳手架時，將分為8個段落進行施工。工字鋼的間距為1700mm，工字鋼向外延伸2000mm，向內錨固2200mm，鋼管立桿支撐在挑梁限位上。懸挑腳手架的允許的偏差與檢驗方法如表2。

4.3 效果分析

為驗證本文提出的高層建筑懸挑腳手架搭設施工安全方法在本次工程中的應用，對此次工程進行測試，其測試結果如表3所示。

根據上述工程的測試結果可以看出，此次工程中隨機抽取的7個測點的偏移結果均符合施工安全要求，由此證明該方法具有良好的施工性能。

綜上所述，要確保懸挑腳手架的施工安全，需要從支撐結構、搭設高度和跨度、搭設順序和連接方式、使用和維護等多個方面進行全面考慮和管控。

5 結束語

由于懸挑腳手架的構造特點和施工環境的復雜性，導致其存在著一定的安全風險，因此在進行懸挑腳手架搭設施工時，必須采取有效的安全措施和防范措施，確保施工過程的安全可靠。

本文對懸挑腳手架的設計、構造、安裝和拆卸等環節進行全面的分析和評估，并針對可能出現的安全隱患提出相應的解決方案和措施。希望這些研究成果可以為高層建筑懸挑腳手架的安全施工提供有益的參考和指導。

參考文獻

[1] 饒方明，吳志剛.高層建筑中懸挑式腳手架施工與安全技術分析[J].工程建設與設計，2022（22）：207-210.

[2] 王曉民，黃佳杰，谷興猛，等.三角組合型鋼懸挑架防護體系實用施工技術[J].建筑技術，2023，54（9）：1033-1035.

[3] 侯天賜，李大華.不同懸挑長度的拉桿式與懸挑梁式腳手架對比研究[J].湖南工業大學學報，2023，37（2）：9-15.

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[5] 李翔，呂祥冰，許旭東，等.新型拉桿式懸挑架的應用及安全性能力學研究[J].安徽建筑，2020，27（11）：69-71.

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[7] 毛益飛.碗扣式腳手架在地下廠房混凝土巖壁吊車梁施工中的應用[J].中國新技術新產品，2023（13）：84-87.

[8] 陳永宏，史鵬磊，夏澤華.附著式提升腳手架鋼結構支撐平臺的設計與應用[J].建筑結構，2023，53（S1）：1481-1484.