徐璐瑤 劉 博 蘇桃峰 張廷甫 吳文濤

中國建筑第二工程局有限公司 湖南 長沙 410005

建筑物的外立面結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，常用的外腳手架形式已無法滿足施工過程中的工序、安全要求，傳統(tǒng)鋼管腳手架也無法滿足外立面復(fù)雜的高層建筑施工的要求。附著升降式腳手架以其良好的安全性、經(jīng)濟性、便捷性在高層建筑施工中的應(yīng)用越來越多。對于復(fù)雜程度不同的外立面建筑結(jié)構(gòu)，附著升降式腳手架附著形式或施工方法將無法滿足，且存在作業(yè)面冒頂問題[1-2]。

本文以建發(fā)央著二標(biāo)段項目附著升降式腳手架應(yīng)用情況為基礎(chǔ)，詳細分析了一種使用預(yù)埋的方式完成附著升降式腳手架附墻支座安裝的施工方法。采用該預(yù)埋螺栓作為架體附著方式，在傳統(tǒng)的對穿螺桿無法安裝附墻的條件下，可以有效地避免結(jié)構(gòu)冒頂作業(yè)的風(fēng)險，以達到腳手架提前爬升的目的。經(jīng)過項目調(diào)研及資料翻閱，目前未發(fā)現(xiàn)相關(guān)施工方法的其他研究。

1 工程概況

湖南省長沙市建發(fā)央著項目二標(biāo)段由4棟50層住宅樓與2層地下室組成，建筑面積約為167 000 m2。上部主體結(jié)構(gòu)為外墻全剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)合項目的整體高度、總工期目標(biāo)、施工成本及現(xiàn)場施工安全文明等情況，項目部最終決定使用爬架作為主體結(jié)構(gòu)施工防護外架。因本工程外立面結(jié)構(gòu)線條復(fù)雜且變化較多，爬架的附墻支座安裝需結(jié)合角鋼增高墊施工。在爬架施工使用的過程中，因為工序及安全防護問題[3]，上反梁結(jié)構(gòu)線條處的附墻點由原本的上反位置改至下反位置，固定附墻支座的方式由原本的穿墻螺栓固定改為了預(yù)埋螺栓固定。

2 附墻形式的區(qū)分

穿墻螺栓固定附墻支座方式（附墻支座位于結(jié)構(gòu)上反梁時）：在模板安裝時，于附著點位置提前預(yù)留PVC套筒。下一層混凝土澆筑完成后進行爬架提升，提升后在原預(yù)留套筒處使用穿墻螺栓固定附墻支座（圖1）。穿墻螺桿可重復(fù)利用。

圖1 穿墻式螺桿附著支座

預(yù)埋螺栓固定附墻支座方式（附墻支座位于結(jié)構(gòu)下反梁時）：在有上反結(jié)構(gòu)位置的樓板進行鋼筋綁扎施工時，將對穿螺栓提前預(yù)埋至面板鋼筋網(wǎng)中，用點焊方式固定，待本層混凝土結(jié)構(gòu)完成后，下一層結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備澆筑混凝土前完成爬架提升，提升后由預(yù)埋螺栓固定附墻支座（圖2）。預(yù)埋螺栓不可重復(fù)利用，在爬架完成提升準(zhǔn)備工作后，最底部附著點露出外墻結(jié)構(gòu)的螺栓使用氧氣切割割除。

圖2 預(yù)埋式螺桿附著支座

3 施工過程中附墻固定方式修改原因

3.1 施工工序因素

本工程在進行爬架選型時，進行了專項討論，從結(jié)構(gòu)形式及商務(wù)成本分析，最終決定使用DM-01型爬架（半鋼爬架）作為本工程外腳手架。在架體前期使用過程中，使用的施工方法為行業(yè)常用施工方法，附墻支座的安裝形式為穿墻螺栓固定式。本項目上部主體結(jié)構(gòu)模板工程運用的是鋁合金模板支撐體系，外墻有上反連梁及框梁的結(jié)構(gòu)只能分2次進行澆筑，上反梁同下一層墻柱一起澆筑。爬架附著點位于上反梁時，爬架爬升節(jié)點需在上反梁同下一層墻柱澆筑完畢且達到混凝土強度要求時方可爬升。而鋁合金模板的安裝工序為先拆模，再傳遞模板，最后在相同位置安裝模板，安拆順序為墻板、梁板、樓板，最后為外墻K板，爬架的附著點位于K板及下部反梁梁板之間。爬架爬升前需先將附著點位置的K板及反梁梁板拆除。

3.2 施工進度因素

K板及梁板的提前拆除將對鋁模工人施工造成非常大的影響，不僅擾亂了模板拼裝的施工順序，還增加了材料的傳遞時間。本工程項目一半建筑面積為錯層復(fù)式結(jié)構(gòu)，躍空層模板拆除后不可放置在爬架上，只可放置于上一層的樓面中。爬架爬升后，鋁模傳遞的垂直距離為2層層高，根據(jù)本項目現(xiàn)場實際施工情況，附著點位于上反梁時，標(biāo)準(zhǔn)層施工進度將延長一天，極大地增加了項目部對爬架施工管理的難度。

3.3 施工成本因素

解決爬架工序影響及施工進度影響的唯一途徑就是在施工層澆筑混凝土前完成架體提升，保證在澆筑混凝土?xí)r架體高度比澆筑層高出4.5 m，即一層半防護。解決上述問題需要將爬架附著點由上反梁位置改為下反梁位置。本工程外墻為全剪力墻結(jié)構(gòu)，外墻框梁及連梁均存在上反梁及下掛梁，下掛梁高度均為550 mm，梁底處均存在高150 mm的檐口線條，附墻增高墊高度為390 mm，躍層處大部分樓板板厚為220 mm。假設(shè)將附著點設(shè)計于下反梁，同時保證穿墻螺栓可順利穿過結(jié)構(gòu)梁，增高墊會與下掛梁檐口線條產(chǎn)生沖突。沖突部分的混凝土檐口線條需斷開，預(yù)留出寬400 mm的位置以供爬架增高墊安裝（圖3）。本項目共50層高，根據(jù)機位布置圖計算，每棟樓每層有15個附著點處需將檐口線條斷開。若爬架施工從主體結(jié)構(gòu)第3層開始，1棟樓共需690處線條斷開，若在外墻涂料施工時，使用EPS修補線條，將增加線條增補的材料費用，以及使用吊籃的租賃費用；每棟樓增加費用為8.5萬元，同時修補工作增加了施工時間，影響總進度計劃。經(jīng)項目部與爬架單位進行交流，在保證架體受力、施工安全的前提下，提出使用預(yù)埋螺栓固定爬架附墻的方式，預(yù)埋螺栓無法重復(fù)使用，在爬架完成提升準(zhǔn)備工作后，最底部附著點露出外墻結(jié)構(gòu)的螺栓使用氧氣切割割除。螺栓材料費用及人工費用每棟約為4.2萬元。

圖3 預(yù)埋式螺桿附著支座模擬

4 優(yōu)化后附墻施工工藝

4.1 工藝流程

測量放線→預(yù)埋螺栓與小螺栓焊接→螺栓預(yù)埋進板面鋼筋→點焊固定預(yù)埋螺栓→外墻小K板拆除→附著升降腳手架上升→安裝附墻支座

4.2 施工操作要點

4.2.1 測量放線

測量放線是爬架附墻支座預(yù)埋點正確安裝的首要條件，在整個爬架的施工階段中，只需進行1次精準(zhǔn)定位。根據(jù)爬架機位布置圖，使用紅油漆筆在需附著處的鋁模板點標(biāo)記，然后使用鉆機在鋁模板上開洞，完成整個爬架施工階段的定位工作。但為了避免如附墻模板變形、附墻模板安裝錯誤等各種外界因素的影響，每一層模板安裝完成后，都需進行點位復(fù)核，從而保證每一層附墻支座均可順利安裝。

4.2.2 預(yù)埋螺栓錨固長度

預(yù)埋螺栓大小需根據(jù)架體型號及受力計算確定。本項目使用的預(yù)埋螺栓大小為M32，長度需根據(jù)附墻支座及混凝土錨固長度確定。預(yù)埋螺栓錨固進混凝土中的長度需進行受力計算，通過驗證螺桿的抗拉能力來確定錨固長度。本工程預(yù)埋螺栓的錨固長度為200 mm。

4.2.3 預(yù)埋螺栓與小螺栓焊接

爬架施工屬于危大工程。為提高附墻支座點的安全性，不僅需要螺栓的預(yù)埋錨固長度滿足要求，同時要提高錨固進混凝土內(nèi)部螺栓的抗拉能力。經(jīng)過分析對比，在M32的螺栓尾部垂直焊接長50 mm的M20螺栓，使其成為“7”字構(gòu)造。

4.2.4 點焊固定預(yù)埋螺栓

預(yù)埋螺栓預(yù)埋位置在各層樓樓板處，在樓板完成板面鋼筋綁扎工作后，由持有特種作業(yè)證的外架施工人員進行螺栓預(yù)埋工作。為防止混凝土澆筑過程中預(yù)埋螺栓跑位，需要使用點焊方式將“7”字構(gòu)造的螺栓與面板鋼筋點焊固定（圖4）。保證混凝土成形后預(yù)埋螺栓不偏位，使附墻支座達到良好的安裝條件。

圖4 預(yù)埋式螺桿附著支座現(xiàn)場施工效果

5 結(jié)語

本施工技術(shù)作為爬架附著安裝方式的創(chuàng)新工藝，僅適用于外立面線條較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。相比于對穿螺栓安裝附著的方式，預(yù)埋螺栓做法雖增加了螺栓材料用量，但對于在外墻下掛梁處安裝附著支座、會破壞構(gòu)造線條的結(jié)構(gòu)而言，該方式不僅節(jié)省了附墻處線條混凝土的修補費用，同時免去了結(jié)構(gòu)修補工期。

最重要的是，施工過程中始終可在本層混凝土澆筑前完成架體爬升工作，使每層主體結(jié)構(gòu)初始作業(yè)面始終保持在一步半架體，最終作業(yè)面保證在半部架體，可有效地解決附墻處因提前拆模導(dǎo)致施工難度增加的難題。同時，該工藝極大地提高了施工人員作業(yè)過程中的安全性及工人積極性，使施工工序的銜接更加緊密，既保證了施工進度，也滿足了施工安全要求。