花篮式悬挑脚手架施工技术探讨

外墙脚手架作为在工程建设中必不可少的防护措施，在高层建筑施工中通常搭设为型钢悬挑脚手架，通过在楼层梁板上预埋U形预埋环，外挑工字钢，搭设防护架的施工方式。施工中外墙剪力墙及砌体需要预留工字钢及连墙件洞口，后期预留洞封堵不密实，导致较大渗漏隐患，形成购房者闻之色变的槽钢层；U形预埋环及连墙件预埋短钢管为一次性消耗品，在架体拆除后需切除，不能周转使用，成本较高；由于悬挑钢梁是由楼层内挑出，在二次结构及装饰施工中，悬挑层通常需要待钢梁拆除后方可施工，影响进度。万科观璟园项目在前期施工方案策划时，考虑到传统型钢悬挑脚手架的弊端，想找到一种安全、施工方便、可周转、经济且能改变传统悬挑架弊端的悬挑方案，经过多种方案比选，最终采用花篮式悬挑脚手架的悬挑方案。

1   概况

1.1   项目概况

万科观璟园项目位于银川市贺兰县虹桥街与沙海路交界处，建筑面积8.9万m2。有6栋高层建筑外架搭设花篮式悬挑脚手架，建筑层高3 m。

1.2   悬挑架搭设概况

为不影响地下室施工进度，悬挑架从2层板面开始悬挑，悬挑架最大搭设高度控制在18 m。悬挑主梁选用16号工字钢，主梁水平距离不大于1.5 m，外挑长度1.3 m，特殊节点最大悬挑长度2.65 m，上拉杆采用直径18 mm花篮螺栓拉杆。架体搭设为扣件脚手架，立杆纵距0.8~0.9 m，横距不大于1.5 m，水平杆步距1.8 m；架体外侧挂钢板网；连墙件采用软拉硬撑的拉结方式。

2   方案设计思路

在悬挑主梁方案选取上着重考虑几点：（1）安全性，确保架体安全、稳定、可靠；（2）避免像传统挑架主梁放置在板面上，必须在剪力墙上留置槽钢预留洞，提出将主梁通过螺栓固定在外剪力墙或边梁上；（3）所选杆件可重复拆卸，重复利用，提高周转次数，满足经济性；（4）可操作性，搭拆方便，便于施工。基于以上几点考虑，项目技术人员经过多轮讨论认为采用2个M20高强螺丝将工字钢固定在边梁或剪力墙上，可避免工字钢留洞，同时可以有效控制立杆纵横间距，易于安拆，重复利用性高，且非常切合铝模施工。

确定完悬挑梁方案后，进行上拉杆选定。传统悬挑架采用钢丝绳拉结、卸荷，钢丝绳为柔性材料，本身不参与受力验算，只是安全储备。为保证悬挑梁更安全，可考虑选用刚性材料作为悬挑主梁上拉杆，即可作为安全储备，关键时刻还可参与受力；需要刚性拉杆具有可调节长度的能力。这时花篮螺杆是最好的选择，将刚性拉杆与花篮螺栓结合起来，花篮螺杆可以根据现场混凝土结构调节长度有超强的适应力，可调节拉杆分担悬挑钢梁所受拉力。

比较传统架体连墙件为主体梁内预埋短钢管与架体通过钢管扣件拉结或者剪力墙上留置50预留洞通过短钢管拉结，连墙件按两步三跨菱形布置，连墙件预留洞数量众多，后期封堵效果不理想，渗漏隐患大；因影响二次结构、装饰施工，易被拆除，对架体构成安全隐患；竖向拉墙件短钢管需要电焊切除，费事费工，浪费钢管。现考虑连墙件采用一种软拉硬撑的拉结方式，来解决这些问题，经过多次比选，在主体施工时在剪力墙、梁中模板开洞预埋12@300 mm的短钢筋，将连墙件钢管顶撑在混凝土结构上，将连墙件钢管与预埋12钢筋头双面焊接，焊接长度10 d，如图1所示。

图1 软拉硬撑连墙件示意

这样既能保证连墙件受压又可受拉，同时可以解决传统连墙件的各种弊端，前期需要焊接略显麻烦，后期手持切割机即可轻松切除，不影响室内施工，且不易被拆除，施工简便又经济。

在安全网的选择上，参照爬架外侧采用钢板网来替代传统密目式安全网；钢板网由方管框架、成孔钢板网片、上承下托型连接件等组成，比传统安全网更具有安全防护功能，还可多次周转使用。

3   方案验算

为保证架体安全性，根据住建部相关文件规定，将架体最大搭设高度限制在18 m，借助安全计算软件，对架体进行验算。

（1）主要材料参数选取：1）钢管选取时考虑到银川地区市场上钢管壁厚薄厚不一，通过市场调研，按较小壁厚48mm×2.5mm代入计算,钢管重量按国标48mm×3.6mm代入计算。2）悬挑主梁按JGJ130—2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》要求选择主梁截面不应小于160 mm，选定16号工字钢代入计算；3）固定螺栓采用M20高强螺栓；4）上拉杆18圆钢代入计算，考虑花篮螺栓在螺栓处有直径损失，按有效直径12代入计算。5）采用钢板网替代密目式安全网，需考虑钢板网自重荷载。

（2）为保证架体安全，在悬挑钢梁计算时选取如下部位进行受力验算：选取普遍悬挑长度1.3 m进行验算；对受力较大的大阳角和多排立杆处悬挑钢梁、最大悬挑长度2.65 m钢梁单独进行受力验算。

（3）由于采用新型连墙件，须对连墙件承载力进行单独验算，验算通过。

（4）方案编制完成后，为保证安全性和可操作性，邀请专家对方案进行全面论证。

4   施工工艺 

4.1   工艺流程

架体深化图设计→主梁及拉杆加工→主梁螺栓套管安装→主梁安装→上层混凝土浇筑→花篮拉杆安装→架体搭设→连墙件拉设→钢板网安装→验收及监测。

4.2   悬挑主梁制作

（1）悬挑主梁加工前，绘制详细加工图纸，标明规格型号、尺寸、数量等详细信息。

（2）送至加工厂进行成品加工，工字钢根部与钢板采用双面焊接，焊缝高度hf不小于7 mm。主梁根部焊接200 mm×200 mm×10 mm开孔钢板，为方便调节，钢板上预留孔一个为22圆形孔，一个为22宽50 mm长椭圆形孔，为保证主梁与钢板连接牢固，在连接处立面增加三角形的支撑钢板。转角处悬挑主梁为保证阳角处与结构密贴，连接处钢板需加工成V形。

（3）工字钢悬挑梁主梁必须由具备焊接相应资质的单位进行加工。

（4）工字钢上拉点部位的吊耳钢板焊接，先在主梁进行上拉点定位并焊接吊耳钢板，吊耳板两侧留置20圆孔，用M18螺栓穿过吊耳板预留洞与拉杆圆环固定。根据悬挑脚手架工字钢平面布置图选取工字钢的长度，根据外架立杆定位图，在型钢主梁上表面立杆定位处，用螺栓固定带有150 mm高的40镀锌钢管的专用卡扣，作为套入点，将立杆套预留钢管上，防止立杆滑移，如图2所示。

图2 悬挑钢梁加工产品

（5）钢拉杆制作。本工程采用新型上拉杆，每根主梁配套1~2根长约1.8m18拉杆；拉杆一端为圆形拉环与悬挑主梁拉结，一端为钢板与主体拉结。上拉点为贴合主体结构，钢板与拉杆焊接时需带有一定角度；下拉点末端加工成圆环状；最后将两段圆钢中间焊接花篮螺栓。上端采用18圆钢拉杆与弯曲成20°~30°的200 mm×100 mm×10 mm钢板焊接牢固（以保证钢板与主体结构贴紧），连接钢板中间开100 mm×20 mm孔槽与拉杆进行坡口焊接。下端直接将18圆钢弯曲成环，开口处焊接牢固，如图3所示。

图3 新型拉杆

4.3   预埋套管安装

（1）预埋套管采用直径22 mm且长度同主体截面的锥形PVC套管，后期防雨水进入安装时大头向外，为避免水泥浆渗入堵塞套管两端采用胶带封闭。

（2）套管应严格按照主梁预埋定位图纸预埋施工，水平偏差控制在8 mm，竖向偏差在5 mm内。套管埋置在梁中距结构边不小于200 mm。

（3）主梁套管必须与结构钢筋绑扎固定，在混凝土浇筑前，由技术人员对照主梁预埋图，逐一复核预埋螺栓位置、尺寸及绑扎是否牢固。

（4）浇筑混凝土时，安排专人旁站监督检查，及时恢复偏位、变形预埋套管，如图4所示。

图4 锥形套管

4.4   悬挑钢梁安装

参照DGJ32/J121—2011《建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程》第 6.1.7条，悬挑主梁安装时主体结构混凝土强度不小于C10，脚手架搭设时主体结构混凝土强度不小于C15。根据银川地区混凝土增长曲线，非冬季C30混凝土浇筑24 h强度可达到C10，浇筑完成40 h强度可达到C15。在混凝土浇筑完成第二天后即可拆除边模，安装主梁。安装时应注意如下事项：

（1）为确保主梁安装，下层落地式外架须作为安装支撑和安全防护。本层架体搭设时水平杆须与悬挑主梁下表面平齐，确保钢梁可搁置于落地架水平杆上，起到支撑作用；下层落地架搭设时高于悬挑层一个楼层高度，安装时起到安全防护。

（2）安装前将预埋螺栓套管逐一找出，并复核尺寸，发现偏位及时处理；悬挑主梁外端由2个M20高强螺栓与主体结构固定，安装时须3人配合安装，1人在内将高强螺栓穿出，2人在外将螺栓套入钢梁预埋孔后，先放置垫片和螺母对钢梁初步固定，再校正主梁垂、平尺寸，确保位置无误后，紧固螺栓，最后加设双螺帽进行固定。螺栓内侧与主体结构接触面设置1片 100 mm×100 mm×10 mm 的钢垫板；螺栓外侧在螺母和主梁设置垫片；悬挑主梁须安装在主体梁及剪力墙受力结构上；如安装在女儿墙、反坎等非受力结构上，须进行承载力验算。

悬挑主梁安装完毕后，技术人员对每根主梁全数检查，必须保证钢梁连接板与主体结构紧贴，高强螺栓紧固后螺杆外漏不少于3扣和10mm。

（3）为确保阳角等不利转角处安全，须设置14号工字钢作为走钢，在走钢上搭设架体。

4.5   花篮螺栓上拉杆安装

（1）当悬挑主梁净挑出长度在1.3~1.8m时，采用1根上拉杆与上层主体拉结；主梁净挑出长度在1.8~2.65 m时，采用2根上拉杆与上层主体拉结。

（2）待悬挑主梁上一层混凝土浇筑完成，混凝土终凝且强度达到1.2 MPa后拆除外墙、边梁侧模，用1根M20的高强螺栓将上拉杆与主体结构固定，垫片与螺母同主梁安装。

（3）将上拉杆圆形拉环穿过悬挑主梁吊耳板，安装固定螺栓。

（4）最后通过旋转花篮螺杆至旋转不动，使上拉杆参与受力，结束安装。

4.6   脚手架搭设

待悬挑工字钢及上拉杆全部安装就位后，就可以悬挑主梁上搭设架体。立杆搭设时须将钢管穿在主梁预留短钢管上，通过直角扣件与扫地杆固定牢固，为保证架体稳定性须每隔4~6跨搭设1根斜拉杆，直至架体第一道连墙件拉结完成，才允许拆除。

脚手架搭设为扣件式钢管脚手架，内侧立杆距结构外边0.25~0.3 m，立杆水平间距0.8~0.9 m，纵向间距不大于1.50 m，水平横杆步距不大于1.8m，外立面从底至顶满搭竖向剪刀撑，外立面满挂钢板网防护。

4.7   连墙件

花篮式悬挑脚手架连墙件按两步三跨布置，水平间距不大于4.5 m，竖向间距按不超过楼层层高且不大于3.6 m，特殊位置及转角处等受力薄弱部位，可按两步两跨或更小间距减少连墙件布置。

连墙杆采用软拉硬撑的搭设方式，自第一步外架搭设完成，即拉设连墙件。通过在外墙或梁中间模板上预埋12@300 mm的短钢筋，在安装时须将连墙件水平钢管顶撑在混凝土结构上，将连墙件钢管与预埋的12钢筋头双面焊接，焊接长度不小于10 d。连墙件搭设完成统一刷成红色警示油漆，禁止拆除或破坏。

4.8   钢板网

脚手架搭设前，先进行脚手架搭设策划，画出立杆水平搭设图、架体立面大样图及主节点大样图。其次，根据脚手架立面图，绘制钢板网排版图，确定钢板网数量、规格，在架体转角、洞口或开口、局部异形等部位的钢板网尺寸，须根据架体立面图提前下单加工。钢板网通过下勾上托式连接卡扣与外架水平杆连接，通过螺栓固定牢靠。

4.9   架体拆除

外架拆除程序应遵守“自上而下，先外后内，后搭先拆”的原则，即先拆钢板网、防护栏杆、脚手板、剪刀撑，而后拆小横杆、大横杆、立杆、连墙件等，拆除完成后及时吊运至地面，严禁进行垂直拆除作业。悬挑钢梁拆除时，按由远及近的顺序，先拆除拉杆后拆除钢梁，两名架工一里一外相互配合拆除，拆除完成后及时用塔吊调运至地面。

5   验收及检测

5.1   验收

花篮式悬挑脚手架搭设须经过以下五项验收。

（1）预埋套管安装完成后，须核对预埋套管数量、间距、预埋位置、固定方式等是否与图纸一致。

（2）悬挑钢梁及拉杆安装完成，外架搭设前，对每道悬挑钢梁及拉杆逐一检查核对，确保与方案一致。

（3）第三次验收为外架搭设至一半时（3层），检查架体是否与方案一致，有无超载。

（4）第四次验收为架体搭设完毕时，对架体及悬挑主梁进行全面检查和监测。

（5）日常使用过程中或者遇到恶劣天气须对悬挑架进行巡检，避免构件失效和外架超载使用。

5.2   监测

采用全站仪对脚手架及悬挑主梁进行监测，主要监测架体沉降、垂直度及杆件、钢梁是否有变形，检测时发现架体及钢梁沉降或变形、垂直度超出预警值，及时采取措施。

6   结束语

万科观璟园项目现阶段所有花篮式悬挑脚手架已全部拆除，经过实践中检验，花篮拉杆式悬挑脚手架安全可靠，施工简便，周转次数高，可有效降低施工成本，解决传统型钢脚手架预留洞多、封堵困难导致外墙渗漏的难题。

在高层住宅建筑施工中配合软拉硬撑连墙件使用，不影响二次结构施工，还可解决连墙件经常被拆除的难题。内墙装饰阶段施工时可一次成型，保障施工质量和外观质量。所以，花篮式悬挑脚手架值的广泛推广使用。