全剪力墙大层高带挑廊结构外脚手架搭设的难点分析及解决方案

全剪力墙大层高带挑廊结构外脚手架搭设的难点分析及解决方案杨 洪摘 要：本文主要通过笔者的实际工作经验结合理论和数据计算，对全剪力墙大层高带挑廊结构外脚手架的施工难点进行探讨并提出相应的解决措施。为相近相同结构的施工起到了指导作用并积累了宝贵经验。关键词：外脚手架；挑阳台；连墙件；转角 1.工程概况工程本工程为剑南春集团四川金瑞电工有限责任公司 500KV 超高压系列电力电缆产品异地扩建（一期）立塔工程，结构形式为剪力墙结构，建筑面积：9008 m2，地下 1 层、地上 18 层，总高 129.4 米（至女儿墙顶）。在 97 米122.5 米挑出挑廊，挑出长度分别为 1.5米、2.4 米。塔身生产电缆，挑廊作为观光阳台使用。2.外脚手架方案的选择根据工程特点外脚手架施工方案拟定两个，分别是型钢悬挑式外脚手架方案和提升式外脚手架方案。最终经过比选提出提升式脚手架的几点问题：1、提升式外脚手架只能满足 97 米以下的施工；2、由于工期紧张，每层的施工进度快，剪力墙混凝土不能满足提升式脚手架预埋件的锚固强度；3、塔吊附着影响提升式脚手架的正常运作。所以决定使用型钢悬挑脚手架方案，钢管采用现行国家标准直缝电焊钢管（GB/T13793）或低压流体输送用焊接钢管（GB/T3092）中规定的 3 号普通钢管，外径 48mm，壁厚 3.50mm，其质量应符合国家标准碳素结构钢（GB/T700）的 Q235-A 级钢的规定，钢管表面应平直光滑，不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，钢管均应有出厂合格证，凡有严重腐蚀、弯曲、压扁或裂纹者，均不得使用，钢管上严禁打孔。1-3 层外脚手架在基础回填后选用落地式扣件钢管双排脚手架，4层以上选用分段型钢悬挑式扣件式钢管双排脚手架。在 90 米处设计成外脚手架和阳台支撑架一体搭设。详见下表脚手架搭设高度一览表。脚手架搭设高度一览表序号楼层（层）脚手架方案 搭设高度（米）备注1 1-3 落地式双排脚手架26 横距 1.2m 纵距 1.5m 步距1.5m2 4-6 型钢悬挑式双排脚手架21 横距 0.9m 纵距 1.5m 步距1.8m3 7-9 型钢悬挑式双排脚手架21 横距 0.9m 纵距 1.5m 步距1.8m4 10-12 型钢悬挑式双排脚手架22 横距 0.9m 纵距 1.5m 步距1.8m5 13 型钢悬挑式多排脚手架7 横距 0.9m 纵距 1m 步距1.5m（阳台模板支撑架）6 14-16 型钢悬挑式双排脚手架21 横距 0.9m 纵距 1.5m 步距1.8m7 17-18 型钢悬挑式双排脚手架12.4 横距 0.9m 纵距 1.5m 步距1.8m3.外脚手架搭设难点分析及解决方案3.1 层高高（层高普遍为 710 米），在主体施工阶段施工层外脚手架的拉结点设置困难。本工程的楼层层高较高，普遍在 8 米左右，因此造成外脚手架的高宽比大，自身稳定性不足，在搭设外脚手架过程中特别危险，特别容易受外界因素影响，比如风力影响、塔吊吊物碰撞等因素都能使其倾倒，造成重大事故和损失。为了解决这一隐患，在施工工程中要求內脚手架和外脚手架同步搭设，外脚手架两步三跨与内脚手架相连接，使內脚手架和外脚手架连接成一体，增加外脚手架的稳定性。楼 板临 时 连 接 钢 管外 脚 手 架临 时 连 墙 件剪 力 墙临 时 连 接 钢 管内 脚 手 架3.2 90 米97 米外脚手架的外挑长度达到 3 米，施工难度大。在塔身 97 米处向外挑出 2.4 米阳台，悬挑钢梁既要承受外脚手架自身荷载又要承受阳台的支撑架荷载。全部的荷载都由悬挑型钢承担，此处施工难度大，危险度高。为了解决这一困难，把阳台支撑架和外脚手架设计为一体式脚手架，采用工字型钢作为悬挑型钢传递其荷载。第十四层挑出的阳台距地面 97 米，距十三层楼面 7 米，故在十三层设置悬挑钢梁，悬挑钢梁采用普通热轧 18#工字钢，其外挑长度为 3 米，锚固长度为 3.8 米，经过反复计算确定其间距为 1 米。1、搭设顺序画工字钢预埋点预埋工字钢锚固钢筋布置工字钢并固定焊接定位钢筋头子搭设脚手架设置工字钢斜撑斜撑加固连接内脚手架和外脚手架检查验收。2、搭设要点、画工字钢定位线按照工字钢位置图标记出各工字钢锚固点的预埋螺栓和定位钢筋环的位置。0.60.851 0.8111111111111111.40.5 0.5 1.51.40.61.51.51.251.510.82111111111.1.1.1.0.60.281111.07510.9110.90.90.90.9 1111 20.80.281.3751.31.31.40.61.51.50.82111110.9112771.1.1.1. 11111.4 2.15m21m 2.4m2.4m、预埋工字钢锚固螺栓在钢筋绑扎完毕后预埋固定工字钢的预埋螺栓和定位钢筋环，预埋螺和定位钢筋与板下层钢筋焊接固定，其有利于脚手架的防雷接地。20 螺栓作为受力拉结螺栓、16 钢筋作为定位筋。、布置和固定工字钢将工字钢插入预埋钢筋，在调整好工字钢位置后用角钢和螺栓固定工字钢，再用木楔楔紧，使工字钢不得移位。 20锚 固 钢 筋 埋 设 图 (18#工 字 钢 ）18#工 字 钢16定 位 钢 筋 埋 设 图 (8#工 字 钢 ）木 楔 楔 紧 18#工 字 钢木 楔 楔 紧 角 钢16钢 筋.5m、脚手架的基础脚手架立杆落在 18#工字钢上，工字钢顶面焊接 10cm 长 25 钢筋头，立杆套住钢筋头防止立杆移动，钢筋头焊在工字钢上的焊缝高度不小于 6mm。焊接前必须拉通线，保证钢筋头在一条直线上。150200 3450 250 900 900 800 150 25定 位 钢 筋木 楔 楔 紧、搭设脚手架脚手架采用扣件钢管满堂架，纵向间距同钢梁按 1 米设置，横向间距取 0.9 米，步距取 1.5 米，为保证架体的稳定性，横向水平杆与室内楼层的满堂支撑架的横杆连通（可起到连墙件的作用）。由于架体基础部分是工字钢，工字钢在受力后会变形下沉，故在支设模板时应格外在阳台端部高出 20mm30mm。架体外围立面满设竖向剪刀撑；距钢梁面 200满设扫地杆，并设水平剪刀撑；架体 1/2 高度、顶层设置水平剪刀撑。底层用木跳板、层板封堵严密，外侧搭设高出操作面1.2 米的栏杆，并用密目安全网封闭。、设置斜撑待脚手架搭设完毕后，工字钢收到脚手架的压力产生轻微变形后再设置斜撑，这样既能使工字钢和斜撑受力更均衡还可以适当减小斜撑受力，使其成为超静定结构受力。斜撑材料使用脚手架钢管，斜撑上端与工字钢焊接，下端与剪力墙预埋件焊接。为增强其安全性和稳定性，在斜撑中部加设连墙件，并且横向连同形成整体。150200 3450 250 900 900 800 150 25定 位 钢 筋木 楔 楔 紧横 杆 连 同连 墙 件斜 撑、验收与使用验收时注意要重点检查工字钢锚固点、工字钢变形情况、斜撑焊接点、斜撑变形情况等，确定一切正常后方可浇筑阳台混凝土，在浇筑混凝土过程中安排专人观察架体、工字钢、斜撑的变形情况。实际检测变形量不得超过允许变形量。3.3 剪力墙内楼板上大型预留孔洞，无法安装工字钢预埋。在剪力墙内有大型的预留孔洞，比如电梯井、楼梯、吊装孔等，无法安装悬挑工字钢预埋件，不能固定悬挑工字钢。为解决此问题，设计出新的悬挑结构模式。由于本工程剪力墙厚度较大（350mm600mm），将悬挑钢梁直接锚固在剪力墙上。在工字钢端部焊接一个端头板作为悬挑钢梁，有短板的一端以牛腿的形式用螺栓与预埋在建筑物的剪力墙或梁上的螺栓固定在一起，另一端挑出建筑物一定尺寸，其端头用斜撑与剪力墙连接，组成简支梁支承结构。具有足够的强度、刚度和稳定性，将脚手架的全部或部分荷载通过悬挑梁和斜撑传递给建筑结构。四 根 16螺 栓 20预 留 孔四 根 16螺 栓 20预 留 孔脚 手 架焊 接焊 接6015090-20*40*10-150*150*10剪 力 墙3.4 结构承载力是否满足挑廊上设置悬挑型钢的受力。第十四层悬挑阳台长度为 1.5 米、2.4 米，十四至十六层型钢悬挑脚手架下部的型钢挑梁，需利用阳台作为支点，阳台的承载力又不能满足 97 米118 米外脚手架的荷载。在得到了设计方同意的前提下对阳台采取加固措施，加固措施选择用刚性拉杆将阳台的悬挑端拉结于剪力墙上。在阳台悬挑端及剪力墙上设置预埋件，拉杆采用 483.5 钢管，与水平夹角 45，每根工字钢旁边都设置一个拉结点。 48*3.5钢 拉 杆两 端 与 预 埋 件 焊 接悬 挑 钢 梁阳 台 加 固 剖 面 图预 埋 铁 件预 埋 铁 件阳 台 加 固 平 面 图 48*3.5钢 拉 杆预 埋 铁 件预 埋 铁 件悬 挑 钢 梁3.5 连墻件的设置。全剪力墙结构不同于框架结构，框架结构有足够的柱子和梁板可供外脚手架连接建筑物做连墙点，而全剪力墙结构没有可供连接建筑物的地方，也不能为了外脚手架连墙件在剪力墙上开洞。为此设计了新型的连墙方式，此链接方式为刚性连结，选用直径12mm 的螺杆，从钢管和剪力墙预留的拉杆洞内穿过，一端用垫板和螺帽固定在钢管的端头，另一端穿过剪力墙预留洞后用垫板和螺帽固定在剪力墙后，钢管一端顶在剪力墙上，另一端用十字扣件固定在距主节点 300mm 内的立杆或大横杆上。拉结从底层第一步纵向水平杆处开始设置，满足架体两步三跨的连墙件布置密度，以保证脚手架的安全使用。3.6 转角处的搭设。在剪力墙转角处不能设置悬挑型钢，外脚手架的立杆无法生根。为解决此问题，把转角处悬挑钢梁设置成“挑上挑”形式，在剪力墙四大阳角处，一边的悬挑钢梁设置高度低于别一边 140mm ，待底层悬挑型钢安装好后，再在标高低的一边放上 14#工字钢，将其固定在底层悬挑钢梁上，然后再在标高高的一边放上 14#工字钢，将其固定在底层悬挑钢梁上，将两边的 14#工字钢调整好间距和平整度后把相接处焊接连接，在用 4