装配式悬挑脚手架底部封闭装置施工技术

文/中航建设集团有限公司 李中一 焦伟玲 谢 磊

0 引言

目前，北京地区对施工现场文明施工、安全防护、绿色环保施工及“四节一环保”要求的内容也越来越严格，施工工序繁多、交叉作业现象普遍存在，这些都对施工现场安全防护提出了更高要求[1-3]。针对日益严格的建筑施工安全管理环境，施工企业通过不断创新，改进自身施工现场管理措施及施工工具和施工方法，已达到提高生产效率、节约生产成本的目的。

在悬挑脚手架工程中，悬挑脚手架使用周期长，一般自主体结构施工开始，直至装饰装修工程结束。悬挑脚手架的封底材料一般为木质模板，外刷红白油漆作为警示和装饰饰面。在工程结束后，木质模板及油漆饰面已老旧破损，无法重复使用，造成很大的材料浪费，不符合环保施工理念。另外，以木质模板作为封底，存在极大的火灾隐患。为解决目前悬挑脚手架底部封闭防火性能及材料耐久性差、无法重复使用等问题，本文对一种新的悬挑脚手架底部封闭装置施工技术展开探讨。

1 设计思路

1.1 材料选择

通过对北京市多个正在使用悬挑式脚手架的施工现场进行考察，发现悬挑式脚手架底部封底应用较多的有2种形式：①简易封底装置，使用的材料是密目网+大眼网；②木质脚手板+木质模板刷警示漆[4]。这2种封底防护方式中的材料经过施工期间的日晒雨淋，极易老化破损，无法周转施工，造成极大浪费。

随后对这两种封底材料进行了燃烧性能和防穿透性能的模拟试验。坠物试验设定条件为1根长1mф18钢筋，自3m高度自由坠落；防火试验设定条件为试验品在离开火源后有无燃烧。在燃烧性能试验中，密目网在火源移走后继续燃3s，木质脚手板在火源移走后继续燃烧；在防穿透性能试验中，密目网被穿透，木质脚手板未被穿透，但脚手板表面有破损。由此可看出，传统脚手架存在高空坠物和火灾的安全隐患，无法满足施工要求。

根据上述试验结果，新型悬挑脚手架封底的设计目标必须为防穿刺的不燃材料。计划选用材质为3mm厚Q235B薄钢板，通过吊杆悬挂固定在脚手架横杆上[5]。

1.2 深化设计

因现场施工作业中受脚手架搭设步距和排距限制，以及工字钢挑梁在建筑物转角处间距大小不一的限制，要求连接固定杆件上下两端在确保固定牢靠的前提下能全方位旋转，以适应不同安装位置的要求。再结合防高空坠落和防火要求，通过对各类材料的比选和深化设计，决定采用装配式安装工艺的S形挂钩的花篮螺栓连接通丝杆固定普通薄钢板的封底方式，如图1所示。

图1 封底装置深化设计

1.3 受力分析

施工作业中，不可避免会出现高空坠物，而悬挑式盘扣脚手架封底主要是为避免高空坠物造成人员伤亡。据此，假设质量80kg物体坠落到封底板上，利用有限元分析软件ANSYS对该装配式封底装置进行分析，其中，底部薄钢板采用壳单元，4个连接杆采用杆单元，在封底中部施加80kN荷载运行分析，得到该封底装置应力云图，钢板上侧和下侧的应力云图如图2所示。

从分析结果可知，该封底板受到的较大应力主要分布在薄钢板的中心和4条边的中部，最大应力[σ]max=65.7MPa＜允许应力[σ]=113MPa，故该装配式封底装置安全。

2 项目应用

2.1 工程概况

北京市大兴区庞各庄2号地棚户区改造安置房项目建筑面积40178.2m2，包括中学教学楼、小学教学楼、幼儿园教学楼。其中，中学教学楼地上5层，地下1层，设置夹层，楼高20.7m，三维模型如图3所示。该教学楼的围护和施工外架采用悬挑式盘扣脚手架，搭设总长度720m；建筑物外立面转角多，外饰面由多种装饰材料构成，施工工序繁多。外立面施工中存在极大的高空坠物隐患和火灾隐患。

图2 封底钢板应力云图

图3 中学教学楼BIM模型

另外，本工程质量要求高，要求确保北京市结构“长城杯”金奖及北京市竣工“长城杯”金奖，创建北京市绿色安全样板工地及北京市安装工程优质奖，争创国家优质工程。

基于上述问题，中学教学楼工程悬挑式盘扣脚手架封底采用新型装配式施工工艺S形挂钩的花篮螺栓连接通丝杆固定普通薄钢板的封底方式。

2.2 施工工艺

在该中学教学楼悬挑式盘扣脚手架搭设底部封闭装置流程为：工厂加工→现场预装→封底装置整体提升就位→检查验收。

1）工厂加工 将深化完成的图纸和采购清单发送至加工厂，由工厂按图进行材料加工。

2）现场预装 封底板材料进场后，经外观和数量检查验收后，将所有散件分类摆放，由工人在材料码放区进行预拼装，以检查材料各部件加工精度是否满足要求，现场预拼装如图4所示。

3）封底装置整体提升就位 将拼装好的连接杆件与封底板连接固定后，运至悬挑工字钢下地面上，并在每个S形挂钩上系好大麻绳，由2名工人自工字钢上提拉大麻绳，并经S形挂钩固定在脚手架横杆上，然后安装固定封底装置立板，安装效果如图5所示。

图4 现场预拼

图5 安装完成后封底装置内外实景

4）检查验收 在封底装置安装完成后，由项目施工员和安全员进行检查验收，并做好检查验收记录。

3 结语

本悬挑架的新型装配式封底装置验收完成后，服务于本工程的结构、屋面、装饰装修工程施工，在施工期间未发生任何意外。因其操作简单，减少了人工费用，且在使用过程中维护简单，降低了施工成本，得到参建各方好评，并可为其他使用悬挑架的工程提供参考。