装配式建筑施工中工具式外防护架应用研究

【摘要】在装配式建筑施工过程中常采用工具式外防护架，其目的是为装配式建筑施工作业提供外围防护作用以及施工操作平台，保障施工人员安全。本文针对装配式建筑施工中工具式外防护架的应用展开研究。

【关键词】装配式建筑；施工；工具式外防护架；应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.082

在传统现浇混凝土结构施工中，常采用搭建悬挑脚手架作为外围防护体系，在搭建过程中应用到大量材料，搭建工作难度较大，全部工作完成需要消耗大量时间，拆除时危险性较大，质量、安全管控难度较大。装配式混凝土结构一般是通过现场连接预制构件的方式形成外墙，其外围结构无需太复杂的施工作业工序，为进一步提升装配式建筑外防护体系的搭建效率，可采用工具式外防护架。

1、工程概况

某工程建筑面积为16.75万m2，有7幢90m左右高层住宅，在国家住宅产业化政策指导下，为达到节能环保、节省施工时间和施工成本目的，此工程均采用装配式混凝土结构。外墙、楼梯、阳台和部分内墙采用预制混凝土部品部件，在PC工厂制成成品混凝土部品部件，运输至施工现场，进行吊装、连接和部分现浇相结合而成整体。

2、外围护体系选型

因为本工程是以装配式混凝土结构作为外墙，外墙体系是一个连贯的整体，在具体施工过程中不适合穿墙打洞作业或预留大量孔洞，因其与套筒连接钢筋打架碰撞，而且装配式混凝土结构不需要太过复杂的外墙粉刷和保温等作业工序，施工荷载较小，外脚手架只是发挥着外部围护的作用[1]。在传统建筑工程中，设置传统悬挑式扣件钢管脚手架时，需进行大量穿墙孔洞作业，在一定程度上对外墙的整体性造成破坏，并且在具体搭建过程中存在诸多安全隐患，对施工人员人身安全造成威胁，不具备较好的经济性和安全性。为使工程外围护工作中存在的困难得到解决，对本工程的特点和实际施工需要进行全面分析，根据分析结果确定选用工具式外挂防护架作为装配式混凝土结构的外围护体系，这种体系搭建过程比较简单，而且安全性较高，可节省大量施工成本，能够有效解决装配式混凝土结构现场吊装施工阶段安全防护问题，并且装配式混凝土结构吊装施工环节中存在的安全防护问题也能得到有效解决。同时，为确保可以满足施工进度的要求，每栋需准备两套架体，让安装工作能够随着防护工作进行，可在楼层主体结构施工中循环使用，经济性较高。

3、外掛式防护架构造设计

在装配式结构施工过程中，工具式外挂防护架能够发挥出重要作用，为高空作业提供安全保障，促进施工作业正常进行。正因为工具式外防护架发挥着十分重要的作用，所以需要保证具备较高的安全性和稳定性，符合相关施工要求标准。提升吊点、附墙体系、平台和防护体系以及支撑体系等是本工程所应用的外挂式防护架的主要组成部分。

3.1 支撑体系

支撑体系主要是由三角形支架构成，根据工程实际情况选择10#槽钢作为竖向和水平方向的弦杆，将6cm×6cm×0.5cm型钢通过焊接的方式连接起来作为斜弦杆。使用方钢将每榀三角架连成整体，而外挂架单元体则有三个三角架组成，严格控制三角架之间的距离，确保每榀三角架间距小于3m，每个整体外挂架不超过6m。

3.2 平台和防护体系

外围护架和作业平台共同组成防护体系，将2mm厚的花纹钢脚手板铺在三角架上，钢制脚手板材质应符合国家标准《碳素结构钢》GB/ T700-2006中Q235级钢规定，然后在脚手板周边焊接连接于方钢侧面，形成作业平台。作业层必须设置两道护身栏，护身栏上道高1.2m，下道居中。防护架外侧满封密目钢网片，下部设踢脚板，踢脚板厚度大于钢板网片，采用1.8m高单排型钢防护架作为外围护架立杆，将防护立杆间距控制在1.3m，采用5cm×5cm×0.5cm型方钢通过焊接的方式连接到架体上面，在适当的位置设置水平防护杆，将角钢焊接到架体上，将方格铁网和架体通过点焊连接在一起形成防护网[2]，将提升吊点设置在两侧立杆上，采用φ14mm圆钢制成吊环，与防护立杆双面焊接而成。

3.3 附墙体系

以装配式建筑施工具体要求为依据，将φ32mm预留孔设置在预制墙体上，预制外墙安装完成后，将三角支架和预制墙体连接到一起，连接工作可采用M20型号的穿墙高强螺栓，需注意是要把合适规格钢垫片添加到螺栓内侧，螺栓外侧端部应采用椎体形，可有效为螺栓划出架体孔提供便利。除此之外，还需在每个支架上面设置两个支点，将孔距控制在800mm左右，窗洞位置需要和墙体预留洞的位置相互对应，外挂架整体吊装工作可通过塔吊完成，吊环采用直径φ14mm圆钢制作而成。

4、外挂式防护架安装

应严格控制工具式外挂架的安装工艺流程，首先做好外挂防护架组装工作，将螺栓插入墙体内，通过合适设备和工具将防护架悬挂好，然后对三角架垂直度进行检查，确保合格后拧紧螺栓，按照相应顺序安装外挂架，并开展荷载试验工作，需确保相邻两组外挂架之间连接牢固，最后进行总体验收工作，确认合格后方可投入使用[3]。

（1）在地面或工厂里对外挂式防护架的每一个零部件进行组装，比如提升吊点、平台、防护体系以及支撑体系等，形成工具式外防护架，并全面检查每一个部位连接情况，确认没有任何问题之后等待吊装。

（2）由外墙结构内侧外挂式防护架安装工作人员将垫片和螺栓插入墙体预留孔内，这个过程还需在作业平台上的外墙结构外侧安装工作人员进行配合。

（3）在现场塔吊的辅助下，安装一榀防护架。塔吊操作人员接收到起重信号工的指挥信号之后，吊起组装好防护架，然后在作业层预制墙体外侧将其放下，整个下落过程应保持缓慢，避免发生磕碰，然后通过外墙结构外侧安装人员的配合，对三角架上螺栓孔进行定位，确保与预制墙体上的预留螺栓孔洞一致。螺栓孔位置模板见图1。

（4）外墙结构内侧安装工作人员将双螺母拧紧，应遵照先上后下的顺序，将螺栓凸出螺母的距离控制在2cm之上，工具式外挂架安装完成。

（5）剩余的榀挂架按照上述流程安装，待所有榀挂架安装完成后就形成连续闭合的工具式防护架外围护体系。应严格控制墙体和防护架以及每个榀挂架之间的距离，最好控制在10cm以内。且宜在每榀挂架之间挂设安全网，防止材料等掉落。除此之外，还应采取有效措施做好临时固定工作，保证贯通每层作业平台。

（6）组装好工具式脚手架外围护体系之后，需进行荷载试验，通常可采用水泥编织袋装砂方法试验，确保荷载不小于300kg/m2，根据试验结果分析确定合格之后才能在施工中正式应用，如果发现存在结构变形和焊缝开裂情况则严禁使用。

5、提升外挂架

在开展具体提升工作之前，应将两套架体准备好，可以在安装过程中实现循环使用，必须要等防护工作符合要求后再进行提升工作。

（1）完成上层预制墙体安装工作后，需要对强度进行检查，需确保符合具体的要求标准，在提升条件满足的情况下，对外挂架进行提升。具体的提升过程中，安装工作人员应确保操作的规范性，安排不同的人员分别在外挂防护架的内侧和外侧同时操作。

（2）在提升工作开始之前，需要把两榀架体接缝板和防护栏板等连接物解开，将所有工具、材料等杂物清除干净[4]。

（3）需科学利用塔吊等设备，来进行外挂架提升工作，开始提升之前，工作人员需要在四个吊点上挂好钢丝绳，并确保钢丝绳质量符合要求，等钢丝绳稍绷紧后离开平台。

（4）外墙结构里侧工作人员将架体连接螺栓依次拧紧，需要按照先上后下的顺序，松开后架体受到重力所产生侧向力的影响后自然向外移动，等架体的摆动停止以后，然后利用塔吊来进行挂架的吊运工作，将其放到需要安装的位置，根据严格的程序标准完成一榀工具式外挂架提升安装。

（5）其余榀挂架提升工作也要按照上述程序完成，最后形成工具式防护架外围护体系，并进行检查验收，确认质量达标后再正式投入使用。

6、拆除外挂架

等装配式结构施工工作全部完成之后，需把所有外挂架拆除。在拆除工作开始之前，将两榀架体间接缝板和防护栏板等连接物解开，将平台上各种工具、材料等杂物清除干净。外墙结构里侧工作人员将架体连接螺栓依次拧松，应按照先上后下顺序进行，松开后架体受到重力所产生侧向力影响后自然向外移动，等到架体摆动停止后，使用塔吊把挂架放到地面进行拆解工作，直至将外挂架的各种零部件完全拆除，然后对零部件进行清理，划分好类别之后码放整齐。

7、外墙孔洞处理

每个预制墙体上需预留4-6个直径30mm孔洞，后期外页墙部分可采用特制胶塞配合填充防水砂浆以及聚氨酯防水涂料，防水涂料厚度1mm，直径不得小于10cm圓，聚苯板部分可采用打发泡剂，内页墙使用微膨胀砂浆封堵，发泡剂可保证保温性能，完全可规避预留孔洞渗漏冷桥等风险。

8、注意事项

在具体的施工过程中需要注意以下几点内容：（1）装配式结构类型比较丰富，需要根据工程实际需求和工程特点选择合适工具式外挂防护架，以满足不同的结构形式。（2）在工具式外挂防护架设计工作中应注重标准化设计，提高周转使用次数，降低钢材损耗，确保每一个环节都符合相关要求标准，最大程度保证外挂式防护架结构的科学性、合理性、安全性。（3）需制定一套科学完善的工具式外挂防护架围护体系施工方案，为防护架的安装、提升和拆除等工作提供技术保障，并由技术负责人和总监理工程师核对批准。（4）在外挂架使用过程中需要保证装配式混凝土结构外墙的稳固性，确保符合安装条件。（5）最后防护架安装完成后，应由监理单位检查验收，确定各项标准合格后再正式使用。（6）工具式外挂防护架具有较高适应性，可在不同装配式建筑工程中连续周转使用，且坚固耐用，使用周期较长，很大程度上减少资金投入，与扣件式脚手架相比，在装配式建筑施工中应用工具式外挂防护架能够有效节省施工成本，具有较高的经济性。

结语：

综上所述，在装配式建筑施工中科学合理的应用工具式外防护架，可有效解决各个施工环节中的安全防护问题，为整个施工过程提供安全保障，有利于装配式建筑施工工作的顺利进行。

参考文献：

[1]那称，王奇，韩景云，等.工具式拉杆悬挑脚手架在高层建筑施工中的应用[J].建筑施工，2020年第3期.

[2]李勇.花篮拉杆工具式型钢悬挑脚手架施工技术[J].工程技术研究，2020年15期.

[3]秦立标.工具式外挂架在装配式建筑施工中的应用[J].建筑施工，2019年03期.

[4]李伟强.异形结构框架逆作结合临时围护的研究与应用[J].建筑施工，2020年11期.

作者简介：

邓星余，1965年9月出生，1989年7月毕业于湖南省水利电力学校，2004年毕业于中央党校函授学院，高级工程师。