全鋼集成附著式升降腳手架在高層建筑工程中的應用

鄒詮

（甘肅建投蘭州新區(qū)建設管理有限公司，甘肅 蘭州 730000）

隨著中國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展與城市化建設進程的不斷加快，大量高層與超高層建筑如雨后春筍般拔地而起，其高度與復雜程度也不斷增加，給工程施工技術(shù)與設備提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。腳手架施工作為建筑工程施工的重要施工技術(shù)，也被不斷創(chuàng)新與發(fā)展[1]。因安全保障與經(jīng)濟性差、耗時、耗工等多方面原因，特別是在高層、超高層建筑的施工中，傳統(tǒng)的落地式腳手架、懸挑腳手架逐漸被淘汰。同時建筑施工防護要求與標準的不斷提高也促使腳手架向裝拆簡單、周轉(zhuǎn)方便、使用安全可靠等方向發(fā)展。附著式升降腳手架的出現(xiàn)為高層、超高層建筑施工提供新的技術(shù)解決方案，其不僅較好地克服了懸挑腳手架反復搭拆、對主體結(jié)構(gòu)破壞大等缺點，還具有人工與材料用量少、安拆方便、提升快捷、經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)勢[2]。全鋼式集成附著式升降腳手架采用標準化鋼構(gòu)件加工制作而成，具有裝備（防墜裝置、防傾裝置和荷載同步控制系統(tǒng)）集成化、低搭高用及全封閉防護的特點，是一種具有較高推廣價值的新型高層建筑外腳手架。

本文以蘭州新區(qū)瑞嶺嘉苑保障性安居工程項目9#、10#樓全鋼集成附著式升降腳手架施工為例，總結(jié)全鋼附著升降腳手架的技術(shù)要點，并對它使用的經(jīng)濟效果進行分析，以期為今后類似高層工程腳手架施工提供借鑒與參考。

1 全鋼集成附著式升降腳手架的組成、升降原理及技術(shù)優(yōu)勢

全鋼集成附著式升降腳手架是目前高層及超高層建筑腳手架的主要形式，是一種附著于建筑物結(jié)構(gòu)上，依靠自身提升裝置進行設備升降，同時具有防墜、防傾及安全控制裝置或系統(tǒng)的懸空腳手架。全鋼集成附著式升降腳手架搭設高度為4.5 倍的建筑標準層高外加一步護身欄高度，它沿建筑物周圍一圈形成整體，既可整體提升，也可根據(jù)施工要求分段分片提升[3]。全鋼集成附著式升降腳手架與普通落地式腳手架實物對比如圖1 所示。

圖1 全鋼集成附著式升降腳手架與傳統(tǒng)腳手架對比圖

1.1 組成

全鋼集成附著式升降腳手架主要由支架系統(tǒng)、附著導向系統(tǒng)、動力升降系統(tǒng)、安全與控制裝置這4 部分組成。

支架系統(tǒng)作為全鋼集成附著式升降腳手架的主體部分，主要由垂直主框架、水平桁架、導軌、輔助承重龍骨、輔助加強桿等通過螺栓連接而成，支架系統(tǒng)起著承擔架體自重與施工荷載作用，要求它具有足夠的強度與剛度。附著導向系統(tǒng)由附墻支座、穿墻螺栓、導軌、可調(diào)式卸荷限位支頂器、導輪組等部分組成，主要起著引導與約束架體移動的作用，可抵抗傾覆、避免晃動，確保架體在升降過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)。動力升降系統(tǒng)可為架體升降提供動力，主要由電葫蘆、提升鏈條、鉤掛、上下承重梁、掛座及穿墻螺栓等組成。安全與控制裝置主要由防傾裝置、防墜裝置及超欠載報警系統(tǒng)3 個子部分組成。其中，防傾裝置用于控制架體水平位移、防止架體傾覆，主要包括可調(diào)式限位防墜支頂器、拉緊彈簧、連接螺栓及附墻支架等裝置與構(gòu)造；防墜裝置用于防止架體墜落，主要包括調(diào)式限位防墜支頂器、拉緊彈簧、連接螺栓、附墻支架等裝置與構(gòu)造；超欠載報警系統(tǒng)可對架體各機位荷載進行超載、失載預警和控制，主要由電動葫蘆掛鉤位置的拉力傳感器等組成。

1.2 升降原理

全鋼集成附著式升降腳手架主要是通過架體與升降系統(tǒng)的相互支撐和交替附著實現(xiàn)升降[4]。將主框架與導軌相連，利用導軌的卸荷座將荷載卸荷到附墻導向座上面，附墻導向座采用錨固螺栓安裝在建筑結(jié)構(gòu)上，當建筑物已澆筑混凝土強度達到要求時開始爬升：解開架體與建筑物之間的連接，通過提升葫蘆及吊掛件將架體荷載傳遞到建筑結(jié)構(gòu)上，利用電動葫蘆鏈條的收縮實現(xiàn)架體相對于建筑結(jié)構(gòu)的上下運動，從而實現(xiàn)爬架的提升。提升到位后，利用可調(diào)式支托將架體支頂在結(jié)構(gòu)上，進行結(jié)構(gòu)施工。

1.3 技術(shù)優(yōu)勢

同其他同類型的腳手架相比，全鋼集成附著式升降腳手架技術(shù)優(yōu)勢顯著[5]，具體如下：①全鋼附著式升降腳手架不受建筑高度限制，僅需較低樓層一次性組裝搭設標準層高4.5 倍高度的架體，然后進行提升操作，中間不需要倒運材料和重新搭設，可節(jié)約大量的材料與人工[6]。②全鋼集成附著式升降腳手架受力合理、架體剛度與強度高，且增加防傾、防墜及預警控制等安全裝置；升降過程中各機位全部采用遙控器操作，在架體防護內(nèi)即可進行升降操作；附著式升降腳手架采用定型整體防護，防護網(wǎng)采用沖孔鋼板網(wǎng)片，防護嚴密、強度高，走道板由花紋鋼板制成，抗沖擊能力高，與安全網(wǎng)片接縫嚴密，可避免其他類型架體安拆可能造成的高空墜落、物體打擊等安全隱患，安全性能更高[7-8]。③全鋼集成附著式升降腳手架組裝完成后即可依靠自身的升降設備完成升降，不需要占用塔吊等垂直運輸設備，可節(jié)省塔吊的吊次，每次的提升操作僅需1～2 h 即可完成，對主體結(jié)構(gòu)施工影響小。④升級降過程中，無廢棄物產(chǎn)生，文明施工效果好。

2 工程概況

蘭州新區(qū)瑞嶺嘉苑保障性安居工程項目10#樓位于蘭州新區(qū)職教園區(qū)，緯八路以南、經(jīng)二十五路以東、奧體中路以北，經(jīng)二十六路以西。總建筑面積為19 443 m2，地上26 層，地下1 層，標準層層高為2.9 m。

結(jié)合項目特點，在標準層5—26 層采用全鋼集成附著式升降腳手架進行施工，以加快施工速度，為項目提質(zhì)增效。架體周長約182.8 m，共設置34 個控制機位，架體高度為14 m，單層建筑面積約737 m2，根據(jù)施工要求劃分為2 個流水段，即東單元、西單元分段提升。

3 施工關鍵技術(shù)

3.1 工藝流程

全鋼集成附著式升降腳手架的施工主要包括架體安裝和升降2 部分內(nèi)容，具體如下。

3.1.1 架體安裝

架體安裝順序如下：搭設安裝平臺并鋪設龍骨板→安裝豎龍骨→安裝導軌及斜撐→水平剛性拉結(jié)點→安裝第二道龍骨板→安裝第一道安全立網(wǎng)片→安裝第一道扶墻并卸荷→隨結(jié)構(gòu)組裝第2—4層各組架體→鋪設電源線→按照各機位控制箱及提升設備的順序依次安裝架體[1]。

3.1.2 提升流程

全鋼集成附著式升降腳手架的提升流程為：檢查各機位提升設備及防墜裝置→排除各機位提升位障礙物→發(fā)出提升指令→提升到位后檢查支頂器與導軌頂緊→關閉電源→將三腳架移動至上一樓層固定→完成提升。

3.2 具體施工工藝

3.2.1 安裝

在項目施工至第5 層位置開始安裝全鋼集成附著式升降腳手架：在模板搭設時插入安裝平臺，在鋼筋綁扎安裝時進行龍骨板鋪設及豎龍骨與導軌的安裝，在澆筑混凝土時安裝外側(cè)全網(wǎng)片；然后，隨樓層結(jié)構(gòu)高度的提升依次完成各層架體拼裝。

3.2.2 檢查與準備

依照專項施工方案明確人員分工，相關作業(yè)人員進行安全技術(shù)交底，并記錄簽字。在提升作業(yè)前，清除架體上雜物、障礙物及建筑連墻件，并安裝提升裝置，檢查防墜器，接通電源進行空載試驗，準備好相關的操作工具。

3.2.3 提升

電腦連接主機箱，各機位的人員到位后，在電腦上點擊提升命令，電動葫蘆順轉(zhuǎn)，架體提升；在提升過程中若發(fā)現(xiàn)機位荷載異常，所有機位應停止提升作業(yè)，排除報警機位障礙物后，重新開始提升作業(yè)[9]；架體提升到位后，檢查各機位支頂器是否頂緊，未頂緊的可調(diào)節(jié)可調(diào)式支托重新頂緊；最后關閉電源，提升作業(yè)完成。

3.2.4 拆除

拆除也應按照專項施工方案進行，拆除前，對作業(yè)人員進行安全技術(shù)交底、對架體進行全面的檢查，并清理架體上的雜物。拆除作業(yè)的順序與安裝作業(yè)順序相反，依照后搭先拆、先搭后拆，逐層由下而上的原則進行。具體順序為：首先做好拆除準備，拆除各機位電源線及提升裝置；然后從上到下依次拆除安全網(wǎng)片、龍骨板和豎龍骨等。

3.3 控制要點

3.3.1 加工方面

全鋼集成式附著腳手架的構(gòu)配件的加工制作對于后續(xù)安裝與升降的安全性與穩(wěn)定性有著重要影響，應重點關注。主要控制要點如下：①構(gòu)配件制作加工單位應具備相應的資質(zhì)與完善質(zhì)量管理體系，以確保產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠；②加工工具、設備應滿足制作精度的要求，并定期進行檢查；③原材料及輔助材料的規(guī)格、型號及性能等應符合設計與相關規(guī)范要求，進廠依照要求進行檢驗，檢驗合格后方可進行加工；④構(gòu)配件的加工應嚴格依照深化圖紙、產(chǎn)品標準及工藝文件“按圖加工”；⑤支承構(gòu)件、附著構(gòu)件、防傾裝置、防墜落裝置等關鍵構(gòu)配件應全數(shù)檢驗，并設置可追溯性標識，出廠時提供合格證。

3.3.2 安裝方面

安裝方面的控制要點主要包括以下6 個方面：①在全鋼式附著升降腳手架安裝前，應根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點、施工環(huán)境及施工條件編制科學可行的專項施工方案，嚴禁無方案施工；②所采用的材料、工具及設備工具和設備使用前應檢查質(zhì)量合格證等文件是否齊全，并進行實驗檢驗；③根據(jù)所編制的專項施工方案，配備合格的施工人員（經(jīng)過專項培訓與考核），并做好安全技術(shù)交底；④安裝平臺上應設置安全防護裝置以確保安裝人員的安全；⑤做好安裝精度控制，主要控制點為預留螺孔與預埋件應垂直結(jié)構(gòu)表面且中心誤差小于15 mm，豎向主框架與防傾導向裝置垂直偏差應小于5‰，水平桁架及豎向主框架在相鄰附著支撐結(jié)構(gòu)之間的高差應小于20 mm；⑥安裝完成后應進行測試驗收，檢驗合格后方可進行升降作業(yè)。

3.3.3 升降方面

升降是全鋼式附著式升級腳手架施工作業(yè)的核心環(huán)節(jié)，其控制要點主要有以下幾個方面：①嚴格按照施工方案要求進行升降作業(yè)，對作業(yè)人員進行安全技術(shù)交底；②提升前，所有與墻體相連、約束架體的拉結(jié)點必須拆開，影響架體升降障礙物也必須拆除；③提升時控制好提升點的同步性，相鄰提升點高差應小于30 mm，架體最大升降差應小于80 mm；④升降過程中架體上嚴禁停留人員，如特殊情況需要，應采取有效安全防護措施，在架體下方落物半徑范圍應拉設警戒線與警示標語，施工過程中嚴禁人員進入；⑤架體提升到位后，及時附著固定，固定完畢后進行驗收[2]。

3.3.4 拆卸方面

拆卸方面的控制要點主要包括以下4 個方面：①拆除過程中，應在拆除的計劃區(qū)域和塔吊吊裝區(qū)域外5～10 m 范圍內(nèi)設置警戒線，并指派專人看守該區(qū)域，防止無關人員進入；②拆除過程中嚴禁拋、扔架體構(gòu)配件；③拆除作業(yè)時，施工人員應嚴格按照規(guī)定將操作安全帶固定在架體上；④雨雪天、大風、揚沙等惡劣天氣條件或夜間嚴禁進行拆除作業(yè)[6]。

4 效益分析

全鋼集成附著式升降腳手架在人、材、機等各方面均節(jié)省大量費用，且建筑物高度越高，其經(jīng)濟效益越顯著，具體如下：①成本方面。本項目工程在進行腳手架作業(yè)時，每次操作只需一個作業(yè)班組7 人即可，若采用一般腳手架平均則需要16～18 人；同時，項目采用定型化全鋼材料作為架體材料，減少鋼管、扣件、腳手板等材料約60%，還降低了垂直運輸費用。②工期方面。本項目工程采用全鋼附著式升降腳手架，在升降時，平均用時1.5 h，若采用一般腳手架的搭設需要1～2 d；同時，全鋼集成附著式升降腳手架只在裝、拆時占用塔吊少量時間，避免了普通腳手架占用大量的垂直運輸工作時間、影響其他施工工序開展的缺點，工期優(yōu)勢明顯。③安全方面。相較于同樣常用于高層建筑施工的懸挑腳手架，全鋼集成附著式升降腳手架減少了大量重復的拆除、安裝作業(yè)，降低工人高空臨空作業(yè)量；同時，全鋼集成附著式升降腳手架具有多重安全保障措施、防護嚴密、強度高，基本杜絕了高空墜落。

5 結(jié)束語

伴隨著建業(yè)筑的快速發(fā)展，高層、超高層建筑在國內(nèi)的應用越來越普及，其配套施工技術(shù)不斷進步，全鋼集成附著式升降腳手架取得了很好應用與發(fā)展。本文以實際工程依托，對全鋼集成附著式升降腳手架的組成、提升原理及技術(shù)特點進行了闡述，介紹了全鋼集成附著式升降腳手架的安裝、提升、拆除等方面的內(nèi)容，總結(jié)梳理了施工控制要點，并對應用效益進行了評價分析，可為類似工程施工提供參考與借鑒。