高空悬挑脚手架中应用可拆卸式锚环的施工工艺

【摘要】可拆卸式悬挑脚手架钢板锚环施工应用技术具有通用性和安全性高、能够回收和反复周转使用、节能材料、使用及维护方便等特点，因此，值得大力推广使用。本文结合工程实践，对该技术施工工艺、工程验算进行了详细介绍，并对该技术进行了效益分析，可为广大工程技术人员提供参考。

【关键词】可拆卸式；锚环；锚固体系；工程验算；效益分析；施工工艺

1、引言

目前，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架体系安全技术规范》JGJ130―2011中要求，其中第6.10.3条规定“用于锚固的U型钢筋拉环或螺栓应采用冷弯成型。U型钢筋拉环、锚固螺栓与型钢间隙应用钢楔或硬木楔楔紧”。第6.10.5条规定“型钢悬挑梁固定端应采用2个（对）及以上U型钢筋拉环或锚固螺栓与建筑结构梁板固定，U型钢筋拉环或锚固螺栓应预埋至混凝土梁、板底层钢筋位置，并应与混凝土梁、板底层钢筋焊接或绑扎牢固，其锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010―2010中钢筋锚固的规定”。传统做法中，悬挑脚手架锚固端锚环大多采用?20mm圆钢加工成U型锚环，预埋在混凝土里与梁、板底层钢筋焊接或绑扎牢固，且钢筋锚固长度满足规范要求。如图1所示。

图1 悬挑架锚环传统及新规范构造做法

对比以上两种做法：①传统做法中，锚环现场进行加工时由于弯折段较多，操作难度较大，施工单位基本上不会加工端部180°弯钩，且使用后无法回收利用，预埋圆钢用量较大，使用完成只能用乙炔焰割除，浪费严重。②规范构造做法中，预埋U型钢筋拉环应在钢筋绑扎完成后安装，螺栓固定困难，费工费时，固定欠佳的螺栓在混凝土浇筑时容易走位或破坏，且需要增加2根1.5m长?18HRB335钢筋，该做法使角钢和螺栓得到回收，预埋于混凝土中的U型钢筋拉环仍需割除，与传统做法并无本质区别，仍无法达到循环使用、绿色施工要求。

近年来，随着民用建筑的快速发展，建筑高度不断增加，尤其是在当下建筑住宅用地紧张情况下，民用住宅发展多为高层住宅，但由于落地式脚手架一次性钢管、扣件投入量较大，随着结构层的增高，落地式脚手架不能满足施工需要；而迫于成本因素，整体提升式脚手架在民用住宅中应用较为有限，主要应用于超高层建筑核心筒施工中。在实际工程中悬挑脚手架是目前应用最为普遍的一种，取得了良好的效果，虽然型钢可以周转使用，但锚环的数量较大，也需要对其进行深入研究。本文介绍了可拆卸式锚环锚固体系。

2、工程概况

湖南某新居公租房项目位于长沙市东南方向，交通便利。本工程一期7，8组团主要由4栋31层和2栋24层的一类高层住宅及其商业裙房、1栋3层幼儿园、以及7，8组团中庭下部的集中地下车库分别围合而成。7，8组团总用地面积为90669.57O，总建筑面积为323684.91O。综合考虑本工程外架经济节约和安全可靠性，决定住宅4层楼面及其以上采用型钢悬挑脚手架，每6层悬挑一次，每次最大悬挑高度为18.0m，悬挑工字钢锚固端采用可拆卸式钢板锚环进行锚固。

3、可拆卸式锚环锚固体系优点

本悬挑脚手架可拆卸式锚环锚固体系具有以下优点：①有较好的通用性和高度的安全性；②安装简便且能够回收和反复周转使用，不产生废料，满足绿色施工要求；③通过锚固钢板使整个锚固体系与楼板钢筋混凝土形成有效的整体，通过计算及实际施工验证可省去每个型钢悬挑架的2根1.5m长?18HRB335钢筋；④使用及维护过程操作方便、简单。

4、可拆卸式锚环锚固体系应用

综合规范构造及传统式锚环的优缺点，对其进行如下改进：在加工过程中将U型锚环改为2根钢筋连接1个钢板锚板作为1个锚固体系，上部紧固体系改为更容易操作的[8，如图2所示。

1）钢板锚板采用Q235钢材，大小为250mm×150mm×8mm，锚板四周向有螺杆一侧倒圆角，以便于锚固体系的拆除。螺杆采用直径16mm的HPB235热轧光圆钢筋，钢筋上口车丝长度为200mm，并将上口倒圆角。螺杆与锚板之间采用穿孔塞焊连接，焊缝应饱满并达到三级焊缝要求。

2）紧固型钢采用[8，螺栓采用普通螺栓，考虑外架动荷载，紧固角钢螺栓采用双螺栓进行紧固。

3）在浇筑混凝土前给螺杆套上直径20mm的PVC套管，套管长度高于混凝土结构板面100mm，并用胶带将PVC套管上口和螺杆之间空隙封闭，避免混凝土进入PVC套管。

图2 型钢悬挑架可拆卸式锚环锚固体系示意

4）可在锚板四周各钉1根钉子对锚固体系进行精确定位，并且在浇筑混凝土过程中不会移位，等上述锚固体系安装完毕后即可进行悬挑型钢的安装，安装成型示意如图3所示。

图3 悬挑脚手架可拆卸式锚环安装成型示意

5）根据本工程施工实践，悬挑脚手架可拆卸式锚环安装流程：前期施工准备（满堂架、模板支设、钢筋绑扎完毕）可拆卸式锚环安装（PVC套管及保护胶带一起完成）结构板混凝土浇筑悬挑型钢安装紧固体系安装悬挑脚手架搭设悬挑脚手架拆除悬挑型钢拆除预埋锚环拆除及楼板孔洞修复。

6）可拆卸式锚环拆除时应注意不能直接将螺杆全部卸掉，应该在下一层搭设拆卸平台，上下同时操作将锚环拆除。

5、可拆卸式锚环锚固体系验算

计算参数：架体搭设高度18m（6层），立杆纵距1.5m，横距0.9m，步距1.8m，使用?48×3.0钢管，连墙件为两步三跨设置。根据《建筑结构荷载规范》GB50009―2012经荷载组合计算得出，单根立杆（不考虑风荷载）轴力N=11.19kN，最大支座弯矩M=35.21kN・m，最大支座反力R=33.09kN。

1）槽钢承载力验算

抗弯承载力验算：σ=M/Wz=Nl/（4Wz）=214.3

挠度验算：fc=Nl3/（48EI）=0.068mm，挠度很小，可不考虑挠度影响。

抗剪承载力验算：τ=N/A=32.44

2）螺杆强度验算

去除螺纹加工影响，螺杆净截面面积按照直径14mm考虑，则：N=fA=32.3kN>16.55kN，满足要求。

根据《钢结构设计规范》GB50017―2003中7.2.1 -5公式

N b t=πd 2 ef b t/4=26.16kN>16.55kN，满足要求。

3）穿孔塞焊焊缝强度验算根据《钢结构设计规范》中7.1.3-1公式，按照正面角焊缝，作用力垂直于焊缝长度方向计算，则：N=helwβf f w f=30.7kN>16.55kN，满足要求。

4）楼板抗冲切验算（见图4）

图4 楼板受冲切承载力计算

根据《混凝土结构设计规范》中6.5.1-1公式，Fl=（0.7βhft+0.25σpc，m）ηumho=105.68kN>33.09kN，满足要求。

6、可拆卸式锚环应用经济效益分析

本工程分为A，B，C3个户型，按照设计要求，其中A，C户型需悬挑6次（单次悬挑高度

7、结语

普通悬挑脚手架锚环采用圆钢预埋在混凝土里，无法回收利用，不利于节材和降低措施成本。后端可拆卸式钢板锚环安全系数高、施工简单、可循环利用、经济效果良好，是值得推广应用的新型型钢悬挑脚手架锚固体系。湖南某新居公租房项目利用可拆卸式锚环替代原有悬挑型钢U型锚环，安全性能和使用性能都达到了设计要求，符合绿色施工的宗旨，取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 李国刚.外悬挑脚手架设计与施工的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2013（23）。

[2] 北京钢铁设计研究总院.GB50017―2003钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003。

[3] 中国建筑科学研究院.GB50010―2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010。

[4] 中国建筑科学研究院.GB50009―2012建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012。

[5] 中国建筑科学研究院，江苏南通二建集团有限公司。JGJ130―2011建筑施 工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011。

[6] 中国建筑股份有限公司.建筑施工手册（5版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2012。

1.5版面