悬挑工字钢固定端锚固方式技术分析

摘 要：随着施工技术和工程材料的不断更新，悬挑工字钢的支座锚固方式衍生出多种形式。如何选择适合工程项目的锚固方式，从而达到安全性能要求、绿色施工要求及工期、质量要求，是悬挑方案必须要考虑的问题。文章通过三种做法的分析，计算安全性能、工期影响和经济效益，对不同工程选择悬挑工字钢锚固形式具有一定的参考价值。

关键词：悬挑工字钢；锚固；绿色施工

1 工程概况

本工程为框架剪力墙结构，总建筑面积169764.43m2。其中地上部分分为四栋单体，A、D栋9层，建筑高度48m。B、C栋8层，建筑高度43.5m。四栋塔楼内设伸缩缝、沉降缝各一道，通过沉降缝将塔楼主体隔断为±0.00m高区和-9.9m低区两个部分。由于低区较高区多两层地下室结构，计划悬挑层追平施工进度，对工期和悬挑质量、安全性能要求都很高，项目针对悬挑工字钢的锚固形式做了专项研究。

2 确定悬挑施工方案

本工程塔楼首层至六层高28.5m，7至9层层高4.5m。7层以下采用双排落地式脚手架，7层（含7层）以上采用型钢悬挑脚手架，悬挑位置标高为32.7m，悬挑高度18m。悬挑工字钢采用16#热轧工字钢，长度为4m、6m两种。固定形式选择可周转U型卡螺栓钢丝绳固定形式。

3 多种工字钢末端锚固方式的做法及优缺点分析

3.1 传统“几”字型嵌入锚固。传统悬挑工字钢梁锚固的做法为：采用φ20mm的HPB300钢筋弯成“几”型，在浇筑混凝土之前定位预埋。在后期安装工字钢梁时，若压环预埋高度较准确则能直接将工字钢梁套入压环内。由于定位、混凝土收面、“几”字型圆钢焊接后收缩变形等客观因素，圆钢压环会有部分误差，特别是压环偏低时，一般做法是将圆钢压环割断再用圆钢弯成“n”型与切割断头及工字钢焊接，如圆钢压环偏高，即与工字钢翼面存在缝隙，则用木锲塞紧。

此种施工方法的缺点为：（1）难以保证预埋环的高度，后期处理的预埋环费工费力，且不美观。（2）锚固点焊接时做不到完全满焊，特别是后置锚固点部位，仅靠点焊的焊缝受力，极不安全。（3）无法二次利用，且后期装饰装修阶段需烧断，造成人力物力的二次浪费。

3.2 U型卡嵌入式螺栓锚固。现行的嵌入式锚固做法：型钢悬挑梁固定端应采用2个及以上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，并与梁板底层钢筋焊接或绑扎牢固，上压1.5m长φ18mm的HRB335钢筋。如图一：

此种做法的弊端主要有：（1）U型钢筋拉环仍然是预埋入梁板结构混凝土中，不能周转使用，只有上部螺帽和压板可以回收利用。（2）预埋U型钢筋拉环在考虑定位准确的同时还要保证固定牢固、浇筑砼时必须采取措施防止预埋环或螺栓偏位或倾斜，浇筑混凝土前还应对螺栓丝头进行保护，增加了施工难度。（3）后期装饰装修阶段同样还要割除预埋的螺杆、钢筋拉环。（4）预埋U型钢筋拉环或锚固螺栓时还要增加两根1.5m长直径18的HRB335钢筋，增加了投入和成本。

3.3 周转型U型卡螺栓锚固。本项目改进的思路主要是通过在结构混凝土浇筑之前，预留预埋PVC套管，梁板混凝土达到强度后用成品U型卡直接穿过楼板后安装工字梁就位，再安装上部压板，双螺帽加垫片拧紧。外架拆除后只要将螺帽拧出卸下压板，移走工字钢梁，即可拆除。该方法的优点是：（1）预埋环及压板、螺栓可重复周转使用，节约了材料和成本，完全符合绿色建筑施工节材降耗的要求。（2）预埋及安装速度快，易于定位及固定简单。（3）安装工字钢梁时上部用钢板压顶加垫片螺栓连接比传统用双木锲锲紧速度快。（4）比传统做法锚固点靠焊缝受力或双木锲顶紧受力安全性能可靠。

4 周转型U型卡螺栓锚固的施工工艺及操作要点

4.1 原材制作。在确定施工方案前，项目部自行加工制作了U型工字钢预埋卡件的样品，由于工人的技术水平及加工设备有限，尤其是车丝完成后的直条圆钢通过弯箍机弯成U型，U型内侧受压形变量小，外侧受拉形变量大，导致车丝变形，无法套上螺帽，后经过成本核算，决定外委加工成品U型卡、压板和螺帽，比项目自行加工要更省费用。

U型钢筋拉环宜用HPB300级Φ20圆钢制作，压板采用L63mm×63mm角钢制作，长度宜300mm，洞口宜开成21.5mm的椭圆形洞口。

开成椭圆洞口的优势在于能够有效解决客观因素造成的U型卡偏位，圆钢丝头无法对正压条钢孔洞穿过的问题，同时通过垫片和7.5‰的缝隙自行调整，增大局部荷载受力面积，提高了螺母与丝扣受力能力。

4.2 工艺流程图。制作钢筋固定定位支架放线安装钢筋固定定位支架及套管临时固定浇筑混凝土U型丝的安装搭设脚手架。（1）按排版方案尺寸进行放线，定位完成后板面模板打孔。（2）制作特殊定位支架，起到钢筋马镫和固定套管的作用。按照标注尺寸焊接钢筋固定定位支架，将PVC管套绑扎在钢筋固定定位支架上，PVC管下端长出钢筋固定支架并深入模板孔，上端长出板面5cm，定位支架高度为板厚+工字钢高度+5cm，宽度为U型卡开口宽度。安装钢筋固定定位支架及PVC套管。（3）将钢筋定位支架与套管按照测量员所放线位置进行绑扎，在浇筑混凝土之前固定在楼板上（如图三），固定好后方可浇筑楼板混凝土。

4.3 固定工字钢。待混凝土强度符合要求后，自下层板顶将U型卡穿过套管，卡住工字钢后，套角钢压板固定。浇筑混凝土前应将PVC套管开口处及丝口位置用透明胶带包裹严实，防止水泥砂浆灌入及污染。压板必须使用双螺帽加垫片并用扳手紧固到位，防止单个螺帽松动。

5 结语

通过可拆卸式U型卡固定悬挑工字钢的施工技术应用，既能确保外悬挑脚手架体整体安全性及美观，又可以适应建筑施工现场安全技术措施走向标准化、工具化的要求，同时又是推动当今建筑行业绿色施工节材降耗发展要求的新举措，对项目部及企业产生良好的经济效益和社会效益，具有广阔的应用前景和发展方向。