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【摘 要】 在高层建筑施工中,外脚手架用量大,使用时间长、费用高,要求安全、适用、经济。传统的落地式外脚手架耗时、耗力、耗材,安全适用性差,搭设高度受限,必须在基础回填土完后才能搭设,不利于施工组织。由于这些缺点,落地式脚手架在近年高层建筑施工中已基本淘汰,目前采用较多的是悬挑脚手架和附着式升降脚手架。本文结合实例,以常用的工字钢钢悬挑架和附着式导轨电动葫芦升降脚手架为研究对象,对这两种脚手架的特点和性能进行了一些比较。
【关键词】 悬挑脚手架;附着式升降脚手架;安全性;经济性
1、概念
1.1悬挑脚手架俗称“挑架”,是指架体结构卸荷在附着于建筑结构的刚性悬挑梁(架)上的脚手架,用于建筑施工中的主体或装修工程的作业及其安全防护需要。悬挑脚手架主要由钢管双排架、悬挑型钢钢梁、卸载钢丝绳、连墙件以及水平和立面防护等构成。
1.2附着式提升脚手架俗称“爬架”,是指搭设一定高度并附着于工程结构上,依靠自身的升降设备和装置,可随工程结构逐层爬升或下降,具有防倾覆、防坠落装置的外脚手架;附着升降脚手架主要由附着升降脚手架架体结构、附着支座、防倾装置、防坠落装置、升降机构及控制装置等构成。
2、技术适用性
2.1爬升脚手架适用高层和超高层建筑施工架,对于高层层数在16层以上框架结构、框剪结构及筒式结构结构层平面规距或超高层建筑混凝土主体施工应用爬架应用量占30%~50%,也适用桥梁高墩、特种结构高耸构筑物施工的外脚手架。
2.2悬挑式脚手架适用于:
2.2.1±0以下结构工程回填土不能及时回填,而主体结构工程必须立即进行,否则将影响工期;
2.2.2高层建筑主体结构四周为裙房,脚手架不能直接支撑在地面上;
2.2.3高层建筑施工,脚手架搭设高度超过了架子的允许搭设高度,故此将整个脚手架按允许搭设高度分成若干段,每道型钢支承架上部的脚手架高度不宜大于20m。
2.3优劣比较:
2.3.1爬架以基本的“片”为单位,适用于建筑面积大,纵横向较长,立面造型规则,突出构件较少的高层,超高层;而悬挑架搭设灵活,在高层住宅楼立面有较多悬挑、凹凸部位时使用更为方便。
2.3.2挑架预埋环多,后期拆除处理预埋环工作量大,且悬挑钢梁穿墙、柱洞口多,会消弱墙体、柱子钢筋,对结构主体有影响。使用材料多,场地占用面积大,材料管理工作量大。
2.3.3爬架由于是通过预埋件连接附着在结构主体上,提升时间受到主体混凝土龄期、强度影响。
2.3.4爬架以分片为单位,片与片之间相互独立,整体稳定性不如挑架。
3、安全性
3.1爬架一般由具备专业资质的脚手架公司专业承包施工,专业性较强。桁架有完善的防倾覆、防坠落装置。一次性组装完成,使用过程中不需要重复拆除、搭设,安全性较高。缺点是架体提升过程中承受动荷载,一旦受阻容易整体失稳,提升过程中安全性不及挑架。各个分片之间有空隙,立面防护不能做到完全封闭。
3.2挑架有较为成熟的标准和工艺,施工具有持续性,一般搭设五至七层层需要拆除重新搭设上层挑架。由于多次搭拆周转,出现长时间的人员高空作业,要求严格按照施工方案搭设,对操作人员的技术和安全意识,安全监管要求比较高。
3.3无论是爬架还是挑架,都面临一个问题:随着主体结构升高,下部楼层检查修补或二次结构施工临边都无可靠防护,仅仅搭设临边护栏并不能有效的防止裸露楼层的临边物体坠落及架体底座的物体坠落、物体打击,因此二线以上城市一般要求主体施工期间外架要全封闭围护,既能最大限度保证安全,又能保持文明施工形象。
4、文明施工
爬架所用的材料少,占用场地小,损耗少,材料管理难度小,提升后外架干净整洁,整体外观形象好,有利于文明施工。挑架多次拆除搭设对材料损耗大,尤其是密目网、安全网损坏较多,想要保持较好的外部形象,安全网多次更换,成本高。
5、工期
爬架一次性组装时间较长,需合理安排进场时间,使用中升降速度快,对主体施工没有影响,无工序交叉,而且不占用垂直运输设备,有利于加快施工速度。
挑架一般在楼层混凝土浇筑完成需要进行下层施工前开始搭设,与主体施工独立进行,但吊运钢管、扣件、型钢需要占用塔吊,对工期进度有一定影响。
6、经济性
以平顶山市建井三处高层住宅楼为例,总建筑面积58580m2,地下两层,地上32层,建筑东西长93.95m,南北宽23.8m。建筑总高度99.8m,其中地上1~3商场使用落地式脚手架,4~32层为住宅楼标准层,使用爬架或者挑架。标准层外围周长为(23.8+93.95)*2+10.9*6=300.9m(外立面存在四个突出部位),高度99.8-15.1=84.7m,外墙投影面积为300.9*84.7=25486.23m2,标准层工期为300天。
6.1挑架设计参数:
6.1.1挑架按照主体施工期间配置两套悬挑架周转,共悬挑4次,每次悬挑高度为20.3m(7层)。
6.1.2悬挑钢梁为16#工字钢,U型预埋环为¢16钢筋,卸载钢丝绳直径为¢14,外双排脚手架为¢48钢管,立杆步距1.8m,立杆纵距1.5m,立杆横距1m。卸载防倾钢丝绳纵向间距1.5m。外侧满挂密目网,水平大眼网设两层。
6.1.3悬挑钢梁、钢丝绳自购,折旧系数为0.7;钢筋折旧系数为0.2;密目网、安全网自购,共配置两套。钢管、扣件当地租赁,损耗分别设定为5%、10%时每平方使用钢管4m,扣件2.4个。
费用估算:
16#工字钢:3.15m*300.9m/1.5m*2套*20.513kg/m*4.2元/kg*0.3=32664.14元。 ¢16钢筋:1.38m*3个/根*300.9m/1.5m*4套*1.58kg/m*4.1元/kg*0.8=38735.10元。
¢14钢丝绳:4.3*300.9m/1.5m*2套*1.21kg/m*8元/kg*0.3=5009.86元。
密目网:(23.8m+93.95m)*2*20.3m*2套*4元/m2=38245.2元。
安全网:(23.8m+93.95m)*2*1m*2层*2套*10元/m2=9420元。
钢管:(23.8m+93.95m)*2*20.3m*2套*4m/m2*0.015元/m.天*300天=172103.4元。
扣件:(23.8m+93.95m)*2*20.3m*2套*2.4个/m2*0.011元/个.天*300天=75725.50元。
其他零星材料费、运输费、管理费估计为以上费用的5%。
人工费:25486.23m2*30元/m2=764586.9万元。
共计:1143928.16元,折合每平方1143928.16元/25486.23m2=44.88元/m2,其中人工费占66.8%,三钢租赁费占21.66%。
6.2爬架设计参数:
6.2.1标准层共设计84个提升机位,搭设高度16.2米,架体最大跨度为不超过6米
6.2.2立杆步距、纵距、横距同挑架。外侧满挂密目网,安全网设两层。
6.2.3爬架设备租赁费为10000元/机位(含进出场费、安拆、调试、日常提升作业、维护保养),密目网、安全网自购,损耗为30%。钢管、扣件租赁,不考虑损耗。
费用估算:
钢管:(23.8m+93.95m)*2*16.2m*4.6m/m2*0.015元/m.天*300天=78972.57元。
扣件:(23.8m+93.95m)*2*16.2m*3.5个/m2*0.011元/个.天*300天=44064.41元。
密目网:(23.8m+93.95m)*2*16.2m*4元/m2*1.3=19838.52元。
安全网:(23.8m+93.95m)*2*1m*10元/m2*1.3=3061.5元。
其他零星材料为以上费用的2%。
机位租赁费:84个*10000元/个=840000元。
共计:988855.74元,折合每平方988855.74元/25486.23m2=38.80元/m2,其中爬架设备租赁费占84.95%。
通过本例计算,结论是爬架费用比挑架低约10%,但此结果不具有通用性。具体不同工程进行经济性比选时,必须根据当地的市场租赁价格(三钢、爬升设备)、市场人工费、工程特点、企业管理水平等综合考虑。一般认为,超过20~25层时,爬架比挑架较经济。
7、结语
通过以上分析可以看出,在安全性、施工速度和管理难度上有一定优势,而且爬架整体费用比挑架低,但由于爬架施工需要有相应专业资质的专业公司分包施工,而挑架仅需要一般的劳务公司就可以施工,所以“门槛高”是当前爬架应用没有挑架应用普遍的主要原因。同时看到,随着市场人工费越来越高,施工技术水平越来越先进,机械化程度越来越高,爬架会有更好的推广应用前景。
参考文献:
[1]《建筑施工手册》(第四版)
[2]《建筑施工悬挑式钢管脚手架统一工艺标准》中国平煤神马建工集团土建处企业标准
作者简介:黄永亮(1983—),男,本科,平煤神马建工集团有限公司土建处,助理工程师,主要从事施工现场技术管理工作。
【关键词】 悬挑脚手架;附着式升降脚手架;安全性;经济性
1、概念
1.1悬挑脚手架俗称“挑架”,是指架体结构卸荷在附着于建筑结构的刚性悬挑梁(架)上的脚手架,用于建筑施工中的主体或装修工程的作业及其安全防护需要。悬挑脚手架主要由钢管双排架、悬挑型钢钢梁、卸载钢丝绳、连墙件以及水平和立面防护等构成。
1.2附着式提升脚手架俗称“爬架”,是指搭设一定高度并附着于工程结构上,依靠自身的升降设备和装置,可随工程结构逐层爬升或下降,具有防倾覆、防坠落装置的外脚手架;附着升降脚手架主要由附着升降脚手架架体结构、附着支座、防倾装置、防坠落装置、升降机构及控制装置等构成。
2、技术适用性
2.1爬升脚手架适用高层和超高层建筑施工架,对于高层层数在16层以上框架结构、框剪结构及筒式结构结构层平面规距或超高层建筑混凝土主体施工应用爬架应用量占30%~50%,也适用桥梁高墩、特种结构高耸构筑物施工的外脚手架。
2.2悬挑式脚手架适用于:
2.2.1±0以下结构工程回填土不能及时回填,而主体结构工程必须立即进行,否则将影响工期;
2.2.2高层建筑主体结构四周为裙房,脚手架不能直接支撑在地面上;
2.2.3高层建筑施工,脚手架搭设高度超过了架子的允许搭设高度,故此将整个脚手架按允许搭设高度分成若干段,每道型钢支承架上部的脚手架高度不宜大于20m。
2.3优劣比较:
2.3.1爬架以基本的“片”为单位,适用于建筑面积大,纵横向较长,立面造型规则,突出构件较少的高层,超高层;而悬挑架搭设灵活,在高层住宅楼立面有较多悬挑、凹凸部位时使用更为方便。
2.3.2挑架预埋环多,后期拆除处理预埋环工作量大,且悬挑钢梁穿墙、柱洞口多,会消弱墙体、柱子钢筋,对结构主体有影响。使用材料多,场地占用面积大,材料管理工作量大。
2.3.3爬架由于是通过预埋件连接附着在结构主体上,提升时间受到主体混凝土龄期、强度影响。
2.3.4爬架以分片为单位,片与片之间相互独立,整体稳定性不如挑架。
3、安全性
3.1爬架一般由具备专业资质的脚手架公司专业承包施工,专业性较强。桁架有完善的防倾覆、防坠落装置。一次性组装完成,使用过程中不需要重复拆除、搭设,安全性较高。缺点是架体提升过程中承受动荷载,一旦受阻容易整体失稳,提升过程中安全性不及挑架。各个分片之间有空隙,立面防护不能做到完全封闭。
3.2挑架有较为成熟的标准和工艺,施工具有持续性,一般搭设五至七层层需要拆除重新搭设上层挑架。由于多次搭拆周转,出现长时间的人员高空作业,要求严格按照施工方案搭设,对操作人员的技术和安全意识,安全监管要求比较高。
3.3无论是爬架还是挑架,都面临一个问题:随着主体结构升高,下部楼层检查修补或二次结构施工临边都无可靠防护,仅仅搭设临边护栏并不能有效的防止裸露楼层的临边物体坠落及架体底座的物体坠落、物体打击,因此二线以上城市一般要求主体施工期间外架要全封闭围护,既能最大限度保证安全,又能保持文明施工形象。
4、文明施工
爬架所用的材料少,占用场地小,损耗少,材料管理难度小,提升后外架干净整洁,整体外观形象好,有利于文明施工。挑架多次拆除搭设对材料损耗大,尤其是密目网、安全网损坏较多,想要保持较好的外部形象,安全网多次更换,成本高。
5、工期
爬架一次性组装时间较长,需合理安排进场时间,使用中升降速度快,对主体施工没有影响,无工序交叉,而且不占用垂直运输设备,有利于加快施工速度。
挑架一般在楼层混凝土浇筑完成需要进行下层施工前开始搭设,与主体施工独立进行,但吊运钢管、扣件、型钢需要占用塔吊,对工期进度有一定影响。
6、经济性
以平顶山市建井三处高层住宅楼为例,总建筑面积58580m2,地下两层,地上32层,建筑东西长93.95m,南北宽23.8m。建筑总高度99.8m,其中地上1~3商场使用落地式脚手架,4~32层为住宅楼标准层,使用爬架或者挑架。标准层外围周长为(23.8+93.95)*2+10.9*6=300.9m(外立面存在四个突出部位),高度99.8-15.1=84.7m,外墙投影面积为300.9*84.7=25486.23m2,标准层工期为300天。
6.1挑架设计参数:
6.1.1挑架按照主体施工期间配置两套悬挑架周转,共悬挑4次,每次悬挑高度为20.3m(7层)。
6.1.2悬挑钢梁为16#工字钢,U型预埋环为¢16钢筋,卸载钢丝绳直径为¢14,外双排脚手架为¢48钢管,立杆步距1.8m,立杆纵距1.5m,立杆横距1m。卸载防倾钢丝绳纵向间距1.5m。外侧满挂密目网,水平大眼网设两层。
6.1.3悬挑钢梁、钢丝绳自购,折旧系数为0.7;钢筋折旧系数为0.2;密目网、安全网自购,共配置两套。钢管、扣件当地租赁,损耗分别设定为5%、10%时每平方使用钢管4m,扣件2.4个。
费用估算:
16#工字钢:3.15m*300.9m/1.5m*2套*20.513kg/m*4.2元/kg*0.3=32664.14元。 ¢16钢筋:1.38m*3个/根*300.9m/1.5m*4套*1.58kg/m*4.1元/kg*0.8=38735.10元。
¢14钢丝绳:4.3*300.9m/1.5m*2套*1.21kg/m*8元/kg*0.3=5009.86元。
密目网:(23.8m+93.95m)*2*20.3m*2套*4元/m2=38245.2元。
安全网:(23.8m+93.95m)*2*1m*2层*2套*10元/m2=9420元。
钢管:(23.8m+93.95m)*2*20.3m*2套*4m/m2*0.015元/m.天*300天=172103.4元。
扣件:(23.8m+93.95m)*2*20.3m*2套*2.4个/m2*0.011元/个.天*300天=75725.50元。
其他零星材料费、运输费、管理费估计为以上费用的5%。
人工费:25486.23m2*30元/m2=764586.9万元。
共计:1143928.16元,折合每平方1143928.16元/25486.23m2=44.88元/m2,其中人工费占66.8%,三钢租赁费占21.66%。
6.2爬架设计参数:
6.2.1标准层共设计84个提升机位,搭设高度16.2米,架体最大跨度为不超过6米
6.2.2立杆步距、纵距、横距同挑架。外侧满挂密目网,安全网设两层。
6.2.3爬架设备租赁费为10000元/机位(含进出场费、安拆、调试、日常提升作业、维护保养),密目网、安全网自购,损耗为30%。钢管、扣件租赁,不考虑损耗。
费用估算:
钢管:(23.8m+93.95m)*2*16.2m*4.6m/m2*0.015元/m.天*300天=78972.57元。
扣件:(23.8m+93.95m)*2*16.2m*3.5个/m2*0.011元/个.天*300天=44064.41元。
密目网:(23.8m+93.95m)*2*16.2m*4元/m2*1.3=19838.52元。
安全网:(23.8m+93.95m)*2*1m*10元/m2*1.3=3061.5元。
其他零星材料为以上费用的2%。
机位租赁费:84个*10000元/个=840000元。
共计:988855.74元,折合每平方988855.74元/25486.23m2=38.80元/m2,其中爬架设备租赁费占84.95%。
通过本例计算,结论是爬架费用比挑架低约10%,但此结果不具有通用性。具体不同工程进行经济性比选时,必须根据当地的市场租赁价格(三钢、爬升设备)、市场人工费、工程特点、企业管理水平等综合考虑。一般认为,超过20~25层时,爬架比挑架较经济。
7、结语
通过以上分析可以看出,在安全性、施工速度和管理难度上有一定优势,而且爬架整体费用比挑架低,但由于爬架施工需要有相应专业资质的专业公司分包施工,而挑架仅需要一般的劳务公司就可以施工,所以“门槛高”是当前爬架应用没有挑架应用普遍的主要原因。同时看到,随着市场人工费越来越高,施工技术水平越来越先进,机械化程度越来越高,爬架会有更好的推广应用前景。
参考文献:
[1]《建筑施工手册》(第四版)
[2]《建筑施工悬挑式钢管脚手架统一工艺标准》中国平煤神马建工集团土建处企业标准
作者简介:黄永亮(1983—),男,本科,平煤神马建工集团有限公司土建处,助理工程师,主要从事施工现场技术管理工作。