建筑施工脚手架连墙件技术研究与应用
刘明
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引言
在建筑工程施工领域,脚手架作为支撑施工人员作业、运输建筑材料的临时性设施,其安全稳定性直接关乎施工人员生命安全与工程进度。连墙件作为连接脚手架与建筑主体结构的关键部件,犹如安全锚点,通过有效传递水平荷载与竖向荷载,防止脚手架发生倾覆、失稳等事故。近年来,随着超高层建筑、大跨度空间结构等复杂工程的涌现,以及绿色施工、智能建造等行业发展趋势的推进,传统脚手架连墙件技术在安全性、可靠性与适应性上面临新挑战。
一、脚手架连墙件的重要性
1.1 保障脚手架稳定性
脚手架连墙件如同坚固的纽带,紧密地将脚手架与建筑主体结构相连,是维持脚手架在施工过程中稳定性的关键因素。在建筑施工时,脚手架会受到多种外力作用,像施工人员的走动、材料搬运产生的动荷载,以及风力、地震力等自然因素引发的水平荷载。连墙件通过将这些荷载有效传递至建筑主体结构,能够极大地增强脚手架抵抗水平位移与倾覆的能力。在高层或超高层建筑施工中,强风天气较为常见,此时连墙件若设置合理且性能可靠,便能像坚固的锚点一样,牢牢拉住脚手架,防止其因风力过大而发生晃动、倾斜甚至倒塌等危险情况,确保脚手架在复杂环境下始终保持稳定状态。
1.2 传递荷载
脚手架在整个施工期间需要承载施工人员的体重、各类建筑材料的重量以及施工设备的荷载等。连墙件在此过程中扮演着不可或缺的荷载传递角色,它将脚手架所承受的竖向和水平荷载精准无误地转移至建筑主体结构。不仅确保了脚手架自身结构的安全稳定,不会因荷载过大而发生破坏,也使得建筑主体结构能够合理分担这些荷载,避免局部受力过于集中。以常见的扣件式钢管脚手架为例,连墙件通过与脚手架立杆、横杆以及建筑主体结构的可靠连接,将脚手架上的各种荷载有序传递,保障整个施工体系的荷载传递路径清晰、合理,维持结构的力学平衡。
1.3 增加整体刚度
当脚手架连墙件将脚手架与建筑主体结构紧密连接为一体时,能够显著提升脚手架的整体刚度。这就好比将原本相对独立、刚度有限的脚手架结构,与坚固稳定的建筑主体结构融合,形成一个协同工作的整体。在面对外界荷载作用时,两者能够相互协同抵抗变形,有效减少脚手架杆件的变形与位移。尤其是在建筑高度较高、跨度较大的工程中,这种整体刚度的增强效果更为明显。如大跨度的桥梁施工脚手架,通过合理设置连墙件与桥梁主体结构相连,可大大提高脚手架在施工过程中的整体稳定性,使其在承受较大施工荷载和自然荷载时,依然能够保持良好的工作性能,减少因刚度不足导致的安全隐患。
二、脚手架连墙件技术应用中存在的问题
2.1 连墙件设置不规范
在实际施工中,部分施工人员未严格依照设计方案与相关规范要求设置连墙件,致使连墙件的位置、间距出现偏差。一些施工现场存在连墙件偏离主节点超过 300mm 的情况,严重削弱了其对立杆侧向变形的约束能力,降低了脚手架的整体稳定性。还有些工程为追求施工进度,随意减少连墙件的数量,甚至跳层设置连墙件,导致脚手架在竖向和水平方向上的约束不足,在承受较大荷载或遭遇恶劣天气时,极易发生失稳破坏。
2.2 连接方式存在缺陷
目前常用的连墙件连接方式,如预埋钢管连接、后锚固连接、钢筋与钢管焊接连接等,均存在一定的缺陷。预埋钢管连接时,预埋的竖向钢管难以拔除,且需对砌体洞口进行封堵,不仅增加了施工成本与难度,还容易留下外墙渗漏隐患。同时,在施工过程中,连墙件扣件可能因人为拆除或被盗而缺失、松脱,给脚手架带来极大安全风险。后锚固连接存在施工不便、抗拔力低的问题,且部分工程未对打入锚杆后的轴力进行抗拉、拔受力验算,无法确保连接的可靠性。钢筋与钢管焊接连接则因钢管壁较薄,焊接技术难度大,且很多时候缺乏专业焊工进行操作,导致焊接质量难以保证,无法有效传递荷载。
2.3 材料质量不稳定
连墙件所用材料品质对连墙件的质量和安全性直接影响较大,连墙件所用的材料有钢管,其生产质量问题相当严重,部分连墙件所用钢管壁厚偏小、材料不均匀、有裂纹及结疤的现象均使钢管受弯承载能力大幅下降。螺栓材料生产的螺栓扣件质量差,有的螺栓扣件在螺栓扭紧扭力矩达到规定值时,出现被破坏情况,螺栓不能正常将连墙件进行可靠连接。有的连墙件的连墙件预埋件、连墙件螺杆等厂家材料强度不够,承受较大的荷载,连墙件螺杆在连墙件两侧脚手架不均匀沉降的情况下极易破坏甚至断裂等,使脚手架存在严重的安全隐患。
三、脚手架连墙件技术改进措施
3.1 规范连墙件设置流程
在施工前根据工程具体情况以及相关规范要求编制详细的、科学的脚手架专项施工方案,明确脚手架连墙件的平面布置图、立面布置图,对连墙件的强度、刚度、稳定性进行详细的、精确的验算,满足脚手架连墙件设置施工安全要求。施工阶段严格按照方案的要求进行放样定线,定位明确连墙件的设置位置,所有施工人员进行专业培训,对连墙件设置的规定以及连墙件的设置方法熟练掌握,严禁连墙件随意变更。
3.2 优化连接方式
发展研究推广新的、可靠的连墙件连接方式。如采用可拆卸工具式外架连墙件,包括φ48 短钢管、φ18 螺杆、垫片、螺母和扣件组成,螺杆两端通过垫片和双螺母,一端顶牢外墙或梁内侧、一端固定钢管外端部,钢管再扣牢外架立杆,安装拆卸方便,可周转重复使用,能节约材料,而且能有效地解决传统连接方式存在的洞口封堵问题、存在渗漏隐患等问题。在部分高层住宅建筑施工中应用这种连接方式后,效果比较好,能提高施工效率和保证脚手架的安全性能。
3.3 加强材料质量管控
制定严格的连墙件的采购制度,从有良好信誉、质量可靠的供方单位采购钢管、扣件、预埋件、螺杆等材料,保证连墙件的钢管、扣件、预埋件、螺杆等具有产品质量合格证及质量检验报告。对于采购回的材料进行严格地查验、抽检,针对钢管的壁厚、材质、外观质量以及扣件的抗滑、抗破坏能力、预埋件和螺杆的强度等关键性指标进行检验检测,对不合格的材料坚决不使用。对材料进行贮存、使用的过程中,加强管理防止材料受潮生锈、碰撞引起力学性能降低。
结语
建筑施工脚手架连墙件技术是保障施工安全的核心环节。本研究通过剖析其重要性与现存问题,提出规范设置、优化连接、严控材料等措施,并经工程实践验证有效提升了安全性与经济性。随着智能监测、轻质材料与绿色工艺的发展,连墙件技术将向智能化、轻量化、可持续化方向突破,为建筑施工安全提供更坚实的技术支撑,助力行业在复杂工况与高质量发展要求下实现安全与效率的双重提升。
参考文献
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[2] 何双红, 房大伟.多高层建筑施工外脚手架连墙件设计与应用[J]. 建筑安全,2012,27(09):57-60.