第７期（总第１７１期） 翘 建前 工程应用■ 高层建筑施工悬挑水平硬防护棚设计及应用 黄羽 （福建六建集团有限公司，福建福州３５０００５） 摘要通过某工程实例，简要介绍了悬挑水平硬防护棚的设计过程及应用要求，重点讲述了悬挑主梁的设计方法， 该类型防护棚经过实践检验安全可靠。 关键词高层建筑；水平硬防护；悬挑；施工安全 ０引言 高层建筑主体结构施工，随着建筑高度的增大，高空坠 物造成的威胁越发严重，尤其是市区用地紧张，场区面积狭 小，周边人流量大，更是加剧了这种风险。目前，很多房地产 开发商会在结构施工阶段，利用已经完成的下部楼层，设置 样板房供购房者参观体验，这样一来对防护的安全要求就更 高了。水平悬挑硬防护棚采用型钢作为支撑，固定在建筑结 构上，其上铺设模板用胶合板、镀锌铁皮（白铁皮），造型美 观，抗冲击能力强，防水效果好。 １工程概况 某工程位于福州金山片区，包含Ａ４＃～Ａ６＃楼共三栋，地 上层数均为２７层，建筑高度７９．９ｍ。其中Ａ５＃楼一层～三层 作为房地产开发商售楼样板房，其地上建筑面积２６００９．４２ｍ２。 为配合样板房装修施工及购房者参观的需要，在该栋楼 五层梁板位置（标高１３．５００ｍ）设一道悬挑水平硬防护棚，在 其上每四层设置钢管悬挑兜网水平防护，以便提供安全的看 房通道。Ａ５＃楼外脚手架搭设受悬挑防护棚的影响，五层以 下采用落地式钢管脚手架，五层以上采用悬挑架。其中五 层～七层悬挑架利用该防护棚型钢作为支撑进行搭设，搭设 高度９．０ｍ。 ２悬挑水平硬防护棚设计 ２．１设计参数 悬挑水平硬防护棚主梁采用１６＃工字钢，锚固长度 ５．０ｍ，悬挑长度为４．０～６．０ｍ，间距１．５ｍ或１．２ｍ（悬挑长度小 于４ｍ时间距为１．５ｍ，大于４ｍ时间距为１．２ｍ）；次梁采用 ５０×５０×２．５（ｍｍ）方管，间距４５０ｍｍ；其面层采用１８ｍｍ厚模 板用胶合板＋１．２ｍｍ镀锌铁皮组合。悬挑端头设置１．２ｍ高的 栏杆，栏杆及横杆按６００间距布设，立杆间距同工字钢布设， 并在栏杆内侧满挂１８ｍｍ胶合板，防止坠物从防护棚再往下 坠落。 同时，悬挑架采用３道直径１８ｍｍ钢丝绳卸荷，主梁钢 丝绳锚固点距建筑结构的水平距离距分别为１．５ｍ、２．５ｍ、 ３．５ｍ（悬挑长度为６．０ｍ时，距离为１．５ｍ，３．５ｍ，５．５ｍ），竖向锚 固点与主梁的垂直距离分别为３．０ｍ和６．０ｍ。工字钢锚固端 锚固点采用 １８钢筋制作ｎ型压环，安装时环形钢筋间隙 用硬木椎卡紧，环形钢筋预埋安装在混凝土梁筋、楼板底筋 内焊接牢固，且沿楼板每侧各用２ｑ）１６长２ｍ钢筋作为纵向 加强筋。水平悬挑硬防护剖面图见图１。 图１ 水平悬挑硬防护剖面图 ２－２荷载取值 施工人员等活荷载０，Ｎ／ｍ￣）：１．Ｏ；上部坠物产生冲击荷载 （ｋＮ）：０．５，按处于最不利位置即工字钢末端计算；建筑垃圾 堆载值（ｋＮ／ｍ２）：０．５；模板白重标准值（ｋＮ／ｍ２）：０．３５；白铁皮自 重标准值（ｋＮ／ｍ ）：０．１１８；钢管自重：３８．４Ｎ／ｍ。 ２．３设计计算 、 本文以悬挑长度６．０ｍ的硬防护棚为例进行计算。 ２．３．１面板、次梁计算 面板、次梁的计算与混凝土楼板模板的计算方法相同， 按照三跨连续梁计算，面板跨度４５０ｍｍ，次梁跨度１２００ｍｍ。 经计算，符合要求。 ２．３．２悬挑主梁计算 主梁的计算按照两个阶段考虑，第一阶段为外架搭设阶 段；第二阶段为面板铺设阶段。主梁计算简图见图２。 ・３９・ ■工程应用 翘 建Ｉ前 ２０１５丘 Ｆｌ ６Ｆｌ５ Ｆｌ ４ Ｆｌ ３ Ｐｌ２ Ｆ１ｌ Ｆ１ Ｏ Ｆ９ Ｆ８ Ｆ７ Ｆ６ Ｆ５Ｆ４ Ｆ３ Ｆ２Ｆ 盯＝Ｍ／￣ｂ ｂＷ ≤Ｉｆ］ 其中 一均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数： 经过计算得到最大应力盯＝１８７．８２８Ｎ／ｍｍ ＜田＝２１５Ｎ／ｍｍ ， 第一阶段主梁计算同普通的悬挑脚手架计算，因悬挑脚 满足要求！ 手架正常情况下可搭设１８ｍ，此处搭设高度仅９ｍ，满足要 （３）钢丝绳验算 求，文章不展开计算。 钢丝绳产生的支座力：Ｒ ＝１２．８２ｋＮ； 第二阶段面板铺设时上部两层结构的强度应达到７５％ 钢丝绳的拉力为：ＲＵ＝＝Ｒｌ／ｓｉｎ １＝１２．８２／ｓｉｎ４７。＝１７．３９ｋＮ； 以上，以满足钢丝绳的安装要求，此时的计算考虑脚手架荷 选择６×１９钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度１５５０ＭＰａ，直径 载及面板、次梁荷载。为安全起见，三道钢丝绳中，内两道钢 １７ｍｍ。 丝绳作为安全储备不参与内力的计算。验算过程中考虑两个 【Ｆａ＝ ＦＣｋ 压环，实际安装锚固段中部增设一个。 其中【 一钢丝绳的容许拉力；Ｆ 一钢丝绳的钢丝破断 （１）荷载计算 拉力总和，查表得Ｆ １６７．５ｋＮ；０【一钢丝绳之间的荷载不均 ①钢管自重标准值： 匀系数，仅＝Ｏ．８５；ｋ一钢丝绳使用安全系数，ｋ＝８。 Ｑ１＝０．０３８４×１．２ｍ＋Ｏ．０３８４×１．２ｍ×３＝０．１ ８４ｋＮ； ［Ｆｓ］＝１７．８０ｋＮ＞Ｒ，＝１７．３９ｋＮ。 ②冲击荷载：Ｑ２＝０．５×１．４＝０．７ｋＮ； 因此，选直径１８ｍｍ钢丝绳能够满足要求。 ③胶合板：Ｑ３＝Ｏ．３５ｋＮ／ｍ ×１．２ｍ×１．２ｍ＝Ｏ．５０４ｋＮ； （４）钢丝绳拉环及主梁锚固压环强度计算 主梁外端荷载设计值Ｆ ６：１．２×（Ｑ ＋Ｑ３）＋Ｑ：＝１．２× 拉环的强度计算公式为： （０．１８４＋０．５０４）＋０．７＝１．５２５６ｋＮ； ｏ＝Ｎ，Ａ≤嘲 ④１６号工字钢自重荷载：Ｐ２＝１．２×０．２０５＝０．２４６ｋＮ／ｍ； 其中哪为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》 ⑤方管自重荷载：Ｐ２＝１．２×０．０３７×１．２＝０．０５３ｋＮ／ｍ； ９．７．６取值； ⑥次梁传递的集中荷载取：Ｆｘ＝１．１９８×１．２＝１．４３８ｋＮ； 所需要的钢丝绳的拉环最小直径： ⑦脚手架传递来的荷载：Ｆ。＝Ｆ４＝－５．４４２ｋＮ。 Ｄ＝，＝［１７３９０×４／（３．１４２×５０×２）１ ＝１４．９ｍｍ： 作用在主梁上的荷载详见表１。 所需要的锚固压环最小直径： 表１ 作用在主梁上的荷载一览表 Ｄｍ＝［１３６０×４／（３．１４２×５０×２）】 ２＝：１．２ｍｍ； 实际拉环、压环均选用直径Ｄ＝１８ｍｍ的 序号主梁上的力作用点与建 序号主梁上的力作用点与建 大，Ｊ，／ｋＮ 筑物距离／ｍ 大小／ｋＮ 筑物距离／ｍ ＨＰＢ３００的钢筋制作，满足要求。 １ ５．４４２ ０．２５ ９ １．４３８ ３．１５ ３搭设及拆除要求 ２ １．４３８ ０．４５ １０ １．４３８ ３．６ ３．１搭设要求 ３ １．４３８ ０．９ １１ １．４３８ ４．０５ ３．１．１施工流程 ４ ５．４４２ １．２ １２ １．４３８ ４．５ ５ １．４３８ １．３５ １３ １．４３８ ４．９５ 放线定位一压环预埋一主梁工字钢固定一搭 ６ １．４３８ １．８ １４ １．４３８ ５．４ 设外架６ｍ一内侧两道钢丝绳一最外一道钢丝绳一 ７ １．４３８ ２．２５ １５ １．４３８ ５．８５ 搭设外架至９ｍ—铺设次梁方管一铺设胶合板一安 ８ １．４３８ ２．７ １６ １．５２５６ ６．０ 装外沿栏杆一栏杆内侧满挂１８ｒａｍ厚胶合板一安 （２）主梁验算 装镀锌铁皮。 利用结构力学求解器对主梁分析计算。各支座对主梁的 ３．１．２基本要求 支撑反力由左至右分别为： （１）工字钢利用塔吊进行安装。防护棚横平竖直、整齐清 Ｒｌ＝１２．８２ｋＮ；Ｒ２＝２２．３５ｋＮ；Ｒ３＝１．３６ｋＮ； 晰、平竖通顺连接牢固，受荷安全、有安全操作空间、不变形、 最大弯矩：Ｍｔｒｔａ＝１１．３８８ｋＮ・Ｉｎ。 不摇晃。 ①强度验算 （２）主梁在起吊前应先将钢丝绳一端固定在主梁吊点 计算公式：盯 醢＝ＭｔＩ础／ Ｗ＋Ｎ／Ａ￣＜ｆ 上，另一端绑扎在主梁锚固。 经计算得出ｏｒ ８１．４２１Ｎ／ｍｍ ＜ｆ＝２１５Ｎ／ｍｍ２，满足要求。 （３）ｎ型压环预埋预留间隙３０～５０ｍｍ，且应进行隐蔽验 最大挠度ｖ ｍ＝１４．５７２ｍｍ＜５５００／２５０ｍｍ，满足要求！ 收。悬挑梁固定时，固定物应有足够的强度和密实性，可采用 ②稳定性验算 楔形铁块、硬杂木、短钢筋等，侧向也应塞紧。ｎ型环详图见 主梁采用１６号工字钢，计算公式如下： 图３。 ・４０・ 第７期（总第１７１期） 建蜥 工程应用● 空隙用硬质材料楔紧 ③防护棚在拆除前，应先明确拆除范围、数量、时间和拆 除顺序、方法、物件垂直运输设备的数量，拆除的安全措施和 警戒区域。 （２）严格遵循拆除顺序，由后搭者先拆、先搭者后拆。 （３）拆除防护棚时，下部的出入口必须停止使用，对此除 监护人员要特别注意外，还应在出人口处置明显的停用标志 和围栏，此装置必须内外双面都加以设置。 图３ ｎ型环详图 （４）在拆除的防护棚周围，于坠落范围设明显“禁止人 （４）钢丝绳应与相匹配的法兰螺栓相连接，并调整松紧 内”字样的标志，并有专人监护，以保证拆脚手架时无其他人 度。 员入内。 （５）防护棚搭设时，方钢采用点焊的方式固定于工字钢 一 （５）防护棚拆除时遇大风、大雨、大雾天应停止作业。 上；模板和白铁皮贴在一起用铁钉钉于方钢上。 （６）拆除时操作人员要系好安全带，穿软底防滑鞋、扎裹腿。 （６）防护棚底部、侧面胶合板，刷黄黑相间油漆。主梁外 （７）防护棚拆除过程中，不中途换人，如必须换人，则应 悬挑段刷黄黑相间油漆。内边缘应用胶合板封挡。 该在安全技术交底中交代清楚。 （７）防护棚在投入使用之前必须进行验收，合格后方准 ４结束语 使用。主要检查主梁、钢丝绳的可靠连接，铺设层的完整陛。 悬挑水平防护棚在该工程中成功应用，实现了安全文明 （８）注意事项：安装过程中必须遵循由内而外的原则；搭 施工的目标，得到了建设单位等社会各界的认可。因此，该类 设工人必须佩挂安全带；随时校正杆件的垂直和偏差避免偏 型水平防护在城市沿街项目及房地产项目样板楼中值得推 差过大；没有完成的防护棚，在每日收工时，一定要确保架体 广。 稳定，以免发生意外。 ３．２拆除要求 参考文献 （１）在防护棚拆除前应作好以下工作： ［１ｌ ｊＧＪ１３０－２０１１，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 ①对防护棚进行安全检查，确认不存在严重隐患。如存 【２】ＪＧＪ８Ｏ一９１，建筑施工高处作业安全技术规范ｖ 在影响拆除防护棚安全的隐患，应先对防护棚进行修整和加 ［３】ＧＢ５０００１７—２００３，钢结构设计规范． 固，以保证防护棚的拆除过程中不发生危险。 【４］ＧＢ５００１０—２０１０，混凝土结构设计规范． ②在拆防护棚时，应先清除铺设层上的垃圾杂物，清除 时严禁高空向下抛掷，大块的装入容器内由垂直运输设备向 作者简介：黄羽，男，１９８３年出生，本科，一级注册建筑 下运送，能用扫帚集中的集中装入容器内运下。 师，工程师，主要从事建筑施工管理。 （上接第５５页） 有工艺简单、技术成熟、适应性强、降低建造成本等诸多优 ８桩端后注浆施工质量控制效果 点，采用了上述的后注浆冲孔灌注桩技术，能够使得总造价 本工程完工后，依《桩基检测选桩会议纪要》要求，根据 成本得到有效控制。该项新技术对后期项目或其他同类项目 竖向抗压静载试验桩选桩数量应不少于总桩数的１％Ａ不少 的实施具有重要参考价值，同时为后注浆施工工艺的推广提 于３根的选桩原则，随机确定７９根桩进行单桩竖向承载力 供了广阔前景。 静载检测，检测结果表明承载力均达到设计要求，残余变形 为Ｏ．５４～１２．８５ｒａｍ，极限承载力作用下桩顶沉降量为 参考文献 ｌ２．１６～３５．７５ｍｍ，均在规范允许范围内。低应变桩身动力检测 ｆ１１张剑锋，１李靖．桩底后注浆技术在复杂地基处理中的应用 及声波透射法检测也验证了桩身的完整性。本工程冲孔工程 Ⅱ】．科技信息，２０１２，９（１８）：１７１—１７２． 桩的Ｉ类桩达９０％以上，无ＩＩＩ类、Ｉｖ类桩，工程质量优良，后 ［２】马永红．钻孔灌注桩桩底后注浆技术在卵砾石中的应用 注浆质量控制效果显著。 Ⅱ】．山西建筑，２００７，１６（７）：１１１—１１３． ９结束语 ［３］樊霖．灌注桩桩底后注浆技术及施工质量控制Ⅱ】．城市建 本工程冲孔灌注桩后注浆技术的实际应用，验证了该工 设理论研究，２０１１，３４（２１）：４４—４５． 艺能够很大程度提升单桩承载能力，降低桩的沉降，并通过 ［４】ＪＧＪ９４—２００８，建筑桩基技术规范［Ｓ］． 实践摸索优化了该项技术的施工工艺。综上所述，该工艺具 ・４１・
