型钢底座悬挑式脚手架施工工法

型钢悬挑式钢管脚手架施工工法1前言1999年5月1日起施行的《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99），表3.0.4-2《悬挑式脚手架检查评分表》保证项目“悬挑梁及架体稳定”中明确规定，悬挑支座应为型钢或是定型桁架，规格尺寸必须经设计计算确定，安装时必须按设计要求进行。2001年6月1日起施行的《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），对建筑施工用落地式、悬挑式的单双排扣件式钢管脚手架的设计与搭设及使用管理各个环节做了较明确及细致的规定，但对悬挑支座的具体做法未做出规定。我单位开展技术创新活动通过在中国人民银行太原中心支行附属楼、山西省烟草公司忻州市公司综合办公楼等工程中的应用，取得了良好的效果新采用的型钢悬挑式钢管脚手架于2006年通过山西省工法关键技术委员会鉴定获国内领先水平。同时，形成了《型钢悬挑式钢管脚手架施工工法》，由于在施工实践中效果良好，技术先进，故有明显的社会效益和经济效益。2工法特点2.1采用型钢施工工艺简便，装拆方便、搭设灵活、能适应建筑物平立面的变化，质量容易控制，外形美观。2.2实用、安全、强度高、定型化，有利于标化工地的创建。2.3作业范围大，造价低，安全可靠而应用广泛。3适用范围适用于高层及超高层框架及框剪结构建筑悬挑式外架的施工。4工艺原理采用悬挑型钢底座作为扣件式钢管脚手架的支撑，在型钢的立杆支撑处焊接100mm长22-40钢筋或钢管，用于固定内外立杆和钢丝绳，通过拉顶联等措施，保证整体悬挑外架的稳定可靠。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程在建筑物楼层内正对脚手架立杆设置两道预埋环，一道设置在离外墙面0.5m处，另一道设置在离外墙面1.5m-1.8m处→将槽钢或工字钢穿入楼层φ12-25圆钢U型环内锁紧→在槽钢或工字钢上设置立杆→设置纵、横向扫地杆→搭设大横杆→搭设小横杆→扶手水平杆→搭设剪刀撑→连墙杆拉设→张挂密目安全网→铺脚手板→验收→使用5.2操作要点5.2.1施工准备5.2.1.1单位工程技术负责人应按脚手架专项施工方案中的有关要求，向架设和使用人员进行技术交底。5.2.2.2按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第8.1.1-8.1.5和施工组织设计的要求对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收，不合格产品不得使用。5.2.2.3经检验合格的构配件应按品种、规格分类，堆放整齐、平稳，堆放场地不得有积水。5.2.2型钢底座操作要求5.2.2.1型钢悬挑架搭设部位及分段搭设情况架体从第几层开始悬挑及每隔几层分段悬挑一次，由项目部根据工程结构情况、周边环境及施工方便确定。并在确定的第几层埋设预埋环，悬挑系统采用槽钢或工字钢，其规格应通过计算确定。5.2.2.2型钢悬挑架技术参数架体立杆纵距la=1.5m～1.8m、架体宽度lb=0.9m～1.2m、架体步距h=1.5m～1.8m，内立杆距墙的距离一般为200～300mm，也可视结构情况而定。脚手架最高搭设高度为Hs，搭设步架为N（见图1：型钢底座及预埋环示意图）。5.2.2.3悬挑梁制作采用的型钢，其型号、规格、固端和悬挑端尺寸的选用须经设计计算确定。5.2.3型钢悬挑架的计算5.2.3.1脚手架荷载计算1）施工荷载标准值产生的轴向力总和NQK=lb/2×la×g1×n（式中的n指的是同时作业层数）2）脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K=Hs·gk3）构配件自重标准值产生的轴向力（包括脚手板、安全网、栏杆、挡脚板等防护设施）NG2K=（lb/2×la×12×g2）+（h×la×12×g3）+（la×12×g4+12×g5）+（0.18m×la×12×g2）式中：gk————φ48×3.5钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值；g1————结构架或装修架荷载g２————脚手板自重g３————安全网自重g４————栏杆采用钢管，用十字扣件结在立杆上，钢管自重g５————扣件自重5.2.3.2脚手架外立杆处荷载（组合风荷载时）N外=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4∑NQK5.2.3.3脚手架内立杆处荷载1）脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K=Hs·gk2）构配件自重标准值产生的轴向力（只计算脚手板防护）∑NG2K=lb/2×la×g2×12根据《规范》5.3.2-2公式，由以上得脚手架内立杆荷载为：N内=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4∑NQK5.2.3.4连墙点的计算地面粗糙程度按C类，基本风压按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）附录D.4中附表给出的50年一遇的风压选取ω0。其中作用于脚手架上的水平风荷载标准值的计算公式为：ωk=0.7usuzω0风压高度变化系数按建筑高度取值，查《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）表7.2.1得uz值。脚手架的风荷载体型系数按《规范》表4.2.4，根据建筑物的结构体系选取us。根据《规范》5.4.1公式：N1=N1w+N0N1w=1.4Awωk5.2.3.5挑架底座验算（为安全及简便计算，钢丝绳拉力不计，作安全储备）1）槽钢或工字钢计算支座反力NN内N外支点l4l3l2l1计算简图根据力矩平衡原理，为简便计算及安全考虑，只认为最后一根预埋U型环受力。N外（l1+l2）+N内l2=N（l3+l4）2）最大弯矩Mmax=N外（l1+l2）+N内l23）剪力验算τ=（N外+N内）/A4）抗弯强度验算σ=M/W5）挠度验算ω=N外（l1+l2）2l[3-（l1＋l2）/l]/6El+N内l22l[3-l1/（l1＋l2）]/6El6）圆钢制作的U型螺栓验算σ=N/A5.2.4扣件式钢管脚手架构造要求5.2.4.1纵向水平杆构造应符合下列规定：1）纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；2）纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。对接、搭接应符合下列规定：a纵向水平杆的对接扣件应交错布置：两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。b搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm；3）当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上；当使用竹笆脚手板时，纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上，并应等间距设置，间距不应大于400mm。5.2.4.2横向水平杆构造应符合下列规定：1）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排脚手架中，靠墙一端外伸长度a不应大于0.4l，且不应大于500mm。2）作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。3）当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端，应用直角扣件固定在纵向水平杆上；4）当使用竹笆脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端，应用直角扣件固定在立杆上；5.2.4.3脚手板的设置应符合下列规定：1）作业层脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120-150mm；2）冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板等，应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。此三种脚手板的铺设可采用对接平铺，亦可采用搭接铺设。脚手板对接平铺时，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长应取130-150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm；脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200mm,其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。3）竹笆脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设，且采用对接平铺，四个角应用直径1.2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。4）作业层端部脚手板探头长度应取150mm，其板长两端均应与支承杆可靠地固定。5.2.4.4立杆1）脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。为达到合理有效使用长度为6m的立杆，首层立杆为2m、4m、6m或2.2m、3.8m、6m长，交错使用。2）脚手架底层步距不应大于2m。3）立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接，连墙杆布置间距宜按表1采用：表1脚手架高度竖向间距（h）水平间距（la）每根连墙杆覆盖面积（m2）双排≤50m3h3la≤40＞50m2h3la≤27单排≤24m3h3la≤404）立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。对接、搭接应符合下列规定：a立杆的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；b搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。5）立杆端部宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。（图2：外脚手架搭设示意图）5.2.4.5连墙件1）连墙件数量的设置应满足表1的规定；2）连墙件的布置应符合下列规定：a宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm。b应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其它可靠措施固定。c宜优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置。3）对高度在24m以下的双排脚手架，宜采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。4）对高度24m以上的双排脚手架，必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。5）连墙件的构造应符合下列规定:a连墙件中的连墙杆或拉筋宜呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜，不应采用上斜连接。b连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造。采用拉筋必须配用顶撑，顶撑应可靠地顶在混凝土梁、柱等结构部位。拉筋应采用两根以上直径4mm的钢丝拧成一股，使用时不应少于2股；亦可采用直径不小于6mm的钢筋。（见图3：连墙件与结构连接的几种形式）5.2.4.6剪刀撑与横向斜撑1）双排脚手架应设剪刀撑与横向斜撑。2）剪刀撑的设置应符合下列规定：a每道剪刀撑跨越立杆的根数宜按表2的规定确定。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45°～60°之间。表2剪刀撑斜杆与地面的倾角（α）45°50°60°剪刀撑跨越立杆的最多根数（n）765b高度在24m以下的双排脚手架，均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m。c高度在24m以上的双排脚手架，应在外侧立面整个长度和高度上顶连续设置剪刀撑。d剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接应符合本工法第5.4.4.4条规定；e剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。3）横向斜撑的设置应符合下列规定：高度在24m以下的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑，高度在24m以上的封闭型脚手架，除拐角应设置横向斜撑外，中间应每隔6跨设置一道。5.2.5拆除5.2.5.1作业前应对脚手架的现状，包括变形情况、杆件之间的连接、与建筑物的连接及支撑情况以及作业环境进行检查。5.2.5.2排除障碍物，清理脚手架上杂物及地面作业环境。拆除之前，划定危险作业范围，并进行围圈、设监护人员。5.2.5.3拆除作业时，地面设专人指挥，按要求统一进行。拆除程序与搭设程序相反，先搭的后拆除，自上而下逐层进行，禁止上下同时作业。拆除时，先将防护栏杆、安全网等附加杆件拆除，并翻板将脚手板向下传递，每档留一块脚手板便于操作。5.2.5.4拆除顺序应沿脚手架交圈进行。分段拆除时，高差不应大于2步，以保持脚手架的两端，增设横向斜撑先行加固后再进行拆除。拆剪刀撑时应先拆除中间扣件，然后拆除两端扣件，防止因积累变形发生挑杆。5.2.5.5连墙杆不得提前拆除，在逐层拆除到连墙件部位时，方可拆除。在最后一道连墙件拆除之前，应先在立杆上设置抛撑后进行，以保证立杆拆除中的稳定性。5.2.5.6拆除作业中应随时注意作业位置的可靠和挂牢安全带。不准将拆除的杆件、扣件、脚手板等向地面抛掷。5.2.5.7地面人员应与拆除作业人员紧密配合，将拆下的杆件等按品种、规格码放整齐。6材料及设备6.1材料型钢（槽钢或工字钢）、φ48×3.5钢管、扣件、圆钢套环、钢丝绳、密目网。6.2设备塔吊（或龙门架）、线锤、架子扳手、力矩扳手、倒链。7质量控制钢管、扣件、安全网等材料质量必须符合有关规范标准，满足各种性能要求，有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品合格证。7.1保证项目7.1.1施工方案必须有设计计算并经上级审批，搭设方法要具体。7.1.2外挑杆件与建筑结构连接牢固，悬挑梁安装符合设计要求，立杆底部固定牢固。7.1.3新钢管应有产品质量合格证；应有质量检验报告，钢管材质检验方法应符合现行国家标准《金属拉伸试验方法》（GB/T228）的有关规定；钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；钢管外径、壁厚、端面等的偏差，应分别符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表8.1.5的规定；钢管必须涂有防锈漆。旧钢管的表面锈蚀深度应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表8.1.5序号3的规定；钢管弯曲变形应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表8.1.5序号4的规定。新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定抽样检测；旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换；新、旧扣件均应进行防锈处理。木脚手板的宽度不宜小于200mm，厚度不应小于50mm，腐朽的脚手板不得使用；竹笆脚手板、竹串片脚手板的材料应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第3.3.4条的规定。7.1.4脚手架荷载不得超过设计规定，堆放要均匀。7.1.5脚手架搭设前要进行交底并形成记录，搭设要符合方案要求，每段脚手架搭设后要由专人验收，并形成资料。7.2一般项目7.2.1施工层外侧设置1.2m高防护栏杆和18cm高的踏脚板。脚手架外侧挂密目式安全网，网间严密。7.2.2作业层下设平网或其他防护措施。7.2.3杆件直径、型钢规格及材质符合要求。7.2.4立杆的垂直偏差，当架高在10m以上时，应不大于架高的1/500；并使其全高允许偏差不大于10cm；同跨内两根大横杆的高偏差不大于±10mm。一根大横杆两端高差为±20mm。7.3脚手架必须检查与验收合格后方可投入使用。8安全措施8.1脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5036）考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。8.2搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。8.3脚手架的构配件质量与搭设质量，应按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第8章的规定进行检查验收，合格后方准使用。8.4作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上；严禁悬挂超重设备。8.5当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。雨、雪后上架作业应有防滑措施，并应扫除积雪。8.6在脚手架使用期间，严禁拆除下列杆件：主节点处的纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆，连墙件。8.7临街搭设脚手架时，外侧应有防止坠物伤人的防护措施。8.8在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。8.9搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。9环保措施9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律。法规和规章，加强对工程材料、生产垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，认真接收城市交通管理。随时接受相关单位的监督检查。9.2应清除脚手架上杂物及地面障碍物。9.3拆除时各配件严禁抛掷至地面，运至地面的构配件应及时检查、整修与保养，并按品种、规格随时码堆存放。9.4润滑扣件时应设专用场所，下方铺垫隔离层，防止机油污染土地。用完的棉纱、手套等废弃物放入不可回收垃圾箱。9.5装卸、拼装、维护过程中尽量避免敲打产生的强噪音。10效益分析及应用实例10.1效益分析