懸挑式外腳手架施工工法
工法編號: WJGF008-2007
完成單位:武漢建工第三建筑有限公司、武漢建工第二建筑有限公司
主要完成人:傅志學(xué) 張紅濤 邱北苓 田安利 彭騰飛
1.前言
隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展,高層及超高層建筑物的不斷增多,施工環(huán)境愈趨復(fù)雜,為了滿足結(jié)構(gòu)施工和外裝飾施工的需要,懸挑式鋼管扣件外腳手架因其適應(yīng)性廣、承載能力強、搭設(shè)與拆除方便等特點受到了廣泛的應(yīng)用。
本工法所述懸挑腳式外手架是指將全高的腳手架分成若干段,每段搭設(shè)高度不超過25m,利用型鋼懸挑梁作腳手架基礎(chǔ)分段多層懸挑,分段搭設(shè)的腳手架形式。利用此方法可以適應(yīng)搭設(shè)全高超過50m,周邊環(huán)境復(fù)雜等常規(guī)落地式外腳手架無法滿足的各種施工條件。
2.工法特點
本工法在不改變外腳手架使用功能的前提下,具有以下特點:
2.1將全高的腳手架分段搭設(shè),不受常規(guī)落地式外腳手架搭設(shè)高度的限制,適應(yīng)范圍廣,安全可靠。
2.2工作面位于建筑物的二樓及以上任意樓層,因此不受施工場地及周邊環(huán)境的制約,可以節(jié)約施工場地,加快施工進度,有利于縮短工期。
2.3工字鋼及其他配件屬工具性質(zhì),可周轉(zhuǎn)重復(fù)利用,節(jié)約成本。
3.適用范圍
懸挑式外腳手架適用于新建或改建的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程,在以下三種施工條件時,其優(yōu)點尤為突出:
3.1建筑物 0以下結(jié)構(gòu)工程,基坑不能及時回填,而主體結(jié)構(gòu)工程必須立即施工,否則將影響工期。
3.2高層建筑主體結(jié)構(gòu)四周為裙房或其他建筑物,腳手架不能直接支承在上面。
3.3超高層建筑施工,腳手架搭設(shè)高度超過了落地式腳手架的容許搭設(shè)高度。
4.工藝原理
懸挑式外腳手架是將需要搭設(shè)的整個腳手架分成若干段,利用懸挑支承結(jié)構(gòu)作為腳手架的主要受力桿件和基礎(chǔ),上面搭設(shè)雙排鋼管扣件式腳手架,分段懸挑分段搭設(shè)。
反提鋼絲繩
錨固鋼
筋環(huán)
工字鋼
腳手架立桿
水平兜網(wǎng)
安全網(wǎng)
小橫桿
附墻件
預(yù)埋鋼管
操作層攔腰桿
圖4-1 懸挑式外腳手架立面示意圖
目前常用的懸挑支承結(jié)構(gòu)使用型鋼作為懸挑梁挑出,一端擱置在建筑物上并與預(yù)埋在建筑物內(nèi)的錨固鋼筋固定,另一端挑出建筑物一定尺寸,其端頭用鋼絲繩斜拉,與上層建筑物固定,組成懸挑支承結(jié)構(gòu)。具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,將腳手架的全部或部分荷載通過懸挑梁傳遞給建筑結(jié)構(gòu)。見圖4-1
5.工藝流程及操作要求
5.1工藝流程
編制懸挑式外腳手架的搭設(shè)方案 繪制懸挑型鋼的平面布置圖和立面、剖面圖 型鋼的二次加工準(zhǔn)備 樓層鋼筋環(huán)的預(yù)埋 放置和固定型鋼 反拉鋼絲繩 支承結(jié)構(gòu)檢查與驗收 搭設(shè)內(nèi)、外排立桿 搭設(shè)掃地桿 搭設(shè)縱向內(nèi)、外排大橫桿 設(shè)置小橫桿 設(shè)置腳手架連墻件 底部硬質(zhì)封閉 設(shè)置腳手架外立面剪刀撐 鋪設(shè)腳手板 立面及水平方向的防護 檢查驗收及交付使用
5.2操作要點
5.2.1 編制懸挑式外腳手架專項施工方案,并進行設(shè)計計算。計算內(nèi)容包括懸挑梁與上部架體的強度、剛度、抗傾覆驗算等。
5.2.2繪制懸挑型鋼的平面布置圖,重點做好拐角處的處理。
5.2.3懸挑支承結(jié)構(gòu)是懸挑式腳手架的基礎(chǔ),由懸挑型鋼、錨固鋼筋環(huán)、卸荷鋼絲繩等構(gòu)件組成。懸挑型鋼可選用工字鋼、槽鋼、角鋼。工字鋼又因軸心受力,具有良好的抗彎和抗偏心距的特性而成為首選材料。當(dāng)懸挑長度較長或上部荷載較大時,應(yīng)選用工字鋼。下面以工字鋼為例。
1. 工字鋼的下料長度通過計算確定,懸挑長度由外排距端頭長度l1=100㎜,架體寬度l2,預(yù)留距墻操作空間l3,錨固長度l4,卡箍距尾端長度l5=300㎜五部分組成,其中l(wèi)4 ≥(l1 +l2 +l3)。
2. 工字鋼的上端面焊接長度為200mm的φ25mm鋼筋做底座。工字鋼下端面靠近建筑結(jié)構(gòu)邊緣的部位處焊一根∠50×5的角鋼。
3.工字鋼的前端頭的兩側(cè)面焊8mm厚規(guī)格為:160×150mm的鋼板,鋼板上再焊接Ф16鋼筋吊環(huán)。見圖5.2.3—1
圖5.2.3—1 s工字鋼設(shè)置示意圖
5.2.4 按照懸挑式外腳手架搭設(shè)方案進行工字鋼的平面布置定位,并在澆搗該層混凝土之前預(yù)埋前后兩道鋼筋錨固環(huán),第一道鋼筋錨固環(huán)埋置于建筑物周邊的梁內(nèi),鋼筋埋設(shè)深度不小于300mm,第二道鋼筋錨固環(huán)埋置于建筑物板的混凝土內(nèi),并距工字鋼末端距離為300mm。
5.2.5待該樓層的混凝土達到一定的強度后向鋼筋錨固環(huán)內(nèi)放置已經(jīng)準(zhǔn)備好的工字鋼,將工字鋼與錨固鋼筋固定牢靠。固定方式有以下三種:
A、錨固鋼筋為“n”形:將工字鋼與錨固鋼筋環(huán)之間的間隙使用木撬楔撬緊。圖5.2.5-1A
B、錨固鋼筋為“U”形:將鋼筋彎折閉合,焊接在工字鋼上。圖5.2.5-1B
C、錨固鋼筋為“U ”形螺栓:蓋壓板、墊片,鎖緊螺帽。圖5.2.5-1C
圖5.2.5-1錨固鋼筋固定示意圖
5.2.6腳手架的立桿鋼管插入工字鋼上端面已焊接的鋼筋底座內(nèi),立桿的縱向間距與工字鋼水平布置的間距一致,一般情況下la=1500mm,立桿的橫向間距為lb=1050㎜。
5.2.7搭設(shè)內(nèi)外排大橫桿,大橫桿的步距為h=1800mm。
5.2.8小橫桿設(shè)置距立桿與大橫桿的主接點不大于300mm處,小橫桿的兩端必須設(shè)置扣件。
5.2.9在腳手架外立面連續(xù)設(shè)置設(shè)剪刀撐,每組剪刀撐跨越立桿根數(shù)為5~7根(>=6000mm),斜桿與地面的夾角在45º~60º之間,由底部至頂部隨腳手架連續(xù)設(shè)置。剪刀撐鋼管的連接必須采取搭接的形式,搭接長度應(yīng)不小于1000mm,并使用不少于2個的旋轉(zhuǎn)扣件緊固。
5.2.10腳手架的卸荷措施:外腳手架的每次懸挑均采用鋼絲繩反提卸荷。在懸挑層的上一層結(jié)構(gòu)梁內(nèi)預(yù)埋鋼管, 預(yù)埋鋼管的長度約為550mm,頂部高出結(jié)構(gòu)面250mm。使用6×19+1φ15.5鋼絲繩對工字鋼進行反拉;并使用專用收緊器對鋼絲繩進行收緊。腳手架上腳手板滿鋪并應(yīng)控制在3層以內(nèi)。
5.2.11連墻件的布置為兩步三跨,設(shè)置成梅花形或棱形,即豎直方向每層設(shè)置,間距為3000mm;水平方向設(shè)置間距為每4500mm。懸挑式外腳手架立面、剖面示意圖見圖5.2.11—1。
圖5.2.11—1: 懸挑式腳手架立面示意圖
5.2.12防護措施:擬施工作業(yè)的層數(shù)為2層,為保證水平防護到位,按垂直間距每12m滿鋪一層竹跳板或懸掛一層水平兜網(wǎng),竹跳板下必須保證有3根小橫桿,嚴(yán)禁探頭板現(xiàn)象。腳手架的外立面使用密目式安全網(wǎng)全封閉。腳手架外排立桿設(shè)置一道高度為900mm的攔腰桿。為增加外腳手架
的美觀,懸挑層以及每隔三層樓高度要懸掛一道彩色扣板。腳手架內(nèi)排大橫桿與建筑物之間的空擋使用兜網(wǎng)進行防護。
6.材料準(zhǔn)備
6.1 鋼管:鋼管質(zhì)量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)綱》(GB/T 700)種Q235-A級鋼的規(guī)定。鋼管直徑為48mm,壁厚為3.0—3.5mm,長度以4000—6000mm和1500—2200m為宜,有嚴(yán)重銹蝕、彎曲、壓扁和裂紋的禁止使用。
6.2扣件:直角扣件、對接扣件和回轉(zhuǎn)扣件,所有扣件的材質(zhì)和質(zhì)量均符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼管腳手架扣件》(GB 15831-1995)的要求,如有發(fā)現(xiàn)脆裂、變形、滑絲的禁止使用。
6.3 腳手板:竹腳手板,厚度不小于50mm,長度為2800—3000mm,寬度為300mm,無顫動和搖擺,滿足施工荷載的要求。
6.4 安全網(wǎng):密目式安全網(wǎng),規(guī)格為:6000 1800mm,質(zhì)量符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《密目式安全立網(wǎng)》(GB 16909-1997)的要求;水平兜網(wǎng),規(guī)格為:6000 3000m,質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)《安全網(wǎng)》(GB 5725-1997)的要求。
6.5 工字鋼:型號為I16,為熱軋普通工字鋼,其結(jié)構(gòu)、性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)《工字鋼》(GB/T 706-1998)的要求。
6.6鋼絲繩:采用規(guī)格和直徑為6 19+1—15.5同向捻鋼絲繩,性能及質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼絲繩》(GB 5144-85)要求。
6.7繩卡:選用Y5—15型繩卡,質(zhì)量、性能滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
6.8錨固鋼筋:選用直徑為16mm的圓鋼
7.設(shè)備與工具
主要設(shè)備與工具見表7-1 設(shè)備與工具一覽表。
8勞動力組織
8.1安全監(jiān)督管理人員1人;
8.2金屬焊接施工作業(yè)人員1人;
8.3架子工班組負責(zé)人1人;
8.4登高架設(shè)作業(yè)人員12人。
序號
名 稱
規(guī)格與型號
功 能
1
鋼卷尺
制動式(5m)
確定架寬、跨距、步高等尺寸
2
游標(biāo)卡尺
I型,游標(biāo)0.02㎜
測量鋼管直徑和壁厚
3
水準(zhǔn)儀(配5m塔尺)
DS3 Z
確保懸挑梁處于同一標(biāo)高,大橫桿的水平
4
經(jīng)緯儀
J2-2
檢驗架體垂直度
5
扳手
22#
緊固扣件螺栓
6
扭力扳手
預(yù)制式20~100N·m
檢測扣件螺栓的緊固程度
7
電焊機
BS-330
焊接底座和吊環(huán)
8
切割機
ZBK64013-89
鋼管與型材下料
9
滅火器
FMZ4-BC
消防準(zhǔn)備
表7-1 設(shè)備與工具一覽表
9.質(zhì)量控制
9.1執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)
1、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 130-2001)
2、《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 59-99)
3、《密目式安全立網(wǎng)》(GB16909-1997)
4、《安全網(wǎng)》(GB5725-1997)
5、《安全帽》(GB2811-2007)
6、《安全帶》(GB6095-85)
7、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)
8、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)
9.2質(zhì)量檢驗
9.2.1立桿垂直偏差的控制�?v向垂直度偏差不大于H/200,且不大于100mm,橫向垂直度偏差不大于H/400,且不大于50mm;大橫桿的水平偏差不得大于總長度的1/300,且不大于50mm。
9.2.2立桿接頭除在頂層可采用搭接外,其余各接頭必須采用對接扣件對接,搭接應(yīng)符合以下要求:
1.立柱上的對接扣件應(yīng)交錯布置,兩個相鄰立柱接頭不應(yīng)設(shè)在同跨,兩相鄰立柱接頭在高度方向錯開的距離不應(yīng)小于500mm,各接頭中心距主接點的距離不應(yīng)大于步距的1/3。
2.立柱搭接長度不小于1000mm,不少于兩個旋轉(zhuǎn)扣件固定,端部扣件蓋板的邊緣至桿端部的距離不應(yīng)小于100mm。
9.2.3縱向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座下皮不大于200mm處的立柱上;橫向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立柱上。
9.2.4縱向水平桿的構(gòu)造質(zhì)量要求:
1.縱向水平桿應(yīng)設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè),其長度不宜小于3跨。
2.縱向水平桿接長宜采用對接扣件連接,也可采用搭接,對搭接應(yīng)符合以下要求:
1)縱向水平桿的對接必須交錯布置;相鄰兩根縱向水平桿的接頭不能設(shè)置在同步或同跨內(nèi);不同步或不同跨兩個相鄰接頭在水平方向錯開的距離不應(yīng)小于500mm,各接頭中心至最近主接點的距離不得大于縱距的1/3。
2)縱向水平桿的搭接長度應(yīng)不小于1000mm,并按等間距設(shè)置3個旋轉(zhuǎn)扣件。
9.2.5橫向水平桿的構(gòu)造質(zhì)量要求:
1.立桿與縱向水平桿的交點處必須設(shè)置一根橫向水平桿,主節(jié)點處兩個直角扣件的中心距不應(yīng)大于300mm。
3.作業(yè)層上非主節(jié)點處的橫向水平桿,應(yīng)根據(jù)支撐腳手板的需要等間距設(shè)置,最大間距不應(yīng)大于縱距的1/2。
9.2.6腳手板的設(shè)置要求
1.作業(yè)層腳手板應(yīng)鋪滿、鋪穩(wěn),并應(yīng)距墻面間的距離為120—150mm。
2.腳手板應(yīng)設(shè)置在三根橫向水平桿上。腳手板的鋪設(shè)既可采取對接平鋪,也可采取搭接鋪設(shè)。
1)腳手板對接平鋪時,接頭處必須設(shè)置兩根橫向水平桿,腳手板外伸長度為:130-150mm,兩塊腳手板外伸長度的和不應(yīng)大于300mm;
2)腳手板搭接鋪設(shè)時,接頭必須支在橫向水平桿上,搭接長度應(yīng)大于200mm,其伸出橫向水平桿的長度不應(yīng)大于100mm。
具體鋪設(shè)方法詳見圖8.2.6-1:
圖9.2.6-1腳手板鋪設(shè)示意圖
9.2.7腳手架在下列階段進行檢查和驗收:
1、懸挑梁安裝完成后,上部架體施工前;
2、作業(yè)層上施加荷載前;
3、每搭設(shè)完10~13米后;
4、達到設(shè)計高度后;
5、遇有六級大風(fēng)和大雨后,寒冷地區(qū)開凍后;
6、停用超過一個月;
10.安全措施
10.1登高架設(shè)作業(yè)人員(架子工),必須經(jīng)專業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn),考試合格,持特種作業(yè)操作證上崗作業(yè)。
10.2登高架設(shè)作業(yè)人員(架子工)在施工過程中要正確使用個人安全防護用品,著裝必須靈便(緊身緊袖),在高處作業(yè)時,必須穿防滑鞋,佩戴安全帶。
10.3在進行懸挑腳手架搭設(shè)之前,必須組織搭設(shè)人員,認真領(lǐng)會腳手架專項安全施工組織設(shè)計和安全技術(shù)措施交底的要求,研討搭設(shè)方法,明確分工,并派1名技術(shù)好、有經(jīng)驗的人員負責(zé)搭設(shè)技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)護。
10.4風(fēng)力六級以上(含六級)強風(fēng)和高溫、大雨、大雪、大霧等惡劣天氣,應(yīng)停止腳手架德的搭設(shè)與拆除作業(yè)。風(fēng)、雨、雪過后要進行檢查,發(fā)現(xiàn)傾斜下沉、松扣、崩扣要及時修復(fù),合格后方可使用。
10.5腳手架要結(jié)合工程進度搭設(shè),搭設(shè)未完的腳手架,在離開作業(yè)崗位時,不得留有未固定構(gòu)件和不安全隱患。
10.6工程負責(zé)人、安全員、架子工班長應(yīng)按腳手架搭設(shè)的進度分段對腳手架驗收,并填寫《施工腳手架驗收表》,經(jīng)驗收合格后方可投入使用。
10.7高處作業(yè)所用的物料應(yīng)堆放平穩(wěn),工具應(yīng)隨手放入工具袋,拆卸下的物體、剩余材料和廢料等都要加以清理和及時運走,不得任意亂擲或向下丟棄。傳遞物體時不能拋擲。
10.8所有安全防護設(shè)施和安全標(biāo)志等,任何人不得毀損或擅自移動或拆除。確因作業(yè)需要而暫時拆除或變動安全防護設(shè)施時,必須報請批準(zhǔn)后才能拆除,并在作業(yè)完成后進行復(fù)原。
10.9施工現(xiàn)場安全員要每天對腳手架進行安全檢查,尤其是對固定工字鋼的錨固鋼筋環(huán)、鋼絲繩、連墻件、腳手板、兜網(wǎng)、攔腰桿等進行檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時整改。
11.環(huán)保措施
11.1搭設(shè)腳手架搭設(shè)與拆除作業(yè)中,材料運輸要做到輕拿輕放,以免產(chǎn)生噪聲,影響居民的生活。
11.2工字鋼、鋼管等材料在刷防銹漆和安全警示油漆的過程中防止油漆的滴落,油漆廢料不得隨意丟棄,以免污染土壤、水體和大氣。
11.3遇三級及三級以上風(fēng)力時,禁止拆除腳手架立面安全網(wǎng)和底部封閉層,以防止揚塵污染。
11.4要嚴(yán)把密目式安全網(wǎng)的質(zhì)量關(guān),禁止使用非阻燃性安全網(wǎng),以免產(chǎn)生火災(zāi)。廢棄的安全網(wǎng)集中回收,不得隨意丟棄。
12.效益分析
12.1懸挑式外腳手架能適應(yīng)許多落地式外腳手架等其他形式腳手架不能搭設(shè)的特殊工況,為生產(chǎn)的順利開展提供了可靠的保障。
12.2分段懸挑分段搭設(shè),可以分段卸載,提高了腳手架的安全系數(shù)。
12.3不必等地下室工程回填完畢即可施工,縮短工期,節(jié)約了時間成本。
12.3型鋼等材料均為工具式,可以重復(fù)使用,較大程度地節(jié)約了經(jīng)濟成本。
12.4當(dāng)施工場地周邊環(huán)境復(fù)雜,或?qū)扔腥箻且陨喜课贿M行改造施工時,采用懸挑式外腳手架施工可以不影響非改造部分的正常運營,最大限度的降低對周邊環(huán)境的干擾,產(chǎn)生較好的社會效益。
13.應(yīng)用實例
由武漢建工第二建筑有限公司承建的武漢廣播電視中心(西區(qū))工程位于武漢市漢口解放大道青年路口,東靠西北湖,南臨解放大道,是一座以廣播電視技術(shù)制作為主體的大型綜性合建筑,總建筑面積74414m2,建筑總高度129m,地下2層,地上35層,其中裙房五層。采用該工法施工,獲得了武漢市“建筑施工安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化示范現(xiàn)場”(安全黃鶴杯);獲得了湖北省“安全文明施工現(xiàn)場”(安全楚天杯)。該工程懸挑腳手架搭設(shè)實物見圖13-1:
圖13-1武漢廣播電視中心工程懸挑腳手架搭設(shè)實物 圖
由武漢建工第三建筑有限公司承建的歐景苑四期2#樓工程,地下1層,地上18層。在基坑未及時回填的情況下采用懸挑式外腳手架施工,縮短工期16天,節(jié)約經(jīng)濟成本10余萬。該工程榮獲“湖北省安全文明施工現(xiàn)場(楚天杯獎)”。
由武漢建工第三建筑有限公司承建的天瑞國際酒店改擴建工程地處鬧市中心地段,1~8樓裙樓部分為運營中的大型商場,裙樓以上的結(jié)構(gòu)擴建向外水平懸空延伸1.6米。為滿足施工要求及不影響周邊環(huán)境,采用腳手架懸挑搭設(shè)方式,工字鋼梁懸挑長度達3米。從距地面30米高度的九層樓面開始首道懸挑腳手架施工,共分三段搭設(shè)。整個施工過程中,無一質(zhì)量和安全事故發(fā)生,未發(fā)生相關(guān)方的抱怨,產(chǎn)生了較好的社會效益。