二次斜拉卸载悬挑式外脚手架施工工法.doc

二次斜拉卸载悬挑式外脚手架施工工法

1. 前 言
近年来的高层建筑施工中，外脚手架大多采用不落地式架体，其中最为常用的便是斜拉挑梁式外脚手架；我公司在总结多年施工经验、吸取国内外先进施工技术的基础上，通过工艺创新、工法提炼，逐步形成了一整套先进的施工方法和工艺。并先后在柳州、南宁等城市高层建筑工程中获得成功应用，取得了较好的社会效益和经济效益。现根据有关规范并结合本公司历年来的工程实践，以及地方性建筑施工的特点，编制了本斜拉挑梁式外脚手架施工工法。
2. 工 法 特 点
2.1 不需要地面及坚实基础作为脚手架的支承。
2.2 脚手架及其承担的荷载通过二次斜拉高强钢丝绳悬挑支架传递给与之相连的建筑物结构，对这部分结构的强度要有一定要求。
2.3 采用PKPM脚手架专业计算机软件对所有主体构件、拉索（钢丝绳）和架体进行设计计算，安全、稳定、可靠。
2.4　通过高强钢丝绳二次斜拉卸载大大提高了悬挑型钢梁的支承能力，其上部一次搭单肢双排脚手架48m高，数层搭设总高度可超过100ｍ。
3. 适 用 范 围
3.1 二次斜拉挑梁式外脚手架的应用范围：
3.1.1搭设高度大于50m的建筑物；
3.1.2 地面工作场地狭窄，多个楼层同时施工赶抢工期的工程；
3.1.3 不便于搭设落地式外脚手架的工程如地下室顶板抗荷较低时。
4. 工 艺 原 理
4.1 斜拉挑梁式外脚手架的工作机理：
脚手架的自重及其承担的荷载通过高强钢丝绳二次斜拉悬挑型钢梁传递到主体结构锚固点和支承点，再通过各锚固点和支承点将荷载传递给建筑物结构体，从而达到完成脚手架体卸荷的目的。通过数层的搭设外脚手架总高度可超过100ｍ。
4.2 工艺性能
根据《建筑施工扣伴式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001（2002）的要求单肢双排外脚手架的一次允许搭设高度为50ｍ，否则无法满足脚手架整体稳定性能，斜拉挑梁式外脚手架以固定在建筑物结构上的斜拉悬挑梁作为支座搭设脚手架，一般为双排脚手架。此种类型脚手架最多可搭设20～30m高，可同时进行2～3层作业，是目前多、高层建筑施工较常用的脚手架形式。
5. 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程：
预埋锚点（拉环）部件→安置型钢挑梁→铺垫木→安置斜拉钢丝绳→摆放扫地杆→逐根树立立杆并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步大横杆并与各立杆扣紧→安第一步小横杆→安第二步大横杆→安批三、四步大横杆和小横杆→安连墙杆→接立杆→循环分层进行…
5.2 操作要点：
5.2.1 施工准备工作：
技术人员应熟悉设计施工图纸，熟悉各个部位及高度的结构变化，项目部应按计划组织物料进场，其中包括Ф48×3.5mm钢管、钢丝绳、对接卡口、直角扣件、旋转扣件和安全网等，以备外脚手架搭设使用；有关作业班组应组织足够的作业人员，准备外脚手架的搭设；同时在施工前，应当组织有关技术人员和安质人员对作业班组进行作业前技术、安全交底。架子工必须具备国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》的条件，经过培训、考核、取得安全操作证并经体检合格后方可从事脚手架安装、拆除作业。
5.2.2 锚环部件的计算和埋设要求
1. 钢丝拉绳的吊环采用金属材质，强度计算按下式：
　………………式（1）　
其中 [f] 为吊环抗拉强度，并且采用HRB235圆钢；从而通过圆面积公式求得所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径 D。
2. 锚固段与楼板连接的计算同式1）
水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。（见附图）

水平锚固点 斜上方锚固点

5.2.3 型钢挑梁安装
待楼层砼强度达到要求时，开始安装型钢挑梁，挑梁的出挑部分须满足所设计架体的宽度，并保证出挑端超出架体不小于100㎜，即出挑部分的长度 = 100 +架体宽度 + 架体与结构体间距；锚固段部分其尾端超出锚环不小于100㎜，与锚环间用木榫锲紧。
5.2.4 挂设钢丝绳
钢丝绳（其规格型号根据计算选取）采用花篮螺丝配调节杆与锚环进行拉紧挂牢，钢丝绳挂设的间距及角度根据计算决定。钢丝绳要定期保养；钢丝绳与型钢连接处焊接定位卡以防止滑移。
5.2.5 脚手架搭设要求
外脚手架搭设的基本要求是：横平竖直、整齐清晰、图形一致、平竖通顺、连接牢固，受荷安全、有安全操作空间、不变形、不摇晃。
5.2.6 脚手架的搭设
脚手架的搭设除了按顺序搭设处，还得注意下列事项：
1.按照计算结果，预先编制的方案和尺寸进行搭设；有阳台和带悬挑板的外墙，外脚手架在距挑板外边20cm设置，凹入挑板的外墙部份，在外脚手架上搭设挑架。
2.及时与结构拉结或临时支顶，以确保搭设过程的安全；
3.拧紧扣件（拧紧程度要适当40～60N·m）
4.有变形的杆件和不合格的扣件（有缺陷、扣接不紧等）不能使用；
5.搭设工人必须佩挂安全带、安全帽、穿塑胶低鞋。；
6.随时校正杆件的垂直和偏差避免偏差过大；
7.没有完成的脚手架，在每日收工时，一定要采取措施确保架子稳定，以免发生意外；
5.2.7建筑物出入口处脚手架的搭设
建筑物出入口处的脚手架，应根据出入口的高度和宽度采用平行弦桁梁结构形式在开口处的两边要采用双立杆，悬空立杆下要设安全扣件，此处的连接要加密，每步设置，同时在洞口边及其上设置剪刀撑。
出入口脚手架的上方要有安全可靠的隔离防护设施，一般为在出入口处的外侧设置双层防护棚，防止物体堕落伤人，保护出入人员。
5.2.8 安全网
脚手架的外侧要满挂安全立网，立网的下口与立杆或建筑物要牢固的扎结，固定点的间距应不大于50cm，下边沿设挡脚板，上下两网之间的拼接要严密。立网平网与施工作业面边沿的最大间缝不得大于10cm。
5.2.9 搭设时的注意事项
1.架子工应熟悉图纸和施工方案，熟悉现场具体情况，了解技术交底意图和施工操作方法，并将符合要求的钢管、扣件等材料运至现场，分类存放，标识清晰正确。
2.架子工作业时，必须佩带好安全帽、系好安全带，严禁穿高跟鞋、拖鞋或硬底带钉易滑鞋作业，工具及零件应放在工具包内，服从指挥，集中思想、相互配合，拆除下来的材料不乱抛、乱扔。脚手架作业下方不准站人，架子工不准在脚手架上打闹、嬉笑。
3.凡遭遇六级以上大风或下雨天气时，不得进行作业。雨后作业应待脚手架上雨水吹干后进行，防止滑落。
4.在靠近电源处拆除脚手架时，必须将电源先切断或严密防护，必要时变更位置
后方可进行作业，不允许将电源线拉在脚手架上，以防止漏电伤人。
5.不在脚手架上附装机械设备，悬挑平台拉缆风绳及搭（接）卸料槽（斗）等。
5.2.10 搭设规定
1.搭设双排脚手架，先立里排立杆，后立外排立杆，立杆的垂直偏差不得大于1/200架高，相邻两根立杆接头错开500mm，并不在同一步距内。
2.大横杆架设在立杆内侧，同一水平面的内外大横杆接头错开一跨距。大横杆水平偏差控制在50mm内。
3.小横杆垂直置于大横杆之下，用扣件与立杆紧固连接，小横杆伸出大横杆之外，不应小于100mm，靠近一面，距离100～150mm，小横杆应水平、不得内高外低。
4.剪刀撑的位置从脚手架两端开始连续设置，竖向全高。剪刀撑的斜杆设在立杆外侧，与大横杆成45°～60°夹角。
5.为保证架子的稳定性，搭设剪刀撑时，将斜杆间隔的扣在立杆上和小横杆的伸出部份上。
6.用对接扣件连接大横杆时，扣件的开口应朝向架子的内侧，螺栓朝上、以防雨水进入。用十字扣件时，开口不得朝下，以确保安全，在安装扣件时，必须将扣件放端正后再拧紧螺栓，拧紧螺栓时，用力要适当，一般控制在40～60N·m。
7.脚手架竹脚手板在操作层上应满铺、铺稳，每12m高满铺一层。两端用12#铁丝绑扎在小横杆上，防止滑动。
8.操作层脚手架设置栏杆与挡脚板，栏杆高度不低于1.2m，挡脚板用七夹板制成，高度不低于200mm。
9.搭设脚手架必须严格按照规范要求选用材料，对于压扁、弯曲、锈蚀和有裂缝的钢管及不合格的构件，严禁使用，扣件螺栓在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时不得发生破坏（。
10.斜拉钢丝绳要求保证通顺，不得因被其它钢管等部件阻挡，而形成折线形状，调节花篮螺栓，使其松紧适度，受力明确。
11.检查验收，悬挑架安装完毕后，要进行全面综合的检查验收、签证，对所有节点扣件要进行复拧收紧，扣件螺栓扭力矩不得小于40N·m，并不大于65 N·m，及时用彩色粉笔做出标记，确保一个不漏。
12.为了防火安全，在每层上人跑道及建筑物对角处，各设置一个灭火器。
6. 原材料与机械设备
6.1 原材料：
6.1.1锚固件（拉环）
选用HRB235钢材，fy=fy！=210N/㎜2，直径按具体工程要求计算满足后确定。
6.1.2 钢管
钢管包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、附墙杆等。
钢管采用外径为48㎜，壁厚3.5mm，其材质应采用国家现行标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合GB700-79《普通碳素结构钢技术要求》中A3钢的要求。弯曲变形，锈蚀钢管不得使用。
脚手架钢管每根最大重量不应大于25kg。钢管上严禁打孔。
6.1.3 扣件
扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件、T型螺栓、螺母垫圈等。
扣件及其附件应符合GB978-67《可锻铁分类及技术条件》的规定，机械性能不低于KT33-8的可锻铸的制作性能，其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定，螺纹应符合GB196-81《普通螺纹》的规定，垫圈应符合GB95-76《垫圈》的规定。扣件与钢管的贴合面必须严格整形，保证钢管扣紧时接触良好，扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的旋转面间隙小于1mm，扣件表面进行防锈处理。
脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时，不得发生破坏。
6.1.4 钢丝绳
钢丝绳的选用必须符合强度要求（按计算要求）。断股、锈蚀严重的钢丝绳不得使用。型钢可选择工字钢、槽钢等，其规格、性能必须符合设计计算要求。
6.1.5 脚手板
脚手板采用竹串片式脚手板，每12m铺一层，型钢挑梁面层及架体顶层均满铺脚手板。
6.1.6安全网
按照安全质量监督部门的有关规定，安全网采用密目式安全网。
6.1.7 红白标志栏板
采用20cm宽标准红白栏板。每隔三层层高沿建筑物四周设置一道。
6.2 施工设备、机具：（见表6.2）
表6.2 设备、工具一览表
名称
数量
用 途
施工垂直载人、物电梯
2
运输型钢、搭设材料等
手拉葫芦（5吨）
3
现场收紧钢丝绳、临时稳定架体
计力器
2
检验构件受力值
力矩扳手∕扳手
2∕10
检测扣件螺栓扭力矩、旋扭扣件螺母用
经纬仪、水准仪
各1
监测架体垂直度、水平度用
安全防护用品
10
工人操作时用（安全带、安全帽等）

7. 质 量 控 制
7.1 质量要求：
技术员负责进行技术交底，质量员监督施工质量，并作好质量记录（见表7.1），发现问题及时与技术员联系解决。具体质量要求详下表：

表7.1 脚手架搭设的允许偏差
序号
项 目
允许偏差（mm）
1
立杆垂直度：Hmax>30m
Hmax≤100mm
Hmax/400～600
2
间距
步距偏差
±20mm
柱距偏差
±50mm
排距偏差
±20mm
3
大横杆高差
杆两端
±20mm
同跨同一横截面内的高差
±10mm
4
扣件安装
扣件距离中心节点
≤150mm
相邻立柱对接扣件高差
-50mm
5
脚手板外伸偏差、搭接
0～50mm

7.2 质量检验：
因为架体是随结构施工而往上搭设，所以属分段搭设、分段投入使用。这就要求脚手架也必须分段进行验收，验收合格后办理脚手架验收手续，在脚手架醒目处挂上脚手架验收合格牌后，方可投入使用。

检查验收的主内容，应按施工组织设计或作业指导书的有关规定进行，外脚手架的验收主要有以下项目：
1、型钢和钢丝绳的搭设和拉结情况；
2、脚手架的步高；
3、立杆的纵横间距，立杆的接头位置、立杆的竖直度；
4、立杆的纵横杆的标高、水平度、小横杆的交叉位置；
5、脚手板的固定；
6、安全栏杆的高度与道数；
7、剪刀撑的位置、距离、角度和搭接；
8、隔离设施、外挑安全网和外包安全网；
　　9、扣件的紧固程度；
　　10、连墙杆的位置，数量和牢固程度；
　　11、脚手架出入处的加固；
　　12、脚手架开口处的加固；
　　13、脚手架所用的钢管、扣件、型钢及其他材料的材质证明和抽检记录；
　　14、脚手架的接地防雷；
　　15、焊接的质量。
7.3 施工监测
使用过程中随时用计力器、经纬仪、水准仪监测架体受力和变形情况，发现问题随时调整。
7.4 施工质量验收
在检查验收过程中，要特别注意扣件的紧固程度，扣件并不是拧得紧越好。对于拧紧力矩大于70N·M的扣件，要认真检查有无裂缝、变形，如果发现有上述弊病应立即调换，调换上的扣件的螺栓应紧固在40～60N·M。
脚手架在验收合格通过投入使用后，必须对其进行日常的保养和定期的全面检查和整修，才能保证其安全使用。

脚手架日常的保养和维修必须每天进行一次，定期的维护保养一般每月进行一次。所以要作业队对外脚手架进行日常的和定期的保养和维修，尤其是每次强风、暴雨过后都要认真检查整修后方可使用。
脚手架保养整修的主要内容有：
1、检查脚手架底部有无堆放杂物；
2、检查明确手架的整体和局部的垂直偏差，特别要注意脚手架的转角处和断开口处的垂直度。如发现垂直度有异常现象，应及时加固和消除隐患。
3、各类扣件的涂油和紧固。检查扣件时先检查扣件的外观，而后将扣件上的螺栓逆时针方向松几牙螺纹，再涂油紧固螺栓至规定的力矩范围内。
4、检查脚手板有否松动、悬挑，还要检查四角是否用铁丝扎牢，如发现问题应及时纠正。
5、与建筑物连接的检查，检查连接件是否齐全和完好，有无松动、移动。
6、要对外包安全网、外挑安全网、安全隔离设施、外侧挡板、栏杆和接地防雷等安全设施进行检查，保证这些安全设施完整、牢固，能正常发挥安全作用。如果有损坏者要及时调换，如有松动者应及时紧固，如发现松动和开口要及时连通。
7、如脚手架有开口、断口和出入口，应对该部位进行重点检查，使这些部位始终符合安全规定；
8、检查脚手架的荷载情况，使其不超过设计荷载，如有超载应及时卸荷至设计荷载。还要检查脚手架上堆物是否处于安全位置和稳定状态，否则应及时纠正。此外还要逐日清理脚手板上的垃圾。
9、脚手架的日常保养和定期检查，都要有记录。
10、脚手架使用中必须经常检查，清除架子上的杂物，严禁在架子上堆积过多的施工材料，或挤在一堆，以免架子发生超载，造成事故。
11、脚手架上施工材料应随用随运，施工荷载不得大于3000n/㎡，使用机具、材料等尽量入在脚手架里侧，以减少倾覆力矩。
7.5 脚手架拆除
脚手架使用完毕后立即拆除，在脚手架拆除前应作好以下工作：
1、对脚手架进行安全检查，确认不存在严重隐患。如存在影响拆除脚手架安全的隐患，应先对脚手架进行修整和加固，以保证脚手架在拆除过程中不发生危险；
2、在拆除脚手架时，应先清除脚手板（或竹笆板）上的垃圾杂物，清除时严禁从高空向下抛掷，大块杂物应装入容器内由垂直运输设备向下运送，能用扫帚集中的要集中装入容器内运下。
3、脚手架在拆除前，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，脚手架上的水平运输、人员组织，指挥联络的方法和用语，拆除的安全措施和警戒区域；
4、严格遵循拆除顺序，由上而下、后搭者先拆、先搭者后拆，同一部位拆除顺序是：栏杆→竹脚手板→剪刀撑→大横杆→小横杆→立杆。
5、外脚手架的拆除一般严禁在垂直方向上同时作业，因此要事先做好其他垂直方向工作的安排；
6、拆除脚手架时，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，还应在出入口处设置明显的停用标志和围栏，此装置必须内外双面都有加以设置；
7、在拆除的脚手架周围，于坠落范围明显标示“禁止入内”字样的标志，并有专人监护，以保证拆脚手架时无其他人员入内；
8、对于拆除脚手架用的垂直运输设备要用滑轮和绳索运送或塔吊配合，严禁乱扔乱抛，并对操作人员和使用人员进行交底，规定联络用语和方法，明确职责，以保证脚手架拆除时其垂直运输设备能安全运转；
9、拆下的脚手架钢管、扣件及其他材料运至地面后，应及时清理，将合格的，需要整修后重复使用的和应报废的加以区分，按规格堆放。对合格件应及时进行保养，保养后送仓库保管以备今后使用；
10、脚手架拆除时遇大风、大雨、大雾天必须停止作业；
11、拆除时操作人员要系好安全带，穿软底防滑鞋、扎裹腿；
12、脚手架拆除过程中，不中途换人，如必须换人，则应该在安全技术交底中交代清楚。
8 安 全 措 施
8.1 脚手架防电、避雷及安全防护装置
8.1.1防电
1. 钢管脚手架不应搭设在距离外电架空线路的安全距离以内，安全距离见表8.1.1；

表8.1.1 脚手架的外侧边缘与外电架空线路的边线间的最小安全操作距离
外电线路电压
1KV 以下
1～10KV
35～110KV
154～220KV
330～500KV
最小安全操作距离（m）
4
6
8
10
15

2. 对于达不到上述规定最小距离时，必须采取防护措施，增设屏障、遮栏、围杆或保护网，并悬挂醒目的警告标志牌。
3. 脚手架搭设和使用期间，要严防与带电体接触，当需要穿过380V以内的电力线路在2M以内时，搭设和使用期间应断电或拆除电源，如不能拆除，应采取下列措施；
4. 对电线和脚手架分别采取有效的绝缘措施；
5. 对脚手架要采取可靠的安全接地处理；
6.夜间施工时，应使用不超过12V电压的低压电源。
8.1.2 避雷
搭设脚手架时，应安装避雷针、避雷器、避雷线。
脚手架防雷接地，将建筑物上的避雷针引出与各段脚手架承载装置的四角焊接，接地电阻不大于10Ω。
8.1.3 安全防护装置
1.脚手架首层必须满铺竹脚手板，脚手板用12#铁丝同大横杆绑扎牢固，脚手架内排立杆与墙面之间铺设通长安全隔离七夹板或安全网。
2.脚手架外侧满铺密目式防为安全网，外立杆里侧设置1.2m高的防护栏杆。
3.脚手架在搭设平架时，平架应外高内低，与水平面成15°角，伸出外立杆2.5m，斜杆与横杆均用φ48×3.5钢管搭设，上铺密目式安全网，用16#铁丝与横杆绑扎牢固。
4.附设于外立面的塔吊卸料平台，应根据需要在垂直高度上错开设置，卸料台搭设构造如附图六。
8.2 操作安全要求

1.所有操作人员应持证上岗，操作人员进入现场后，应做好进场三级教育，并做好会议记录，进行详细的安全技术交底。
2.每一楼层外架搭设完毕后，必须验收合格后方可使用。
3.防雷击接地措施，采用4×30镀锌扁铁与本建筑结构的四角避雷接地网焊接，其电阻不得大于要求的1Ω。
4.高空作业要正确使用“三宝”遇六级以上大风时，应停止高空作业。
5.及时收集气象资料，并通知全体施工人员，便于安排工作和进行一步采取措施。
6.焊接作业时，要注意防火，遇风时，应设置挡风板，避免火花飞溅。
7.外架上不得堆放钢筋，模板等材料。
8.脚手架拆除程序与安装程序相反，拆除时，先将脚手架板逐一传递至楼层或转料平台上，再按步骤拆除，拆除步骤为横杆→立杆→剪刀撑，拆除时，严禁乱丢及高空坠物。
9 环 境 保 护 措 施
9.1 在进行脚手架搭设或拆除作业时须确保施工噪声符合：GB12523—1990《建筑施工场界噪声限值》要求。
9.2 在挂设安全网、铺设脚手板尤其是在临街面作业时必须按公司环境管理体系要求做好废物的堆放及回收。
9.3 钢管等材料在上架时需注意清理干净积尘或油污，以免造成高空飘扬或滴落污染周边环境。
10 效 益 分 析
经公司近年来数个工程的施工和综合分析，挑梁式悬挑外脚手架技术具有良好的社会效益和经济效益：
10.1 搭设时操作方便，有利于缩短工期。
10.2 搭设后，与其他搭设方法相比，架体稳定，对相邻建筑和道路影响小。
10.3 与其他挑架类型相比，可降低造价10％～25％。
10.5 采用计算机专业软件分析计算，可对多种搭设方案进行分析对比，择优选择，提高设计人员的工作效率。
11 工 程 应 用 实 例
11.1柳州市***国际商住楼工程，2005年6月开工至2007年10月竣工，为地下室一层，地面三十层，建筑总高度98.27m，该工程结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构。一至四层为裙楼，架空层标高为19.5m，第五层为转换层，六至三十层分为A、C栋塔楼。裙楼部分外脚手架施工方案为沿建筑物四周满搭设的方式，立杆落在地下室顶板上（加2000×200×50mm木垫板），地下室顶板设计承载≥10KN/m2，可满足裙楼外脚手架荷载，搭设高度超裙楼檐口1.5m。两栋塔楼考虑到房屋外脚手架荷载、工期等的影响，在转换层搭设独立外脚手架，从第六层高度开始，对应于无阳台处的外架体，在第六层、十八层用工字钢进行悬挑卸荷，在第十二层、二十四层用钢丝绳进行提拉卸荷；对应于有阳台处的外架体，将用工字钢悬挑与钢丝绳提拉相结合的方式分四次（即分别在六、十二、十八、二十四层）进行卸荷。平面布置为沿建筑物四周连续、闭合的搭设方式。搭设标高为99.77m（檐口标高为98.27m，附加1.5m）。
11.2柳州市****商住楼工程，2006年12月开工，为地下室一层，地面二十八层，建
筑总高度92m，该工程结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构。层高为3m，从第四层开始，用工字钢进行悬挑搭设外架，在第十、十六、二十二层踩用相同方法搭设悬挑外脚手架。平面布置为沿建筑物四周连续、闭合的搭设方式。
11.3柳州市“***园”位于柳州市***道西侧，使用功能为商住高层住宅。2007年5开工，总建筑面积123981.01m2，地下室为二层，地上分为七栋，1栋为二十层住宅，2、3栋为十八层住宅，4~7栋为三十层住宅，建筑高度为54~94.3m。每六层设置一道悬挑外脚手架，平面布置为沿建筑物四周连续、闭合的搭设方式。