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脚手架施工方案
第九章脚手架工程
9.1.简介
苏州***艺术中心工程总建筑面积150000m2,其中主楼134400m2,新月最高高度为38.816m,最低为18.343m,屋面为大斜坡,1区珍珠岩形部分最高为33.2m,最低为6.7m,现场自然地面标高为-2.0m左右。
因此外墙脚手架搭设高度跟随建筑物的高度变化而变化,平面跟随建筑物呈弧形。
该工程外墙脚手架采用钢管扣件落地脚手架,但在地下室外墙设有连通口部位和坡道口等处采用型钢悬挑脚手脚,新月形脚手架立面呈大斜坡形,脚手架最高搭设高度为40m,珍珠岩形脚手架立面呈阶梯形,脚手架最高高度为35m。
9.2.编制依据
9.2.1.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范GJG130-2001J84-2001
9.2.2.建筑施工安全检查评分标准GJG59-99
9.3.脚手架用材
9.3.1.脚手架钢管采用φ48mm×3.5mm普通焊接钢管,应在管壁内外涂刷防锈层,并定期复涂,以保持其完好。
9.3.2.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,钢管的外径、壁厚、端面等必须符合相关要求。
9.3.3.旧钢管使用前必须进行检查,当表面有严重锈蚀时,应抽样三根进行横向截断检查,锈蚀深度不得大于0.5mm,当锈蚀深度超过该规定时不得使用。
9.3.4.脚手架钢管严禁用电焊或氧气切割,严禁打孔。
9.3.5.扣件采用锻铸铁制作,扣件螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,扣件不得破坏。
扣件的形式有三种:
1)直角扣件:
用于两根呈垂直交叉钢管的连接;
2)旋转扣件:
用于两根呈任意角度交叉钢管的连接;
3)对接扣件:
用于两根钢管对接连接。
9.3.6.对重复使用的扣件应及时检查,有裂缝、变形的扣件严禁使用;滑丝的螺栓必须更换;用于重要部位的应按《钢管脚手架扣件》(GB15831)规定的检验规则抽样检测,合格后方可使用,新扣件应有生产许可证、产品合格证和检测报告。
9.3.7.扣件式钢管脚手架工程施工的主要机具应有扳手、力矩扳手、起重索具等。
9.4.脚手架设计
9.4.1.架体构造设计
主体纵距1500mm,横距中距1050mm,横杆垂直步距1800mm,每6跨设置一组剪刀撑,从脚手架底部连续至脚手架顶部,脚手架顶部设1500mm高钢管栏杆,脚手架避雷利用建筑物防雷接地网。
脚手板采用竹笆板满铺,外侧满张密目式安全网,内侧与建筑物结构留设300mm空隙,用安全网平网封闭处理,外侧设1200mm高防护栏杆和挡脚板,脚手架外侧每隔100m设一座斜道作为上下通道。
脚手架下部采用硬化处理,并按5‰排水坡度设置,外侧设置排水明沟。
9.4.2.脚手架计算
按脚手架最高处进行计算,则按40m高度计
9.4.2.1.基本参数
钢管重量:
0.0384KN/m
扣件:
0.015KN/只
竹笆片:
0.05KN/m2(共22层)
安全网:
0.003KN/m2
基本风压:
WO=0.4KN/m2
钢管截面模量:
W=5.08×103mm3
钢管截面回转中径:
i=15.78mm
钢管截面积:
A=4.89cm2
钢材抗压强度设计值:
f=205N/mm2
脚手架施工限载:
270N/m2
9.4.2.2.脚手架单根立杆的允许搭高高度
9.4.2.2.1.荷载标准值计算
1)手结构自重全高——纵距自重NGK1
立杆纵距1.5步距1.80查表7-4得,NGK1=0.442KN
2)构配件全高——纵距自重NGK2
竹笆片:
22×1.5×1.0×0.05=1.65KN
纵向水平杆及扣件(横向跨中的一根,用于铺竹笆片):
22×1.5×0.0384+22×2×0.015=1.93KN
护栏、踏脚杆及扣件(按每层均设计):
2×(1.5×0.0384+0.015×2)×22=3.85KN
剪刀撑(按6跨6步一组设置):
密目网:
40×1.5×0.003=0.18KN
合计:
NGK2=1.65+1.93+3.85+1.54+0.18=9.15KN
单排:
NGK′2=9.15÷2=4.575KN
3)施工荷载NQK
按上下三层同时作业计:
NQK=3×2.7×1.5×1.05÷2=6.38KN
4)查表7-10
Af=48.491KNKA=0.85
9.4.2.2.2.允许搭设高度
H=[KA
Af-1.3(1.2NGK2+1.4NQK)]/(1.2NGK1)·h=[0.85×48.491-1.3(1.2×4.575+1.4×6.38)]÷(1.2×0.442)×1.8=76.25m
最大允许搭设高度为:
H≤H/(1+H/100)=76.25÷(1+76.25÷100)=43.26m>40m
允许搭设高度满足搭设要求。
9.4.2.3.稳定性计算
9.4.2.3.1.计算公式
不组合风荷载时:
组合风荷载时:
式中:
N——格构式压杆的轴心压力,N=1.2(n1NGK1+NGK2)+1.4NQK
n1——脚手架的步距数,n1=40/1.8≈22
——格构式压杆长细比,由表7-8查取,
——换算长细比系数,由表7-9查取,
——格构式压杆整体稳定系数,按换算长细比
,由表7-7查取,
则
=0.242
A——脚手架内外排立杆截面之和,4.89×2×102mm2
KA——立杆截面调整系数,KA=0.85
KH——脚手架高度调整系数,KH=1/(1+H/100)=0.714
f——钢管抗弯、抗压强度设计值,f=205N/mm2
M——风荷载作用对格构式压杆产生的弯矩,
式中风荷载标准值:
——风压高度变化系数,
——脚手架体型系数,
——脚手架挡风系数=
,密目安全网的挡风系数近似按0.4计,
。
则:
W——单根钢管截面抵抗系数,5.08×103mm3
9.4.2.3.2.稳定性计算:
不组合风荷载时:
N=1.2×(n·NGK1+NGK2)+1.4NQK=1.2×(22×0.442+4.575)+1.4×6.38=26.09KN
组合风荷载时:
N=1.2×(n·NGK1+NGK2)+0.85×1.4NQK=24.75KN
不组合风荷载时:
组合风荷载时:
9.4.2.4.扣件抗滑移验算
每步传向立杆的荷载:
N=1.2×(0.442+4.575÷22)+1.4×6.38÷3=3.76KN≤5KN(合格)
9.4.2.5.连墙杆计算
连墙杆的轴向力设计值计算:
计算公式:
式中:
——连墙杆轴向力设计值
——连墙杆约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,双排脚手取5。
——风荷载产生的连墙杆轴向力设计值,按下式计算:
Aw——每个连墙杆的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积,为1.8×2×1.5×3=16.2m2
扣件抗压或抗拉设计承载力[
]=6KN/只,故采用2只扣件抗滑移。
9.4.2.6.地基与基础计算
地基与基础计算
9.4.2.6.1.地基容许承载力
——地基承载能力标准值,回填土取240KN/m2
K——调整系数,回填土取0.4
9.4.2.6.2.基础底面的平均压力
N——上部结构传至基础顶面的轴向力为26.09KN;
A——基础底面面积,采用200宽,50厚通长垫木,作用长度取1.5m,则A=1.5×0.2=0.3m2。
∴满足要求。
9.4.2.7.悬挑部分工字钢及吊环钢丝绳计算:
9.4.2.7.1.最大弯矩:
Mmax=26.09×1.35+26.09×0.3+0.201×1.452÷2=43.26KN·m
16#工字钢Wn=116.8cm3
9.4.2.7.2.16#工字钢受力验算:
不能满足要求,需要在上部卸载。
9.4.2.7.3.结合结构楼层,拟在22.5至27.4处卸载,计算如简图所示。
tgα=4.9/1.35α=74.6
tgβ=4.9/0.3β=86.5
TOA=P1/sinα=26.09×17.5/40×2/0.96=23.78KN
TOB=P2/sinβ=26.09×17.5/40×2/1=22.8KN
TAB=TOAcosα+TOBcosβ=23.78×0.27+22.8×0.061=7.79KN
则钢丝绳最大拉力Tmax=TOA=23.78KN
钢丝绳之间的荷载不均匀系数α=0.85(对6×19钢丝)
钢丝绳使用安全系数K1=3.5
由公式Tmax≤αPg/K1
Pg——钢丝绳破断拉力总和
Pg≥TmaxK1/α=23.78×3.5÷0.85=97.92KN
则选用6×19,φ140钢丝绳,共Pg=112.0>97.92KN
每根钢丝绳用绳卡3个,绳卡间距100~150。
预埋吊环计算:
吊环用Ⅰ级钢制作,埋入混凝土内与主筋相焊,其应力不大于50N/mm2。
Ag=23.78×103÷(2×50)=237.8mm2
选用φ18,Ag=254>Agmax=237.8mm2
9.4.2.7.4.卸载后工字钢最大弯矩:
Mmax=26.09×2.57/40×1.35+26.09×22.5/40×0.3+0.201×1.452/2=24.42KN·m
9.4.2.7.5.16#工字钢受力验算
故选用16#槽钢符合要求。
9.4.2.7.6.钢丝绳选用及验算
为确保安全,故采用钢丝绳斜拉的方式双保险,按悬挑槽钢完全靠斜拉钢丝绳计算,则:
Tmax=26.09×22.5/40×2+0.201×1.45/sin78.44=30.26KN
Pg≥TmaxK1/α=30.26×3.5÷0.85=124.6KN
则选用6×19,φ15.5的钢丝绳,其Pg=138.5KN>124.6KN
每根钢丝绳选用绳卡3个,绳卡间距100~150。
9.4.2.7.7.预埋吊环计算:
Ag=30.26×103÷(2×50)=302.6mm2
选用φ20,Ag=314>302.6mm2(满足要求)
9.4.2.7.8.工字钢伸入结构层内长度计算:
即第一个吊环位置距离结构楼层边至少800mm,为安全。
工字钢伸入结构楼层内2m,用双吊环固定工字钢。
9.5.脚手架搭设及相关要求
9.5.1.扣件式钢管脚手架的搭设必须按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001、J84-2001)规定的构造和搭设顺序进行,工艺流程如下:
基础准备安放垫块安放底座竖立杆并同时安扫地杆搭设水平杆设置剪刀撑斜杆和连墙杆铺设脚手板铺挡脚板和栏板
脚手架距外墙距离为300mm,脚手架限载270kg/m,不得集中堆载。
9.5.2.双排脚手架每根钢管的固定扣件不少于2个,一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步。
9.5.3.垫块、底座均应准确地放在定位线上,垫板面积不小于0.15m2,采用50厚木板作为底座垫板,垫块长度不少于2跨。
9.5.4.脚手架逐层铺设竹笆片,脚手板外侧满张密目式安全网,并设1.2m高竹笆片挡板进行防护,并设置不少于18cm高的挡脚板,红白漆相间油漆。
9.5.5.搭设立杆应符合下列要求:
1)外径不同的钢管不得混合使用。
2)立杆纵距1500mm,横距1000mm,横杆垂直步距1800mm。
3)底部立杆必须采用不同长度的钢管,立杆的连接采用对接扣件连接,且必须交错布置,两根相邻立杆的连接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得小于500mm,各接头中心至主节点距离不宜大于步距的1/3,并置于不同的构架框格内。
4)周边脚手架应从一个角开始向两边延伸交圈搭设,“一”字形脚手架应从一端开始并向另一端延伸搭设。
每4跨应设一根斜撑,与地面的夹角450~600。
5)做法详图如下页图:
9.5.6.搭设纵向水平杆应符合下列要求:
1)纵向水平杆应水平设置宜设置在立杆内侧,钢管长度不得小于3跨。
2)接头采用对接扣件连接,内外两根相邻纵向水平杆的接头不得在同步跨内,上下两个相邻接头应错开不少于一跨,不同步或不同跨接头在水平方向错开的水平距离不得小于500mm,各接头中心距杆端距离应小于纵距的1/3。
3)纵向水平杆与立杆相交处必须用直角扣件与立杆固定。
9.5.7.搭设横向水平杆应符合下列要求:
1)立杆与纵向水平杆相交处即主节点均必须设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接,且严禁任意拆除。
跨度中间的横向水平杆根据需要设置,主节点两个直角扣件的中心距不应大于150mm。
2)脚手架横向水平杆外端伸出纵向水平杆外不得大于250mm。
9.5.8.搭设纵、横向扫地杆应符合下列要求:
1)每根立杆的底座向上200mm处,应设置纵、横向扫地杆,用直角扣件与立杆固定。
2)当立杆基础不在同一水平高度上时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长2跨,并与低跨立杆固定。
9.5.9.搭设剪刀撑应符合下列要求:
1)应从转角处起,连接设置一道剪刀撑,由低至顶连续设置。
2)每副剪刀撑跨越立杆的根数不应少于5根,也不宜超过7根,与纵向水平杆呈450~600角。
3)剪刀撑应设置在脚手架立杆外侧,并用旋转扣件固定在立杆横向水平杆的伸出端上,其交点距主节点距离不小于150mm,杆件采用搭接,旋转扣件扣牢,且不少于3只,杆件搭接长度不少于600mm,搭接接头不得设置在同一跨内。
9.5.10.搭设横向斜撑应符合下列要求:
1)“一”字型、开口型双排架的两端必须设置横向斜撑,中间每隔6跨设置一道横向斜撑。
2)每一斜撑只占一步或一跨,一般呈“Z”型连续布置,两端用旋转扣件固定在立杆或纵向水平杆上,其交点距主节点的距离不得大于150mm。
3)当横向斜撑妨碍操作时,经批准可临时拆除一步架的斜撑,但作业后必须及时补上。
9.5.11.为防止脚手架内外倾覆,故必须设置斜抛撑,间距6000mm,并做成桁架式。
9.5.12.脚手板的设置要求:
1)脚手板采用竹笆板满铺设,与水平杆用铁丝扎牢。
2)竹笆板接其主筋垂直于纵向水平杆方向铺设,采用对接铺设,绑扎采用直径1.2mm镀锌铁丝固定在水平杆上。
3)脚手板外侧面栏杆内侧应连续设置竹笆栏板,与水平栏杆绑扎牢固。
9.5.13.张设安全网:
脚手架外侧设置密目式安全网,满张设;安全网与脚手架架体采用不小于12#铁丝扎牢,架体与建筑物内距离250mm空隙,采用小型安全网;安全网必须采用由省建管部门许可的产品。
9.5.14.脚手架外侧边搭设斜道,间距50m一道,便于人员上下层交通。
9.6.质量验收标准
9.6.1.脚手架立杆要垂直,大、小横杆要平直。
9.6.2.各种连接扣件必须扣接牢固,防止杆件打滑。
9.6.3.相邻两柱的接头必须错开,不得在同一步距内。
9.6.4.里、外、上、下相邻的两根大横杆的接头必须错开,不得集中在一组间距之间驳接。
9.6.5.搭设剪刀撑或斜撑,应将一根斜杆扣在小横杆的伸出部分且应该连续搭设。
斜撑两端的扣件与立杆节点的距离不大于15cm,最下面的斜撑与主柱的连接点离地面不大于30cm。
9.6.6.脚手架验收
9.6.6.1脚手架及其地基基础应在下列阶段进行检查与验收:
1)基础完工后及脚手架搭设前;
2)作业层上施加荷载前;
3)达到10mm高度后;
4)遇到有六级大风与大雨后;
5)停用超过一个月。
9.6.6.2进行脚手架检查、验收时应根据下列技术文件:
1)本方案9.6.3~9.6.4条的规定;
2)施工组织设计及变更文件;
3)技术交底资料。
9.6.6.3脚手架使用中,应定期检查下列项目:
1)杆件的设置和连接,连墙件、支撑、门洞桁架等的构件是否符合要求;
2)地基是否积水,底座是否松动,立杆是否悬空;
3)扣件螺栓是否松动;
4)安全防护措施是否符合要求;
5)是否超载(允许堆载270kg/m)。
9.6.6.4扣件式钢管脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法应符合下表的规定。
项次
项目
技术要求
允许偏差(mm)
检查方法
1
立杆垂直度
±100
用经纬仪或吊线与尺量检查
2
搭设中心立杆垂直度
H<20m时
≤50
用经纬仪或吊线与尺量检查
H<50m时
≤75
3
间距
步距
±20
用尺检查
立杆纵距
立杆横距
±20
4
纵向水平杆高差
杆两端
20
用水准仪或水平尺与尺量检查
同跨同一横截面内的高差
10
5
双排脚手架横向水平杆外伸长度
0.25~0.50m
-50
用尺检查
6
扣件螺栓拧紧力矩
40~65N·m
9.6.6.5脚手架按20%抽检,扣件拧紧力矩为40~65N·m。
9.7.脚手架使用、维护和保养
9.7.1.脚手架使用
9.7.1.1脚手架可上下同一部位三个作业面同时作业,但必须采用隔离措施,防止坠物伤人。
9.7.1.2.脚手架限载270kg/m×3=810kg/m,禁止将重物直接吊运放置在脚手架上。
9.7.1.3.使用期间禁止擅自拆除扣件、杆件或拉接点。
9.7.2.脚手架的维护和保养
9.7.2.1.每月对脚手架进行一次全面大检查,每周由班组自检,安全员现场巡查,确保脚手架安全。
9.7.2.2.大雨或大雪前后,以及冬、雨期施工前后进行全面检查。
9.7.2.3.配备6人小组专门对脚手架进行巡查维护,重点对扣件螺丝的松紧程度进行检查。
9.7.2.4.为防止螺丝、扣件锈蚀,故每只扣件使用时,加嵌黄油防锈处理。
9.7.2.5.对脚手板及安全网的绑扎点进行维护完善。
9.8.安全管理及安全技术措施
9.8.1.安全管理
9.8.1.1.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。
9.8.1.2.搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
9.8.1.3.脚手架的构配件质量与搭设质量必须符合要求,经检查验收合格后方可使用。
9.8.1.4.作业层上的施工荷载应符合设计要求,限载270kg/m,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;严禁悬挂起重设备,禁止吊放成捆钢筋。
9.8.1.5.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、雪后上脚手架作业应有防滑措施,并应扫除积雪。
9.8.1.6.脚手架的安全检查与维护,按第五大条的规定进行。
安全网按有关规定搭设或拆除。
9.8.1.7.在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件:
1)主节点处的纵、横水平杆,纵、横向扫地杆;
2)连墙件。
9.8.1.8.不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业,否则应采取安全措施,并报相关部门批准。
9.8.1.9.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,配备干粉灭火器和消防水源及工具用具,电、气焊作业时可用接火斗,禁止火花飞溅。
9.8.1.10.工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等,应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46)的有关规定执行。
9.8.1.11.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。
9.8.2.安全技术措施
9.8.2.1.脚手架使用前应进行验收,合格后方可使用,搭设前应进行全面的技术交底。
9.8.2.2.脚手架高度在20m以上时,每6跨设一道斜撑,并做成桁架式支撑。
9.8.2.3.无法设置斜撑时,必须设连墙杆,连墙杆水平间距为4500mm,垂直方向为3600mm。
9.8.2.4.用于连接大横杆的对接扣件,应避免开口向上设置,防止雨水侵入。
9.8.2.5.在大风雨或停工一段时间后必须对脚手架进行全面检查,如发现变形、下沉,钢构件锈蚀严重,连接扣松脱等,要及时加固维修后方可使用。
9.8.2.6.搭设脚手架高度大于2m时必须正确使用安全带,且高挂低用。
9.8.2.7.使用过程中严禁拆除脚手架杆件及扣件。
9.8.2.8.拆除脚手架时周围应有专人监护,不得抛掷杆件和扣件等,以防外弹伤人。
9.9.脚手架的拆除
为保证脚手架的拆除中的稳定性,拆除脚手架必须完成下列准备工作:
1)全面检查脚手架,重点检查扣件、连墙件、支撑体系等是否符合安全要求。
2)根据检查结果及现场情况编制拆除方案并经有关部门批准后方可实施。
3)由项目技术负责人进行拆除安全技术交底,交底双方均应在交底书上签字。
4)根据拆除现场的情况,设围栏或警戒标志,并有专人看守。
5)清除脚手架上留存的材料、杂物及地面障碍物等。
9.9.1.脚手架的拆除应符合下列要求:
1)拆除脚手架必须有专人指挥,参与拆除人员应注意动作的配合和协调,在拆除过程中不宜中途换人,不得单人拆除较重杆件等有危险的构配件。
2)拆除顺序应是后搭设的部件先拆,先搭设的部件后拆,由上而下逐层进行,严禁上下同时作业,严禁采用推倒或拉倒的拆除做法。
3)连墙件应在位于其上的全部可拆除杆件拆除之后才能拆除。
当拆除至最后一节立杆时,应先搭设临时支撑加固后,方可拆连墙件和支撑件。
4)除脚手架宜一步一清,分段拆除时高度不应大于2步,如高差不得已大于2步,应采取临时稳定措施,增设临时连墙杆加固。
5)拆剪刀撑和纵向水平杆时,应先拆中间扣件,后拆两端扣件。
拆扣件时,应有防止杆件突然坠落的措施。
6)拆除的脚手架部件应及时传递至地面,严禁从空中抛掷。
7)运至地面的脚手架部件,应及时清理、检查、整修和保养,根据需要涂刷防锈油漆,并按品种、规格入库随时码堆存放。
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