悬挑多排脚手架施工工法

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1、 悬挑多排脚手架施工工法天元建设集团有限公司 宋文先 张德杰 葛同超一、前言随着建筑工程造型越来越复杂，传统的落地式双排外脚手架虽然可以搭设多排，但是占地面积大，搭设高度有限，脚手架地基承载力要求高，并且影响地下室的后续施工，双排悬挑脚手架虽能解决上述问题，但只适合外形规整的建筑物。为了解决建筑物悬挑构件上下长度不一给搭设外脚手架带来的难题，我公司组织技术人员进行精确计算、反复论证，并经过多次现场实践，总结经验，逐渐形成了一套行之有效的利用工字钢悬挑多排脚手架的施工方法，经过加工、提炼形成为工法。目前，该工法经过大量的工程实践，效果显著。采用此工法施工的临沂市疾病控制、卫生监督、紧急救援指挥中

2、心等工程已被省建管局评为“山东省建筑业新技术应用示范工程”。二、工法特点2.1、在原悬挑双排脚手架的基础上增加为多排，满足了各结构层悬挑构件的安全防护要求。2.2、为逐层外挑构件搭设脚手架奠定了理论基础，具有较高的指导意义。2.3、脚手架搭设方式灵活，可应用于各种不同悬挑构件的悬挑脚手架的搭设。三、适用范围该工法可广泛应用于结构外形倾斜较大或球形框架、框剪结构的建筑物。四、工艺原理4.1、悬挑多排外脚手架主要采用在悬挑工字钢上站立多排钢管搭设外脚手架，方案确定时，充分考虑外架在悬挑结构上的荷载及悬挑结构的承载能力，采用不拆除悬挑结构的模板支撑体系的方法以保证悬挑结构在外架的作用下保持结构安全。

3、4.2、荷载分析：本支撑体系具体包含两个部分，一是外架体系，一是内架体系；由于建筑物在顶层结构外挑长度达到5.2米，为保证工字钢的稳定性及建筑物结构安全，只有先拆除外架，卸掉混凝土悬挑构件外加荷载的基础上，才能拆除混凝土悬挑构件的支撑体系，这样就化悬挑为非悬挑，既能保证结构安全又能保证外挑脚手架的安全施工，其受力分析如下图4.2。内脚手架风雪荷载施工荷载 悬挑工字钢工字钢自重 建筑物悬挑结构混凝土自重建筑物外架自重图4.2悬挑多排外脚手架受力分析图4.3技术分析方案设计时，综合考虑外挑脚手架的外挑工字钢受力情况，外挑工字钢在楼内受力情况及所需钢筋拉环情况，工字钢与混凝土接触处混凝土受力情况及工

4、字钢的受剪情况，确定悬挑脚手架受力情况。首先选择最大受力单元，进行荷载传力途径分析，绘制最大弯矩图进行计算、验算，详见悬挑支撑计算单元图4.3-1、图4.3-2弯矩图、剪力图。图4.3-1悬挑支撑计算单元 图4.3-2弯矩图、剪力图五、施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程施工准备编制施工方案预埋件预埋、工字钢摆放外架搭设内架搭设临时避雷焊接顶层混凝土浇筑至强度达到100%最上一步内架拆除最上一步外架拆除以下各层内外架逐步拆除底步内架拆除底步外架拆除。5.2操作要点5.2.1工字钢切割、焊接用切割机将18工字钢按照所需长度切割，并在工字钢上承担钢管的位置上焊接15高DN25钢管（见图5.2.1）

5、。图5.2.1工字钢与钢管连接处示意图5.2.2工字钢摆放1)、根据技术交底要求制作锚固铁件，现浇板钢筋施工时将锚固拉环预埋（详见下图5.2.2-1），铁件锚固端要安装在底板筋下面。同一根工字钢的锚固铁件需拉通线校核，以确保位置正确。图5.2.2-1锚固件预埋图2)、本层混凝土浇筑完成，混凝土强度达到70%后开始摆放工字钢，以免影响锚固铁件和混凝土强度。工字钢外挑长度为结构件的外挑长度加双排脚手架的宽度再加外架内立杆距建筑物的距离（建筑物外脚手架外观如图5.2.2-2)。图5.2.2-2悬挑多排外脚手架立面图3）、钢丝绳柔性卸荷采用钢丝绳拉紧工字钢悬挑端，用倒链预拉紧，使工字钢在同一受力平面。

6、确保钢丝绳无延伸受力，以免架体变形过大，影响混凝土构件质量。钢丝绳端部用5个绳卡卡紧（详见图5.2.2-3）。图5.2.2-3钢丝绳固定图5.2.3、杆件安装杆件安装的工艺流程为：立杆、水平杆剪刀撑连墙件铺脚手板扎防护栏绑扎安全网。5.2.4、避雷设施：脚手架的四角设避雷接地，与基础钢筋相接，接地电阻小于30。5.2.5、悬挑工字钢的计算因外挑脚手架采用三层悬挑一次，所以需悬挑的最大高度为3.73=11.1m脚手架本身的计算较为成熟，本工法不再计算，下面进行工字钢的稳定性计算：按结构施工二层作业计算，参照施工手册：恒载：Gk=11.1（0.1089+0.1113）+21.50.23561.5=

7、4.73KN工字钢自重：24.1432.7=0.652KN活载：Qk=21.51.8=5.4 KN则工字钢所受的荷载为：1.2(4.73+0.652)+1.45.4=14.03KN计算简图5.2.5-1如下：图5.2.5-1按最不利荷载考虑，将P1、P2叠加到P3、P4，并按P3=P4得出P3=P4=7.015KN，得5.2.5-2简图如下：图5.2.5-2从上图可以看出N2点受力最大，出于安全考虑，假设N2点承受全部压力，得出2.1 N2=1.8 P3+3.6 P4得：N2=18.038 KN则工字钢Mmax=1.8 P3+3.6 P4=37.881 KNmVmax=P3+P4=14.03

8、KN选用18号工字钢，各项参数如下：18号工字钢 A =30.60 cm2 Ix=1660cm4 Wx=185.00 cm3 ix =7.36cm 由=M/W=37.881106/185103mm3=204.76205 N/mm3 符合要求 =V/A=14.03103N/3060 mm2=4.59170N/mm3 符合要求验算固定工字钢的锚固件抗拉承载力：我们预埋件采用16钢筋，按安全系数为3计算：883.142102=84.4KM18.0383=54.12KN所以锚固件安全5.3劳动力组织按照一个生产班组组织人员（见表5.3）表5.3 劳动力组织用表工种人数备注辅助工3搬运材料架子工6工字钢

9、摆放，外架搭设塔吊工1材料吊运技术员1预埋件位置、焊接、现浇结构的观测安全员2搭设过程中的安全监督六、材料与设备6.1、安装材料18工字钢、483.5钢管、扣件、密目网、平网、钢丝绳。6.2、安装机具钢卷尺、塔机、钢筋切断机、套丝机、弯曲机。七、质量控制7.1、工程质量控制标准7.1.1支撑体系所用钢管、工字钢、锚固铁件其质量应符合碳素结构纲（GB/T700）中Q235-A级钢的规定。扣件质量符合钢管脚手架扣件（GB15831）规定。钢丝绳质量符合GB5972规定。 7.1.2搭设要符合JGJ130建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范要求和验收标准。锚固铁件焊接必须符合GB50205-2001

10、钢结构工程施工质量验收规范的验收要求。7.1.3、脚手架安装允许偏差（见表7.1.3）：表7.1.3悬挑脚手架安装允许偏差 项次项目技术要求允许偏差（mm）示意图检查工具1立杆垂直度最后验收垂直度2080m100用经纬仪或吊线和卷尺下列允许水平偏差（mm）搭设中检查偏差的高度（m）总高度20mH1072间距步距纵距横距205020钢卷尺3纵向水平杆高差一根杆的两端20水平仪或水平尺同跨内两根水平杆高差104水平杆外伸长度偏差外伸500mm50钢卷尺5扣件安装同步立杆上两个相隔对接扣件的高差a500mm钢卷尺立杆上的对接扣件至主节点的距离ah/36水平杆上的对接扣件至主节点的距离ala/3钢卷尺

11、7扣件螺栓拧紧扭力矩4065Nm扭力扳手7.2质量保证措施7.2.1.剪刀撑的搭设是将斜杆扣在立杆上，斜杆扣件与立杆接点的距离不大于20cm，最下面的斜杆与立杆的接点离地面不大于0.2m，剪刀撑搭接长度不少于1m，搭设间距为915m，超过24m满搭剪刀撑，以保证架体的稳定性。7.2.2.脚手架各杆件相交、伸出的端头，均应不小于10cm。7.2.3定人观察荷载增加悬挑体系变形情况，并配备照明设施，为动态过程控制及时提供信息。八、安全措施8.1、搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。8.2、作业层上施工荷载不得超载，不得将混凝土输送管固定在脚手架上，严禁悬挂起重设备。8.3、搭拆脚手架时

12、，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。8.4、按照建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）定期检查，发现隐患及时处理。8.5、当有5级或5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。九、环保措施9.1、成立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，随时接受主管部门的监督检查。9.2、严格执行建筑施工安全检查标准（JGJ59-99），施工现场做到“两型五化”，创建安全文明型、卫生环保型工地。9.3、工字钢防腐油漆、稀料要封闭保管好，不得遗洒污染环境。9.4、避免夜间施工

13、，以免影响居民休息。十、效益分析10.1经济效益以济南信息通信与外包产业基地工程为例，采用悬挑脚手架，缩短工期23天。直接经济效益：当时周材租赁费每月52万元，23天为523023=39.87万元。管理费用：每月工资90201.49元，23天为90201.493023=69154.48元总费用：398700+69154.48=467854.48元10.2社会效益10.2.1、顺利达到了节点控制工期要求，赢得了监理单位、建设单位的一致好评。10.2.2、通过混凝土构件悬挑部分内脚手架不拆除，化悬挑为非悬挑，确保了工程主体质量和施工安全。主体施工期间，顺利通过了省级安全文明示范工地的验收，评审专家

14、高度赞扬了外脚手架的搭设工作。进一步提高了我公司的社会信誉。十一、应用实例该工法在我公司已得到了广泛的应用，现将应用情况介绍如下：11.1、临沂市疾病控制、卫生监督、紧急救援指挥中心工程建筑面积2.2万，地下一层，地上19层，结构总高度79.6m，南立面为曲线形，中间最大挑出长度4.9m，施工过程中，我们在工程南侧1-10层采用悬挑多排脚手架，保证了工程质量和施工安全，达到了预控目标。11.2、济南信息通信与外包产业基地工程建筑面积151420，地下一层，地上11层，外形为一荷花造型，外圆弧每层比下一层多出50，普通外脚手架无法搭设，通过与建设单位、监理单位研究采用外挑多排脚手架。通过该方案，工程质量、工期效益的优势得到了进一步的体现，取得了良好的社会效益。11.3、临沂尚城一期8#楼结构总高度54.2m，其楼顶造型外形呈椭圆形，水平半径7.6m，竖向半径10.6m，施工过程中下面的半球外脚手架采用该方案组织施工，确保了工程质量和施工安全，得到了建设、监理及主管部门的高度评价。