脚手架施工方案
工程概况:建筑、结构设计特征
本工程为济南市轻骑置业住宅组团2号楼,为于济南市历城区,西临红楼南路,南靠百花公园,地势平坦,地上十七层,地下一层,共六个单元,总高53.4米(不含机房及装饰架高),地下一层层高为3.6米,地上各层均为2.9米,结构形式为剪力墙结构,施工现场开阔,空中无高压线等障碍。
施工现场特征:
本工程部分坐落于旧有房屋拆迁基地,场地基本平整,建筑垃圾及碎土较多。现场已基本达到三通一平的条件,具备基坑开挖的条件。
水文、地质情况:
本工程以含粘土卵石层为天然地基持力层。
工程特点:
1、基坑开挖深,支护要求高。
2、工程基础深度为4.2米,地上高度为53.4米,属于高层建筑,垂直度控制要求高。
3、工期要求紧,质量及安全要求高。(详见施工观场平面图)
一、+6.80米以下为双排落地式脚手架;
因搭设高度仅为13.5米,因此方案中除对立杆地基承载力和连墙件进行计算,其他项目不做计算,仅对具体施工中作出要求;
1、立杆地基承载力的计算:
按规范应符合公式 P≤ƒ g
P=N/A=(4×13.5×0.1248+1.5×1.05×0.35+3×1.5×1.05)/1.5×0.3×2=16.81KN
ƒ g=Kc׃ gk=0.5×46.7=23.35KN〉16.81KN 所以安全!
2、连墙件的计算:
1)扣件抗滑承载力:由于采用直角扣件连接,按规范P14,表5.1.7采用Rc=8.00KN
2)连墙件轴向力设计值:Nl=Nlw+No
其中Nlw=1.4×Wk×Aw=1.4×0.027×19.44=0.73KN
No按规范采用5KN
所以Nl=Nlw+No=0.73+5=5.73KN〈8.00KN 所以安全!
(一)搭设前的准备工作:
1、垫层打好以后,外架搭设前由项目部技术人员,向作业人员详细交底。
2、使用的钢管,扣件、脚手板、安全网等检查合格后方可使用。
3、作业人员必须有本专业工程上岗证。
4、六级及六级以上大风和雾、雨天应停止脚手架作业。
(二)具体搭设技术要求:
1、立杆应座落在坚实的基础上,立杆底部设底座,座下铺2.5m×0.3m×0.05m厚木板。
2、根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中表6.1.1-1之规定,采用立杆横距1.05米,步距为1.8米,立杆纵距1.8米,连墙件的设置为二步三跨;
3、纵向水平杆、横向水平杆、竹笆的设置;
3.1纵向水平杆设置在立杆内侧,其长度大于3跨;均与横向水平杆扣接;
3.2纵向水平杆均采用对接,且两根相邻纵向水平杆的接头不允许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为小于500mm,各接头中心至最近主接点的距离小于纵距的1/3;
3.3主接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扣接且严禁拆除。因本工程采用竹笆脚手板,因此,横向水平杆应直接扣接在立杆上,且应增设2根纵向水平杆,等间距布置;
3.4施工层竹笆应满铺,四个角用铁丝与纵向水平杆绑扎牢固;
4、立杆的设置;
4.1每根立杆底部应设置底座或垫板;
4.2纵向扫地杆应处于横向扫地杆的上方,均与立杆扣接,扫地杆距地面为150mm;
4.3立杆在顶层采用搭接,搭接长度为1.2米,采用两个回转扣件固定,且高出建筑物檐口1.5米,下方均采用对接,节点布置同纵向水平杆节点要求;
5、连墙件的设置;
5.1连墙件选用软拉配合顶撑*作,尺寸为5.4×3.6,覆盖面积为19.44平方米,符合“规范”中表6.4.1的要求;
5.2拉结点必须靠近立杆设置,距离不应大于300mm,同时,应从底部第一步纵向水平杆开始设置;
5.3拉筋应呈水平方向设置,配合顶撑使用,实际*作应先定后拉;
6、剪刀撑的设置;
6.1剪刀撑按表6.6.2中要求选用连接6根立杆,由拐角处开始,沿全高度布置,每组剪刀撑的净间距小于15米,杆件连接采用搭接,两断各用一组扣件,距离末端100mm;
6.2无法搭设剪刀撑的位置需设置“之”字形斜撑;
7上人斜道的设置;
7.1斜道宽度为1米,坡度为1:3;
7.2拐角处设置休息平台,斜道两侧均设置双层拦水防护,高度1.2米,首道拦水距离斜道垂直距离为0.6米,底部设置20cm高踢角板;
7.3斜道脚手板底部应设置横向水平支托杆,间距为500mm,斜道脚手板上设置防滑木条,间距为300mm;
8、脚手架外侧选用2000目安全网全封闭,首层设兜网,向上间隔两层设一道,施工层满铺竹笆,外侧设双拦水防护,刷红白相间油漆,底部设18cm高挡角板;
二、+6.80米以上为悬挑脚手架;
+6.80米以上悬挑脚手架施工技术要求如下:
1、槽钢预埋:
根据施工平面图的布置,悬挑槽钢采用18号槽钢,内探长度大于1.5米,分四次悬挑到顶,每次挑四层(12米)预埋在+6.80米标高现浇板上,采用两道φ16钢筋作为槽钢固定点,如下图:
1000(脚手架宽)
≥L
预埋φ16钢筋大样图:
300
500 120 500
2、平面布置:
根据本工程平面图,按照脚手架立杆1.80米间距进行悬挑槽钢的布置,尽量避开框架柱,由于凸窗及角窗外出560mm,所以悬挑槽钢出墙距离至少为1800mm。对于南北阳台位置,考虑阳台为悬挑结构,不宜承受较大荷载,采用悬挑槽钢避开阳台进行布置,这样阳台位置增加槽钢以保证立杆间距。
3、安全保证措施:
由于采用悬挑脚手架,必须保证施工安全,本工程悬挑部位较长,高度较大,本方案考虑一次挑5层,分3次挑到顶,必须采用钢丝绳卸荷,主体结构施工时,在悬挑层上一层必须对每根槽钢用钢丝绳固定进行卸荷,在上一层梁上预留25~30mm套管,待梁模板拆除,混凝土达到70%强度后用钢丝绳穿过套管固定在梁上,用导链拉紧钢丝绳,做到所有钢丝绳拉紧程度基本相同,避免钢丝绳受力不均匀。(注:根据工地实际情况亦可采用予埋件设置吊环进行钢丝绳的固定)
由于悬挑脚手架搭设时,+6.80米以下脚手架未拆除,悬挑结构考虑安全保险可以临时与下部脚手架相接,由下部脚手架承担一部分荷载,待上层钢丝绳固定完成并全部调整受力均匀后可以不考虑下部承载力。
施工时必须由专职架工进行*作,搭设完成后由相关安全人员验收合格后方准使用。
3、悬挑脚手架的计算:
3.1已知条件:立柱纵向间距L=1.8m,立柱横向间距b=1.05m,大横杆步距h=1.8m;施工层采用满铺竹笆,其自重标准值为0.05KN/m2,内立杆距墙空隙采用木脚手板进行满铺,其自重标准值为0.35KN/m2,采用软拉配合钢管顶撑,其间距为两步三跨;钢管φ48×3.5,截面积A1=489mm2,强度设计值205N/mm2回转半径V=15.78mm。济南地区基本风压值w0 =0.45KN/m2,风压高度系数按C类地面粗糙取值。H=5m时,μZ=0.74;H=50m时,μZ=1.25;因脚手架底部为18号槽钢悬挑,另行计算;
3.2设计计算
3.2.1纵、横向水平杆计算
3.2.1.1纵向水平杆的抗弯强度和挠度计算(按三跨连续梁,见图)
la la la
=qk+qQK
1800 1800 1800
纵向水平杆计算简图
计算公式Qgk=0.05×1.05/3=0.0175KN/m
Qqk=3×1.05/3=1.05KN/m
Q=1.2Qgk+1.4 Qqk=1.2×01225+1.4×1.05=1.5225
M=0.117×Q×la=0.117×1.5225×1.52=0.4008 KN/m2
σ=M/W=0.4008×106/5.08×103=78.98/mm2〈ƒ=205N/mm2
υ=5Qla4/384EI-0.05Qla4+/EI+0.017Qla4/16EI=2.21mm〈[υ]=la/150=10mm
3.2.1.2横向水平杆的抗弯强度和挠度计算:
a1
a l0
Q P/2 P P P/2
350 350 350
300 1050
横向水平杆计算简图
P=1.2Qgk×la+1.4Qqk×la=1.2×0.04375×1.5+1.4×1.05×1.5=2.28376KN
Q=1.2×0.35×1.5+1.4×3×1.5=6.93KN/m
Mq=0.5×6.93×0.32=0.31185KN.m
∑MA=0,RB×l0=2pl0/3+pl0/3-qa12/2+pl0/2,RB=3.1286KN
Mmax=RB×l0/3-pl0/6=0.6954KN.m
σ=Mmax/W=136.88N/mm2≤ƒ=205N/mm2
υ=2×pl0[3l02-4(l0/3)2]/348EI-Mql02/16EI=0.55mm[υ]=l0/150=7mm
3.2.1.3扣件的抗滑承载力
因RA=5.8017 KN〈RC(=8KN),所以能满足抗滑要求;
3.3立杆计算
立杆稳定性计算
(1)计算风荷载产生的压应力:An=5980mm2
Aw=10000,ψw=1.2An/Aw=0.72,μs=1.0ψw,μz=0.54,Wk=0.7μs.μz.Wo=0.191KN/m2
Mwk=Wk.la.h2/10=0.191×1.5×1.82=0.926KN.m
Mw=0.85×1.4×Mwk/10=0.11KN.m,Mw/W=0.11×106/5.08×103=21.74N/mm2
(2)计算脚手架自重标准值产生的轴向力Nglk:每米高脚手架自重产生的轴心压力标准值Gk=0.1248KN,则50m高脚手架结构自重产生轴心压力标准值为:Nglk=h.gk=50×0.1248=6.24KN。
(3)计算构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(结果如下表):
构配件
立杆 脚手板
(N) 栏杆
(N) 挡脚板
(N) 安全网
(N) NG2K
(N)
内立杆 492.2+315 0.8072
外立杆 492.2 1728 189 375 2.784
注:1、脚手板的铺设按规范7.3.12条规定,自顶层作业层往下每搁6m满铺一层,共计2层,其自重为(2×125×1.05×1.5×0.5)N;内立杆还需加上外伸300mm部分的自重,其值为:(0.3×1.5×0.3×2)KN。
2、栏杆在每步架的外立杆上设置,施工作业层设置两道,其余各层设置一道,共计10道。自重为(38.4×1.5×10)N;
3、踢脚板为18cm高的竹胶板,自重为(350×1.5×0.18×2)N
4、安全网自重力(5×1.5×50)N
(4)计算外立杆施工荷载标准值产生的轴向力总和ΣNQK=3×1.51.05×2/2=4.725KN;
(5)计算底层外立杆的轴向力设计值N=1.2(NG1K+NG2K)+0.851.4ΣNQK=16.45KN
(6)计算底层外立杆稳定性:因为K=1.155,μ=1.50,h=1.80所以l0=Kμh=3.1185m=311.85cm
i=1.58cm;所以λ=l0/I=197.4查表知,ψ=0.185
N/Ψa+MW/W=16450/(0.185×489)+21.63=203.5N/mm2〈∮=205 N/mm2
(7)按稳定性计算脚手架最大搭设高度Hs
Hs={ψAf-[1.2 NG2K+0.85×1.4(ΣNQK+MWKψA/W)]}/1.2gk
={0.185×489×205-[1.2×2784+0.85×1.4×(4725+21.74×0.185×489)]}/1.2×0.1284
=48353mm≈48m〉26m,所以按公式[H]=Hs/(1+0.001Hs)进行调整:[H]=Hs/(1+0.001Hs)
=45m,所以脚手架的最大搭设高度为45m,即Hs≤45m。本工程悬挑高度为12米,因此满足要求;
3.4连墙件计算(以45m高处进行计算)
(1)计算连墙件轴向力设计值N1:μz=1.3,μs=0.72,wk=0.7×1.3×0.72×0.7=0.46KN/m2;
Nlw=1.4× wk×Aw=1.4×0.46×(2×1.8×3×1.5)=10.433KN
No=5KN,所以Nl=Nlw+No=15.433KN
(2)计算连墙件稳定性承载力:
因为l=500mm,所以λl/i=70/1.58=44,查表知ψ=0.827;所以Nl/ΨA=15433/(0.912*489)=36.2N/mm2〈∮=205N/mm2
(3)计算扣件的抗滑移承载力
直角扣件的抗滑移设计值Rc=8KN〈N1=15.433KN(两个直角扣件),所以抗滑移承载力不满足要求,因此采取两个扣件与内外立杆相连。
3.5斜拉钢丝绳卸荷计算:
已知每道槽钢均设置钢丝绳进行斜拉卸荷,水平间距为1.5米
P1
计算简图
计算按照完全由钢丝绳受力进行,按照一个纵距全部荷载的设计值为N=11.73KN,荷载不均匀系数Kw=1.5,每个吊点所承受荷载P1=3NKw/4=3×11.73×1.5/4=13.2KN
验算钢丝绳的抗拉强度:
查表可知选17号钢丝绳Pg=151KN〉132KN,所以安全
4、施工中安全技术措施:
4.1杆件接长与搭接
(1)立杆首根,有长有短,错开搭设。立杆顶端外排就高出建筑物檐口1.5m,内排应低于檐口0.4-0.5m。
(2)立杆垂直要求:应按架高的1/400—1/600控制,但全高俯斜不大于10mm。
(3)大横杆应布置在立杆内侧,且各接头中心距立杆轴红的距离应小于1/3跨度。
(4)接地,避雷措施应由专业电工按JG146—88有关规定执行。
(5)搭设材料:钢管φ48 壁厚 3.5mm,立杆、斜杆、大横杆长度以4—6.5的为宜,每根重25kg以内,小横杆长度2.1—2.3m,为宜,不同外径不准混合使用,有严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹的不得使用。
(6)立杆和横杆的对接头应交错布置,不应设在同步,同跨内,相邻接头水平距离≥500mm,应避免在纵向水平杆的跨中。
(7)立杆和大小横杆联结,用直角扣件,小横杆靠墙一端距墙一般为5—10cm。
(8)立杆和大小横杆连接用万向扣件,剪刀撑斜杆与地面的夹角为45。—60。。
(9)大横杆位于立杆内侧,小横杆应固定在立杆上,四根大横杆均固定在小横杆上。
(10)。脚手架搭设顺序:施置纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→连墙杆→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆……。
5、拆除
拆架前、全面检查拟拆脚手架,根据检查结果,先拟订作业计划,报请批准。进行安全*作交底后,才准开始工作,作业计划一般包括:拆架步骤和方法、安全措施、材料堆放地点、劳动组织等。拆架时,周围设围栏 和标志,划出工作禁区,禁止排拆人员进入,并设专人看管,拆除顺序为从上而下一步一清,不准上下同时作业。
附:悬挑槽钢平面布置图;连墙件布置图;上人斜道示意图;钢丝绳吊点大样图;阳台槽钢布置示意图;拐角槽钢布置示意图;剪刀撑设置示意图;施工层防护示意图;节点布置示意图;