建筑施工技术——外脚手架施工方案

第一章  工程概况……………………………………………2

第二章  编制依据……………………………………………2

第三章  施工准备……………………………………………2

第四章  脚手架的搭设………………………………………3

第五章  脚手架的拆除…………………………………....7

第六章  安全措施………………………………………….10

第七章  脚手架的设计…………………………………….13

第一章

工程概况

上海环球金融中心裙楼地上部分是在裙楼地下室竖向结构施工完成之后开始顺作施工的。裙楼地上部分包括三层混凝土结构层、4F钢平台及五层钢结构层和钢结构屋顶。我公司负责混凝土结构层的施工，具体负责地面一层的柱和剪力墙及二、三、四层的梁板柱和剪力墙。其中外部楼梯-1、2、3由于施工场地狭小，并不同时施工，留至混凝土结构施工完毕之后再行施工。裙楼混凝土结构高度为约25米，外架采用双排扣件式脚手架。本方案仅适用于裙房地上部分的结构施工。

第二章编制依据

中国建筑工业出版社出版的《建筑施工手册》。

JGJ59-99          《建筑施工安全检查标准》

JGJ 130-2001      《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》

第三章施工准备

1、外脚手架采用全钢管脚手架，统一选用φ48×3.5钢管，钢管使用前必须经过检查，并除锈、调直，扣件使用标准扣件，新旧扣件必须经检查无脆裂、变形、滑丝后方可投入使用。

2、拉杆连接形式采用结构预埋短筋，与拉杆焊接。

3、内外采用密目安全网全封闭，内排与结构之间缝隙采用安全兜网每层封闭，脚手板采用竹笆子。（参见附图）

第四章脚手架的搭设

一、脚手架施工组织机构表

二、脚手架的搭设要求:

立杆纵向间距1.5m，横向间距1.2m，大横杆步距为1.8m，小横杆间距1.2m，其上铺设脚手板，剪刀撑间距4.5m一道，搭设角度45-60度，小横杆靠墙的一端离墙面35cm左右。脚手架各杆件相交伸出的端头均应大于10cm，以防杆件滑落。

1、杆件的搭设顺序

扣件式双排悬挑钢管脚手架的搭设顺序为：

在牢固的地基上铺通长脚手板→弹线、立杆定位→摆放扫地杆→竖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→安第二步小横杆→加设临时斜撑杆，上端与第二步横杆扣紧（装设与柱连接杆后拆除）→安第三、第四步大横杆和小横杆→安装二层与柱拉杆→接立杆→加设剪刀撑→铺设脚手板，绑扎防护栏及挡脚板→立挂安全网。

2、钢管立柱构造要求

⑴立柱上的对接扣件应交错布置，两个相邻立柱接头不能设在同一步距内，且两相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。

⑵立杆垂直度偏差不得大于架高的1/200。立杆接头除在顶层可采用搭接外，其余各接头必须采用对接扣件对接。立杆顶端应高出建筑物檐口上皮1.0m，高出部分要绑两道护身栏。

⑶脚手架底座上必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座下皮不大于200mm处的立柱上。横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上.

3、钢管水平杆构造要求

⑴大横杆设于小横杆之上，固定在立柱的内侧，并采用直角扣件与立柱扣紧，小横杆与立柱的连接采用双扣件固定，以防滑脱。

⑵大横杆一般采用对接扣件连接，相邻大横杆对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500mm，并应避免设在大横杆的跨中；连接大横杆的对接扣件，开口应朝架子内侧，螺栓向上，避免开口朝上，以防雨水进入，螺栓应适度拧紧。端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm,且各水平杆件端头伸出长度必须一致，保证外架得立面效果。

⑶大横杆的长度一般不宜小于3跨，并不小于6m。

⑷每一主节点处必须设置一根小横杆，并采用直角扣件扣紧在大横杆上，该杆轴线偏离主节点的距离不应大于150mm。

⑸脚手架外立面满挂密眼安全网，操作层设一道水平兜网，外架随着结构进度分段搭设，在每段架体搭设完毕后进行验收，验收合格并办妥验收手续方可使用。

⑹底立杆按立杆接长要求选择不同长度的钢管交错设置，本工程底立杆采用4m和6m钢管交错设置。

4、剪刀撑的设置要求

⑴剪刀撑的斜杆与基本构架结构杆杆件之间至少有3道连接，其中，斜杆的对接或搭接接头部位至少有一道连接。

⑵双排脚手架应在外侧和内侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑，内外之间每隔9m设置一道剪刀撑.

⑶剪刀撑斜杆的接头均必须采用对接扣件连接，剪刀撑在顶层采用搭接方式接长应不少于二个扣件连接固定，搭接长度不应小于0.5m，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

⑷剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端或立柱上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。剪刀撑斜杆两端扣件与立杆节点的距离不应大于20cm，最下面的斜杆与立杆的连接点离地面不宜大于50cm。

⑸每道剪刀撑跨越立柱的根数宜在5-7根之间。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45°～60°之间。

⑹作业层的栏杆和挡脚板应设在立杆的内侧，栏杆接长应符合对接或搭接的相应规定。

5、附墙方法

本工程采用钢管和预埋钢板焊接的拉接方式,如下图所示;拉接杆杆采用φ48×3.5mm钢管,拉接杆与脚手架、拉接杆与建筑物的连接采用钢筋焊接，预埋钢板预埋在梁侧内。每层每三跨设置一道拉接杆,横向间距不大于6m，将架体附着到砼楼板上。

  连墙件的构造示意图

6、消防

为防止火灾，脚手架上每隔50米设置一个泡沫灭火器。

7、验收及使用

脚手架施工完毕之后，请监理验收检查，验收通过之后才能投入使用。并且需挂牌，牌上写明负责人、验收日期、使用荷载等。

8、安全通道的设置

一层施工期间，不设安全通道。一层施工完毕，模板及满堂脚手架拆除完毕之后，在安全通道现在位置处，在外架上开出两个门形通道，宽2.5m，上面搭一伸出外架2米的棚子，作为安全通道。并挂上相应的安全警示标语。如下图所示。

第五章脚手架的拆除

一、施工技术准备

认真研究外架拆除方案，并保证其正确的实施与落实，拆除前做好外架拆除的安全、技术交底工作，形成书面资料存档备查。合理安排外墙相关工序，根据现场实际情况考虑井架拆除时间。避免因工序安排不合理造成工期影响，增加项目成本。

二、人力资源准备

1、建立外架拆除临时小组，并明确各相关人员的岗位职责，全面负责外架拆除事宜。相应管理网络见图一。

2、相关人员岗位职责

图一    外架拆除职责网络图

1）组长职责：全面协调、安排外架的拆除工作，对外架的拆除方案和措施进行审核并督促其落实实施，及时解决拆除中遇到的施工技术问题，督促保证外架拆除时安全设施的设置和安全技术措施的实施。

2）安全员岗位职责：做好拆除作业前的安全教育工作，并记录存档，督促外架拆除前安全技术交底工作的实施，监督拆除作业时严格遵守操作规程及拆除方案的拆除程序，对违章操作和强令冒险作业及时制止，对拆除中遇到的安全技术问题及时向组长反映并采取相应补救措施，安排拆除时空中及地面的安全警戒工作。

3）工长岗位职责：向班组进行计划交底和质量、技术和安全交底并记录存档，分配工作面，下达工程施工任务单，使班组明确有关任务、质量、技术、安全、进度等要求，合理安排作业班组的外架拆除及料具的搬运、堆放事宜，监督作业班组严格按照操作规程及拆除方案中确定的拆除顺序作业，及时发现并解决作业中遇到的问题，安排做好外架防护工作，避免高低交叉作业时引起安全事故，监督作业班组做好成品保护工作，对容易损坏的成品部位预先安排好防护事宜。

4）材料员岗位职责：做好钢管、扣件的回收、堆放、清洗及清退工作，做好台帐记录。及时向项目经理反馈周转料具的成本控制情况。

三、作业条件的准备：

1、对工人进行必要的技术、安全交底，教育工人树立“质量第一，安全第一”的正确思想；遵守有关施工和安全的技术法规和操作规程。

2、拆除前应全面检查脚手架的扣件的连接，拉接杆、支撑体系、卸载装置等是否完好。

3、做好工作面准备—检查道路、垂直和水平运输是否畅通，脚手架和脚手板是否安全，操作场所是否清理干净，外架防护是否完好等。

4、清除脚手架上的杂物及地面障碍物。

四、拆除顺序及方法

1、必须严格遵守拆除顺序，由上而下，逐层进行，先绑者后拆，后绑者先拆，首先要机电人员拆除外架上的电气设备，外架拆除时应先依次拆除安全网、栏杆、脚手板、剪刀撑，而后依次拆除小横杆、大横杆、立杆、附墙杆、卸载钢丝绳。

2、拉接杆必须随脚手架逐层拆除，严禁将拉接杆整层或数层拆除后再拆除脚手架，分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设拉接杆加固。

3、在拆除作业中，应在其他杆件拆到拉接杆高度时，最后拆除拉接杆。

4、最后一道拉接杆拆除前，应先设置抛撑后，再拆除拉接杆，以确保脚手架拆除过程中的稳定性。

5、拆除时各种配件及工具严禁抛掷至地面，拆除下来的短钢管、扣件、脚手板、安全网在楼层内分类归堆，由井架转运下来，3.5-6.0米长长钢管每5-10根堆放在外架上由扒杆吊运下来。运至地面后在指定地点分类堆放好。 

第六章安全措施

一、外架的使用

1、严格把好验收关，搭设过程中的架子每搭设一个施工高度必须由项目负责人组织技术、安全、搭设班组、工长进行检查，符合要求后方可上人使用，架子未经检查、验收，除架子工外，严禁其他人攀登。验收合格的架子任何人不得擅自拆改，需局部拆改时，要经设计负责人同意，由架子工操作.

2、脚手架搭好后，要派专人管理，未经技术、安全科同意，不得改动，不得任意解掉架子与柱连接的拉杆和扣件。

3、脚手架实行立网全封闭。外挂安全网要与架子拉平，网边系牢，两网接头严密，不准随风飘。

4、在施工时，每层最大允许施工荷载3kN/m2。外架不得超载使用，不得使用集中荷载。

5、在架板上堆放材料不得超过以上限值，且应码放整齐稳固，不能影响施工操作和人员通行，严禁在架子上奔跑、退行或倒退拉车。

6、外架的架体部分只能作为操作架，不得作为外墙模板支模架。

7、作业中禁止随意拆除脚手架基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件以及连墙件。确因操作需要临时拆除时，必须征得主管人员同意，采取相应的弥补措施，并在作业完毕后及时恢复。

8、作业人员在架上的最大作业高度以可以进行正常操作为度，禁止在架板上加垫器物或单块脚手板以增加高度。

9、工人在架上作业应注意自我安全保护和他人的安全，避免发生碰撞、闪失和落物。严禁在架上嬉闹和坐在栏杆上等不安全的地方休息。

10、每班工人上架作业时，应先检查有无影响安全作业的问题存在，在排除和解决后方可开始作业，在作业中发现不安全的情况和迹象应立即停止作业，进行检查解决以后才能恢复正常作业。发现异常情况应立即通知架上所有人员撤离。

11、人员上下脚手架必须走设安全防护的出入通道，严禁攀缘脚手架上下。

12、在每步架的作业完成后，必须将架上剩余材料物品移至上步架或室内，每日收工前应清理架面。在作业期间及时清理落入安全网内的材料和物品。任何时候严禁架上向下抛掷物品和倾倒垃圾。

13、外脚手架采用阻燃密目网进行全封闭围护。

14、 凡遇雨雪冰冻天气，脚手架通道工作面上，必须扫清冰雪，做好防滑工作。

15、禁止下列违章作业：利用脚手架吊运重物；在脚手架上拉结吊装缆绳；任意拆除脚手架部件；起吊构件时碰撞或扯动脚手架。

16、架子工等人必须持证上岗，施工前进行人员培训。

二、外架的维修保养

1、现今气候较湿，混凝土污染严重，若维修保养不良，严重影响外架正常使用。因此，必须加强使用过程中的维修保养。

2、工程竣工后，应将外架的所有零件表面异物彻底清除干净，重新涂漆，将已损坏的零件重新更换，以便投入下一个工程。

三、外架安全措施

1、贯彻“安全第一，预防为主”的原则。

2、施工人员应遵守《建筑安装工人安全操作规程》。

4、外架拆除安全措施

①、脚手架拆除前，先划定安全范围，设置警戒线，并安排2名安全工专在警戒线口进行看护，禁止非作业人员进入警戒线内。工长要向拆脚手架施工人员进行书面技术交底工作，交底有交接人签字。

②、拆除作业要统一指挥，上下呼应，动作协调。在拆除外架立杆时应由两个人协作进行拆除作业，一人扶管，一人拔管，防止立杆突然松动引起坠落。

③、材料要用滑轮或绳索运送，不得随意乱丢。当解开与另一人有关的结扣时就应先告知对方，以防高空坠落。

④、在搭拆过程中，中途不得换人，如果在中途更换操作人员，应及时对更换人员作详细交底方可操作。

⑤、在拆除过程中，凡已经松开连接的配件应及时运走，以免误扶误靠发生坠落。

⑥、每次下班前及上班前由工长和安全员组织检查已经松动的连接配件是否全部拆卸完毕，检查架子上是否遗留钢管、扣件或其他杂物，所有已经拆除的构配件必须于当日下班前全部转运下来，不允许遗留任何物件于架体上过夜。

⑦、参加搭拆的所有作业人员，一律不准酒后作业，作业时必须思想集中，不准说笑、打闹或擅自离开工作岗位。高空作业人员必须系好安全带和戴好安全帽。

⑧、严禁违章指挥，违章作业和强令冒险作业。

⑨、当有六级以上大风或雾、雨天气时不得进行拆除作业。

第七章脚手架的设计

裙楼处外脚手架为落地扣件式钢管脚手架，需对脚手架进行计算。

本工程中外脚手架剖面由于结构体立面体形不同有两种形式。一种为直壁式，结构面在立面上没有变化，立杆通长，高19米；另一种形式为阶梯式，结构面在立面上逐层向内收，立杆不是通长的。故而仅计算第一种形式即可。

    一、大横杆的计算:

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

①.均布荷载值计算

大横杆的自重标准值  P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值  P2=0.350×1.200/3=0.14kN/m

活荷载标准值  Q活=3.000×1.2/3=1.2kN/m

静荷载的计算值  q1=1.2×(0.038+0.14)=0.21kN/m

活荷载的计算值  q2=1.4×1.20=1.68kN/m

大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)

②.强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为

M1=(0.08×0.21+0.10×1.68)×1.502=0.42kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-(0.10×0.21+0.117×1.68)×1.502=-0.49kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=0.49×106/5080.0=96.4N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

③.挠度计算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下:

静荷载标准值q1=0.038+0.21=0.0.248kN/m

活荷载标准值q2=1.800kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

=3.93mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150=10mm,满足要求!

故大横杆满足荷载要求。

二、小横杆的计算:

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

①.荷载值计算

大横杆的自重标准值  P1=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值  P2=0.350×1.200×1.500/3=0.21kN

活荷载标准值  Q=3.000×1.200×1.500/3=1.800kN

荷载的计算值  P=1.2×0.058+1.2×0.21+1.4×1.800=2.842kN

小横杆计算简图

②.强度计算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

=0.336kN.m

=0.336×106/5080.0=66.10N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

③.挠度计算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

=0.04mm

集中荷载标准值P=0.058+0.210+1.200=2.068kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

=5.05mm

最大挠度和

V=V1+V2=5.09mm

小横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求!

三、扣件抗滑力的计算:

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):

R ≤ Rc

其中  Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

      R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

荷载值计算

横杆的自重标准值  P1=0.038×1.200=0.047kN

脚手板的荷载标准值  P2=0.350×1.200×1.500/2=0.315kN

活荷载标准值  Q=3.000×1.200×1.500/2=2.700kN

荷载的计算值  R=1.2×0.047+1.2×0.315+1.4×2.700=4.214kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

四、立杆稳定性计算:

1、脚手架荷载计算

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本工程采用0.1248

NG1 = 0.125×19.000=2.375kN

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本工程采用竹串片脚手板，标准值为0.35

NG2 = 0.350×4×1.500×(0.800+1.450)/2=2.363kN

 (3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本工程采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.14

NG3 = 0.140×1.500×4/2=0.420kN

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；取0.005

NG4= 0.005×1.500×25.000=0.187kN

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =5.345kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

活荷载标准值 NQ = 3.000×2×1.500×1.200/2=5.400kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中  W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：W0 = 0.500

Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Uz = 0.840

Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.000

经计算得到，风荷载标准值

Wk = 0.7×0.500×0.840×1.000 = 0.294kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式

MW = 0.85×1.4Wklah2/10

其中  Wk ——  风荷载基本风压值(kN/m2)；

la —— 立杆的纵距 (m)；

h —— 立杆的步距 (m)。

立杆的稳定性计算:

①.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中  N —— 立杆的轴心压力设计值，N=11.004kN；

 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；

i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = k.u.h 确定，l0=3.12m；

k —— 计算长度附加系数，取1.155；

u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50；

A —— 立杆净截面面积，A=4.cm2；

 —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)； 

[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 

 11.004/0.19=118.44 N/mm2=< [f],满足要求!

②.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=11.004kN；

 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；

i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0—— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；

k —— 计算长度附加系数，取1.155；

u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定；u = 1.50

A —— 立杆净截面面积，A=4.cm2； 

W —— 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3； 

MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.294kN.m；

 —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)； 

[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 

 ==176.31 N/mm2< [f],满足要求!

五、连墙件的计算:

①．连接杆件承载力计算

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl = Nlw + No

其中  Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：

Nlw = 1.4 × wk × Aw

wk —— 风荷载基本风压值，wk = 0.294kN/m2；

Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 5.25×5.00 = 26.75m2；

No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 5.000

经计算得到 Nlw = 11.030kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 16.030kN

连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]

其中  —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=145.00/1.58的结果查表得到=0.65；

A = 4.cm2；[f] = 205.00N/mm2。

经过计算得到 Nf = 65.527kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!