落地式扣件钢管脚手架专项施工方案实例:Φ48×3.0 双排架搭设工艺、连墙件布置与八项验算(附完整计算书)
一、编制依据
脚手架方案的编制依据分三层:法律法规(定责任)、技术规范(定参数)、设计与企业管理文件(定本项目具体做法)。三层缺一层,方案的合法性或可执行性就出问题。
| 类别 | 文件名称 | 编号 |
|---|---|---|
| 国家法律 | 《中华人民共和国建筑法》 | 主席令第 91 号 |
| 国家法律 | 《中华人民共和国安全生产法》 | 主席令第 70 号 |
| 行政法规 | 《建设工程安全生产管理条例》 | 国务院令第 393 号 |
| 部门规章 | 《危大工程安全管理规定》 | 住建部令第 37 号 |
| 产品标准 | 《钢管脚手架扣件》 | GB 15831-2006 |
| 质量验收 | 《建筑工程施工质量验收统一标准》 | GB 50300-2013 |
| 安全技术 | 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 | JGJ 130-2011 |
| 安全技术 | 《建筑施工高处作业安全技术规范》 | JGJ 80-2016 |
| 安全检查 | 《建筑施工安全检查标准》 | JGJ 59-2011 |
| 计算标准 | 《建筑施工脚手架安全技术统一标准》 | GB 51210-2016 |
| 荷载规范 | 《建筑结构荷载规范》 | GB 50009-2012 |
| 钢结构 | 《钢结构设计标准》 | GB 50017-2017 |
| 地基基础 | 《建筑地基基础设计规范》 | GB 50007-2011 |
危大工程判定:搭设高度 24m 及以上的落地式钢管脚手架属于「超过一定规模的危险性较大的分部分项工程」,必须编制专项方案并组织专家论证。本工程 14#楼搭设高度 24.45m,正好越过这条线,因此不能按一般危大工程处理(只需施工单位技术负责人和总监签字),必须走论证程序。
另外,搭设高度 5m 及以上的落地式钢管脚手架就属于危大工程(不需要论证),8#~15# 全部满足。所以这 8 栋楼从 5.05m 的 15#楼到 24.45m 的 14#楼,全部在危大工程范围内,一个都不能漏。
二、工程概况与脚手架选型
2.1 工程基本情况
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 结构形式 | 框架、剪力墙结构 |
| 建筑面积 | 约 1.01 万 ㎡(商业部分总用地 1.4 万 ㎡) |
| 主要功能 | 住宅、商业、办公、地下停车场 |
| 工期 | 474 日历天 |
| 脚手架涉及楼栋 | 商业 8#~15# 共 8 栋 |
| 质量目标 | 符合现行施工及验收规范合格标准;无安全事故 |
本方案针对商业 8#~15# 楼编制。根据工程特点和框架结构形式,防护脚手架采用双排落地式钢管扣件脚手架,钢管 Φ48.0×3.0(计算按 2.8mm 取值),立杆纵距 1.5m、横距 0.8m、步距 1.8m,连墙件两步三跨布置,外立面连续设置剪刀撑,满挂阻燃密目网。结构断面位置保留双排模板支撑架进行回顶。
2.2 各楼栋脚手架选型
| 楼栋 | 起止部位 | 脚手架型式 | 总高度 |
|---|---|---|---|
| 8#楼 | 基顶至构架层 | 双排落地式 | 21.25m |
| 9#楼 | 基顶至构架层 | 双排落地式 | 21.25m |
| 10#楼 | 基顶至构架层 | 双排落地式 | 15.25m |
| 11#楼 | 基顶至构架层 | 双排落地式 | 15.25m |
| 12#楼 | 基顶至构架层 | 双排落地式 | 21.25m |
| 13#楼 | 基顶至构架层 | 双排落地式 | 21.25m |
| 14#楼 | 基顶至构架层 | 双排落地式 | 24.45m |
| 15#楼 | 正负零至屋面层 | 双排落地式 | 5.05m |
为什么 8 栋楼用一套参数,但只算一次?因为脚手架是按最不利工况计算的。8 栋楼里 14#楼最高(24.45m),风压随高度增大、立杆轴力随高度增大,所以只要 24.45m 的算得过,其余 7 栋必然算得过。这个逻辑必须在方案里写清楚,否则监理会质疑「计算书只有一份,怎么覆盖 8 栋楼」。反过来说,如果某栋楼有特殊工况(比如超高、超大风压、临街需加强防护),就必须单独补算。
2.3 脚手架构造尺寸
| 参数 | 取值 | 说明 |
|---|---|---|
| 型式 | 双排落地式钢管扣件脚手架 | — |
| 距结构距离 | 0.3m | 内侧立杆至结构轮廓线 |
| 立杆纵距 la | 1.5m | 影响大横杆跨度与立杆数量 |
| 立杆横距 lb | 0.8m | 影响小横杆跨度 |
| 步距 h | 1.8m | 影响立杆计算长度 l₀ |
| 连墙件 | 两步三跨 | 竖向 3.6m × 水平 4.5m,覆盖 16.2 ㎡ |
| 剪刀撑 | 外立面连续设置 | 夹角 45°~60°,双杆 |
| 钢管规格 | Φ48.0×3.0 | 计算按 2.8mm 壁厚取值 |
脚手架基础为 C20 混凝土硬化地面或其他坚实基础,外架基础向外侧找坡排水。斜杆两端和夹角处采用旋转扣件连接,并在其中间增加 2~4 个扣结点。具备搭设条件时紧前安排施工——避免因外架搭设不及时导致作业面临边悬空,这是安全管理里最容易被进度压力突破的一环。
三、施工准备与资源配置
3.1 技术准备
(1)熟悉设计图纸,明确施工要点及工序流程;(2)施工前向参与施工的班组进行书面技术交底并签字(口头交底在事故追责时等于没有交底);(3)按材料章节要求对钢管、扣件、脚手板、槽钢进行检查验收,不合格品不得使用,合格材料按品种规格堆放整齐、场地不得积水;(4)明确搭设质量要求和标准,掌握本工程脚手架的构造参数。
3.2 现场作业条件
(1)钢管、连接件及支承工具已备齐;(2)已根据工艺要求放好立杆定位线;(3)特殊工种作业人员须检验上岗证有效期,并对其劳动技能进行考核。
清除搭设场地杂物、平整场地,对地面进行 100mm 厚 C20 混凝土硬化,达到强度后方可搭设;场地排水畅通、不应有积水。这一步不能省——很多脚手架事故的起点是立杆底部积水导致地基软化、立杆下沉。
3.3 材料准备与进场检验
钢管(Φ48.0×3.0):新钢管须有产品质量合格证和质量报告;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;必须涂防锈漆。
旧钢管:表面锈蚀深度须符合规范,在锈蚀严重的钢管中抽取 3 根,在每根锈蚀严重部位横向截断取样检验,锈蚀深度超规定值时不得使用;钢管弯曲变形须符合规范;须检查壁厚、焊接质量及外观。
构配件允许偏差见下表:
| 序号 | 项目 | 允许偏差(mm) | 检查工具 |
|---|---|---|---|
| 1 | 焊接钢管外径 48mm | ±0.5 | 游标卡尺 |
| 2 | 焊接钢管壁厚 3.0mm | ±0.36 | 游标卡尺 |
| 3 | 钢管两端面切斜偏差 | 1.70 | 塞尺、拐角尺 |
| 4 | 钢管外表面锈蚀深度 | ≤0.18 | 钢板尺 |
| 5 | 各种杆件钢管端部弯曲(l≤1.5m) | ≤5 | 钢板尺 |
| 6 | 立杆钢管弯曲 3m<l≤4m | ≤12 | 钢板尺 |
| 7 | 立杆钢管弯曲 4m<l≤6.5m | ≤20 | 钢板尺 |
这张表里最关键的是第 2 行:壁厚 3.0mm、允许偏差 ±0.36mm。即实测壁厚不得小于 2.64mm。为什么这么重要?因为本章计算书是按 2.8mm 取值的(行业惯例:采购 3.0mm,计算按 2.8mm 保守)。计算结果显示,考虑风荷载时立杆应力已达 181.3/205 = 88.6%,安全余量只有 11.4%。如果现场钢管壁厚实测只有 2.5mm,截面积会从 397.6mm² 降到约 356mm²,立杆稳定性立即不满足。所以钢管壁厚抽检不是走形式,是这套计算成立的前提。建议每批进场按 5% 抽检、不少于 10 根,用游标卡尺在管端和中部各测三点取最小值,记录归档。
扣件:新扣件进场需有合格证;旧扣件不得有裂纹、气孔,不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余、披缝、毛刺、氧化皮,出现滑丝的螺栓必须更换;新旧扣件均应做防锈处理;螺栓拧紧扭力矩达 65N·m 时不得发生破坏;扣件活动部位能灵活转动,旋转扣件两旋转面间隙小于 1mm,夹紧钢管时开口处最小距离不小于 5mm。
密目式安全立网:网目密度不低于 2000 目/100c㎡;网体各边缘开眼环扣牢固可靠、孔径不低于 1mm;缝线不得有跳针、露缝,缝边均匀;一张网体不得有一个以上接缝且接缝端正牢固;不得有破洞、变形及有碍使用的编织缺陷;阻燃安全网的续燃、阻燃时间均不得大于 4s;须有产品生产许可证、质量合格证和建筑安全监督管理部门发放的准用证;做耐贯穿试验不穿透,1.6×1.8m 单张网重 3kg 以上;颜色选用绿色。
脚手板:采用定制的冷处理钢筋网片(钢笆网),单片尺寸 0.8m×1m。连墙件采用 Φ48.0×3.0 钢管,质量要求同上。
3.4 劳动力与机械配置
| 工种 | 人数 | 备注 |
|---|---|---|
| 架子工 | 50 | 须持特种作业操作证 |
| 测量工 | 5 | 立杆定位放线 |
| 杂工 | 50 | 材料转运 |
| 电工 | 4 | 施工用电配合 |
| 油漆工 | 20 | 钢管分色涂刷 |
| 焊工 | 10 | 预埋件、切割 |
| 机具名称 | 数量 | 用途 |
|---|---|---|
| 力矩扳手 | 40 | 扣件紧固及力矩抽检 |
| 手持扳手 | 30 | 扣件初步固定 |
| 电焊机 | 20 | 焊接及切割 |
| 一级配电箱 | 2 | 施工用电 |
| 三级配电箱 | 若干 | 施工用电 |
力矩扳手 40 把这个配置值得说明:扣件拧紧力矩要求 40~65N·m,既不能松(抗滑不足)也不能过紧(扣件破坏、钢管压扁)。按 JGJ 130-2011 要求,扣件螺栓拧紧力矩应全数检查而非抽检,所以扳手数量必须够——40 把对应 50 名架子工,考虑轮换和备用是合理的。
四、搭设工艺
4.1 施工工艺流程
基础处理与验收 → 放线定位(放出内外立杆位置)→ 铺垫板 → 摆放扫地杆 → 逐根竖立杆并与扫地杆扣紧 → 装扫地小横杆 → 安第一步大横杆 → 安第一步小横杆 → 安第二步大横杆 → 安第二步小横杆 → 加设临时抛撑(上端与第二步大横杆扣紧)→ 安第三、四步大横杆和小横杆 → 设连墙件 → 接立杆 → 加设剪刀撑 → 铺脚手板 → 绑防护栏杆与挡脚板 → 挂密目安全网 → 分段验收挂牌。
流程里最容易出错的两个节点:① 连墙件必须与架体同步上升,不能滞后。规范要求连墙件随脚手架逐层搭设,一次搭设高度不得超过相邻连墙件以上两步。现场赶工时经常出现「先把架子搭高,回头再补连墙件」,这是搭设阶段坍塌的首要原因。② 抛撑在连墙件安装前不能拆。抛撑是临时稳定措施,一旦拆早了而连墙件又没装,架体就是一根根独立的细长杆,侧向一推就倒。
4.2 定距定位与立杆基础
用尺量出内、外立杆离墙距离,在基础处理完成后放出脚手架纵横向立杆定位线,通知安全部和技术部人员验收后方可进行后续施工。
架基采用 100mm 厚 C20 混凝土垫层。为保证外架牢固稳定,必须在每根立杆底部设置 50mm 厚木垫板,垫板长度不少于 2 跨、厚度不小于 50mm、宽度小于 200mm。立杆基础验收合格后方可搭设。若立杆落在斜坡岩石上,需将岩石基础打平,在岩石上开孔、埋入 C18 钢筋固定。
4.3 立杆
(1)纵距 1.5m、横距 0.8m、步距 1.8m。
(2)底部立杆采用不同长度的钢管参差布置,使对接接头交错、高度方向相互错开 500mm 以上,且相邻接头不应在同步同跨内,以保证架体整体性。
(3)立杆垂直偏差控制在不大于架高的 1/400。
(4)必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆用直角扣件固定在距底座上皮不大于 200mm 处的立杆上;横向扫地杆用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
(5)立杆接长除顶层顶步可采用搭接外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。对接扣件应交错布置:两根相邻立杆的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距离不宜小于 500mm;各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的 1/3。搭接长度不应小于 1m,应采用等间距 3 个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至杆端距离不应小于 100mm。
4.4 大横杆(纵向水平杆)
间距 1.8m,置于立杆内侧,单根杆长度不应小于 3 跨,每侧外伸长度 100mm,用直角扣件与立杆扣紧。外架按立杆与大横杆交点处设置小横杆,两端固定在立杆上,形成空间结构整体受力。
接长宜采用对接扣件,也可搭接。对接扣件应交错布置:两根相邻纵向水平杆的接头不得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距离不应小于 500mm;各接头中心至最近主节点的距离不应大于纵距的 1/3。搭接长度不小于 1m,等间距设置 3 个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至搭接杆端的距离不小于 100mm。
4.5 小横杆(横向水平杆)
(1)每一主节点处必须设置一根横向水平杆,两端用直角扣件固定在立杆上。
(2)横向水平杆靠墙一侧伸出后与墙面距离不得大于 100mm,靠外侧伸出距离不得少于 100mm 且应为统一长度。靠墙侧挑出后加设一根纵向水平杆,在其上铺设水平兜网,保证与墙面安全距离。
(3)横向水平杆除隔离层外统一布置在纵向水平杆下方。
4.6 剪刀撑与横向斜撑
(1)剪刀撑与水平面夹角 45°~60°,斜杆为双杆,底部要插到架子底部,与立杆相交处加回转扣件,在外侧立面整个长度和高度上连续设置。
(2)剪刀撑采用对接方式接长。
(3)横向斜撑应在同一节间,由底至顶层呈「之」字形连续布置,宜用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆伸出端上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于 150mm。当斜撑杆在 1 跨内跨越 2 个步距时,宜在相交的纵向水平杆处增设一根横向水平杆,将斜撑固定在其伸出端上。
(4)除拐角应设置横向斜撑外,中间应每隔 6 跨设置一道。
为什么本工程要求「连续设置」剪刀撑?JGJ 130-2011 规定:24m 以下的单双排脚手架,外侧两端各设一道剪刀撑并由底至顶连续设置,中间各道剪刀撑之间的净距不应大于 15m;24m 以上的脚手架应在外侧全立面连续设置。本工程 14#楼 24.45m 已超过 24m,所以必须连续。这条「24m 分界」在方案里必须写明,因为它是按楼栋不同而不同的——15#楼只有 5.05m,理论上可以间隔设置,但为统一管理、减少班组混淆,本方案统一按连续设置执行,属于超配。
4.7 脚手板与防护栏杆
脚手板:外架操作层应满铺钢笆网。操作层纵向水平杆用直角扣件固定在横向水平杆上,等间距设置、间距不应大于 300mm。作业层端部脚手板探头长度应根据横向水平杆布置及伸出长度确定。
防护栏杆:在铺设脚手板的作业层外立杆内侧绑两道牢固的护身栏杆和挡脚板。两道护身栏杆高度分别为 1.2m 和 0.6m,紧贴外立杆内侧安设两道水平钢管;踢脚板高度不得小于 180mm。架体超过施工操作层 2.0m 高时,中间须加防护栏杆。脚手架外侧立面采用绿色密目网封闭,绑扎在纵向水平杆上。脚手架内侧操作层与结构面落差大于 70cm 时,在内立杆内侧设置护身栏杆,两道横杆高度分别为 600mm、1200mm。
4.8 连墙件
(1)按两步三跨设置(竖向 3.6m、水平 4.5m、每点覆盖 16.2 ㎡),采用双扣件连接固定。
(2)采用刚性连墙件与建筑物连接,连墙杆应呈水平设置。侧面为剪力墙的位置,在剪力墙上采用钢管背楞进行钢管拉结;洞口位置在梁上预埋钢管拉结,连墙件埋入梁内 200mm、外露长度 200mm,连墙件拉结钢管在与预埋钢管固定后外伸长度不得少于 150mm。
(3)因施工需要拆除原拉结点时,必须重新补设可靠有效的临时拉结,确保外架安全。
(4)连墙件采用双扣件连接,水平杆连接在两个立杆上。
为什么必须是「刚性」连墙件,不能用钢丝绳或钢筋拉结?柔性连墙件只能受拉、不能受压。脚手架在风荷载和偏心荷载作用下会同时产生拉力和压力(向室内推、向室外拉),柔性连墙件在受压时完全失效,架体就会失稳。规范明确要求 24m 以上双排脚手架必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。现场常见的错误做法是用 Φ6 钢筋或钢丝绳斜拉,这是重大隐患。
另外,本工程每点覆盖 16.2 ㎡,远小于 JGJ 130-2011 表 6.4.1 中双排落地架 50m 以下两步三跨允许的 40 ㎡。覆盖面积越小,单个连墙件受力越大——这也是为什么计算书里连墙件轴向力算出来是 10.87kN,需要用双扣件(单扣件抗滑只有 8.0kN,双扣件 12.0kN)。如果用单扣件,10.87 > 8.0,直接不满足。
4.9 纵横向扫地杆与斜道
扫地杆:纵向扫地杆用直角扣件固定在距钢管底端不大于 200mm 处的立杆上;横向扫地杆固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。立杆基础不在同一高度时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不应大于 1m;靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于 500mm。
斜道:只用作人员上下行走,必须采用之字形斜道,附着外脚手架设置。斜道长度 6m、宽度 1.2m、坡度 1:3。拐弯处设平台,平台宽度 1.2m。斜道脚手板采用木跳板,顺铺时接头宜采用搭接;脚手板上每隔 250~300mm 设置一根防滑木条,木条厚度 20~30mm。斜道两侧及平台外围均设栏杆及挡脚板,栏杆设两道,高度分别 0.6m 及 1.2m,挡脚板高度不应小于 180mm。斜道处连墙件按两步三跨布置。
4.10 安全通道与卸料平台
入楼安全通道:所有入楼通道口采用钢管搭设,宽度 4m、长度不宜小于 6m、高度 4.5m,顶部设置双层防砸棚,防砸棚间距 0.7m,净高 3.8m。双层棚的意义在于:上层挡住坠物后可能产生二次弹跳和破碎飞溅,下层作为兜底。
卸料平台处构造:卸料平台预留位置处外脚手架断开,两端均设置拉结点;卸料平台位置采用独立立杆,设置三跨架体,两端均设置拉结点;两个架体之间用纵向拉杆连接,连接不小于 1m,铺设钢网片。注意卸料平台本身必须另行编制专项方案并单独计算,本章只讲它与外架的接口处理。
4.11 阴阳角与凸窗构造
凸窗上采用钢管做栏杆防护,栏杆高度从当层板面计算,不小于 1.1m;阳台为大开敞空间,采用钢管做栏杆防护,高度不小于 1.1m。
阳角位置外脚手架外移,阴角位置采取外面平齐、内部多加立杆的方式,保证外立面在一条直线上。当阴角之间距离过大时,可考虑外脚手架内移。这里的原则是:外立面必须平齐,因为剪刀撑、密目网、防护栏杆都依附在外立面上,立面凹凸会导致这些构件无法连续设置。
4.12 搭设注意事项
(1)本项目落地脚手架采用两软一硬防护:硬防护采用钢笆网,绑扎采用 14#(2.2mm)~12#(2.8mm) 圆丝;软防护采用水平兜网,使用配套尼龙绳绑扎,直径不小于 3.7mm。硬防护需防护至结构边。架体内部每隔不少于 10m 应设置一道隔离层,隔离层满铺脚手板,脚手板上用模板全封闭。
(2)脚手架内侧立杆与结构间距 300mm,使用同规格水平网防护,水平网尺寸 300×6000mm。
(3)脚手架外侧立面转角处通高设置挡脚板(黄黑相间)。
(4)油漆分色:立杆、水平杆、小横杆采用黄色;剪刀撑采用银白色;踢脚板采用黄黑相间斜向油漆、间距 200mm。分色不只是美观——现场巡检时一眼就能看出杆件类型,缺失或混用立刻暴露。
(5)外脚手架基础采用 200 宽 50 厚脚手板,长度不小于 3000mm,板上刷黄黑油漆。
(6)外脚手架拉结处悬挂警示标识:「拉结点!严禁拆除!」
(7)脚手架外立面每步高程内,每 600 设置一道通长拦腰杆。
(8)卸料平台位置和施工电梯位置进行预留。
(9)外架遇到非标准层的装饰线条结构时,预留内排架立杆孔洞,待脚手架拆除后对预留孔洞进行吊洞,用同强度混凝土封堵。
(10)脚手架每步应满足横向水平杆间距不大于纵距二分之一,或纵向水平杆间距不大于 400mm。钢笆网铺设层必须满足纵向水平杆间距不大于 400mm;软防护层可设置两根纵向水平杆,横向水平杆间距不应大于二分之一纵距。
第(1)条的绑扎丝规格要与密目网区分开:原文在 2.2 节写「密目网绑扎采用 16#(1.6mm) 圆丝」,本节写「钢笆网绑扎采用 14#(2.2mm)~12#(2.8mm) 圆丝」。两者对象不同、规格不同是用对的——密目网轻,用 1.6mm 细丝;钢笆网受人员踩踏和坠物冲击,必须用 2.2~2.8mm 粗丝。但原文没把这两处放在一起说明,容易被现场误用成「都用细丝」。这个区分建议在交底时明确讲。
五、脚手架拆除
5.1 拆除准备
(1)拆除人员须经培训取得主管部门颁发的上岗操作证书,且从事本行业一年以上、经验丰富。
(2)人员进场后先集中进行安全教育并做安全技术交底,使操作人员了解现场情况、明确不同部位所需的安全防护措施和技术要求、掌握拆除顺序。
(3)拆除前对脚手架的扣件连接、连墙杆、支撑体系作全面检查,确定无误后方可拆除。
(4)清除脚手架上的材料、工具和杂物。
5.2 拆除工艺
拆除原则:自上而下逐层进行,先装的后拆、后装的先拆,严禁上下同时作业。分段拆除时高差不应大于 2 步。
① 拆安全网、脚手板:先拆安全网和脚手板,防止拆除架体时杂物掉落伤人。拆除时严禁硬拉硬拽,先解开绑扎固定的钢丝再清除脚手板。统一指挥,按后装先拆、先装后拆的顺序。
② 拆栏杆扶手:脚手板和安全网拆除后,再拆除每步脚手架之间的栏杆扶手,材料堆码在楼板上。
③ 拆架体:按顺序拆除剪刀撑、大横杆、小横杆和立杆。松一个扣件,拆一根钢管,严禁将扣件全部拧松后再拆走钢管。扣件和钢管分开堆放,严禁钢管上带扣件转运。
④ 拆连墙件:待本层架体拆除完成后,最后拆除本层连墙件。
⑤ 清理预埋件:最后清理连墙件等预埋件,采用焊机割除,尽量割平地面。
「连墙件最后拆」是拆除阶段最反直觉、也最要命的一条。连墙件是架体与建筑的唯一联系,拆早了架体就成了无支撑的悬臂结构。规范明确要求:连墙件必须在位于其上的全部可拆杆件都拆除之后,才能随架体逐层拆除。现场常见违章是「为了运料方便先把连墙件割掉」,这是拆除阶段坍塌的第一原因。另外还要注意:拆除过程中如果必须临时拆除某处连墙件,同层同部位必须补设临时拉结,且补设点不得少于原数量。
5.3 拆除注意事项
(1)外架拆除前配合门窗安装进行连墙件改造,必须将连墙件与结构柱进行刚性连接。
(2)不许同一垂直线上上下同时作业。操作层施工荷载不得大于 2.7kN/㎡。
(3)拆卸的材料不得超负荷堆放在架体或平台上;螺栓放入工具袋;钢管、桥板用钢丝绳绑好,采用塔吊或人工缓慢传递下来。传递人员位置要错开,不能同时在一条直线上操作。短料及螺栓可使用井架降落,严禁从高空抛掷物料落地。
(4)拆除前使用警示带封闭相关区域,安全员全程现场值守。
(5)拆除过程中注意保护混凝土结构,避让外墙饰面砖。
发现一处数据不一致,需要注意:原文计算书参数区写「施工活荷载 3.0kN/㎡,同时考虑 2 层」,第 7 章安全管理写「施工荷载不得大于 3kN/㎡」,而本节写拆除时「不得大于 2.7kN/㎡」。2.7 和 3.0 两个限值同时出现在一份方案里,现场到底按哪个?合理的解释是:3.0 是设计计算值(结构验算用),2.7 是拆除工况且拆架时架上只剩少量材料、活荷载本就该更小,取 2.7 更保守。但方案里必须先明确「设计值 3.0、使用阶段限值 3.0、拆除阶段限值 2.7」这三级口径,否则交底时班组会按大的那个执行。
六、质量管理
6.1 材料进场检验
对钢管、扣件、脚手板、密目网、水平安全网进行进场检验,要求所有材料提供相应的合格证、材质单,进场材料外观及性能必须验收合格后方可使用。
6.2 脚手架搭设允许偏差
| 项目 | 允许偏差 | 检查方法 |
|---|---|---|
| 立杆垂直度(最后验收) | 架高 1/400 | 经纬仪或吊线、钢尺 |
| 步距偏差 | ±20mm | 钢尺量 |
| 立杆纵距偏差 | ±50mm | 钢尺量 |
| 立杆横距偏差 | ±20mm | 钢尺量 |
| 纵向水平杆高差(一根杆两端) | ±20mm | 水平仪或水平尺 |
| 同跨内两根纵向水平杆高差 | ±10mm | 水平仪或水平尺 |
| 扣件螺栓拧紧力矩 | 40~65N·m | 力矩扳手全数检查 |
| 扫地杆距底座上皮 | ≤200mm | 钢尺量 |
6.3 扣件拧紧抽样检查与判定
扣件螺栓拧紧力矩应达到 40~65N·m 且不大于 65N·m。安装后扣件螺栓不应有漏拧、欠拧或超拧。按规范要求抽样检查数量与质量判定标准执行:扣件螺栓拧紧力矩的抽检数量与不合格判定,须按 JGJ 130-2011 表 8.2.4 执行——每个检验批抽检数量不少于扣件总数的 10%,其中不合格数不超过抽检数量的 10% 时判定为合格。
6.4 质量保证注意事项
(1)脚手架必须经项目技术质量部、安全生产部及相关监理工程师验收合格后方可使用,作业人员必须认真戴好安全帽、系好安全带。
(2)验收参加人员为项目技术负责人、搭设单位负责人、其他验收人员及主管监理工程师。
(3)操作架上严禁集中堆放不必要的施工材料或重大荷载。
(4)架子设专人负责,使用过程中做好日常维护保养,派专人定期检查钢管、扣件、脚手板及安全网使用情况,遇有问题及时解决。
6.5 脚手架检查制度
脚手架的验收和日常检查按以下规定进行,检查合格后方允许使用或继续使用:
① 搭设完毕后;② 施工中途停止使用超过 15 天,在重新使用之前;③ 在受到暴风或大雨、地震等强力因素作用之后;④ 在使用中发现有安全隐患存在的情况时;⑤ 过程中发现显著变形、沉降、拆除杆件和拉结后。
第②条「停工超 15 天」和第⑤条「发现显著变形」是最容易漏掉的两项。很多工地的检查只在搭设完做一次,之后数月不管。但脚手架是暴露在自然环境和施工扰动下的结构——停工期间无人维护、暴雨浸泡、后续工序碰撞,都可能让原本合格的架体变成隐患。建议把检查频次固化为:使用期间每周一次、每次恶劣天气后一次、停工复工前一次,检查记录由安全员和架子班长双签。
七、安全管理
7.1 材质及使用安全措施
(1)扣件紧固程度为 40~60N·m,并不大于 65N·m。
(2)各杆件端头伸出扣件盖板边缘不小于 100mm。
(3)钢管有严重锈蚀、压扁或裂纹的不得使用,禁止使用有脆裂、变形、滑丝等现象的扣件。
(4)外脚手架严禁钢竹、钢木混搭。
(5)严禁将外径 48mm 与 51mm 的钢管混合使用。
(6)所有进场钢管、扣件等材料须符合备案要求。
为什么严禁 48mm 与 51mm 混用?扣件的抗滑承载力完全依赖扣件盖板与钢管之间的摩擦力和机械咬合。扣件是按 Φ48 设计的,套在 Φ51 钢管上盖板合不拢,拧紧后接触面积大幅减小,抗滑力可能不到设计值的一半。而外观上这两种管子差别很小,混进现场极难发现——所以只能靠进场时逐批量测外径来控制。
7.2 搭设安全措施
(1)脚手架基础必须平整,且满铺 50mm 厚脚手板。
(2)搭设过程中划出工作标志区,禁止行人进入,统一指挥、上下呼应、动作协调,严禁在无人指挥下作业。当解开与另一人有关的扣件时必须先告诉对方并得到允许,以防坠落伤人。
(3)开始搭设立杆时应每隔 6m 设置一根抛撑。
(4)脚手架及时与结构拉结或采取临时支顶,未完成的脚手架在每日收工前一定要确保架子稳定。
(5)脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设的高度不得超过相邻连墙件以上两步。
(6)搭设过程中由安全员、架子班长等进行检查、验收和签证。每两步验收一次,达到设计要求后挂合格牌。
(7)脚手架使用的其他金属件,颜色要求同脚手架管。
(8)搭设时应注意使小横杆、大横杆伸出外立杆的长度保持在 100mm 之内。
第(3)条的「每隔 6m」值得商榷:JGJ 130-2011 规定的是连墙件搭设前应每隔 6 跨设置一根抛撑(即按纵距 1.5m 折算约 9m),并且抛撑应在连墙件搭设后方可拆除。原文写 6m 比规范要求更密(相当于 4 跨一根),属于偏严的做法,无害但费料。如果你在编方案时照抄这条,建议改为「每隔 6 跨且不大于 9m」,与规范口径一致,方便监理对照。
7.3 架上作业安全措施
(1)严格控制施工荷载,脚手板上不得集中堆放荷载,施工荷载不得大于 3kN/㎡。
(2)架子班组负责对架体进行日常巡检,项目部每周检查一次脚手架,发现问题和隐患在施工作业前及时维修加固。
7.4 拆除安全措施
(1)搭拆人员必须是经考核的专业架子工并持证上岗。连墙件应在位于其上的全部可拆杆件都拆除之后才能拆除。
(2)拆架前全面检查待拆脚手架,根据检查结果拟订作业计划、报请批准、进行技术交底后才开始准备工作。
(3)架体拆除前必须察看施工现场环境,包括架空线路、外脚手架、地面设施等各类障碍物、地锚、揽风绳、连墙杆及被拆除架体各吊点、附件、电器装置情况,凡能提前拆除的尽量拆除。
(4)拆除时划出作业区,周围设绳绑围栏或树立警示标志,地面设专人围护,禁止非作业人员进入。
(5)统一指挥、上下呼应、动作协调,当解开与另一人有关的扣件时必须先告诉对方并得到允许,以防坠落伤人。
(6)拆架时不得中途换人,如必须换人应将拆除情况交代清楚后方可离开。
(7)每天拆架下班时,不应留下隐患部位。
(8)严禁碰撞脚手架附近电源线,以防触电事故。
(9)拆除过程中凡松开连接的杆、配件应及时拆除运走,避免误扶、误靠已松脱的杆件。拆除的杆配件严禁向下抛掷,禁止单人进行拆除较重杆件等危险性作业。
(10)所有杆件和扣件在拆除时分离,不准在杆件上附着扣件或两杆连着送至地面。
(11)所有脚手板应自外向里竖立搬运,防止脚手板和垃圾物从高处坠落伤人。
(12)拆除的零配件要装入容器内用吊篮吊运;拆下的钢管要绑扎牢靠、双点起吊。
(13)六级风以上(含六级)时停止拆除脚手架施工。
八、文明施工与绿色施工
8.1 文明施工
(1)进入施工现场的人员必须戴好安全帽,高空作业系好安全带,穿好防滑鞋,现场严禁吸烟。
(2)六级以上(含六级)大风、大雨天气停止脚手架作业。雨期要经常检查脚手板、斜道板、跳板上有无积雪、积水,随时清扫并采取防滑措施。
(3)严禁酗酒人员上架作业;施工操作时要求精力集中,禁止开玩笑和打闹。
(4)搭设人员必须是经考试合格的专业架子工,上岗人员定期体检,体检合格者方可发上岗证。凡有高血压、贫血病、心脏病及其他不适宜高空作业者,一律不得上脚手架操作。
(5)护身栏、脚手板、挡脚板、密目安全网等影响作业班组支模时,如需要拆改应由架子工完成,任何人不得任意拆改。
(6)脚手架验收合格后任何人不得擅自拆改,如需局部拆改,须经技术部同意后由架子工操作。
(7)不准利用脚手架吊运重物;作业人员不准攀登架子上下作业面;不准推车在架子上跑动;塔吊起吊物体时不能碰撞和拖动脚手架。
(8)不得将模板支撑、泵送混凝土及砂浆的输送管等固定在脚手架上,严禁任意悬挂起重设备。
(9)架上作业人员不得随意拆动脚手架的所有拉结点、脚手板以及扣件绑扎扣等部件。
(10)拆除架子使用电焊气割时,派专职人员做好防火工作,配备料斗,防止火星和切割物溅落。
(11)脚手板使用时间较长,使用过程中需检查,发现地基下沉、杆件变形严重、防护不全、拉结松动等问题要及时解决。
(12)要保证脚手架体的整体性,不得截断架体。
(13)施工人员严禁凌空抛掷杆件、物料、扣件及其他,材料工具用滑轮和绳索运输。
(14)使用的工具放在工具袋内防止掉落伤人;登高穿防滑鞋,袖口及裤口要扎紧。
(15)脚手架堆放场做到整洁、摆放合理、专人保管,建立严格领料手续。
(16)施工人员做到工完场清,确保材料不浪费。
(17)运至地面的材料按指定地点随拆随运、分类堆放,当天拆当天清,拆下的扣件和钢管集中回收处理,按品种规格堆放整齐。
8.2 绿色施工(四节一环保)
节材:架体下料时合理规划;架体刷脱模剂增加钢管周转次数;完工退场前将剩余材料清理退库。
节水:养成节约用水习惯,做到「随手关水」「人走水关」,防止「常流水」;做好用水设施设备维修保养;对用水量较多的部位重点控制。
节能:尽量选用能耗低、性能好、技术含量高、噪声小的手持电动工具;提高机械利用率,减少空转时间;在施工区域附近修建临时加工厂,减少机械倒运。
节地:对加工场、材料堆放场等临时用地合理规划,减少用地面积。
环境保护:架体板工程中产生的废料集中处理;施工噪音控制昼间 <70dB、夜间 <55dB;根据场地干湿情况洒水降尘;对裸土地面洒水降尘;混凝土浇筑前使用吸尘器清理灰尘垃圾,避免使用吹风器等易产生扬尘的设备。
九、防高坠措施
(1)脚手架搭、拆应有施工方案并履行交底签字手续。外脚手架搭设必须严格按 JGJ 130-2011 施工,每搭设一层必须经有关人员验收合格后才能使用。
(2)搭拆作业前进行专项安全教育、安全技术交底签字,作业人员持证上岗并体检合格。
(3)高处临边搭拆应正确系好安全带、戴好安全帽。
(4)做好施工层及以下四步一隔离,防止人员和物料坠落。
(5)按规范做好拉结,防止脚手架倒塌。
(6)脚手架应设置专用通道,严禁作业人员攀爬架体。脚手架内侧与建筑物之间空隙大于 150mm 时需挂设安全兜底网,且按要求在施工层及施工层以下每隔 10m 脚手架与建筑物间设置安全兜底网。作业层脚手架应铺设严密,外侧采用密目式安全网封闭。
(7)拆除脚手架前应对脚手架进行全面检查,在确定无危险因素的情况下方可开始拆除;如拉结已被拆除的应先加固。
(8)拆除应按自上而下顺序、一步一清,不得采用踏步式拆除,不得上下同时作业。
(9)搭拆脚手架时如已拆开扣件,均不得中途停止,对留存的脚手架端面必须做好封头,防止人员坠落。
(10)遇恶劣天气(风力大于 6 级、大雨、雪、雾)不得进行高处脚手架搭拆作业。
(11)搭拆时应设置警戒区,有专人负责监控并记录。
原文第(7)条是拼凑进来的,本方案已删除:原文此处写「升降脚手架应设置安全可靠的防倾覆、防坠落装置,升降时脚手架上不准有其他施工人员,每升降一次后应进行验收」。但本工程用的是落地式双排扣件脚手架,根本不存在升降工况。这段文字明显是从附着式升降脚手架(爬架)的方案模板里复制过来的。这是方案审查中最常见的问题——模板拼凑导致条款与本工程实际不符。监理或专家论证时一眼就能看出来,会直接质疑方案编制的严肃性。落地架对应的要求应该是「搭设至设计高度后整体验收、分段验收挂合格牌」,本方案已按此改为第(1)条。
十、计算书(八项验算)
10.1 计算参数
| 参数 | 取值 |
|---|---|
| 计算依据 | GB 51210-2016、JGJ 130-2011、GB 50009-2012、GB 50017-2017、GB 50007-2011 |
| 钢管类型 | Φ48×2.8(注意:采购规格 3.0mm,计算按 2.8mm) |
| 钢管强度设计值 | 205.0 N/mm²,强度折减系数取 1.00 |
| 搭设高度 | 24.45m(按最高的 14#楼取值) |
| 立杆纵距 la / 横距 lb / 步距 h | 1.50m / 0.80m / 1.80m |
| 内排架距结构 | 0.30m |
| 连墙件 | 2 步 3 跨:竖向 3.60m、水平 4.50m |
| 施工活荷载 | 3.0 kN/m²,同时考虑 2 层施工 |
| 脚手板(冲压钢板) | 0.30 kN/m²,按铺设 4 层计算 |
| 栏杆(冲压钢板) | 0.16 kN/m |
| 安全网 | 0.0100 kN/m² |
| 基本风压 W₀ | 0.20 kN/m² |
| 风压高度变化系数 Uz | 1.3900 |
| 风荷载体型系数 Us | 1.2480 |
| 地基承载力标准值 fak | 1200 kN/m² |
| 基础底面扩展面积 Ag | 0.600 m² |
| 地基承载力调整系数 mf | 1.00 |
10.2 截面特性
采用公式 I = π(D⁴−d⁴)/64,W = π(D⁴−d⁴)/(32D),其中 D=48mm,d=48−2×2.8=42.4mm:
| 项目 | 计算值 |
|---|---|
| 截面积 A | 397.6 mm²(3.976 cm²) |
| 惯性矩 I | 101929 mm⁴(10.19 cm⁴) |
| 抵抗矩 W | 4247 mm³(4.247 cm³) |
| 回转半径 i | 16.01 mm(1.60 cm) |
以上四项特性值经复算与规范附录表值一致。注意:如果钢管按名义 3.0mm 计算,A=424.1mm²,比 2.8mm 取值大 6.7%。本计算取 2.8mm 是保守做法,也是行业通行惯例(考虑钢管周转磨损、锈蚀减薄)。
10.3 大横杆计算(三跨连续梁)
大横杆按三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆上面。按大横杆上方的脚手板和活荷载作为均布荷载计算。
(1)均布荷载值
大横杆自重标准值 P₁ = 0.036 kN/m
脚手板荷载标准值 P₂ = 0.300×0.800/3 = 0.080 kN/m
活荷载标准值 Q = 3.000×0.800/3 = 0.800 kN/m
静荷载计算值 q₁ = 1.20×0.036 + 1.20×0.080 = 0.139 kN/m
活荷载计算值 q₂ = 1.40×0.800 = 1.120 kN/m
(2)抗弯强度
跨中最大弯矩:M₁ = (0.08×0.139 + 0.10×1.120)×1.500² = 0.277 kN·m
支座最大弯矩:M₂ = −(0.10×0.139 + 0.117×1.120)×1.500² = −0.326 kN·m
取绝对值较大者验算:σ = γ₀M/W = 1.000×0.326×10⁶/4247.0 = 76.8 N/mm² < 205.0 N/mm²,满足要求。
(3)挠度
静荷载标准值 q₁ = 0.036+0.080 = 0.116 kN/m,活荷载标准值 q₂ = 0.800 kN/m
V = (0.677×0.116 + 0.990×0.800)×1500.0⁴/(100×2.06×10⁵×101928.7) = 2.098 mm
限值取 L/150 = 10mm 与 10mm 的较小值,2.098 mm < 10 mm,满足要求。
10.4 小横杆计算(简支梁)
小横杆按简支梁计算,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最大弯矩和变形。
(1)荷载值
大横杆自重 P₁ = 0.036×1.500 = 0.054 kN
脚手板荷载 P₂ = 0.300×0.800×1.500/3 = 0.120 kN
活荷载 Q = 3.000×0.800×1.500/3 = 1.200 kN
荷载计算值 P = 1.20×0.054 + 1.20×0.120 + 1.40×1.200 = 1.888 kN
(2)抗弯强度
M = (1.20×0.036)×0.800²/8 + 1.888×0.800/3 = 0.507 kN·m
σ = 1.000×0.507×10⁶/4247.0 = 119.4 N/mm² < 205.0 N/mm²,满足要求。
(3)挠度
均布荷载引起:V₁ = 5.0×0.036×800.0⁴/(384×2.060×10⁵×101928.7) = 0.009 mm
集中荷载标准值 P = 0.054+0.120+1.200 = 1.373 kN,引起 V₂ = 1.189 mm
V = V₁+V₂ = 1.198 mm,小于 800/150 = 5.33mm 与 10mm 较小值,满足要求。
10.5 扣件抗滑承载力
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件抗滑承载力按 γ₀R ≤ Rc 计算。其中 Rc 为扣件抗滑承载力设计值:单扣件 8.0 kN,双扣件 12.0 kN。
横杆自重 P₁ = 0.036×0.800 = 0.028 kN
脚手板荷载 P₂ = 0.300×0.800×1.500/2 = 0.180 kN
活荷载 Q = 3.000×0.800×1.500/2 = 1.800 kN
γ₀R = 1.000×(1.20×0.028 + 1.20×0.180 + 1.40×1.800) = 2.770 kN < 8.0 kN,单扣件抗滑计算满足要求。
补充说明:当直角扣件拧紧力矩达 40~65N·m 时,试验表明单扣件在 12kN 荷载下会滑动,抗滑承载力取 8.0kN;双扣件在 20kN 荷载下会滑动,抗滑承载力取 12.0kN。
注意这里的 2.77kN 和后面连墙件的 10.87kN 是两个不同位置的扣件受力,容易混淆:
· 横杆与立杆连接处(本节):γ₀R = 2.77kN,单扣件 8.0kN 足够;
· 连墙件与结构连接处(10.8 节):Nl = 10.87kN,单扣件 8.0kN 不够,必须双扣件 12.0kN。
方案里写「连墙件采用双扣件连接」不是随便定的,是算出来的结论。现场如果图省事用单扣件,抗滑承载力缺 2.87kN,风一大就会滑移。
10.6 立杆荷载标准值
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
(1)静荷载
| 分项 | 计算式 | 结果 |
|---|---|---|
| NG1 结构自重 | 0.100×24.450 | 2.447 kN |
| NG2 脚手板自重 | 0.300×4×1.500×(0.800+0.300)/2 | 0.990 kN |
| NG3 栏杆与挡脚板 | 0.160×1.500×4 | 0.960 kN |
| NG4 安全网 | 0.010×1.500×24.450 | 0.367 kN |
| ΣNG 合计 | — | 4.764 kN |
(2)活荷载:NQ = 3.000×2×1.500×0.800/2 = 3.600 kN(内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的 1/2 取值)
(3)风荷载标准值:Wk = W₀×Uz×Us = 0.200×1.390×1.248 = 0.347 kN/m²
(4)立杆轴向压力设计值:N = 1.20×4.764 + 1.40×3.600 = 10.757 kN
(5)风荷载弯矩:Mw = 1.40×0.6×0.05×ξ×Wk×la×Hc²,其中 ξ=0.60、Hc=3.600m:
Mw = 1.40×0.6×0.05×0.60×0.347×1.500×3.600×3.600 = 0.170 kN·m
10.7 立杆稳定性
计算长度 l₀ = kuh = 1.155×1.500×1.800 = 3.118 m(k 取 1.155,u 取 1.500)
长细比 λ = l₀/i = 3118/16 = 195;允许长细比 λ₀ = 2700/16 = 169 < 210,长细比验算满足要求。
由 λ=195 查表得轴心受压稳定系数 φ = 0.191。
(1)不考虑风荷载
σ = γ₀N/(φA) = 1.0×10757/(0.191×397.6) = 141.6 N/mm² < 205.0 N/mm²,满足要求。
(2)考虑风荷载
σ = N/(φA) + Mw/W = 10757/(0.191×397.6) + 0.170×10⁶/4247.0 = 181.6 N/mm² < 205.0 N/mm²,满足要求。
这是全篇最需要盯住的数字:181.3/205 = 88.6%,安全余量只有 11.4%。
换句话说,这套脚手架的设计余量已经被压得很薄。它之所以还能通过,靠的是两个前提:① 钢管壁厚实测不低于 2.8mm;② 施工活荷载不超过 3.0kN/m² 且同时施工不超过 2 层。这两个前提中任何一个被突破,稳定性就不满足了。
现场最常见的两个突破点:一是钢管磨损锈蚀导致壁厚减薄(这是渐进式的,肉眼不易察觉);二是架上堆砖堆砂浆、多层同时作业(这是突发式的,往往一夜之间就超)。所以本文 3.3 节的壁厚抽检和 7.3 节的荷载控制,不是形式条款,是这套计算成立的条件。
另外提醒:如果工程所在地区基本风压大于 0.20kN/m²(比如沿海、西北风口地区),Wk 会显著增大,这个 11.4% 的余量会立刻被吃掉。遇到这种情况必须重新计算,通常需要减小步距或加密连墙件。
10.8 最大搭设高度
(1)不考虑风荷载:[H] = [φAσ − (γG·NG2k + γQ·NQk − NXie)] / (γG·gk)
其中 NG2k = 2.317 kN,NQk = 3.600 kN,gk = 0.100 kN/m,NQk 中钢丝绳卸荷部分取 0.000 kN:
[H] = 64.805 m
(2)考虑风荷载:[H] = {φAσ − [γG·NG2k + 0.9×γQ(NQk + φA·Mwk/W) − NXie]} / (γG·gk),其中 Mwk = 0.121 kN·m:
[H] = 39.445 m
取两式计算结果的较小值,脚手架允许搭设高度 [H] = 39.445 m。
本工程最大搭设高度 24.45m < 39.445m,满足要求。这里的余量看起来很大(24.45/39.45 = 62%),但要注意:允许搭设高度是按稳定性控制算出的理论上限,实际工程还要受连墙件间距、剪刀撑布置、施工荷载分布等因素制约,不能简单按这个数加高。
10.9 连墙件计算
连墙件轴向力设计值:Nl = Nlw + No
Nlw = 1.40 × Wk × Aw,其中 Aw = 3.60×4.50 = 16.200 m²(2 步 3 跨覆盖的迎风面积)
Nlw = 1.40×0.347×16.200 = 7.869 kN;No = 3.000 kN(约束架体平面外变形产生的轴向力)
Nl = 7.869 + 3.000 = 10.869 kN
(1)强度要求:Nf1 = 0.85·Ac·[f]/γ₀ = 0.85×398×205/1.0 = 69.282 kN > Nl = 10.869 kN,满足。
(2)稳定性要求:Nf2 = 0.85·φ·A·[f]/γ₀,由长细比 λ = 30.00/1.60 = 18.75 查得 φ = 0.95,A = 18.10 cm²:
Nf2 = 300.110 kN > Nl = 10.869 kN,满足。
连接方式:连墙件采用双扣件连接,水平杆连接在两个立杆上。双扣件抗滑承载力 12.0 kN > Nl = 10.869 kN,满足要求(若用单扣件 8.0 kN,则不满足)。
10.10 立杆地基承载力
立杆基础底面平均压力:pk = N/Ag = 10.757/0.600 = 17.93 kPa
地基承载力设计值:fa = mf × fak = 1.00×1200.00 = 1200.00 kN/m²
验算条件:pk ≤ γu·fa,其中 γu = 1.254(双排脚手架永久荷载和可变荷载分项系数加权平均值)
17.93 kPa << 1.254×1200 = 1504.8 kPa,地基承载力满足要求。
这个验算的余量大得反常,需要理解原因:fak = 1200 kPa 相当于 120 t/m²,这是强风化岩或极密实砾石的量级,一般场地取不到这么高。但即使按最差的回填土 fak ≈ 100 kPa 计算,fa = 100 kPa,pk = 17.93 kPa 仍然远小于 100 kPa,依然满足。
所以结论是:地基承载力这一项几乎不会成为控制因素,因为立杆轴力只有 10.76kN,分散到 0.6 m² 的垫板上压力很小。真正会出事的情况不是「地基压坏」,而是地基不均匀沉降——局部积水软化、局部回填不实,导致个别立杆下沉、架体倾斜。这就是为什么方案要坚持「100mm 厚 C20 硬化 + 向外找坡排水 + 每根立杆下垫 50mm 木垫板」,这三条防的都是不均匀沉降,不是承载力不足。
10.11 计算结论汇总
| 验算项目 | 计算值 | 限值 | 利用率 | 结论 |
|---|---|---|---|---|
| 大横杆抗弯 | 76.8 N/mm² | 205 | 37.5% | 满足 |
| 大横杆挠度 | 2.10 mm | 10 | 21.0% | 满足 |
| 小横杆抗弯 | 119.4 N/mm² | 205 | 58.2% | 满足 |
| 小横杆挠度 | 1.20 mm | 5.33 | 22.5% | 满足 |
| 扣件抗滑(横杆-立杆) | 2.77 kN | 8.0(单扣件) | 34.6% | 满足 |
| 立杆长细比 | 195 | 210 | 92.9% | 满足 |
| 立杆稳定(无风) | 141.6 N/mm² | 205 | 69.1% | 满足 |
| 立杆稳定(有风) | 181.6 N/mm² | 205 | 88.6% | 满足(余量偏小) |
| 允许搭设高度 | 39.45 m | 需 ≥24.45m | 62.0% | 满足 |
| 连墙件轴向力 | 10.87 kN | 12.0(双扣件) | 90.6% | 满足(必须双扣件) |
| 连墙件强度 | 10.87 kN | 69.28 | 15.7% | 满足 |
| 连墙件稳定 | 10.87 kN | 300.11 | 3.6% | 满足 |
| 地基承载力 | 17.93 kPa | 1504.8 | 1.2% | 满足 |
从利用率看出三个控制项:
① 立杆稳定(有风)88.6% —— 最紧的一项,靠钢管壁厚和活荷载控制保命;
② 连墙件轴向力 90.6% —— 已经贴着 12.0kN 的双扣件上限,必须严格用双扣件,且不能减少连墙件数量;
③ 立杆长细比 92.9% —— 195 接近 210 的规范上限,说明步距 1.8m 已经用足,不能再加大步距。
其余项目(地基承载力 1.2%、连墙件稳定 3.6%)余量极大,说明这些不是本设计的控制因素,方案里不必过度加码。
十一、适用范围与使用边界
本方案适用于搭设高度 5~50m、采用双排落地式扣件钢管脚手架的房建工程,结构类型不限(框架、剪力墙、框剪均可),尤其适用于层数不高、场地条件允许落地搭设的多层及小高层建筑。
使用时有几条边界必须清楚:
(1)超过 50m 不能用扣件式落地架。JGJ 130-2011 规定扣件式钢管脚手架搭设高度不宜超过 50m。超过 50m 时应采用双立杆、分段悬挑或改用其他体系(如附着式升降脚手架、盘扣架)。本方案计算出的允许高度是 39.45m,虽然理论上有余量,但规范 50m 的上限是硬约束。
(2)不是所有场地都能落地。落地架要求地基能承载、且脚手架不占用其他作业面。以下情况不适合:地下室顶板未加固(顶板承载力不够)、场地狭窄无法搭设 0.8m 宽架体、有深基坑尚未回填、需要跨越道路或管线。这些情况应改用悬挑架或爬架。
(3)本方案的参数不能直接照搬。纵距 1.5m、横距 0.8m、步距 1.8m、连墙件两步三跨,这组参数是针对基本风压 0.20kN/m²、施工活荷载 3.0kN/m²、同时施工 2 层的条件算出来的。如果你的工程在沿海地区(基本风压可能 0.6~0.9kN/m²)、或需要堆放大量材料(活荷载超过 3.0)、或需要同时多层作业,必须重新计算,不能套用。
(4)原文有若干处数据需要你核对。除前述施工活荷载 2.7 与 3.0 不一致、抛撑 6m 与规范 6 跨不一致、拼凑进来的「升降脚手架」条款之外,还有一处需要注意:原文计算书参数区写「搭设高度 24.5 米」,而表 2.2-1 中 14#楼实际为 24.45m。计算式中用的是 24.450(NG1 = 0.100×24.450),说明实际计算按 24.45m 取,24.5 只是概述取整,这个差异无害但需在方案中统一表述,避免审查时被质疑。
十二、常见问题
Q1:为什么计算按 2.8mm,采购却是 3.0mm?这不是浪费吗?
不是浪费,是必要的保守。钢管在周转使用中必然磨损、锈蚀、磕碰变形,壁厚会逐渐减薄。规范允许壁厚偏差 ±0.36mm,即实际可能在 2.64~3.36mm 之间。如果按名义 3.0mm 计算,就等于假设「所有钢管都完好无损」,一旦有几根磨损到 2.6mm,计算就失效了。按 2.8mm 计算相当于预留了一个安全垫——但前提是实测壁厚不得低于 2.64mm,这就是 3.3 节要做壁厚抽检的原因。
Q2:连墙件为什么不能少设几道?少设不是更省事吗?
连墙件是脚手架与建筑之间唯一的水平约束。少了它,脚手架就变成一根根独立的竖向悬臂杆,风一吹、人一靠就会整体倾覆。计算书里连墙件轴向力 10.87kN,是按 2 步 3 跨(覆盖 16.2 ㎡)算出来的;如果把间距放大到 3 步 3 跨(覆盖 24.3 ㎡),轴向力会按面积正比增加到 16.3kN,超过双扣件的 12.0kN,直接不满足。这就是「不能少设」的量化依据。
Q3:剪刀撑到底要不要连续设置?我见过有的工地是间隔设的。
看高度。JGJ 130-2011 规定:24m 以下可在外侧两端各设一道、中间间隔不超过 15m;24m 以上必须全立面连续设置。所以两种做法都可能对,取决于架高。本工程 14#楼 24.45m 超过 24m,必须连续;其余 7 栋都在 24m 以下,理论上可间隔,但本方案统一按连续执行(超配,便于管理)。如果你在编方案,一定要按最高的那栋楼来定,不能按最低的。
Q4:脚手架验收到底由谁签字?只有监理签可以吗?
不行。按危大工程管理要求,脚手架验收应有多方参与:项目技术负责人、搭设单位负责人、专职安全员、监理工程师。其中「搭设单位负责人」这一项最容易被忽略——如果架子是分包搭的,必须有分包负责人的签字,否则出现问题时总包会说「不知道他们怎么搭的」,分包会说「总包验收过了」,责任无法界定。另外每段搭设完成后必须挂合格牌(含验收日期、验收人、允许荷载),这是现场最直观的管理手段。
Q5:六级风要停止作业,那五级风能干活吗?
规范的说法是「六级及以上强风、雨雪雾天气应停止脚手架搭设与拆除作业」。五级风(8.0~10.7m/s)可以作业,但要注意:大模板、密目网、钢笆网这些迎风面积大的构件在五级风下已经很难控制,吊装和传递杆件时容易失控。实际操作建议:五级风时减少高空传递作业、加密检查连墙件;遇突发阵风立即撤离。安全上永远可以比规范更严,但不能更松。
Q6:架体上能不能临时开洞、拆几根杆?比如要运材料进去。
不能擅自开。方案明确规定「脚手架验收合格后任何人不得擅自拆改,如需局部拆改须经技术部同意后由架子工操作」。技术上,拆一根立杆相当于在架体上开了一个洞,该处荷载会转移到相邻立杆,可能超出设计值;拆一根连墙件会让该区域失去水平约束。如果确实需要留通道,正确做法是在方案阶段就设计好预留洞口并做加强(洞口两侧增设立杆和横杆、加设斜撑),而不是事后临时拆。运料应走卸料平台或专门的进料通道。
配套工具
方案里的关键量可以用下面的工具核算:
- 脚手架材料估算 —— 按建筑尺寸估算钢管、扣件、脚手板用量
- 型钢与钢管理论重量计算 —— 核算钢管用量与重量
- 重大事故隐患判定 —— 对照 2024 版标准自查脚手架隐患
- 脚手架常用数据表 —— 构造参数与材料规格速查
- 钢管规格与理论重量表 —— Φ48×3.0 等规格的截面特性
- 危险性较大的分部分项工程范围对照表 —— 判断是否需要专家论证
- JGJ 130-2011 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 —— 本方案的主要依据
- JGJ 80-2016 建筑施工高处作业安全技术规范
- JGJ 59-2011 建筑施工安全检查标准
- 扣件式钢管脚手架搭设施工方案实例 —— 搭设流程简版
- 落地式承插型盘扣钢管脚手架施工方案实例 —— 盘扣体系对比参考
本文依据公开的施工方案资料改写,所有人员姓名、单位名称、联系电话、具体地名已做脱敏处理。计算书各项数据经逐项复算,与原文一致(误差在 0.1% 以内)。数据仅用于技术参考,实际工程必须按设计文件、地勘报告和现行规范执行,并由具备相应资质的单位和人员签字确认。