幕墻吊籃施工方案設計及施工要點

孫連弟　王景升

【摘 要】本文介紹了幕墻吊籃施工方案設計的編制方法及施工要點。著重論述了設計方案編制的內(nèi)容、吊籃選型、荷載驗算和安裝注意事項。

【關鍵詞】超高層幕墻；吊籃方案；施工要點

【Abstract】This article describes the preparation method and curtain wall construction points gondola construction program design. It focuses on the design of programming content， the basket selection， load checking and installation considerations.

【Key words】Construction points；Basket programs；Super-tall walls

1. 前言

（1）目前建筑幕墻的施工方案基本采用腳手架和吊籃兩種方案進行施工安裝。但對于腳手架施工，往往受到許多的限制。特別對于高層幕墻來講，因腳手架是主體施工單位搭設，當主體結構完成后，自然腳手架跟隨拆除，不會留給幕墻公司使用。另外，土建施工腳手架的搭設要求和幕墻安裝施工的要求也不一樣。尤其現(xiàn)在的大多幕墻外立面采用外挑的豎向裝飾柱，土建施工用的腳手架無法滿足幕墻安裝，條件好也只能完成幕墻支撐框架的施工，而幕墻面板則必須采用吊籃進行安裝。

（2）國家住房和城市建設部頒發(fā)的建質(zhì)[2009]87號《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》的管理規(guī)定，超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程專項方案應當由施工單位組織召開專家論證會。根據(jù)管理規(guī)定的要求，50米以上的幕墻施工需編制專項施工方案，經(jīng)專家評審通過后方可施工。在評審過程中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的專項施工方案不符合論證要求。內(nèi)容不全面，針對性差，更是缺少安全方面的介紹。對此，本文著重論述幕墻采用吊籃施工方案的編制及施工要點，供施工單位參考。

2. 方案設計

幕墻施工吊籃設計方案主要應包括工程概況、吊籃選型、吊籃荷載驗算、吊籃安裝和拆卸要求、吊籃使用注意事項、吊籃布置圖、吊籃明細表等其他內(nèi)容。

2.1 工程概況。

（1）一般的吊籃設計方案往往在工程概況中只描述工程的建設單位、設計單位、施工單位、工程地點、建筑的高度和面積等基本信息。這些內(nèi)容不能完全滿足編制吊籃施工方案的需要。工程概況應著重說明建筑的立面造型、屋面結構形式（上人屋面或不上人屋面）、屋頂造型（有無其他設施及支撐框架）、建筑主體施工狀況、現(xiàn)場起吊和運輸設施、材料存放、周邊環(huán)境、幕墻的類型及位置、幕墻預埋件的安裝等其他與吊籃施工關系密切的情況。

（2）建筑立面造型對吊籃規(guī)格的選用和布置影響很大?，F(xiàn)在大多數(shù)的建筑立面都設計比較大的豎向裝飾柱，有的進出尺寸達到1000mm。而吊籃的長度規(guī)格是標準的，如將吊籃設置在裝飾柱之間，則裝飾柱的凈空決定了吊籃的長度。另一方面，裝飾柱進出尺寸的大小也同時決定吊籃布置的位置。對裝飾柱進出尺寸在500mm左右的，可將吊籃設置在裝飾柱的外側，柱間的玻璃幕墻和裝飾柱可同時進行施工。如裝飾柱進出尺寸超高1000mm，則只能采取玻璃幕墻和裝飾柱分別施工安裝的方案。

（3）屋面結構形式確定了其支撐荷載的大小，即通常所說的活荷載。根據(jù)荷載規(guī)范，上人屋面取2.0KN/m2，不上人屋面取0.5KN/m2。其值相差4倍，應采取不同的防護措施。建筑主體施工狀況主要指幕墻進場主體結構是否已經(jīng)完成？有無交叉施工等情況。這決定了吊籃的施工方案和布置及采取的安全防護措施。建筑主體施工狀況、現(xiàn)場起吊和運輸設施、材料存放、幕墻的類型及位置等概況，主要關系到吊籃施工的內(nèi)容及材料的運輸。幕墻安裝可分為骨架安裝和面板安裝兩大部分?？筛鶕?jù)施工計劃，幕墻的骨架安裝可利用主體施工時的腳手架，吊籃只進行幕墻面板的安裝。在材料運輸方面，規(guī)范明文規(guī)定，吊籃不可以作為材料運輸設備，只能用作暫時存放有限的材料。對于大面積的石材幕墻，主體結構為實心墻體，材料不可能從樓層間直接轉運到吊籃內(nèi)，特別是幕墻的立柱，長度方向都超過3米，需單獨考慮材料的運輸方案。另一方面，當幕墻安裝進行焊接操作是，電焊機不能放置在吊籃內(nèi)，所以，電焊機的擺放位置和焊接作業(yè)點的范圍及距離應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》JGJ46的要求。同時，在10m范圍內(nèi)如有高壓輸電線路，應采用隔離措施。

2.2 吊籃選型。

2.2.1 吊籃常用型號和規(guī)格使用范圍。

目前幕墻施工常用的吊籃為ZLP630和ZLP800兩種型號。吊籃長度多為2米、4米和6米。也可根據(jù)需要進行1米～6米之間進行組合。使用范圍是：吊藍懸掛高度在60米及其以下的，宜選用長邊不大于7.5米的吊籃平臺；懸掛高度在100米及其以下的，宜選用長邊不大于5.5米的吊籃平臺；懸掛高度100米以上的，宜選用不大于2.5米的吊籃平臺。

2.2.2 引用標準。

《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》建質(zhì)[2009]87號

《高處作業(yè)安全技術規(guī)范》JGJ80-91

《建筑施工工具式腳手架安全技術規(guī)范》JGJ202-2010

《建筑施工升降設備設施檢驗標準》JGJ305-2013

《建筑施工安全檢查標準》JGJ59-2011

《施工現(xiàn)場臨時用電規(guī)范》JGJ46-2005

《高處作業(yè)吊籃》GB19155-2003

《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012

《鋼絲繩夾使用方法》GB/T 5976-2006

《起重機鋼絲繩保養(yǎng)、維護、安裝、檢驗和報廢》GB5972-2009

《安全帶國家標準》GB2811-2006

《ZLP系列高處作業(yè)吊籃使用說明書》

《建筑施工升降設備設施檢驗標準》JGJ 305-2013

所引用的標準規(guī)范，應是最新現(xiàn)行版本。

2.2.3 其他技術資料。

方案設計除引用上述相關標準外還應包含建筑幕墻施工圖紙、建筑幕墻施工組織設計、當?shù)丨h(huán)境氣象信息、當?shù)厥┕ぐ踩芾硪?guī)定等其他有關文件資料。

2.2.4 選型荷載確定。

吊籃的荷載可分為垂直方向荷載Q1和水平方向荷載Q2并進行幾何組合計算。垂直方向的荷載Q1由永久荷載（即恒載）GK和可變荷載（即活載）Qk兩類。吊籃選型主要以可變荷載為依據(jù)?？勺兒奢dQk包括：操作人員、施工工具、施工材料。操作人員按兩人考慮。每人體重按75 Kg計算，即工人體重 =75×2 = 150Kg 。施工工具為常用的扳手、連接螺栓等小件物品，常規(guī)按 20Kg計算。 主要荷載即為材料荷載。確定方法為：根據(jù)幕墻施工圖，確定幕墻最大板塊的重量。吊籃只能暫時存放材料，考慮施工方便及吊籃在空中的穩(wěn)定性，一般情況下宜存放兩塊。這樣即可計算出存放材料的荷載。通過操作人員、施工工具和材料荷載值，得出吊籃的允許荷載，再考慮吊籃80%的富余量，得出所需吊籃的額定載重量，從而確定所選的吊籃型號。

2.3 荷載驗算。

吊籃選型后應進行荷載驗算。應包括鋼絲繩承載力驗算、支架抗傾覆驗算、屋面承載荷載驗算三部分。

2.3.1 鋼絲繩承載力驗算。

2.3.1.1 鋼絲繩所承受的荷載。

吊藍動力鋼絲繩強度應按允許應力方法進行核算，計算荷載應采用標準值，安全系數(shù)K 應選取9。

前面講過，吊籃的荷載可分為垂直方向荷載Q1和水平方向荷載Q2并進行幾何組合計算。垂直方向的荷載Q1由永久荷載（即恒載）GK和可變荷載（即活載）Qk兩類。永久荷載GK包括：懸掛機構、吊籃（含提升機和電纜）、鋼絲繩、配重塊，應根據(jù)生產(chǎn)廠家使用說明書提供的數(shù)據(jù)選??；可變荷載Qk包括：操作人員、施工工具、施工材料，

應通過2.4.1的相關計算方法確定。因吊籃采用兩根鋼絲繩固定，故只需按一根驗算即可。

（1）垂直方向荷載。

垂直方向荷載Q1 = （Gk+Qk）/2。

式中Q1——吊藍動力鋼絲繩豎向荷載標準值（KN）；

GK——吊藍及鋼絲繩自重標準值（KN）；

QK——施工活荷載標準值（KN）。

（2）水平方向荷載。

作用于吊藍上的水平荷載可只考慮風荷載，并應由兩根鋼絲繩各負擔1/2，水平風荷載標準值應按下式計算：

Q2=QWK/2

式中Q2——吊藍動力鋼絲繩水平荷載標準值（KN）；

QWK——水平風荷載標準值（KN）。

其中：QWK =wk×F

式中QWK——吊藍的風荷載標準值（KN）；

wk——風荷載標準值（KN/m2）；

F——吊藍受風面積（m2）。

在吊籃的相關標準規(guī)范中，沒有進一步的給出風荷載的計算公式。本人通過查閱資料和分析，認為可參照《附著式升降腳手架》的荷載計算方法，確定吊籃風荷載標準值的計算。

（3）風荷載標準值（WK）。

風荷載標準值（WK）可按下式計算：

WK=βz·μa·μs·W0

式中WK——風荷載標準值（KN/m2）；

μa——風壓高度變化系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB5009的規(guī)定采用；

μs——風荷載體型系數(shù)，可按下表的規(guī)定采用，表中ф為擋風系數(shù)，應為吊籃擋風面積與迎風面積之比（見表1）：

因吊籃為框架結構，形體復雜。同時在吊籃上還站立人員及放置材料，擋風面積很難確定。在保證安全的前提下，為計算方便，本人認為可參照密目式安全立網(wǎng)的擋風系數(shù)ф0.8計算較為適合。

風荷載體型系數(shù)μs

W0——基本風壓值。因幕墻施工是短暫臨時性工作，可按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB 50009-2012中n=10年的規(guī)定采用。工作狀態(tài)應按本地區(qū)的10年風壓最大值選用，并不得小于0.25KN/m2；

βz——風振系數(shù)，一般可取1，也可按實際情況選取。

2.3.1.2 鋼絲繩拉力驗算。

吊籃荷載組合應幾何關系進行。吊藍在使用時，其動力鋼絲繩所受拉力應按下式驗算：

驗算結果：吊藍在使用時，動力鋼絲繩所受拉力（QD）不應大于鋼絲繩的破斷拉力。

2.3.2 吊籃支架抗傾覆驗算。

2.3.2.1 正常工況下懸掛機構示意圖（見圖1）。

圖1中：

W——總載荷 （豎向荷載和水平荷載的幾何組合值）

G——配重

N ——后墜力

a——前吊桿長度

b——支點至配重長度

h ——后支架荷載

2.3.2.2 支架抗傾覆驗算。

按照《高處作業(yè)吊籃》GB19155-2003的規(guī)定抗，傾覆系數(shù)等于配重矩與前傾力矩的比值K，其比值不得小于2。

即：K =（N×b）÷（W×a） > 2

式中：N=G+h。

2.3.3 屋面承載荷載驗算。

屋面承載荷載驗算是要是復核吊籃支架對建筑屋面的承壓限值是否滿足建筑主體結構的承載要求。根據(jù)荷載規(guī)范，上人屋面的活荷載取2.0KN/m2，不上人屋面的活荷載取0.5KN/m2。應分別計算吊籃支架對屋面的承壓力并滿足規(guī)定要求。如計算不符合要求，應通過增加墊板加大承壓面積的措施，降低實際荷載值。驗算方法同抗傾覆驗算原理相同，利用杠桿平衡計算公式，在此不再進行累述。

3. 吊籃施工要求

3.1 吊籃安裝注意事項。

吊籃安裝時應按照專家評審通過的專項施工方案，由專業(yè)人員負責實施。施工作業(yè)人員不得擅自安裝、拆卸、改裝或將吊籃移位。安裝作業(yè)前，應劃定安全區(qū)域并設置隔離線，安排人員監(jiān)管。吊籃組裝前應確認結構件、緊固件已經(jīng)配套且完好，其規(guī)格型號和質(zhì)量應符合設計和施工方案中的布置圖的要求。懸掛機構前支架嚴禁支撐在女兒墻上、女兒墻外或建筑物挑檐邊緣。前梁外伸長度應符合吊籃使用說明書和設計方案的規(guī)定。懸挑橫梁前高后低，前后水平高差不應大于橫梁長度的2%。配重件應穩(wěn)定可靠地安放在配重架上，并應有防止隨意移動的措施。嚴禁使用破損的配重件或其他替代物。配重件的重量應符合設計規(guī)定。當使用兩個以上的懸掛機構時，懸掛機構吊點水平間距與吊籃平臺的吊點間距應相等，其誤差不應大于50mm。懸掛機構前支架應與支撐面保持垂直，腳輪不得受力。安裝任何形式的懸挑結構，其施加于建筑物或構筑物支承處的作用力，均應符合建筑結構的承載能力，不得對建筑物和其他設施造成破壞和不良影響。吊籃安裝和使用時，在10m范圍內(nèi)如有高壓輸電線路，應按照現(xiàn)行行業(yè)標準《施工現(xiàn)場臨時施工用電安全技術規(guī)范》JGJ46的規(guī)定，采取隔離措施。采用非標準的加高吊籃，應進行穩(wěn)定性計算。采取可靠的穩(wěn)定措施。宜與主體結構連接固定，不得將相鄰的吊籃相互連接。

3.2 吊籃施工要求。

3.2.1 吊籃的允許荷載不得超過額定載重量的80%，并應保持荷載均衡。吊籃內(nèi)作業(yè)人員應為2個，嚴禁超員。不得將吊籃作為垂直運輸設備，不得采用吊籃運輸物料。吊籃正常工作時，人員應從地面進入吊藍，不得從建筑物頂部、窗口等處或其他孔洞處出入吊籃。在吊籃內(nèi)的作業(yè)人員應佩戴安全帽，系安全帶，并應將安全鎖扣正確掛置在獨立設置的安全繩上。安全繩應固定在建筑物可靠位置上不得與吊藍上任何部位有連接，并應符合下列規(guī)定： （1）安全繩應符合現(xiàn)行國家標準《安全帶》GB6095的要求，其直徑應與安全鎖扣的規(guī)格相一致； （2）安全繩不得有松散、斷股、打結現(xiàn)象； （3）安全鎖扣的部件應完好、齊全，規(guī)格和方向標識應清晰可辨。

3.2.2 在吊籃內(nèi)進行電焊作業(yè)時，應對吊籃設備、鋼絲繩、電纜采取保護措施。不得將電焊機放置在吊籃內(nèi)；電焊纜線不得與吊籃任何部位接觸；電焊鉗不得搭掛在吊籃上。當?shù)趸@施工遇有雨雪、大霧、風沙及5級以上大風等惡劣天氣時，應停止作業(yè)，并應將吊籃平臺停放至地面，應對鋼絲繩、電纜進行綁扎固定。 當施工中發(fā)現(xiàn)吊籃設備故障和安全隱患時，應及時排除，對可能危及人身安全時，必須停止作業(yè)，并應由專業(yè)人員進行維修。維修后的吊籃應重新進行驗收檢查，合格后方可使用。 下班后不得將吊籃停留在半空中，應將吊藍放至地面。人員離開吊籃、進行吊籃維修或每日收工后應將主電源切斷，并將電氣柜中各開關置于斷開位置并加鎖。

3.2.3 當幕墻高度超過200米時，應進行分段施工并采用防擺動的穩(wěn)定措施。當幕墻為內(nèi)傾斜面時，應在吊籃側面設置滾輪，防止吊籃在幕墻表面產(chǎn)生滑移，造成幕墻表面的損壞。

參考文獻

[1] 《建筑施工工具式腳手架安全技術規(guī)范》JGJ202-2010.

[2] 《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012.

[文章編號]1619-2737（2015）12-24-658