高層建筑施工懸挑腳手架應(yīng)用與安全控制

文／龐勇 中鐵十五局集團(tuán)第二工程有限公司 上海 201713

1、工程概況

東山文峰家具聚集區(qū)項(xiàng)目由垃圾中轉(zhuǎn)站、標(biāo)準(zhǔn)廠房、消防站以及宿舍樓等多個(gè)子項(xiàng)目組成，項(xiàng)目總體規(guī)劃用地面積為209813.76m2，總體建筑面積為428199.12m2。其中，擬建2 棟層數(shù)為14 層的框架式高層建筑作為宿舍樓，樓梯設(shè)計(jì)使用年限為40年、主體結(jié)構(gòu)高度為48.9m、結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)，選用懸挑式腳手架。

2、懸挑腳手架在高層建筑施工中的應(yīng)用

2.1 腳手架選型設(shè)計(jì)

考慮到不同高層建筑工程的層高、主體結(jié)構(gòu)高度、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件與施工要求存在明顯差異，必須遵循因地制宜原則，根據(jù)工程情況開展懸挑腳手架的選型工作，明確計(jì)算搭設(shè)高度、立桿縱距、吊環(huán)鋼筋直徑、工字鋼固定方式、錨固點(diǎn)設(shè)置方式等工藝參數(shù)。以水平懸挑梁為例，在一般情況下，優(yōu)先選用16 號(hào)工字鋼作為水平懸挑梁，將懸挑長度控制在1250mm 左右、將工字鋼水平間距控制在1500mm 左右，并在樓板部位提前配置受力鋼筋，使其起到形成負(fù)彎矩的作用，也可選擇支頂卸載處理來代替受力鋼筋。此外，為保證施工安全、懸挑腳手架結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，需要嚴(yán)格遵循《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）等規(guī)范文件，對(duì)懸挑腳手架與懸挑卸料平臺(tái)的各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)不合規(guī)工藝參數(shù)進(jìn)行修正處理。在本工程中，經(jīng)過計(jì)算，最終將懸挑卸料平臺(tái)的水平鋼梁懸挑長度設(shè)定為2.5m、懸挑水平鋼梁間距設(shè)為2.5m、次梁間距設(shè)為0.6m、鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度設(shè)為1400MPa、外側(cè)鋼絲繩與主體結(jié)構(gòu)間距設(shè)為2.2m。

2.2 編制施工計(jì)劃

考慮到懸挑腳手架的施工難度較大，對(duì)搭設(shè)時(shí)間和施工人員專業(yè)素養(yǎng)有著嚴(yán)格要求。為保證懸挑架施工活動(dòng)得以順利開展，需要提前根據(jù)工程情況、施工需求來編制一套內(nèi)容詳盡、科學(xué)合理的施工計(jì)劃，計(jì)劃內(nèi)容包括進(jìn)度安排、材料設(shè)備配置勞動(dòng)力配置三部分。在本工程中，選擇在建筑基礎(chǔ)階段搭設(shè)落地式雙排腳手架，在主體施工階段搭設(shè)外懸挑架，要求外懸挑架施工進(jìn)度略高于主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度。同時(shí)，提前在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備預(yù)埋吊環(huán)、安全網(wǎng)、踢腳板、工字鋼、鋼絲繩以及槽鋼等材料設(shè)備，按照外架平面布置圖來計(jì)算各種類工程材料的實(shí)際用量，按照主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度來組織材料入場(chǎng)存放，并在懸挑腳手架安裝階段配置30 名特種作業(yè)人員與2名專職安全員，在懸挑腳手架拆除階段配置15 名配合工人與3 名測(cè)量員。

2.3 腳手架搭設(shè)

在懸挑腳手架搭設(shè)環(huán)節(jié)，提前檢查地基基礎(chǔ)情況，如果分布軟土地基或是凍結(jié)土層，則對(duì)地基進(jìn)行處理，可采取強(qiáng)夯、排水固結(jié)、墊層換填等方法，或是在腳手架基礎(chǔ)部位澆筑強(qiáng)度等級(jí)在C15 以上的混凝土，直至地基基礎(chǔ)強(qiáng)度、承載性能達(dá)標(biāo)。同時(shí)，參照施工圖紙與腳手架構(gòu)造要求，在高層建筑四周定距定位內(nèi)外立桿的離墻距離，標(biāo)記立桿、底座和墊板位置，完成前期準(zhǔn)備工作。其次，搭設(shè)立桿與橫桿，使用對(duì)接接頭連接立桿、使用直角扣件來連接縱向水平桿和立桿，禁止在同步同跨內(nèi)布置相鄰立桿接頭，要求相鄰接頭錯(cuò)開距離在0.5m 及以上、立桿垂直度偏差不超過腳手架高度1/400，并在立桿內(nèi)側(cè)部位搭設(shè)縱向水平桿，使用對(duì)接扣件來連接桿件，在桿件交點(diǎn)部位搭設(shè)橫向水平桿，要求橫向水平桿兩端與立桿保持固定狀態(tài)。再次，施工人員在內(nèi)外側(cè)立桿、內(nèi)側(cè)立桿和結(jié)構(gòu)層間隙處鋪設(shè)腳手板與腳手片，使用鉛絲進(jìn)行并股綁扎處理，在腳手架兩端從下到上搭設(shè)剪刀撐。最后，在懸挑腳手架上固定安裝防護(hù)欄桿、掛靠密目安全網(wǎng)與拉結(jié)連墻片，完成懸挑腳手架搭設(shè)作業(yè)。

2.4 卸料平臺(tái)安裝

本工程擬定搭建1.2m 欄桿高度、2.0m 寬度、2.5m 外挑長度以及10KN 荷載限制的卸料平臺(tái)，分別使用14a 槽鋼與18a 槽鋼作為次梁、主梁，在次梁上方鋪設(shè)木腳手板，在四周搭設(shè)圓鋼管施作欄桿，并使用覆面木膠合板對(duì)欄桿進(jìn)行封閉處理，使用鋼絲繩將建筑主體結(jié)構(gòu)與懸挑卸料平臺(tái)進(jìn)行拉結(jié)處理。

在懸挑卸料平臺(tái)安裝期間，提前檢查建筑主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到1.2MPa，并在所處樓層梁板內(nèi)部埋設(shè)錨固鋼筋，在上一樓層埋設(shè)吊環(huán)。前期準(zhǔn)備工作完成后，參照施工圖紙制作卸料平臺(tái)框架，框架主體由主次梁焊接形成，在平臺(tái)四周搭設(shè)圓鋼管，將圓鋼管與鄰近主次梁進(jìn)行焊接連接，將間距控制在1200mm 左右。隨后，在平臺(tái)四周使用厚覆面木膠合板連接欄桿，在板面上均勻涂刷紅白色油漆，在次梁上鋪設(shè)木腳手板，完成對(duì)懸挑卸料平臺(tái)底部和四周的封閉作業(yè)。最后，安裝套環(huán)來固定卸料平臺(tái)主梁固定端，按照施工圖紙?jiān)跇前鍍?nèi)部各處槽鋼部位分別埋設(shè)3 個(gè)槽鋼套環(huán)，要求套環(huán)錨鉤高程略低于樓板下排鋼筋，并由施工人員使用鋼絲繩按順序斜拉主梁，將斜拉點(diǎn)吊環(huán)和梁主筋進(jìn)行焊接連接，完成懸挑卸料平臺(tái)安裝作業(yè)。

此外，為保證懸挑卸料平臺(tái)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，消除質(zhì)量安全隱患，對(duì)型鋼主次鋼梁平臺(tái)材料、鋼絲繩吊環(huán)、鋼絲繩等平臺(tái)材料的性能質(zhì)量有著嚴(yán)格要求，在懸挑卸料平臺(tái)安裝前，必須對(duì)相應(yīng)材料的質(zhì)量進(jìn)行重復(fù)檢查。在本工程中，對(duì)于型鋼材料，18a#槽鋼與14a#槽鋼分別作為型鋼主梁和型鋼次梁，要求鋼材強(qiáng)度等級(jí)在Q235 及以上，并保持槽口相對(duì)狀態(tài)，將槽口對(duì)準(zhǔn)建筑主體結(jié)構(gòu)方向。對(duì)于鋼絲繩材料，要求使用公稱抗拉強(qiáng)度不小于1400MPa 的Ф20 鋼絲繩，重點(diǎn)檢查鋼絲繩是否出現(xiàn)表面過度磨損、彎曲變形和斷絲情況，及時(shí)更換單個(gè)節(jié)距內(nèi)斷絲比例大于10%、表面磨損程度超過40%、結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形的鋼絲繩。而對(duì)于鋼絲繩吊環(huán)材料，要求使用Ф20 圓鋼。

2.5 腳手架檢查驗(yàn)收

在懸挑腳手架搭設(shè)完畢后，對(duì)腳手架及卸料平臺(tái)的安裝質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，檢查內(nèi)容包括桿件連接狀況、立桿懸空狀況、底座穩(wěn)固性、立桿沉降值和垂直度、扣件擰緊力度、焊縫焊接質(zhì)量等，如果工藝參數(shù)偏差超標(biāo)，或是出現(xiàn)焊縫裂紋、螺絲與底座松動(dòng)等質(zhì)量問題，對(duì)質(zhì)量缺陷部位進(jìn)行返工處理，直至懸挑腳手架搭設(shè)質(zhì)量完全達(dá)到施工要求。在本工程中，對(duì)于懸挑腳手架，開展階段性檢查驗(yàn)收工作，在宿舍樓基礎(chǔ)完工后進(jìn)行初次檢查驗(yàn)收，在懸挑腳手架每搭設(shè)10m高度、各作業(yè)層加荷前、腳手架停用時(shí)間超過30d 時(shí)分別開展一次檢查驗(yàn)收作業(yè)，并在懸挑腳手架到達(dá)設(shè)計(jì)高度、搭設(shè)完畢后進(jìn)行全面性檢查驗(yàn)收，要求立桿垂直度在腳手架搭設(shè)高度達(dá)到10m、20m 與30m 時(shí)的偏差值不得超過±20mm、±40mm 與±60mm，步距與橫距偏差不得超過±20mm，縱距偏差不得超出±50mm，橫向水平桿在外伸500mm 時(shí)的偏差不得超出±50mm。而對(duì)于懸挑卸料平臺(tái)，檢查驗(yàn)收內(nèi)容包括鋼絲繩規(guī)格、主梁錨固長度、欄桿高度、欄桿道數(shù)、焊縫質(zhì)量、扣件緊固程度等項(xiàng)目，對(duì)存在焊接質(zhì)量缺陷的焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊處理，更換銹蝕損壞的鋼絲繩。

2.6 腳手架及卸料平臺(tái)拆除

首先，在懸挑腳手架拆除環(huán)節(jié)，全面檢查施工現(xiàn)場(chǎng)情況與腳手架結(jié)構(gòu)狀態(tài)，清理腳手架上堆放的各類垃圾雜物，禁止無關(guān)人員滯留現(xiàn)場(chǎng)，按照腳手架檢查情況來擬定拆除計(jì)劃，計(jì)劃報(bào)審?fù)ㄟ^后，方可正式拆除懸挑腳手架。隨后，施工人員嚴(yán)格遵循從上到下、先搭后拆原則，優(yōu)先拆除腳手架結(jié)構(gòu)上方的欄桿、腳手板和剪刀撐等配件，再拆除橫縱向水平桿件，最后拆除立桿，禁止按照從下到上順序拆除腳手架，避免腳手架上部結(jié)構(gòu)因下方失去支撐出現(xiàn)晃動(dòng)、脫落問題。其次，在懸挑卸料平臺(tái)拆除環(huán)節(jié)，施工人員清理平臺(tái)及四周分布的垃圾雜物，停止使用平臺(tái)下部出入口，在出入口處擺放施工警示標(biāo)志與搭設(shè)圍欄。隨后，全面檢查懸挑卸料平臺(tái)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，如扣件連接情況、建筑主體結(jié)構(gòu)與平臺(tái)拉結(jié)情況等，確定一切無誤后，按照先安后拆順序，控制卸料平臺(tái)拉錨鋼絲繩處于不受力狀態(tài)，按照平臺(tái)安裝的相反順序來拆除套環(huán)、木腳手板等配件。

3、高層建筑懸挑腳手架施工的安全控制措施

3.1 做好前期施工準(zhǔn)備工作

考慮到高層建筑工程有著現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜、工期時(shí)間長的特征，懸挑腳手架施工安全將受到材料、工藝技術(shù)、人員操作等因素的影響，存在安全隱患，如使用劣質(zhì)材料時(shí)會(huì)削弱腳手架結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，在施工人員違規(guī)操作時(shí)有可能出現(xiàn)高處墜落事故。因此，為預(yù)防和減少安全事故出現(xiàn)，在懸挑腳手架搭設(shè)前，必須做好現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察、圖紙會(huì)審、材料質(zhì)量檢查與技術(shù)交底等準(zhǔn)備工作，將施工安全隱患消滅于萌芽狀態(tài)。例如，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察環(huán)節(jié)，參照施工圖紙，對(duì)比圖紙內(nèi)容與工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，如果二者存在出入，則將問題向上反饋，對(duì)施工圖紙與施工技術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在圖紙會(huì)審環(huán)節(jié)，由工程參建單位對(duì)施工圖審計(jì)文件內(nèi)容進(jìn)行審查，論證技術(shù)、工期等層面的可行性，整理會(huì)審問題清單，將清單提交至設(shè)計(jì)單位進(jìn)行修改，待圖紙會(huì)審?fù)ㄟ^后，再開展懸挑腳手架施工。在材料質(zhì)量檢查環(huán)節(jié)，對(duì)桿件、工字鋼、圓鋼管、木腳手板等材料的規(guī)格型號(hào)、尺寸、性能質(zhì)量加以全面檢查，如檢查圓鋼管的幾何尺寸與壁厚是都達(dá)標(biāo)，檢查扣件螺栓是否存在滑絲問題。而在技術(shù)交底環(huán)節(jié)，根據(jù)施工方案、圖紙與相關(guān)技術(shù)資料來編制作業(yè)指導(dǎo)書，將其作為交底憑證，向施工人員詳細(xì)講述懸挑腳手架的施工方法、典型問題、工藝流程、注意要點(diǎn)。

3.2 臨邊、洞口與通道防護(hù)

在懸挑腳手架結(jié)構(gòu)體系中，臨邊、洞口、上人斜道等部位是高處墜落安全事故的高發(fā)區(qū)域，為保障施工安全，需要重點(diǎn)對(duì)此類部位采取安全防護(hù)措施，包括首層封閉、防護(hù)欄桿、擋腳板等。例如，首層封閉是使用腳手板對(duì)首層懸挑腳手架以及高層建筑間隔區(qū)域進(jìn)行封閉處理，使用安全網(wǎng)對(duì)腳手架內(nèi)側(cè)進(jìn)行封閉處理，以及使用密目網(wǎng)對(duì)外架底部進(jìn)行封閉處理。而防護(hù)欄桿是在采光井、電梯井、樓層臨邊等部位沿邊搭設(shè)高度在1.2m 及以上的防護(hù)欄桿或防護(hù)門。

3.3 懸挑腳手架搭拆安全技術(shù)措施

首先，在懸挑腳手架搭設(shè)環(huán)節(jié)，提前檢查操作人員是否按規(guī)定正確穿戴安全帽、防滑鞋等安全防護(hù)設(shè)備，禁止在搭設(shè)期間未經(jīng)允許篡改操作流程或是拆除連墻桿， 保持對(duì)接扣件向內(nèi)開口和直角扣件非向下開口狀態(tài)，提前檢查所使用鋼管與桿件等材料是否存在脆裂變形等質(zhì)量缺陷，禁止混淆使用不同外徑鋼管，在搭設(shè)立桿時(shí)每隔6 跨布置一根拋撐。其次，在懸挑腳手架拆除環(huán)節(jié)，禁止在風(fēng)力等級(jí)超過6 級(jí)時(shí)拆除腳手架，在腳手架狀態(tài)檢查正常且作業(yè)計(jì)劃審批通過后再行拆除腳手架，在施工現(xiàn)場(chǎng)擺放安全警示標(biāo)志與禁止無關(guān)人員滯留現(xiàn)場(chǎng)，禁止施工人員向下拋擲所拆除桿件與配件，采取從外向里方式搬運(yùn)腳手板。

3.4 編制專項(xiàng)施工方案

考慮到現(xiàn)代高層建筑工程的工期較長，在施工期間時(shí)常遇到強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)降雨、炎熱天氣等特殊氣候，對(duì)懸挑腳手架使用狀況、建筑施工過程造成一定程度的影響，存在安全隱患，有可能出現(xiàn)高處墜落、腳手架晃動(dòng)失穩(wěn)等安全事故。因此，為保障高層建筑懸挑腳手架施工安全，減小惡劣氣候?qū)κ┕せ顒?dòng)造成的影響，需要提前根據(jù)工程清零、參照同類項(xiàng)目案例來編制專項(xiàng)施工方案。例如，針對(duì)寒冷冬季，需要編制冬季施工方案，以室外平均氣溫連續(xù)5d 低于5℃和高于5℃作為冬季施工的起始、終止時(shí)間點(diǎn)，提前做好防凍防寒等方面的準(zhǔn)備工作，禁止施工人員在凍結(jié)土層上直接搭設(shè)懸挑腳手架、隨意攀爬腳手架，或是在強(qiáng)風(fēng)暴雪等特殊氣候時(shí)露天搭設(shè)腳手架，定期檢查腳手架立桿基礎(chǔ)墊設(shè)穩(wěn)固情況，并在土層開凍、施加荷載與強(qiáng)風(fēng)暴雪氣候過后全面檢查腳手架結(jié)構(gòu)狀態(tài)與地基基礎(chǔ)情況。而針對(duì)氣溫超出25℃的炎熱天氣，編制夏季施工方案，對(duì)施工時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，可選擇提前商務(wù)施工時(shí)間與推遲下午工作時(shí)間，如果氣溫超過37℃，禁止在11:00-14.：30 時(shí)間段內(nèi)組織施工，同時(shí)，對(duì)施工人員的身體健康狀況進(jìn)行檢查，發(fā)放藿香正氣水等防暑藥品，避免出現(xiàn)施工人員中暑、高處墜落等安全事故。

3.5 腳手架防電避雷

為預(yù)防人員觸電安全事故的出現(xiàn)，在懸挑腳手架施工期間，必須采取防電、避雷方面的安全防護(hù)措施。其中，在防電方面，保持腳手架與周邊架空輸電電路4.0m 以上的安全間隔距離、在輸電線路與腳手架間隔距離過小時(shí)需要切斷電源，如果不具備電源切斷條件，且腳手架、輸電線路未保持安全間距，則對(duì)腳手架以及輸電線路進(jìn)行絕緣隔離與接地處理，禁止在夜間施工期間視同12V 及以上電源。在避雷方面，在懸挑腳手架結(jié)構(gòu)上安裝避雷線、避雷帶等避雷裝置，如將懸挑腳手架四角和建筑避雷針進(jìn)行焊接連接，在首次懸挑部位的腳手架處通過鋼筋與建筑主體結(jié)構(gòu)柱筋相互連接。

3.6 編制施工應(yīng)急救援預(yù)案

在高層建筑懸挑腳手架施工期間，盡管采取放電防雷、編制專項(xiàng)施工方案、人員技術(shù)交底等多項(xiàng)安全控制措施，仍舊無法徹底避免安全事故的出現(xiàn)，在出現(xiàn)高處墜落、物體打擊等安全事故時(shí)造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，為減少各類安全事故造成的實(shí)際損失，施工單位需要提前預(yù)測(cè)懸挑腳手架施工期間可能出現(xiàn)的安全事故，針對(duì)性編制應(yīng)急救援預(yù)案，在預(yù)案中明確標(biāo)注應(yīng)急救援流程、應(yīng)急指揮負(fù)責(zé)人與指揮部成員、各類安全事故的正確現(xiàn)場(chǎng)救援方法、各崗位人員分工職責(zé)等內(nèi)容，以此來約束、指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)救援工作的開展。在本工程中，組建一支職責(zé)明確的應(yīng)急救援指揮小組，由項(xiàng)目經(jīng)理與安全總監(jiān)分別擔(dān)任小組組長與副組長，項(xiàng)目各部門負(fù)責(zé)人與現(xiàn)場(chǎng)安全員擔(dān)任組員。在出現(xiàn)人員觸電、高處墜落等安全事故時(shí)，由組長協(xié)調(diào)開展救援工作，與公安、消防、醫(yī)院等部門機(jī)構(gòu)取得聯(lián)系，匯報(bào)事故時(shí)間、地點(diǎn)、人員傷亡等基本信息，配合開展后續(xù)工作，副組長負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)組長進(jìn)行溝通，以及監(jiān)督應(yīng)急救援工作的開展情況，組員則根據(jù)自身分工來開展傷員救護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)秩序維持、組織人員疏散等具體工作。

結(jié)語：

綜上所述，為滿足現(xiàn)代高層建筑的施工需求，施工人員必須提高對(duì)懸挑腳手架工藝技術(shù)的重視，掌握懸挑腳手架的施工流程與實(shí)施操作要點(diǎn)，嚴(yán)格控制各施工環(huán)節(jié)質(zhì)量。同時(shí)，樹立安全生產(chǎn)意識(shí)，做好施工前期準(zhǔn)備、臨邊洞口防護(hù)、防電避雷、編制應(yīng)急救援預(yù)案等安全控制措施，進(jìn)一步提高高層建筑施工質(zhì)量。