悬挑式外脚手架施工工法
工法编号： WJGF008-2007
完成单位：武汉建工第三建筑有限公司、武汉建工第二建筑有限公司
主要完成人：傅志学 张红涛 邱北苓 田安利 彭腾飞
1.前言
随着城市建设的飞速发展，高层及超高层建筑物的不断增多，施工环境愈趋复杂，为了满足结构施工和外装饰施工的需要，悬挑式钢管扣件外脚手架因其适应性广、承载能力强、搭设与拆除方便等特点受到了广泛的应用。
本工法所述悬挑脚式外手架是指将全高的脚手架分成若干段，每段搭设高度不超过25m，利用型钢悬挑梁作脚手架基础分段多层悬挑，分段搭设的脚手架形式。利用此方法可以适应搭设全高超过50m，周边环境复杂等常规落地式外脚手架无法满足的各种施工条件。
2.工法特点
本工法在不改变外脚手架使用功能的前提下，具有以下特点：
2.1将全高的脚手架分段搭设，不受常规落地式外脚手架搭设高度的限制，适应范围广，安全可靠。
2.2工作面位于建筑物的二楼及以上任意楼层，因此不受施工场地及周边环境的制约，可以节约施工场地，加快施工进度，有利于缩短工期。
2.3工字钢及其他配件属工具性质，可周转重复利用，节约成本。
3.适用范围
悬挑式外脚手架适用于新建或改建的现浇钢筋混凝土结构工程，在以下三种施工条件时，其优点尤为突出：
3.1建筑物 0以下结构工程，基坑不能及时回填，而主体结构工程必须立即施工，否则将影响工期。
3.2高层建筑主体结构四周为裙房或其他建筑物，脚手架不能直接支承在上面。
3.3超高层建筑施工，脚手架搭设高度超过了落地式脚手架的容许搭设高度。
4.工艺原理
悬挑式外脚手架是将需要搭设的整个脚手架分成若干段，利用悬挑支承结构作为脚手架的主要受力杆件和基础，上面搭设双排钢管扣件式脚手架，分段悬挑分段搭设。
反提钢丝绳
锚固钢
筋环
工字钢
脚手架立杆
水平兜网
安全网
小横杆
附墙件
预埋钢管
操作层拦腰杆
图4-1 悬挑式外脚手架立面示意图
目前常用的悬挑支承结构使用型钢作为悬挑梁挑出，一端搁置在建筑物上并与预埋在建筑物内的锚固钢筋固定，另一端挑出建筑物一定尺寸，其端头用钢丝绳斜拉，与上层建筑物固定，组成悬挑支承结构。具有足够的强度、刚度和稳定性，将脚手架的全部或部分荷载通过悬挑梁传递给建筑结构。见图4-1
5.工艺流程及操作要求
5.1工艺流程
编制悬挑式外脚手架的搭设方案 绘制悬挑型钢的平面布置图和立面、剖面图 型钢的二次加工准备 楼层钢筋环的预埋 放置和固定型钢 反拉钢丝绳 支承结构检查与验收 搭设内、外排立杆 搭设扫地杆 搭设纵向内、外排大横杆 设置小横杆 设置脚手架连墙件 底部硬质封闭 设置脚手架外立面剪刀撑 铺设脚手板 立面及水平方向的防护 检查验收及交付使用
5.2操作要点
5.2.1 编制悬挑式外脚手架专项施工方案，并进行设计计算。计算内容包括悬挑梁与上部架体的强度、刚度、抗倾覆验算等。
5.2.2绘制悬挑型钢的平面布置图，重点做好拐角处的处理。
5.2.3悬挑支承结构是悬挑式脚手架的基础，由悬挑型钢、锚固钢筋环、卸荷钢丝绳等构件组成。悬挑型钢可选用工字钢、槽钢、角钢。工字钢又因轴心受力，具有良好的抗弯和抗偏心距的特性而成为首选材料。当悬挑长度较长或上部荷载较大时，应选用工字钢。下面以工字钢为例。
1. 工字钢的下料长度通过计算确定，悬挑长度由外排距端头长度l1=100㎜，架体宽度l2,预留距墙操作空间l3,锚固长度l4，卡箍距尾端长度l5=300㎜五部分组成，其中l4 ≥（l1 +l2 +l3）。
2. 工字钢的上端面焊接长度为200mm的φ25mm钢筋做底座。工字钢下端面靠近建筑结构边缘的部位处焊一根∠50×5的角钢。
3.工字钢的前端头的两侧面焊8mm厚规格为：160×150mm的钢板，钢板上再焊接Ф16钢筋吊环。见图5.2.3—1
图5.2.3—1 s工字钢设置示意图
5.2.4 按照悬挑式外脚手架搭设方案进行工字钢的平面布置定位，并在浇捣该层混凝土之前预埋前后两道钢筋锚固环，第一道钢筋锚固环埋置于建筑物周边的梁内，钢筋埋设深度不小于300mm，第二道钢筋锚固环埋置于建筑物板的混凝土内，并距工字钢末端距离为300mm。
5.2.5待该楼层的混凝土达到一定的强度后向钢筋锚固环内放置已经准备好的工字钢，将工字钢与锚固钢筋固定牢靠。固定方式有以下三种：
A、锚固钢筋为“n”形：将工字钢与锚固钢筋环之间的间隙使用木撬楔撬紧。图5.2.5-1A
B、锚固钢筋为“U”形：将钢筋弯折闭合，焊接在工字钢上。图5.2.5-1B
C、锚固钢筋为“U ”形螺栓：盖压板、垫片，锁紧螺帽。图5.2.5-1C
图5.2.5-1锚固钢筋固定示意图
5.2.6脚手架的立杆钢管插入工字钢上端面已焊接的钢筋底座内，立杆的纵向间距与工字钢水平布置的间距一致，一般情况下la=1500mm，立杆的横向间距为lb=1050㎜。
5.2.7搭设内外排大横杆，大横杆的步距为h=1800mm。
5.2.8小横杆设置距立杆与大横杆的主接点不大于300mm处，小横杆的两端必须设置扣件。
5.2.9在脚手架外立面连续设置设剪刀撑，每组剪刀撑跨越立杆根数为5～7根（>=6000mm），斜杆与地面的夹角在45º～60º之间，由底部至顶部随脚手架连续设置。剪刀撑钢管的连接必须采取搭接的形式，搭接长度应不小于1000mm，并使用不少于2个的旋转扣件紧固。
5.2.10脚手架的卸荷措施：外脚手架的每次悬挑均采用钢丝绳反提卸荷。在悬挑层的上一层结构梁内预埋钢管, 预埋钢管的长度约为550mm,顶部高出结构面250mm。使用6×19+1φ15.5钢丝绳对工字钢进行反拉；并使用专用收紧器对钢丝绳进行收紧。脚手架上脚手板满铺并应控制在3层以内。
5.2.11连墙件的布置为两步三跨，设置成梅花形或棱形，即竖直方向每层设置，间距为3000mm；水平方向设置间距为每4500mm。悬挑式外脚手架立面、剖面示意图见图5.2.11—1。
图5.2.11—1： 悬挑式脚手架立面示意图
5.2.12防护措施：拟施工作业的层数为2层，为保证水平防护到位，按垂直间距每12m满铺一层竹跳板或悬挂一层水平兜网，竹跳板下必须保证有3根小横杆，严禁探头板现象。脚手架的外立面使用密目式安全网全封闭。脚手架外排立杆设置一道高度为900mm的拦腰杆。为增加外脚手架
的美观，悬挑层以及每隔三层楼高度要悬挂一道彩色扣板。脚手架内排大横杆与建筑物之间的空挡使用兜网进行防护。
6.材料准备
6.1 钢管：钢管质量必须符合国家标准《碳素结构纲》（GB/T 700）种Q235-A级钢的规定。钢管直径为48mm，壁厚为3.0—3.5mm，长度以4000—6000mm和1500—2200m为宜，有严重锈蚀、弯曲、压扁和裂纹的禁止使用。
6.2扣件：直角扣件、对接扣件和回转扣件，所有扣件的材质和质量均符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB 15831-1995）的要求，如有发现脆裂、变形、滑丝的禁止使用。
6.3 脚手板：竹脚手板，厚度不小于50mm，长度为2800—3000mm，宽度为300mm，无颤动和摇摆，满足施工荷载的要求。
6.4 安全网：密目式安全网，规格为：6000 1800mm，质量符合现行国家标准《密目式安全立网》（GB 16909-1997）的要求；水平兜网，规格为：6000 3000m，质量符合国家标准《安全网》（GB 5725-1997）的要求。
6.5 工字钢：型号为I16，为热轧普通工字钢,其结构、性能符合国家标准《工字钢》（GB/T 706-1998）的要求。
6.6钢丝绳：采用规格和直径为6 19+1—15.5同向捻钢丝绳，性能及质量符合国家标准《钢丝绳》（GB 5144-85）要求。
6.7绳卡：选用Y5—15型绳卡，质量、性能满足国家相关标准要求。
6.8锚固钢筋：选用直径为16mm的圆钢
7.设备与工具
主要设备与工具见表7-1 设备与工具一览表。
8劳动力组织
8.1安全监督管理人员1人；
8.2金属焊接施工作业人员1人；
8.3架子工班组负责人1人；
8.4登高架设作业人员12人。
序号
名 称
规格与型号
功 能
1
钢卷尺
制动式（5m）
确定架宽、跨距、步高等尺寸
2
游标卡尺
I型，游标0.02㎜
测量钢管直径和壁厚
3
水准仪（配5m塔尺）
DS3 Z
确保悬挑梁处于同一标高，大横杆的水平
4
经纬仪
J2-2
检验架体垂直度
5
扳手
22#
紧固扣件螺栓
6
扭力扳手
预制式20～100N·m
检测扣件螺栓的紧固程度
7
电焊机
BS-330
焊接底座和吊环
8
切割机
ZBK64013-89
钢管与型材下料
9
灭火器
FMZ4-BC
消防准备
表7-1 设备与工具一览表
9.质量控制
9.1执行的标准
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2001）
2、《建筑施工安全检查标准》（JGJ 59-99）
3、《密目式安全立网》（GB16909-1997）
4、《安全网》（GB5725-1997）
5、《安全帽》（GB2811-2007）
6、《安全带》（GB6095-85）
7、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）
8、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）
9.2质量检验
9.2.1立杆垂直偏差的控制。纵向垂直度偏差不大于H/200,且不大于100mm,横向垂直度偏差不大于H/400,且不大于50mm；大横杆的水平偏差不得大于总长度的1/300，且不大于50mm。
9.2.2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，搭接应符合以下要求：
1.立柱上的对接扣件应交错布置，两个相邻立柱接头不应设在同跨，两相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主接点的距离不应大于步距的1/3。
2.立柱搭接长度不小于1000mm，不少于两个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端部的距离不应小于100mm。
9.2.3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。
9.2.4纵向水平杆的构造质量要求：
1.纵向水平杆应设置在立杆内侧，其长度不宜小于３跨。
2.纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接，对搭接应符合以下要求：
1）纵向水平杆的对接必须交错布置；相邻两根纵向水平杆的接头不能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不应小于500mm，各接头中心至最近主接点的距离不得大于纵距的1/3。
2）纵向水平杆的搭接长度应不小于1000mm,并按等间距设置3个旋转扣件。
9.2.5横向水平杆的构造质量要求：
1.立杆与纵向水平杆的交点处必须设置一根横向水平杆，主节点处两个直角扣件的中心距不应大于300mm。
3.作业层上非主节点处的横向水平杆，应根据支撑脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。
9.2.6脚手板的设置要求
1.作业层脚手板应铺满、铺稳，并应距墙面间的距离为120—150mm。
2．脚手板应设置在三根横向水平杆上。脚手板的铺设既可采取对接平铺，也可采取搭接铺设。
1）脚手板对接平铺时，接头处必须设置两根横向水平杆，脚手板外伸长度为：130-150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm；
2）脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应大于100mm。
具体铺设方法详见图8.2.6-1：
图9.2.6-1脚手板铺设示意图
9.2.7脚手架在下列阶段进行检查和验收：
1、悬挑梁安装完成后，上部架体施工前；
2、作业层上施加荷载前；
3、每搭设完10～13米后；
4、达到设计高度后；
5、遇有六级大风和大雨后，寒冷地区开冻后；
6、停用超过一个月；
10.安全措施
10.1登高架设作业人员（架子工），必须经专业安全技术培训，考试合格，持特种作业操作证上岗作业。
10.2登高架设作业人员（架子工）在施工过程中要正确使用个人安全防护用品，着装必须灵便（紧身紧袖），在高处作业时，必须穿防滑鞋，佩戴安全带。
10.3在进行悬挑脚手架搭设之前，必须组织搭设人员，认真领会脚手架专项安全施工组织设计和安全技术措施交底的要求，研讨搭设方法，明确分工，并派1名技术好、有经验的人员负责搭设技术指导和监护。
10.4风力六级以上（含六级）强风和高温、大雨、大雪、大雾等恶劣天气，应停止脚手架德的搭设与拆除作业。风、雨、雪过后要进行检查，发现倾斜下沉、松扣、崩扣要及时修复，合格后方可使用。
10.5脚手架要结合工程进度搭设，搭设未完的脚手架，在离开作业岗位时，不得留有未固定构件和不安全隐患。
10.6工程负责人、安全员、架子工班长应按脚手架搭设的进度分段对脚手架验收，并填写《施工脚手架验收表》，经验收合格后方可投入使用。
10.7高处作业所用的物料应堆放平稳，工具应随手放入工具袋，拆卸下的物体、剩余材料和废料等都要加以清理和及时运走，不得任意乱掷或向下丢弃。传递物体时不能抛掷。
10.8所有安全防护设施和安全标志等，任何人不得毁损或擅自移动或拆除。确因作业需要而暂时拆除或变动安全防护设施时，必须报请批准后才能拆除，并在作业完成后进行复原。
10.9施工现场安全员要每天对脚手架进行安全检查，尤其是对固定工字钢的锚固钢筋环、钢丝绳、连墙件、脚手板、兜网、拦腰杆等进行检查，发现问题及时整改。
11.环保措施
11.1搭设脚手架搭设与拆除作业中，材料运输要做到轻拿轻放，以免产生噪声，影响居民的生活。
11.2工字钢、钢管等材料在刷防锈漆和安全警示油漆的过程中防止油漆的滴落，油漆废料不得随意丢弃，以免污染土壤、水体和大气。
11.3遇三级及三级以上风力时，禁止拆除脚手架立面安全网和底部封闭层，以防止扬尘污染。
11.4要严把密目式安全网的质量关，禁止使用非阻燃性安全网，以免产生火灾。废弃的安全网集中回收，不得随意丢弃。
12.效益分析
12.1悬挑式外脚手架能适应许多落地式外脚手架等其他形式脚手架不能搭设的特殊工况，为生产的顺利开展提供了可靠的保障。
12.2分段悬挑分段搭设，可以分段卸载，提高了脚手架的安全系数。
12.3不必等地下室工程回填完毕即可施工，缩短工期，节约了时间成本。
12.3型钢等材料均为工具式，可以重复使用，较大程度地节约了经济成本。
12.4当施工场地周边环境复杂，或对既有裙楼以上部位进行改造施工时，采用悬挑式外脚手架施工可以不影响非改造部分的正常运营，最大限度的降低对周边环境的干扰，产生较好的社会效益。
13.应用实例
由武汉建工第二建筑有限公司承建的武汉广播电视中心（西区）工程位于武汉市汉口解放大道青年路口，东靠西北湖，南临解放大道，是一座以广播电视技术制作为主体的大型综性合建筑，总建筑面积74414m2，建筑总高度129m，地下2层，地上35层，其中裙房五层。采用该工法施工，获得了武汉市“建筑施工安全质量标准化示范现场”（安全黄鹤杯）；获得了湖北省“安全文明施工现场”（安全楚天杯）。该工程悬挑脚手架搭设实物见图13-1：
图13-1武汉广播电视中心工程悬挑脚手架搭设实物 图
由武汉建工第三建筑有限公司承建的欧景苑四期2#楼工程，地下1层，地上18层。在基坑未及时回填的情况下采用悬挑式外脚手架施工，缩短工期16天，节约经济成本10余万。该工程荣获“湖北省安全文明施工现场（楚天杯奖）”。
由武汉建工第三建筑有限公司承建的天瑞国际酒店改扩建工程地处闹市中心地段，1～8楼裙楼部分为运营中的大型商场，裙楼以上的结构扩建向外水平悬空延伸1.6米。为满足施工要求及不影响周边环境，采用脚手架悬挑搭设方式，工字钢梁悬挑长度达3米。从距地面30米高度的九层楼面开始首道悬挑脚手架施工，共分三段搭设。整个施工过程中，无一质量和安全事故发生，未发生相关方的抱怨，产生了较好的社会效益。