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        高處作業(yè)吊籃非標(biāo)搭設(shè)施工技術(shù)研究

        2023-02-12 14:47:56宋磊,彭冉,黎引,李虹慧
        四川建筑 2023年5期
        關(guān)鍵詞:腳手架

        宋磊, 彭冉, 黎引, 李虹慧

        [摘要]通過案例對非標(biāo)準(zhǔn)搭設(shè)的高處作業(yè)吊籃的技術(shù)進(jìn)行研究,為施工提供更多的技術(shù)保障,以此來保證懸空作業(yè)人員的安全和生命,同時使高處作業(yè)吊籃的應(yīng)用得到進(jìn)一步的發(fā)展。

        [關(guān)鍵詞]建筑施工安全; 腳手架; 高處作業(yè)吊籃; 非常規(guī)搭設(shè)

        [中國分類號]TH211+.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B

        0引言

        目前工程中吊籃主要用于建筑物外立面施工等作業(yè),如抹灰、粘貼外墻磚、安裝幕墻、涂刷外墻涂料等,特別是在外墻貼磚、幕墻安裝的施工過程中,由于建筑造型的特殊和有些項(xiàng)目根本就無法搭設(shè)外架等原因無法正常施工,這時選擇吊籃,就更能體現(xiàn)其操作靈活,移位容易、方便實(shí)用、安全可靠、作業(yè)效率高、占地面積小、適合各種復(fù)雜施工環(huán)境的特點(diǎn)。而保證安全是吊籃的最大的要點(diǎn)?,F(xiàn)結(jié)合具體項(xiàng)目介紹非標(biāo)準(zhǔn)式安裝吊籃的安全控制。

        1工程概況

        成都廣安生物醫(yī)藥協(xié)作研發(fā)產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目一期3號地塊工程項(xiàng)目位于天府新區(qū)生物城板塊,地塊位于生物城中路南側(cè),岐黃一路東側(cè)。建設(shè)用地面積約1.86萬m2,總建筑面積72 037.81 m2。其中3-1#樓及3-2#樓為共計12層,幕墻安裝高度61.55 m,屋面結(jié)構(gòu)高度55.55 m;3-3#樓共計4層,幕墻安裝高度20.2 m,屋面結(jié)構(gòu)高度15.10 m;3-4#樓共計10層,幕墻安裝高度43.6 m,屋面結(jié)構(gòu)高度38.45 m。外裝飾為玻璃幕墻,采用屋面層搭設(shè)吊籃機(jī)構(gòu)進(jìn)行施工。

        2技術(shù)體系及特點(diǎn)

        目前市場上常見的吊籃有ZLP(D)500、ZLP(D)630、ZLP(D)800型號,ZLP630型吊籃是通過架設(shè)于建筑物頂部的懸掛機(jī)構(gòu),用鋼絲繩沿建筑物立面懸掛著依靠電機(jī)驅(qū)動的懸吊平臺,可進(jìn)行上下移動的一種載人高空作業(yè)設(shè)備,用于進(jìn)行高處施工作業(yè),屬于常設(shè)型吊籃。由于本工程幕墻安裝高于屋面結(jié)構(gòu)層最大高度6 m,需搭設(shè)腳手架配合,需將吊懸掛機(jī)構(gòu)提高(高于幕墻最大高度300 mm),此搭設(shè)方式參照相關(guān)規(guī)范中規(guī)定,屬于超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項(xiàng)工程(圖1、圖2)。

        3支撐架搭設(shè)

        吊籃支撐架技術(shù)參數(shù)與荷載見表1、表2、圖3。

        3.1工藝流程

        屋面層施工完畢—架體材料準(zhǔn)備—測量放線—鋪設(shè)墊板—支撐架搭設(shè)—架體驗(yàn)收—腳手板鋪設(shè)—驗(yàn)收—吊籃機(jī)構(gòu)組裝—試運(yùn)行—驗(yàn)收合格,交付使用。

        3.2施工方法

        3.2.1基礎(chǔ)處理

        本工程支撐架位于各棟屋面層搭設(shè),基礎(chǔ)均為混凝土樓板,厚度為120 mm。支撐架搭設(shè)時立桿底部鋪設(shè)墊板。

        3.2.2架體搭設(shè)

        (1)立桿各步接頭必須采用對接扣件連接,立桿與大橫桿采用直角扣件連接。接頭交錯布置,2個相鄰立柱接頭避免出現(xiàn)在同步同跨內(nèi),并且在高度方向至少錯開50 cm;各接頭中心距主節(jié)點(diǎn)的距離不大于步距的1/3。

        (2)腳手架必須設(shè)置縱、橫向掃地桿??v向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距鋼管底端不大于200 mm 處的立桿上。橫向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

        (3)水平桿的搭設(shè)。在立桿底部距地面200 mm高處,沿縱橫水平方向應(yīng)按縱下橫上的順序設(shè)置掃地桿。在立桿頂部可調(diào)托座托板下皮往下650 mm的范圍內(nèi)設(shè)置頂部水平拉桿。掃地桿與頂部水平拉桿之間的間距,在滿足水平拉桿步距1 m的條件下,進(jìn)行重新分配確定步距后,在每一步距處沿縱橫向各設(shè)置一道水平拉桿,梁板支撐架頂層2個步距水平拉桿按1.0 m設(shè)置。

        (4)支撐架采用扣件式鋼管腳手架和可調(diào)頂托搭設(shè),主梁采用48.3×3.6 mm雙鋼管,次梁采用50 mm×50 mm×2.5 mm方鋼管,間距300 mm,上部機(jī)構(gòu)區(qū)域鋪4 000 mm×200 mm×50 mm木腳手板,木腳手板在兩端用鍍鋅鋼絲箍繞2~3圈與支撐架體固定。

        (5)剪刀撐的搭設(shè)。根據(jù)GB 51210-2016《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》,本工程1#、2#、4#樓屋面支撐架最大搭設(shè)高度為7 m,立桿縱橫向間距小于0.9 m屬安全等級為Ⅰ級的支撐腳手架,剪刀撐采用加強(qiáng)型,在架體外側(cè)周邊及內(nèi)部縱、橫向每5跨,應(yīng)由底至頂設(shè)置連續(xù)豎向剪刀撐。

        (6)水平安全兜網(wǎng)采用大眼網(wǎng),支撐架中間距地4 m處設(shè)置一道。安全兜網(wǎng)要求全面覆蓋整個架體,不可漏鋪。在該平面的水平安全兜網(wǎng)鋪設(shè)完成以后,方可進(jìn)行上部架體的搭設(shè)施工。

        3.2.3與結(jié)構(gòu)拉結(jié)

        本工程框架結(jié)構(gòu)跨度大,支撐架搭設(shè)較高,為保證架體的整體穩(wěn)定性,架體與結(jié)構(gòu)采用箍柱式進(jìn)行可靠拉結(jié),在每根柱子處的抱柱連墻件設(shè)置兩處。

        單桿箍柱式:單根適長鋼管緊貼結(jié)構(gòu)的柱子,用3根短鋼管將其固定于柱側(cè)(圖4)。

        4設(shè)計控制要點(diǎn)

        4.1設(shè)計要點(diǎn)

        (1)懸掛機(jī)構(gòu)架支腿設(shè)在建筑物上的,其結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足承載力要求。

        (2)吊籃懸掛機(jī)構(gòu)的抗傾覆力矩與傾覆力矩的比值不得小于3。

        4.2主要性能參數(shù)

        額定載重量:630 kg。

        限定使用載重量:400 kg。

        升降速度:9~11 m/min。

        吊籃平臺尺寸:5 m×0.76 m×1.1 m(長×寬×高)。

        吊籃上部支架長度:6 m。

        懸掛梁前端懸挑長度1.5 m,后支架長度4.2 m。

        吊籃平臺質(zhì)量:440 kg。

        上部懸掛機(jī)構(gòu)質(zhì)量:450 kg。

        配重質(zhì)量:不低于1 000 kg。

        鋼絲繩:4×31IWS+FC-8.3,破斷拉力大于53 kN。

        安全系數(shù)K選取 9。

        4.3吊籃支撐懸掛機(jī)構(gòu)前支架集中載荷計算

        吊籃動力鋼絲繩所承受荷載:

        (1)豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計算:Q1=(GK+QK)/2。

        式中:Q1為吊籃動力鋼絲繩豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN);GK為吊籃及鋼絲繩自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN);QK為施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN)。

        吊籃鋼絲繩自重:2×60×0.26=31.2 kg=0.312 kN(鋼絲繩每1 m自重0.26 kg)。

        施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值:1 kN。

        Q1=(0.312+1)/2=0.656 kN

        (2)作用于吊籃上的水平荷載可只考慮風(fēng)荷載,由2根鋼絲繩各負(fù)擔(dān)1/2,水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q2=QWK/2。

        式中:Q2為吊籃動力鋼絲繩水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kN;QWK為水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值kN;Q2=1.505/2=0.7525 kN。

        (3)動力鋼絲繩所受拉力:QD=K(Q21+Q22)

        式中:QD為動力鋼絲繩所受拉力的施工核算值kN;K為安全系數(shù),選取9。

        QD=9(0.6562+0.75252)=8.98 kN

        (4)支承懸掛機(jī)構(gòu)前支架集中荷載:ND=QD(1+L1/L2)+GD。

        式中:QD為吊籃動力鋼絲繩所受拉力的施工核算值;GD為懸掛梁自重175Kg = 1.7kN;L1為懸掛梁前支架支撐點(diǎn)至吊籃吊點(diǎn)的長度(1.5 m);L2為懸掛梁前支架支撐點(diǎn)至后支架支撐點(diǎn)的長度(4.2 m);ND為8.98(1+1.5/4.2)+1.7=13.887 kN。

        4.4抗傾覆安全系數(shù)

        K=G·b/F·α≥3

        K=1000×4.2/(428+31.2+

        450+75.25)×1.5=6.4≥3

        式中:K為抗傾覆安全系數(shù);G為配重、插桿、后支架的質(zhì)量(kg);F為懸吊平臺、提升機(jī)、電氣控制系統(tǒng)、鋼絲繩、額定載重量、風(fēng)壓值等重量總和(kg);a為前梁伸出部分長度(m);b為配重點(diǎn)到前支點(diǎn)的距離(m)。

        5施工控制要點(diǎn)

        (1)由于吊籃機(jī)構(gòu)高于屋面層結(jié)構(gòu)標(biāo)高6 m,屬于高空作業(yè),吊籃機(jī)構(gòu)下部支架搭設(shè)及機(jī)構(gòu)的組裝作業(yè)人員必須經(jīng)過項(xiàng)目部安全及技術(shù)部的交底和專業(yè)的操作培訓(xùn)。

        (2)作業(yè)人員必須按照規(guī)定配戴安全防護(hù)用具,安全繩得應(yīng)單獨(dú)固定,不得與待組裝的機(jī)構(gòu)等構(gòu)件相連。

        (3)項(xiàng)目管理人員應(yīng)每天組織吊籃操作人員對吊籃進(jìn)行日常檢查,并按實(shí)填寫檢查表。

        (4)檢查平臺及懸掛支架各連接件、螺栓是否齊全牢固可靠, 提升機(jī)與平臺連接是否牢固。

        (5)吊籃懸掛機(jī)構(gòu)前支架與結(jié)構(gòu)預(yù)埋鋼板進(jìn)行焊接。

        (6)吊籃支撐架嚴(yán)格參照方案要求與框架柱進(jìn)行抱柱加固。

        (7)剪刀撐隨架體同步搭設(shè),嚴(yán)格按照方案要求設(shè)置水平及豎向剪刀撐。

        (8)在吊籃上進(jìn)行電氣焊作業(yè)時。①正確佩戴絕緣手套、穿絕緣鞋、使用防護(hù)面罩。②易燃易爆等物品嚴(yán)禁放置在吊籃內(nèi)。③作業(yè)人員應(yīng)配備輔助工具收納袋,防止掉落傷人,嚴(yán)禁將工具隨意置于平臺內(nèi)。④高空焊接作業(yè)時。設(shè)置專用接火盆或擋板,作業(yè)下方將易燃品清理干凈,安排專人看火,防止焊渣掉落引起火災(zāi)等事故。

        (9)吊籃在使用過程中,其下方不能有其它任何施工作業(yè),并劃分警戒區(qū)。

        (10)吊籃嚴(yán)禁從一層向另一層運(yùn)送人員。

        (11)吊籃嚴(yán)禁懸吊在起重機(jī)上的平臺。

        (12)吊籃獨(dú)立配置一根鋼絲繩作為生命繩,固定在屋面的建筑物結(jié)構(gòu)上,從而保證上吊籃操作人員的安全。

        (13)作業(yè)完畢后,吊籃應(yīng)降至地面停放,采用鋼絲繩將吊籃連成整體,與就近結(jié)構(gòu)進(jìn)行鎖結(jié)固定。

        (14)懸吊平臺上操作人員嚴(yán)禁超過2人。

        6常見問題的解決和改進(jìn)

        6.1支撐腳手架整體穩(wěn)定性無法保證

        架體搭設(shè)于屋頂層,考慮其風(fēng)荷載等因素影響,增加架體與主體結(jié)構(gòu)拉結(jié),采用4根鋼管進(jìn)行抱柱,水平向以框架柱為單位,每根均設(shè)置,豎向每間隔2 m與結(jié)構(gòu)可靠拉結(jié)。

        6.2支撐懸掛機(jī)構(gòu)前支架的集中載荷大于花架梁設(shè)計承載

        花架梁原設(shè)計截面尺寸300 mm×800 mm,跨度8.4 m,承受荷載標(biāo)準(zhǔn)值為10 kN,根據(jù)計算支承懸掛機(jī)構(gòu)前支架集中荷載為13.887 kN,原花架梁設(shè)計載荷無法滿足吊籃安裝要求;方案采取鋼管支撐架進(jìn)行回頂,支撐架的集中力按6.4 kN計算,由支撐架及結(jié)構(gòu)框架梁共同承受吊籃支承懸掛機(jī)構(gòu)前支架集中荷載(13.887 kN) 10+6.4=16.4 kN>13.887 kN,經(jīng)回頂后,滿足承載力要求。

        6.3吊籃前支架處支點(diǎn)面積小,容易產(chǎn)生位移

        吊機(jī)構(gòu)整體提升至花架梁處標(biāo)高,前支架只能置于花架梁頂面,且花架梁截面寬度僅為300 mm,當(dāng)相鄰2臺吊籃交界處,2臺前支架支腿存在重疊現(xiàn)象,此處根據(jù)吊籃排版,確定每臺吊籃前支腿位置,后置鋼埋板,將支腿落于埋板面,焊接U型圓鋼進(jìn)行固定(圖5、圖6)。

        6.4機(jī)構(gòu)后支架無固定措施

        機(jī)構(gòu)置于支撐架上時,相較于地面穩(wěn)定性較差,方案采取將木腳手板墊于機(jī)構(gòu)下方,上部鋼管拉結(jié),增加其穩(wěn)定性(圖7)。

        7工程應(yīng)用情況

        本項(xiàng)目由2棟12層、1棟10層及一棟4層組成,3棟樓存在幕墻設(shè)計高度高于屋面層,在高處作業(yè)吊籃方案設(shè)計時綜合考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性,支撐腳手架在滿足承載力要求的情況下,最大限度調(diào)整立桿及水平桿間距,減少其作業(yè)量,避免措施費(fèi)的增加,實(shí)際應(yīng)用中的常見問題在方案設(shè)計時都充分考慮并制定了解決措施。項(xiàng)目于2021年5月開始施工,大部分吊籃已安裝完成(圖8、圖9)。

        8結(jié)束語

        隨著建筑行業(yè)的發(fā)展,社會的進(jìn)步,人們對于安全管理的要求也在不斷提高,雖然有各式各樣的操作工具可參照說明書、圖集規(guī)范等供人們使用,但由于建筑行業(yè)的高速發(fā)展,人們對于美的追求也在不斷提高,設(shè)計的多樣化,還是有很多情況不能按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用,從而形成未知的安全隱患,因而項(xiàng)目還需根據(jù)自身實(shí)際情況從安全可靠、技術(shù)進(jìn)步、成本節(jié)約、適用性等方面考慮進(jìn)行方案設(shè)計并嚴(yán)格按照相關(guān)要求組織專家進(jìn)行論證,從而保證方案能夠安全的組織實(shí)施。

        參考文獻(xiàn)

        [1]高處作業(yè)吊籃: GB/T19155-2017[S].北京:中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)管理化委員會,2017.

        [2]建筑施工工具式腳手架安全技術(shù)規(guī)范: JGJ202-2010[S].北京:中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,2010.

        [3]高處作業(yè)吊籃安裝、拆卸、使用技術(shù)規(guī)程: JB/T 11699-2013[S].北京:中華人民共和國工業(yè)和信息化部,2013.

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