第三章砌筑工程概述砌筑工程的特点及其发展方向砌筑工程施工是指普通粘土砖、硅酸盐类砖、石块和各种砌块的施工。砖石砌体在我国有悠久历史。它取材容易,造价低,施工简单,目前在中小城市、农村仍为建筑施工中的主要工种工程之一。其缺点是自重大,劳动强度高,生产效率低,且烧砖多占用大量农田,难以适应现代建筑工业化的需要,因而采用新型墙体材料,改善砌体施工工艺是砖筑工程改革的重点。墙体材料的发展方向是逐步限制和淘汰实心粘土砖,大力发展多孔砖、空心砖、废渣砖、各种建筑砌块和建筑板材等各种新型墙体材料。砌筑工程是一个综合的施工过程,它包括材料的准备、运输、脚手架的搭设和砌体砌筑等。古代著名的砌体结构•万里长城•长城,西起嘉裕关,东至山海关是世界七大奇迹之一,自公元前9世纪的周代起至明末一直不断扩建,堪称是“上下两千年,纵横十万里”的伟大工程奇迹。长城作为防御工程,它翻山越岭,穿沙漠,过草原,越绝壁,跨河流,其所经之处地形之复杂,结构之奇特,在古代建筑工程史上可谓一大奇观。安济桥•安济桥位于河北省石家庄市赵县城南二公里处,北宋时期哲宗皇帝北巡时赐名“安济”,故称安济桥,因赵县古称赵州,故而又称赵州桥。赵州桥建于隋开皇后期至大业初年(公元595年—605年),由杰出匠师李春设计建造,距今已有1400年历史,被誉为“天下第一桥”。28道并列圈拱在建筑施工中,脚手架和垂直运输设备占有特别重要的地位。选择与使用的合适与否,不但直接影响施工作业的顺利和安全运行,也关系到工程质量、施工进度等方面,因此建筑施工中,必须选择合适的脚手架和垂直运输设备。第一节脚手架及垂直运输设施脚手架是建筑施工中不可缺少的临时设施。它是为解决在建筑物高部位施工而专门搭设的,用作操作平台、施工作业和运输通道、并能临时堆放施工用材料和机具。因此,脚手架在砌筑工程、混凝土工程、装修工程中有着广泛的应用。1.按搭设位置分为外脚手架和里脚手架两大类;2.按所用材料分为木脚手架、竹脚手架与金属脚手架3.按用途分为操作脚手架、防护脚手架、承重和支撑脚手架;4.按其构造形式分为多立杆式、框式、吊挂式、悬挑式、升降式脚手架以及用于楼层间操作的工具式脚手架等。一、脚手架作用分类脚手架的基本要求:应满足工人操作、材料堆置和运输的需要;有足够的强度、刚度和稳定性,坚固稳定、安全可靠;搭拆简单、搬运方便,能多次周转使用;因地制宜、就地取材,尽量节约材料;脚手架的搭设宽度为1.5~2.0m,砌筑用脚手架的每步架的高度为1.2~1.4m,装饰用脚手架的每步架的高度为1.6~1.8m。作用:外脚手架是指搭设在建筑物外墙外面的脚手架。其主要结构形式有多立杆式钢管脚手架(扣件式、碗扣式)、门式钢管脚手架、附着式升降脚手架和悬吊脚手架等。用于外墙砌筑与外装饰施工。类型:其主要形式有多立杆式、框式、桥式等。多立杆式应用最广,框式次之。二、外脚手架多立杆式外脚手架由立杆、大横杆、小横杆、斜撑、脚手板等组成。其特点是每步架高可根据施工需要灵活布置,取材方便,钢、木、竹等均可应用。多立杆式脚手架分为双排式和单排式两种形式。双排式沿外墙侧设两排立杆,小横杆两端支承在内外二排立杆上,多、高层房屋均可采用,当房屋高度超过50m时,需专门设计。单排式沿墙外侧仅设一排立杆,其小横杆与大横杆连接,另一端承在墙上,仅适用于荷载较小,高度较低(<=25m,墙体有一定强度的多层房屋。)如下图所示。(一)多立杆式脚手架•多立杆式脚手架a)立面;b)侧面(双排);c)侧面(单排)1—立杆;2—大横杆;3—小横杆;4—脚手板;5—栏杆;6—抛撑;7—斜撑(剪刀撑);8—墙体1、扣件式钢管脚手架扣件式钢管脚手架是属于多立杆式外脚手架中的一种。其特点是:杆配件数量少;装卸方便,利于施工操作;搭设灵活,能搭设高度大;坚固耐用,使用方便。基本构造。扣件式钢管脚手架是由标准的钢管杆件和特制扣件组成的脚手架骨架与脚手板、防护构件、连墙件等组成的,是目前最常用的一种脚手架。构造要求(具体构造要求见下页附表)①钢管杆件钢管杆件包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、斜杆和抛撑(在脚手架立面之外设置的斜撑)。钢管杆件一般采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管或无缝钢管,也有外径50~51mm,壁厚3~4mm的焊接钢管或其他钢管。用于立杆、大横杆、剪刀撑和斜杆的钢管最大长度为4~6.5m,最大重量不宜超过250N,以便适合人工操作。用于小横杆的钢管长度宜在1.8~2.2m,以适应脚手宽的需要。项目名称结构脚手架装修脚手架单排双排单排双排双排脚手架里立杆离墙面的距离-0.35~0.50-0.35~0.50小横杆里端离墙面的距离或插入墙体的长度0.30~0.500.10~0.150.30~0.500.15~0.20小横杆外端伸出大横杆外的长度0.15双排脚手架内外立杆横距单排脚手架立杆与墙面距离1.35~1.801.00~1.501.15~1.500.15~1.20立杆纵距单立杆1.00~2.00多立杆1.50~2.00大横杆间距离(步高)≯1.50≯1.80第一步架步高一般为1.60~1.80,且≯2.00小横杆间距≯1.00≯1.50剪刀撑沿脚手架纵向两端和转角处起,每隔10m左右设一组,斜杆与地面夹角为45°~60°,并沿全高度布置与结构拉结(联墙杆)每层设置,垂直距离≯4.0,水平距离≯6.0,且在高度段的分界面上必须设置护身栏杆和挡角板设置在作业层,栏杆高1.00,挡角板高0.40多立杆式外脚手架的一般构造要求②扣件扣件为杆件的连接件。有可锻铸铁铸造扣件和钢板压制扣件两种。扣件的基本形式有三种,如图下所示:对接扣件:对接扣件用于两根钢管的对接连接;旋转扣件:用于两根钢管呈任意角度交叉的连接;直角扣件:用于两根钢管呈垂直交叉的连接。(a)直角扣件(b)旋转扣件(c)对接扣件③脚手板脚手板一般用厚2mm的钢板压制而成,长度2~4m,宽度250mm,表面应有防滑措施。也可采用厚度不小于50mm的杉木板或松木板,长度3~6m,宽度200~250mm;或者采用竹脚手板,有竹笆板和竹片板两种形式。脚手板的材质应符合规定,且脚手板不得有超过允许的变形和缺陷。④底座扣件式钢管脚手架的底座用于承受脚手架立柱传递下来的荷载,底座一般采用厚8mm,边长150~200mm的钢板作底板,上焊150mm高的钢管。底座形式有内插式和外套式两种,内插式的外径D1比立杆内径小2mm,外套式的内径D2比立杆外径大2mm。a)内插式底座;b)外套式底座1—承插钢管;2—钢板底座⑤扣件式钢管脚手架的搭设要求扣件式钢管脚手架搭设范围内的地基要夯实找平,做好排水处理,防止积水浸泡地基。大横杆步距最下一层步距可放大到1.8m,便于底层施工人员的通行和运输。立杆须垫以底座和垫板。杆件搭设时应注意立杆垂直,竖立第一节立柱时,每6跨应暂设一根抛撑(垂直于大横杆,一端支承在地面上),直至固定件架设好后方可根据情况拆除。脚手架的拆除按由上而下逐层向下的顺序进行,严禁上下同时作业。严禁将整层或数层固定件拆除后再拆脚手架。严禁抛扔,卸下的材料应集中。严禁行人进入施工现场,要统一指挥,上下呼应,保证安全。2、碗扣式钢管脚手架(1)基本构造碗扣式钢管脚手架是我国参考国外经验自行研制的一种多功能脚手架,其杆件节点处采用碗扣连接,由于碗扣是固定在钢管上的,构件全部轴向连接,力学性能好,其连接可靠,组成的脚手架整体性好,不存在扣件丢失问题。碗扣式钢管脚手架由钢管立杆、横杆、碗扣接头等组成。其基本构造和搭设要求与扣件式钢管脚手架类似,不同之处主要在于碗扣接头。碗扣接头是该脚手架系统的核心部件,它由上碗扣、下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成。上碗扣、下碗扣和限位销按60cm间距设置在钢管立杆之上,其中下碗扣和限位销则直接焊在立杆上。组装时,将上碗扣的缺口对准限位销后,把横杆接头插入下碗扣内,压紧和旋转上碗扣,利用限位销固定上碗扣。碗扣接头可同时连接4根横杆,可以互相垂直或偏转一定角度。a)连接前;b)连接后1—立杆;2—上碗扣;3—下碗扣;4—限位销;5—横杆;6—横杆接头(2)碗扣式脚手架的搭设要求(与扣件式基本相同)碗扣式钢管脚手架立柱横距为1.2m,纵距根据脚手架荷载可为1.2m,1.5m,1.8m,2.4m,步距为1.8m,2.4m。搭设时立杆的接长缝应错开,第一层立杆应用长1.8m和3.0m的立杆错开布置,往上均用3.0m长杆,至顶层再用1.8m和3.0m两种长度找平。高30m以下脚手架垂直度应在1/200以内,高30m以上脚手架垂直度应控制在1/400~1/600,总高垂直度偏差应不大于100mm.3、承力结构脚手架的承力结构主要指作业层、横向构架和纵向构架三部分。1)作业层是直接承受施工荷载。2)横向构架由立杆和小横杆组成,它是脚手架的受力主体。3)纵向构架是由各榀横向构架通过大横杆相互之间连成的一个整体,它应沿房屋的周围形成一个连续封闭的结构。在转角处要相互交圈,并确保连续。4、支撑体系:脚手架的支撑体系包括纵向支撑(剪刀撑)、横向支撑和水平支撑。5、抛撑和连墙杆三步以下脚手架可采用抛撑防倾覆,三步及以上脚手架应设连墙杆,连墙杆每2~4步3~4跨设置一根,其作用不仅防止架子外倾,同时增加立杆的纵向刚度,如下图所示。每个连墙杆抗风荷载的最大面积应小于40m2。连墙件需从底部第一根纵向水平杆处开始设置,附墙件与结构的连接应牢固,通常采用预埋件连接。连墙杆将立杆与主体结构连接在一起,可用钢管、型钢或粗钢筋等。(d)(e)(f)连墙杆的做法(a)(b)(c)双排;(d)单排(剖面);(e)(f)单排1-扣件;2-短钢管;3-铅丝与墙内埋设的钢筋环拉住;4-顶墙横杆;5-木楔;6-短钢管(a)(b)(c)框式脚手架又称多功能门型脚手架,是一种工厂生产、现场搭设的脚手架,是目前国际上应用最普遍的脚手架之一。门型脚手架不仅可作为外脚手架,而且可作为内脚手架或满堂脚手架。(1)构造要求门型脚手架由门式框架、剪刀撑和水平梁架或脚手板构成基本单元。门型脚手架的主要部件如下图所示。将基本单元连接起来即构成整片脚手架,如下图所示。•(二)框式脚手架a)基本单元;b)门式外脚手架1—门式框架;2—剪刀撑;3—水平梁架;4—螺旋基脚;5—连接器;6—梯子;7—栏杆;8—脚手板门型架交叉拉杆连接棒可调底座简易底座可调U型锁臂点栏杆柱扣墙门式脚手架主要部件门型脚手架(2)门型脚手架的搭设与拆除门型脚手架一般按以下程序搭设:铺放垫木(板)→拉线、放底座→自一端起立门架并随即装剪刀撑→装水平梁架(或脚手板)→装梯子→需要时,装设通常的纵向水平杆→装设连墙杆→照上述步骤,逐层向上安装→装加强整体刚度的长剪刀撑→装设顶部栏杆。门型脚手架一般按规定的使用荷载和搭设要求进行施工,不必再进行验算。通常门型脚手架搭设高度限制在45米以内,采取一定措施后可达80米左右。搭设门型脚手架时,基底必须先平整夯实。外墙脚手架必须通过扣墙管与墙体拉结,并用扣件把钢管和处于相交方向的门架连接起来。整片脚手架必须适量放置水平加固杆(纵向水平杆),前三层要每层设置,三层以上则每隔三层设一道。在架子外侧面设置长剪刀撑。使用连墙管或连墙器将脚手架与建筑物连接。高层脚手架应增加连墙点布设密度。门式脚手架架设超过10层,应加设辅助支撑,一般在高8~11层门式框架之间,宽在5个门式框架之间,加设一组,使部分荷载由墙体承受(见下页图)。图3-8门式钢管脚手架的加固处理a)转角用钢管扣紧;b)用附墙管与墙体锚固;c)用钢管与墙撑紧1—门式脚手架;2—附墙管;3—墙体;4—钢管;5—混凝土板三、里脚手架搭设于建筑物内部,每砌完一层墙后,即将其转移到上一层楼面,进行新的一层墙体砌筑。里脚手架也用于外墙砌筑和室内装饰施工。里脚手架用料少,装拆较频繁,要求轻便灵活,装拆方便。其结构形式有折叠式、支柱式和门架式。满樘脚手架1.折叠式折叠式里脚手架适用于民用建筑的内墙砌筑和内粉刷,也可用于砖围墙、砖平房的外墙砌筑和粉刷。根据材料不同,分为角钢、钢管和