扣件式脚手架安全探讨

刘晓帆

扣件式脚手架在施工现场已被广泛使用,其主要优点是承载能力强(单管立柱可达15 kN～35 kN);装拆方便,搭设灵活,可适用于各种平面,立面;搭设速度快,成本低,可重复使用。脚手架作为施工载体,不仅承受着各种材料和设备重量,同时还是施工人员的交通通道和作业平台,也是施工人员伤亡事故多发部位。

近年来,随着基本建设力度的加大,高层建筑加速发展,发生在脚手架上的事故逐渐呈上升的趋势。据资料显示,脚手架事故死亡人数占高空事故坠落总数的12.6%,这就提示我们,找出事故原因,采取相应措施,保障施工现场安全,成为当务之急。

1 脚手架事故种类

从脚手架搭设、使用、拆除过程中来看,脚手架常发生的事故有以下几种类型：1)脚手架整体失稳,造成整体脚手架垂直坍塌。2)不按规定搭设脚手架,造成整体向内、向外倾斜,或局部坍塌。3)防护措施不到位,人员从架上坠落。4)不做施工方案,不进行荷载计算,不编施工组织设计,仅凭经验搭设,造成搭设不合理。5)管理不到位,造成高空坠物伤人。6)由于突发事故,引发意外。

2 脚手架事故原因

通过多年工程实践和对一些事故实例调查分析,主要有以下几方面因素：1)材料不合格。按标准要求,用于扣件式脚手架的钢管应采用φ 48×3.5 mm的普通钢管。但目前许多生产厂家为了抢市场,多挣钱,低价竞争,生产的钢管壁厚仅为2.8 mm～3.2 mm,有的甚至薄到2.0 mm。这种钢管的惯性矩要减少10%以上,承载力严重降低。而钢管经过多年使用,势必发生锈蚀,使管壁又减薄,惯性矩更加减少,严重威胁脚手架的安全。脚手架的扣件应采用标准铸钢或可锻铸铁。而现实生产厂家为降低成本,在扣件生产过程中,减少加工程序,不进行退火处理,使扣件变脆,损害扣件质量。而有的扣件尺寸模糊不清,搭设困难;有的焊缝夹渣,有气孔,致使承载力严重下降。2)有些建筑公司为降低经营成本,加快施工进度,采用租赁脚手架方式,而租赁公司为降低成本,多赚利润,采用劣质脚手架租给建筑公司。3)不重视施工组织设计。对脚手架搭设不做施工方案,不进行荷载计算,仅凭经验搭设,造成漏搭、错搭。在使用过程中,没有专业技术人员检查,出现隐患不能及时排除,给脚手架施工造成极大的不安全。4)监理单位监管不力。对编制的施工方案不审查,对脚手架框架体系不验收,而建设单位对工程也没有有效的监管。5)为了抢工期,赶进度,多层结构同时作业,造成整架严重超载,或脚手架推料过多,以使局部超载。6)脚手架搭设不规范。不按构造要求搭设,缺少剪刀撑和扫地杆,使支撑体系稳定性无保证。7)不重视脚手架连墙杆的作用,或在建筑立面不规则处连墙杆数量不足,在使用过程中任意拆除连墙杆。8)地基不均匀沉降,造成脚手架局部塌沉,致使整体失稳。

3 脚手架各杆件作用与构造要求

3.1 扣件式脚手架结构特点

扣件式脚手架是由纵横向水平杆与立柱组成的多层多跨框架结构。但它不同于一般的框架结构,因为脚手架横向宽度较纵向长度、竖向高度要小得多,因此对一面墙的脚手架,可视为格构式的平板。另外由于它在垂直于建筑物表面方向刚度较差,远远小于其纵向刚度,因而脚手架必须依靠与建筑物的牢固连接,才具有承受自重、施工荷载、风荷载的能力。连接杆件的扣件节点,在荷载作用下才具有抗转动能力。但它既不是完全刚接,也不是完全铰接,而是一种半刚性半铰性节点。扣件节点抗转动能力与扣件质量及其拧紧程度密切相关。它直接影响脚手架的结构刚度。剪刀撑和连墙杆的作用主要是保证脚手架的整体刚度和稳定性。增加抵抗垂直和水平荷载的能力。连墙杆承受脚手架全部风荷载。

3.2 杆件作用与构造要求

1)横向水平杆件。小横杆是组成脚手架框架的主体杆,是脚手架直接承受和传递垂直荷载的重要杆件,是脚手架传力和受力的主体。双排脚手架主要破坏形式为整体横向失稳。通过小横杆的设置,可以减少立柱的计算长度,同时也可约束立柱的内外变形。小横杆的构造要求：两端与立柱必须用直角紧扣,并在作业层每跨内脚手板下,增加一道小横杆,小横杆的间距不大于1 m。在计算时小横杆按外伸简支梁计算。考虑到小横杆受压后产生变形,要求小横杆伸出长度要大于10 cm,以防止端部滑出。2)纵向水平杆(牵杠)是平行于建筑物在纵向连接各立柱的通长水平杆件,也是承受并传递施工荷载给立柱的主要受力构件。3)立柱是平行于建筑物并垂直于地面的杆件,是传递脚手架自重、施工荷载、风荷载的重要构件。由于受力特点为偏心受压,其接头应采用对接,并经常校正其垂直度,以保证同步内,纵、横单跨结构的稳定性。4)剪刀撑设在脚手架外侧面与墙面平行的十字交叉斜杆。增加脚手架的纵向刚度,保证脚手架有足够的承载力。由于脚手架属于半刚半铰结构,易产生变形,呈不稳定体系,为保证整体性和刚度,必须设置剪刀撑。脚手架上下左右连续贯通不间断设置。5)连墙杆是连接脚手架与建筑物的构件。作用：a.承受传递风荷载,防止脚手架横向失稳或倾覆。b.限制脚手架竖向变形的约束点。c.架体结构的中间约束,减少立柱的计算长度,提高承载力,保证整体稳定。构造要求：a.严格控制材质;b.考虑其受力特点(拉、压、扭)应设在节点处;c.呈梅花形布置,确保每根立柱都有连墙杆;d.外架转角、断开处必须设置连墙杆。6)纵横向拉地杆。纵向拉地杆,连接立柱下端,距底座下皮200 mm处。约束立柱底端纵向变形。横向拉地杆连接立柱下端,位于纵向拉地杆上方。约束立柱底端横向变形。拉地杆另一个作用是减少地基不均匀沉降造成脚手架倾斜。

4 安全措施

1)严格控制脚手架所用材料和加工质量,不得使用不合格产品。为防止钢管锈蚀,要及时涂刷防锈漆。钢管内壁每3年清理一次,扣件每3年用煤油洗净,有条件可除锈镀锌。2)脚手架必须进行施工方案设计。特别是高层建筑,复核验算其承载力,做出完整搭设、使用、拆除方案。3)操作人员必须持证上岗。搭设时要逐排逐跨进行。操作人员要穿防滑鞋,系安全带,佩戴安全帽。4)操作现场应设安全围护或警示标志。5)脚手架拆除应从上而下,逐层向下进行,严禁上下同时作业。6)使用过程中严格遵守规定要求,严格控制施工荷载和铺板的层数。7)必须按规定搭设安全网,以保证架上和架子周围人员安全。8)要建立和加强脚手架检查和监督制度,消除事故隐患。

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