张 超,陈 渝,李 杰,郭永镇,何 波(重庆市建筑科学研究院,重庆 4 0 0 0 2 0)
住建部于2013年6月发布了新的行业标准JGJ 305《建筑施工升降设备设施检验标准》。JGJ 305-2013标准对包括附着式升降脚手架在内的五类建筑施工升降设备设施安装、使用的检验提出了强制性的检验要求和一般性的规定,于2014年1月1日开始正式实施。JGJ 305-2013标准的发布和实施,将为建筑施工升降设备设施的检验提供有效的技术支持和规范,解决了建设行业以前对该类升降设备设施的安装、使用没有统一检验标准的问题(此前有的地区参考JGJ 202-2010、JGJ 130-2011标准进行检验),有利于促进行业整体安全水平的提高。
按照重庆市建设行政主管部门的工作部署,我院会同安管部门技术人员,对重庆市多个工地的附着式升降脚手架进行了现场预检验。本文基于笔者多年的工程实践经验,结合住建部其它相关标准以及现场预检验过程中发现的一些具体问题,对依据JGJ 305-2013标准进行附着式升降脚手架检验进行一些初步的探讨。希望能借此抛砖引玉,让更多的专家学者和业内相关人士更加关注和重视建筑施工升降设备设施的安全管理。
JGJ 305-2013对升降设备设施的检验分为保证项目和一般项目。当保证项目检验有不合格,或保证项目检验全部合格但一般项目检验中不合格项目数超过规定数量(附着式升降脚手架为3项)时,检验结果判定为不合格。对附着式升降脚手架的检验,保证项目19项,一般项目38项,共计57项。
JGJ 305-2013对附着式升降脚手架的资料复验包括6项:产品合格证和使用说明书、提升设备合格证书、专业分包合同及安全协议、专项施工方案、安装调试自检记录及提升(下降)前、后自检记录。另外,标准在基本规定里要求受检单位提供与检验升降设备设施安装使用有关的过程记录。专业分包合同及安全协议为保证项目。
对于附着式升降脚手架来说,除了脚手架产品和安装施工以外,现场使用过程中的规范操作和安全管理也是影响安全的一个关键因素,但检验只能对检验时吊篮的安全状况作出评价。为此,笔者认为可以考虑增加对使用单位附着式升降脚手架安全使用管理制度、操作人员的上岗资格及操作安全交底记录等材料的检查,通过确认施工现场的安全管理体系的规范性,对检验后、使用过程中影响安全的关键因素实现一定程度的控制。诚然,这样不能从根本上消除安全事故源,但确可以作为对JGJ 305标准有效的补充。另外,资料复验还应考虑增加对防坠装置标定书的检查,具体见第2.4节。
JGJ 305-2013标准对附着式升降脚手架结构部分的检验共19项,其中保证项目10项,10项保证项目中有5项是针对架体的布置(架体总高度、支承跨度、悬臂高度、水平悬挑长度等),另有1项是对相邻机位间的高差和整体架的最大升降差,1项是针对物料平台。
JGJ 305-2013对直线布置的架体支承跨度的要求(不大于7m)与JGJ 202-2010相同,较JGJ 160-2008(不大于8m)稍高。JGJ 305-2013要求“架体的悬挑长度不应大于1/2水平支承跨度,且不应大于2m”,与JGJ 202-2010相同,较 JGJ 160-2008 的要求稍高(不应大于3m)。对相邻提升机位间的高差,JGJ 305-2013与JGJ 202-2010相同,均不大于30mm(JGJ 202-2010要求相邻竖向主框架的高差不应大于20mm);而JGJ 160-2008的要求更为严格,要求不超过20mm。另外,JGJ 160-2008中也明确要求“架体框架的搭设应横平竖直,立杆的垂直度误差不应大于1/500;相邻立杆的接头不应在同一平面内”。
JGJ 305-2013要求“架体总高度应与施工方案相符,且不应大于所附着建筑物的5倍楼层高”。JGJ 160-2008对架体总高度作了更清楚的解释,要求“升降脚手架架体高度不应大于5倍标准楼层高”。参照GB 50096-2011标准,“住宅层高宜为2.8m”,即架体总高度不应超过14m。另外,JGJ 305-2013要求“在升降和使用工况下,架体悬臂高度均不应大于2/5架体高度并不应大于6m”。
按照目前重庆市典型的施工习惯,架体总高度一般约为4层半的高度,只在下部2层高度范围内安装附着支撑,架体悬臂高度通常大约为2层半的高度,对于普通住宅而言稍大于6m(图1)。楼层施工过程大致为:①图1所示为脚手架刚刚提升到位,图中所示“施工完毕、尚未拆模”层混凝土通常在脚手架提升前浇筑;②脚手架提升到位后,图1所示“施工层”开始施工,支钢管、灌模、绑扎钢筋、浇筑混凝土等;③待“施工层”混凝土浇筑完成后,又进行脚手架提升,此时的“施工层”成为下一循环的“施工完毕、尚未拆模”层;④如此循环,施工进度通常为3~4天/层。使用这种施工方式,在施工完毕、尚未拆模”层混凝土强度达到相应要求前(重庆地区一般24~30h),不满足设置附着支撑的条件,无法设置第三道附着支撑(虚线所示),悬臂高度将无法满足标准要求。要解决这个问题,需要在把脚手架提升时间延迟,改为“施工完毕、尚未拆模”层混凝土强度达到相应要求后进行,这样提升完毕后可以直接设置第三道附着支撑,悬臂高度从约2层半层高(约7m)降为约1层半层高(约4.2m),从而满足标准对悬臂高度的要求。只是这样会相应增加现场工作量,也将在一定程度上降低附着式升降脚手架快速施工的优势(改变后施工进度将延长为约5天/层)。
图1 重庆地区常见架体搭设及架体总高度、悬臂高度情况示意图
上述解决方法是针对普通民用建筑,对于楼层较高的工程来说,如果延续4层半高度的做法,架体总高度势必要超过标准要求,而在施工层混凝土达到相应强度要求前,附墙无法搭设,悬臂高度也无法满足要求;如果控制架体总高度(和悬臂高度),那么附着式升降脚手架的快速施工的优势又将不存在,从而限制了其应用。简单计算,这个限值约为3.1m(只考虑悬臂高度为4m)。也就是说,即使采用上述方法延迟脚手架提升时间,如果楼层高度超过3.1m,像现在重庆地区脚手架总高为4层半的高度的做法,就不能满足标准对架体总高度的要求;如果楼层高度超过4m,标准对架体总高度和悬臂高度的要求均不能满足。据与标准化协会资深人士交流,如架体总高度或者悬臂高度超出标准规定,目前可以接受的做法是在专项施工方案中作说明并采取针对性的措施,然后由专家评审认可的方式来保证其安全。
另外,JGJ 305-2013要求“竖向主框架的垂直偏差不应大于5‰且不得大于60mm”,但对检查数量没有具体说明,而现场全部检查数量庞大,笔者提出是否可以借鉴GB/T 50344-2004《建筑结构检测技术标准》对抽样数量的相关规定进行抽样检查。
现场预检验发现附着式升降脚手架结构问题较多,包括结构变形,架体总高度、悬臂高度超出规范要求及物料平台与架体结构干涉等。
附着式升降脚手架的全部荷载通过附墙支座传递到所附着的建(构)筑物上, 因此附墙支座是附着式升降脚手架一个关键的结构部分,JGJ 305-2013对附墙支座的设置、其锚固件(锚固支座、连接螺栓)及锚固点混凝土强度等提出了具体的检验要求。附墙支座检验项目共6条,其中保证项目1条,要求“竖向主框架所覆盖的高度范围内每一个楼层均应设置一处附墙;另外要求“架体升降到位后,每一附墙支座与竖向主框架应采取固定装置或措施”,一方面保证荷载的有效传递,一方面保证架体的稳定性。
JGJ 305-2013要求“附墙支座锚固螺栓应采取可靠的防松措施”,但除了螺栓露出螺母端部的长度,对何为可靠的防松措施并没有给出具体的说明。对此,JGJ 202-2010有更明确的规定,要求“受拉螺栓的螺母不得少于两个或应采用弹簧垫加单螺母”,可作为参考。JGJ 202-2010要求“附着支承结构应包括附墙支座、悬挑梁及斜拉杆”,但市场上确有其它型式的附着支承结构。
JGJ 305-2013中“附墙支座锚固螺栓孔应垂直于工程结构外表面”的说法,也容易引起争议。工程结构外表面一般理解为所附着建(构)筑物的外墙面,而在实际工程中,比方在异形阳台或柱距较大(>7m)的情况下,附着连接往往需设在楼面上,此时工程结构外表面的说法就不适合,可以考虑改为“连接结构件的外表面”。
现场预检验过程中发现附墙支座螺栓连接问题比较多,螺栓脱落、未紧固、未采取防松措施等现象严重。
防倾、防坠装置是附着式升降脚手架的重要安全装置,防倾装置的作用在于防止整片架体的倾翻;防坠装置可以防止由于附墙或者提升装置失效引起架体下坠。JGJ 305-2013对防倾装置的检验有3个项目,其中1项为保证项目,要求“每一个附墙支座上应配置防倾装置”;对防坠装置的检验有3个项目,其中有2项为保障项目,要求“防坠装置应设置在竖向主框架部位,并应附着在建筑物上,每一个升降机位不应少于一处”,且“防坠装置与提升设备严禁设置在同一附墙支撑结构上”。后一条要求也是标准的强制性条文,主要是防止在提升设备故障或其它原因导致附墙支撑结构断裂发生坠落时,防坠装置与附墙支承结构一起坠落,从而无法起到防坠作用。
JGJ 305-2013对竖向支撑点间距的要求跟JGJ202-2010相同(不小于2.8m或架体总高度的1/4),比JGJ 160-2008略有放宽(不小于架体全高的1/3)。另外,JGJ 305-2013未有提及,但JGJ 202-2010和JGJ 160-2008均对防倾斜装置的导向间隙作了明确的规定,要求不小于5mm。
相较而言,JGJ 202-2010和JGJ 160-2008对防坠装置的要求更显具体。JGJ 202-2010要求“防坠落装置必须采用机械式的全自动装置,严禁使用每次升降都需要重组的手动装置”,并且提出了防坠落装置的技术性能除应满足承载能力要求外,整体式升降脚手架的制动距离应小于80mm(单跨式为150mm)。JGJ 160-2008要求“防坠落装置应采用同一厂家、同一规格型号的产品,并在有效标定使用期内”。但目前重庆地区附着式升降脚手架的防坠装置更多的是作为附着式升降脚手架的一个安全防护部件或者说一种安全防护措施,基本未作为产品对待,也无专门的放坠装置制造厂家。要实现防坠装置标定,除了需要出台相应的管理政策外,首先需要有行业认可的防坠装置的标定机构。
现场预检验发现多处附着式升降脚手架防倾、防坠装置不起作用,有的地方防坠装置与提升机构设在同一附墙支撑上。
JGJ 305-2013对架体安全防护的要求主要集中在安全网、脚手板、防护栏杆和挡脚板、架体断开处及与工程结构表面之间设置防护措施等方面,共5个检验项目,其中1项为保证项目,要求”使用工况下架体与工程结构表面之间应采取可靠的防止人员和物料坠落的防护措施“,主要是保证作业人员安全以及防止高处坠物。
JGJ 202-2010对架体外侧密目式安全立网提出了具体的要求,要求其网目密度不应低于2000目/100cm2,且“应可靠的固定在架体上”。JGJ 160-2008要求架体应用平网及密目安全网兜底,且“架体底层应设置可折起的翻板,防止物料坠落”。另外,JGJ 160-2008要求作业层架体外侧应设置上下两道防护栏杆,这比JGJ 305-2013的要求也要高。
现场预检验发现很多现场对架体安全防护,尤其是架体与工程结构之间的防护重视不足。
同步控制系统主要是保证提升设备同步升降,防止由于不同步可能造成的个别提升设备荷载过大或者架体变形过大。中央控制系统可以实现提升设备的逐点调节,从而实现各机位均匀受力。JGJ 305-2013对同步及中央控制系统的检验共6条,其中保证项目1项,要求“附着式升降脚手架升降时,应配备有限制荷载自控系统或水平高差的同步控制系统”。另外,对相邻提升机位架体结构之间的高差在架体结构部分作出了规定,不超过30mm。
JGJ 202-2010对同步控制系统的配置作了更明确的说明:连续式水平支承桁架,应采用限制荷载自控系统;简支静定水平支承桁架,应采用水平高差同步控制系统;当设备受限时,可选择限制荷载自控系统;并要求“限制荷载自控系统应具有超载、失载、报警和停机的功能;应具有自身故障报警功能,并应能适应施工现场环境;性能应可靠、稳定,控制精度应在5%以内,“水平高差同步控制系统应具有显示各提升点的实际升高和超高的数据,并应有记忆和储存的功能;不得采用附加重量的措施控制同步”。
据了解,目前重庆市附着式升降脚手架基本未安装同步及中央控制系统,或者只形式上安装有同步及中央控制系统但实际并未起作用。其主要障碍是标准要求“限制荷载的同步控制系统在超载30%时,应具有自动停机的功能”,但在实际提升过程中相邻机位间提升荷载差别较大的情况经常发生,造成停机后需逐点调节,导致无法连续爬升。要解决这一问题,同步控制系统除了有预警和停机等功能外,应该有实施调节功能,可以实现机位间荷载的自动优化调节。
提升设备是附着式升降脚手架升降的主要动力源,其安全和稳定关系到整个脚手架的安全和正常运行。JGJ 305-2013对提升设备的动力装置、连接及零部件(吊钩、钢丝绳)等作了相应的规定。提升设备检验项目共4项,其中1项为保证项目,要求“吊钩不应有裂纹、剥裂,不得补焊”。
相较而言,JGJ 160-2008对升降设备作了更详细、具体的规定,尤其是要求“同时使用的升降动力设备应采用同一厂家、同一规格型号的产品”。据了解,目前重庆市少量附着式升降脚手架仍然采用手动提升设备,主要是节约成本,但使用该类设备很难有效保证的架体的同步升降,也无法满足标准对中央控制系统的相关要求。
JGJ 305-2013对附着式升降脚手架电气系统的绝缘电阻和专用开关箱等作了明确的规定,其它参考JGJ 46的相关要求。检验项目共3项,均为一般项目。相较之下,JGJ 160-2008对电气系统的要求更为详细,对保护装置、操作柜、操作手柄及按钮标示、紧急开关、电源线大小等均作了具体的要求。当然, JGJ 305-2013为检验标准,这些规定应该隐含在产品合格保证里面。
JGJ 305-2013要求”附着式脚手架架体上应有防火措施“,该条为强制性条文,但该检验项目却非保证项目。该条的提出主要是考虑施工现场脚手架大部分是采用木质或者竹质材料,在火灾情况下容易发生恶性事故,但JGJ 305-2013对所采用的防火措施没有具体的要求,比方说什么类型的防火措施,配置数量及位置等。
本文基于笔者多年的工程实践经验,结合住建部其它相关标准以及现场预检验过程中发现的一些具体问题,对依据JGJ 305-2013标准进行附着式升降脚手架检验进行了一些初步的探讨,具体可以归纳如下。
1)JGJ 305-2013标准的发布和实施,有效地解决了建设行业以前对该类升降设备设施的安装、使用没有统一检验标准的问题。与建设部其它相关标准及文件配合使用,可以为附着式升降脚手架的检验提供有效的技术支持和规范。
2)依据JGJ 305-2013标准进行附着式升降脚手架预检验,发现了一些典型的问题,暴露了使用过程中的诸多安全隐患,附着式升降脚手架的专业检验的十分必要。
3)实现对附着式升降脚手架更有效地检验,JGJ 305-2013标准本身还存在一些可以改进和补充的地方,比如可以考虑增加对施工现场安全管理体系相关资料的确认、对部分项目的检测数量进行更具体的说明、对消防措施的具体要求进行明确等;从市场来说,也需要有保证和配合标准实施的必要支持,比如需要有专门的检验机构,对附着式升降脚手架的防坠等安全装置进行标定。
4)就重庆市场而言,JGJ 305-2013标准的执行,可能意味着行业需要进行相应的调整和变革,尤其在施工过程中附着支撑的搭设习惯、同步及中央控制系统等方面,有的调整可能需要以牺牲施工进度为代价。 O
[1] JGJ 305-2013,建筑施工升降设备设施检验标准[S].
[2] JGJ 202-2010,建筑施工工具式脚手架安全技术规范[S].
[3] JGJ 160-2008,施工现场机械设备检查技术规程[S].
[4] GB 50096-2011,住宅设计规范[S].
[5] GB/T 50344-2004,建筑结构检测技术标准[S].