李季蕓 甘肅第三建設(shè)集團(tuán)有限公司工程師
腳手架是建筑施工中必備的施工工具。最初,竹木等材質(zhì)的腳手架以經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)成為南方地區(qū)的首選。隨著鋼鐵工業(yè)的逐步發(fā)展,鋼管腳手架以自身通用性佳、搬運(yùn)方便以及加工簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)成為使用量最高(占總體70%)、應(yīng)用最廣的腳手架。腳手架及模板支撐系統(tǒng)既肩負(fù)著自重、建筑材料和工具等諸多荷載,又為施工人員提供工作平臺(tái),若僅依靠傳統(tǒng)落地式腳手架,不僅難以滿(mǎn)足腳手架的周轉(zhuǎn)要求,而且會(huì)增加資源浪費(fèi),加重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),甚至引發(fā)人員安全事故。懸挑式腳手架卻可以有效避免這些問(wèn)題,正在以勢(shì)不可擋的趨勢(shì)占領(lǐng)市場(chǎng)。
隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展,腳手架運(yùn)用比例逐步提高,搭建高度增長(zhǎng)的同時(shí)取得了諸多成就,但是出現(xiàn)的安全問(wèn)題也成為建筑施工中亟待解決的對(duì)象。筆者通過(guò)查閱相關(guān)資料,收集了3 年內(nèi)典型的事故案例。
案例一,2021 年4 月15 日,江蘇某建筑項(xiàng)目腳手架發(fā)生坍塌,致使10 名施工人員從10 余米高處墜落。1 名工人透露,14:30 在和18 名工友進(jìn)行砌墻作業(yè)時(shí),突然發(fā)生腳手架坍塌事件,使其出現(xiàn)不同程度摔傷。
案例二,2020 年10 月8 日,汕尾陸河某工地澆筑天面架構(gòu)時(shí)出現(xiàn)了模板支撐坍塌事件,應(yīng)急救援隊(duì)火速趕往現(xiàn)場(chǎng)。該事故共造成9 人傷亡,其中7 人搶救無(wú)效死亡,1 人重傷,1 人輕傷。
案例三,2019 年1 月5 日,福建莆田大洋鄉(xiāng)可山村因竹質(zhì)腳手架滑落導(dǎo)致10 人掉落傷亡,其中5 人死亡,5 人不同程度輕重傷。
(1)鋼管彎曲。設(shè)計(jì)腳手架系統(tǒng)時(shí),未充分考慮其使用年限,導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度彎曲、變形,影響自身承載力。筆者通過(guò)對(duì)腳手架安全事故進(jìn)行分析,得知鋼管合格率為50%。
(2)鋼管壁厚。根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 130—2011)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),扣件式腳手架焊接鋼管應(yīng)滿(mǎn)足外徑為48.3 mm、壁厚為3.6 mm。但在施工現(xiàn)場(chǎng)抽檢過(guò)程中,諸多鋼管的壁厚僅為2.2 ~2.8 mm,厚度大于3.0 mm 的鋼管極為少見(jiàn)。隨著使用年限的增長(zhǎng),鋼管壁厚會(huì)變薄,出現(xiàn)不同程度凹陷和壓癟等狀況,進(jìn)而會(huì)影響自身的抗壓承載力[1]。
(3)扣件合格率??奂R?jiàn)的有鋼板沖壓、可鍛鑄鐵以及鑄鐵等材料,國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的為鍛鑄鐵,價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)。仍以上述規(guī)范為參照,對(duì)接扣件設(shè)計(jì)承載為3.2 kN、直角、旋轉(zhuǎn)扣件為8.0 kN、底座、可調(diào)托撐為40.0 kN。但現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)難以達(dá)到該限值,出現(xiàn)安全事故的工地內(nèi)扣件合格率為0%。
(4)材料整體。黑心供應(yīng)商為牟取暴利,向施工單位出售不合格腳手架。施工單位為了減少成本支出,租賃或購(gòu)買(mǎi)劣質(zhì)鋼管與配件,或是反復(fù)使用已破損的鋼管及配件。
(1)管理者未重視監(jiān)管。建筑施工中,項(xiàng)目部對(duì)模板支撐系統(tǒng)監(jiān)管有限或疏于監(jiān)管,難以將組織設(shè)計(jì)相關(guān)工作落實(shí)到實(shí)處。正是由于該現(xiàn)象的存在,致使施工人員思想懈怠、安全意識(shí)薄弱,即便在后續(xù)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題也未及時(shí)上報(bào)和重新搭建。
(2)施工人員素質(zhì)有待提升。調(diào)查發(fā)現(xiàn),施工現(xiàn)場(chǎng)多為農(nóng)民工,由于缺少相關(guān)技能、流動(dòng)性強(qiáng)、素質(zhì)有待提升以及更換頻繁等狀況,致使各項(xiàng)行為技術(shù)欠缺穩(wěn)定性與專(zhuān)業(yè)性。
(3)安全費(fèi)用低。隨建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈,施工單位為提高競(jìng)標(biāo)成功率,往往會(huì)過(guò)度壓低報(bào)價(jià),這必將會(huì)縮減施工安全費(fèi)用。
(4)市場(chǎng)混亂。目前,建筑腳手架多為租賃,卻缺少公開(kāi)且公平的交易環(huán)境,導(dǎo)致租賃市場(chǎng)極其混亂。例如,諸多施工企業(yè)和租賃企業(yè)基于“圖便宜、謀利益”等心理,忽略產(chǎn)品質(zhì)量,導(dǎo)致設(shè)備佳、質(zhì)量高且技術(shù)強(qiáng)的企業(yè)停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn),而設(shè)備簡(jiǎn)陋且技術(shù)落后的產(chǎn)品流向市場(chǎng)與施工現(xiàn)場(chǎng),為建筑施工帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患[2]。
懸挑式腳手架為不落地式腳手架,借助建筑物外緣懸臂結(jié)構(gòu)對(duì)腳手架予以支撐,再將自身部分或全部荷載傳遞至建筑結(jié)構(gòu),多用于外墻結(jié)構(gòu)裝修及防護(hù)等工作中。但在實(shí)際施工期間,因工程平面形狀、結(jié)構(gòu)、施工條件以及經(jīng)濟(jì)條件等因素的不同,致使其在材料、形式與計(jì)算方式等方面存在諸多差別。
正常情況下,懸挑式腳手架多用于以下情況:一是難以及時(shí)回填土,但為不影響工期上部結(jié)構(gòu),需正常施工;二是帶裙房的高層建筑,若使用落地式腳手架會(huì)將支撐點(diǎn)集中在裙房處,不僅會(huì)影響該部分結(jié)構(gòu)施工,而且會(huì)引起裙房結(jié)構(gòu)失穩(wěn);三是超高層建筑中,落實(shí)地腳手架因高度限制阻礙自身架設(shè)。
型鋼懸挑式腳手架是由熱軋型鋼制作而成的腳手架,包含支撐結(jié)構(gòu)、扣件式腳手架、連墻件等部件。依據(jù)其懸挑結(jié)構(gòu)劃分為懸臂梁式、斜拉式、斜撐式以及復(fù)合式。其中,懸臂梁式是建筑工程中使用率最高的懸挑式腳手架結(jié)構(gòu),借助懸挑鋼梁支撐上方區(qū)域立桿腳手架帶來(lái)的豎向荷載,隨后傳遞至墻體主結(jié)構(gòu),但分擔(dān)荷載有限。斜拉式將型鋼梁部分定義為懸挑段,再通過(guò)鋼絲繩、鋼筋拉桿予以吊拉。斜撐式運(yùn)用型鋼、鋼管焊接三角形結(jié)構(gòu),將支點(diǎn)和建筑預(yù)埋件相連,保證其牢固性,提高支撐荷載,特別是在鋼梁大懸挑操作中,不但可避免懸挑梁變形或彎曲,還可減少型鋼使用量。復(fù)合式是將以上結(jié)構(gòu)類(lèi)型予以整合的腳手架結(jié)構(gòu)。實(shí)際建筑施工中,建筑物存在凸出陽(yáng)臺(tái)、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角、外緣樓梯以及采光井等諸多結(jié)構(gòu),多傾向于懸挑式腳手架復(fù)合結(jié)構(gòu),再酌情配合加固措施,確保其安全[3]。
由鋼管、鏈接扣件制備桁架體系,支撐上層腳手架和附屬品荷載,包括三角桁架式、鋼絲繩輔助吊拉式兩種類(lèi)型。前者是在建筑物梁板處預(yù)埋短鋼管,再水平懸挑鋼管,借助扣件將二者連接牢固,共同支撐腳手架荷載;后者是以斜撐式為前提,于水平懸挑鋼管處吊拉鋼絲繩,另一端和預(yù)埋拉環(huán)固定,通過(guò)反向吊拉作用減輕下部荷載[4]。
3.3.1 受力性能
型鋼懸挑式腳手架將懸挑型鋼梁定義為核心支撐構(gòu)件,抗偏壓、抗扭轉(zhuǎn)性能性較佳,若出現(xiàn)損壞預(yù)先可見(jiàn)塑形破壞,便于施工人員及時(shí)觀察和補(bǔ)救。扣件式鋼管懸挑式腳手架是由水平懸挑鋼管、下部支撐鋼管、鑄鐵扣件以及鋼絲繩等部件構(gòu)成的桁架結(jié)構(gòu),各鋼管交匯點(diǎn)是其薄弱處,一旦面臨某部位交匯點(diǎn)破壞,則會(huì)對(duì)整體受力性能造成影響,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鸬顾?/p>
3.3.2 經(jīng)濟(jì)性
型鋼懸挑式腳手架因懸挑型鋼梁使用極多,費(fèi)用較高,約為扣件式鋼管懸挑式腳手架費(fèi)用的4 ~8 倍??奂戒摴軕姨羰侥_手架是由鋼管及扣件構(gòu)成,價(jià)格低廉,特別是在市場(chǎng)租賃下,價(jià)格更實(shí)惠。
3.3.3 施工管理
型鋼懸挑式腳手架便于把控尺寸和質(zhì)量,為施工提供便利??奂戒摴軕姨羰侥_手架諸多鋼管、扣件材料難以達(dá)到既定要求,如鋼管壁厚多為2.8 mm,少部分工地為2.2 ~2.5 mm,扣件螺栓扭力矩<40 N·m,現(xiàn)場(chǎng)隨處丟棄鋼管及扣件,致使其損壞比較嚴(yán)重[5]。
建筑施工期間,立桿和懸挑梁連接處是懸挑式腳手架最容易發(fā)生安全問(wèn)題的地方。正常情況下,工地多用25 mm(直徑)短鋼筋懸挑梁立桿底座,再將鋼筋插入底座內(nèi)固定。而反復(fù)插接行為會(huì)使底座松動(dòng),導(dǎo)致腳手架結(jié)構(gòu)失穩(wěn),增加安全隱患。針對(duì)此類(lèi)狀況,施工人員需定期檢查此連接處預(yù)防松動(dòng)[6]。
腳手架和建筑連接處也是安全事故高發(fā)區(qū)域,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。連墻件是腳手架的重要部件,其使用情況會(huì)直接影響腳手架的安全性能。實(shí)際施工中,連墻件和主節(jié)點(diǎn)間距離<30 cm,依據(jù)既定順序逐步安裝連墻件,避免不規(guī)范行為。施工人員嚴(yán)格審核連墻件材料質(zhì)量,盡量使用剛性構(gòu)件,連接時(shí)應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整參數(shù)。
要保證懸挑式腳手架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性應(yīng)酌情調(diào)整腳手架材料及型號(hào)。正常情況下,多為工字鋼制材料,因具有雙軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),安全性較高。固定式盡量使用直徑大于14 mm 的粗鋼絲繩,于卸荷懸挑鋼梁前端進(jìn)行吊拉,再使用直徑大于16 mm 螺母和錨固螺栓固定[7]。
為確保懸挑式腳手架使用安全,搭設(shè)期間應(yīng)做好以下工作。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)懸挑架,施工前不但要制定專(zhuān)項(xiàng)方案,還應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)計(jì)劃書(shū)施工,保證懸挑式腳手架使用準(zhǔn)確,同時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算懸挑梁支撐與固定荷載,經(jīng)設(shè)計(jì)單位確認(rèn)無(wú)誤后方可搭設(shè)。具體可從以下方面入手。
材料選擇。為確保施工安全,詳細(xì)核查鋼管狀況,避免表面磨損、銹蝕以及彎曲變形等狀況,長(zhǎng)度小于6.5 m;懸挑腳手架搭設(shè)時(shí)扣件應(yīng)滿(mǎn)足《鋼管腳手架扣件》標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)具備出廠(chǎng)合格證、質(zhì)量檢測(cè)證明等資料;鋼絲繩用于鋼挑梁和腳手架間的穩(wěn)定連接,自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是影響腳手架穩(wěn)定性的關(guān)鍵,抗拉強(qiáng)度要超過(guò)1 670 MPa;型鋼挑梁盡量使用雙軸對(duì)稱(chēng)面型鋼,常見(jiàn)工字鋼,截面高度≥160 mm。
搭設(shè)基本要求。腳手架立桿應(yīng)位于夯實(shí)平整且200 mm 厚的C20 砼澆筑帶處,布設(shè)排水溝,必要時(shí)和市政工程相銜接避免積水;各立桿均應(yīng)設(shè)置底座,隨后于底座上部相距200 mm 的區(qū)域布設(shè)橫向、縱向掃地桿,輔以十字扣固定,且搭接長(zhǎng)度≥1.0 m,搭接部分由3 個(gè)扣件配合固定;小橫桿應(yīng)水平置于內(nèi)外大橫桿處,使用十字扣固定,小橫桿應(yīng)超出大橫桿150 mm 以上。
腳手架搭設(shè)時(shí),首先進(jìn)行技術(shù)交底工作,由監(jiān)管人員簽字驗(yàn)收后方可搭設(shè)。預(yù)埋件埋設(shè)時(shí)核查其平面及構(gòu)造設(shè)置是否可靠,待型鋼懸挑外架驗(yàn)收完畢后,做好各班組施工交底,以便準(zhǔn)確把控懸挑架荷載限值及使用范圍,杜絕架體表面推車(chē)、隨意拆卸架體結(jié)構(gòu)件和連墻件等行為。其次,搭設(shè)人員均具備操作證,符合持證上崗原則,以免為腳手架后續(xù)使用帶來(lái)安全問(wèn)題。再次,以施工方案為基礎(chǔ)進(jìn)行搭設(shè),若存在和施工方案不吻合等現(xiàn)象,則應(yīng)立即和設(shè)計(jì)人員交流,切勿以自身經(jīng)驗(yàn)自主搭設(shè)。最后,搭設(shè)期間管理人員應(yīng)隨時(shí)在旁監(jiān)管,嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)工作,將安全技術(shù)管理落實(shí)到位。
監(jiān)管人員嚴(yán)格控制鋼管、扣件及腳手板質(zhì)量。焊接鋼管外徑為48 mm、壁厚為3.5 mm,新鋼管應(yīng)具備產(chǎn)品合格證及質(zhì)量檢驗(yàn)證明,缺少此類(lèi)證件則杜絕使用,并禁止混用鋼管與非標(biāo)準(zhǔn)鋼管。舊鋼管也應(yīng)預(yù)先進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),不合格者杜絕使用,同時(shí)避免各鋼管打孔行為??奂扇?5 N·m 扭力矩試驗(yàn),若出現(xiàn)已變形、有裂紋、砂眼以及和鋼管貼合度不佳等現(xiàn)象,應(yīng)杜絕使用。此外,腳手板多為木材或鋼材,為提高使用便捷度,各板塊質(zhì)量<30 kg。
懸挑式腳手架以設(shè)計(jì)要求調(diào)整自身支撐荷載,避免超負(fù)荷問(wèn)題。結(jié)構(gòu)施工中,懸挑式腳手架高度應(yīng)低于兩層樓高度,若為裝飾施工可酌情增加腳手架高度,但須低于3 層樓高度。搭設(shè)人員定期評(píng)估懸挑梁和立桿牢固性,預(yù)防松動(dòng),還應(yīng)酌情核查材料質(zhì)量,避免因變形造成安全隱患。桿件鏈接時(shí)也應(yīng)依據(jù)要求調(diào)整構(gòu)造,做好日常檢查及管理等操作。
施行腳手架搭設(shè)工作的各施工人員,均應(yīng)為《特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則》(GB 5036—1985)標(biāo)準(zhǔn)考核合格者,且做好崗位體檢,禁止無(wú)證人員作業(yè)。搭設(shè)期間全程佩戴安全防護(hù)裝置,如安全帽、安全帶以及防滑鞋等,若風(fēng)力大于6 級(jí)或雨雪霧等惡劣天氣,禁止搭設(shè)作業(yè)及拆除作業(yè),雪后腳手架施工應(yīng)徹底清理積雪,若在腳手架基礎(chǔ)、鄰近部位施行土方開(kāi)挖作業(yè),則應(yīng)預(yù)先做好安全防護(hù)。此外,臨街搭設(shè)時(shí)可采取防墜物傷人措施,在顯眼位置懸掛安全警示標(biāo)語(yǔ),特殊情況下應(yīng)由專(zhuān)人看守。
搭設(shè)準(zhǔn)備工作中,項(xiàng)目部應(yīng)組織各班組組長(zhǎng)和安全員做好技術(shù)交底,明確安全施工措施與安全防護(hù)用具。依據(jù)施工方案逐步搭設(shè)腳手架,以設(shè)計(jì)規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)施行腳手架驗(yàn)收工作,構(gòu)件須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量,禁止出現(xiàn)裂縫或變形扣件、滑絲螺栓,必要時(shí)還應(yīng)做好防銹工作。此外,搭設(shè)10 ~13 mm 高度后即可開(kāi)展分段驗(yàn)收、檢查等工作。
懸挑式腳手架是建筑施工中的基礎(chǔ)工具,在工程建設(shè)期間能夠起到關(guān)鍵作用。實(shí)際操作中,為落實(shí)安全技術(shù)管理措施,應(yīng)在腳手架搭設(shè)前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備,保證懸挑梁設(shè)計(jì)和國(guó)家既定標(biāo)準(zhǔn)吻合,再運(yùn)用技術(shù)交底和驗(yàn)收管理等操作,保證其搭設(shè)的合理性與準(zhǔn)確性。此外定期檢查立桿和懸挑梁,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并立即修理、加固,保證懸挑式腳手架的安全性。