论扣件式钢管脚手架在建筑施工中的应用安全探讨

　　【摘要】笔者根据自己多年从事该工作的经验，针对扣件式钢管脚手架搭设和拆除的做法在文中提出了几样安全技术的要点，供同行切磋探讨。
　　【关键词】扣件式钢管脚手架搭，立杆，横向水平杆，技术要点
　　
　　一、前言
　　由于城市建设的不断发展，城市建筑物相应地也逐渐增高。于是，扣件式钢管脚手架也慢慢得到了普及，这一现象的出现高处作业人员发生事故的减少起到了极其重要的作用。但是就目前来说，某些施工现场此种脚手架的搭设还没有办法达到标准化、合理化和科学化的安全防护，从而导致架体倒塌、倾斜等事故时有发生。
　　二、搭设前必须具备的基本要素
　　1．扣件式钢管脚手架搭设前应具备专项施工组织设计技术文件(施工方案)，如脚手架的施工简图(平面布置、几何尺寸要求)，连墙件构造要求．立杆基础、地基处理要求及脚手架(风何载、连墙件、水平杆、立杆地基承载力)等安全防护计算书；同时需经公司项目经理、工程技术负责人(总工)和安全监理签字，方可生效。
　　2．施工作业人员必须经过安全技术培训并取得特种作业操作证方可上岗作业，上岗作业前应由项目经理、工长、安全员向取得特种作业操作证的架子工按《建筑安装安全技术规程》等相关规范和标准，并结合实际施工工艺的特点逐项做好安全技术交底，要有记录。
　　3．扣件式钢管脚手架由钢管、扣件、脚手板和底座等组成。钢管有Φ48x3．5mm和Φ51x3．0mm两种，大多数采用前者。但严禁中48x3．5mm与中51x3．0mm的钢管混合使用。用于钢管之间连接的直角扣件、旋转扣件和对接扣件必须由正规生产厂家出具合格证。脚手板可采用冲压钢脚手板、木脚手板、竹脚手板等。每块脚手板的重量不宜大于30kg，作业面脚手板要满铺并锁住，杜绝飞跳现象的存在。
　　立杆底座主要有标准底座和焊接底座两种，多数使用焊接底座。以上各项要经检测机构进行二次检测
　　合格后，方准使用。
　　三、地基与基础做法及要求
　　1．脚手架地基与基础的施工，必须根据脚手架搭设高度、搭设场地土质情况与现行国家标准《地
　　基与基础工程施工及验收规范》(CBJ202)的有关规定进行。
　　2．脚手架基础经验收合格后，应按施工组织设计的要求放线定位。
　　高度在24m以下的脚手架应按下图做法进行施工(图1)：24m以下脚手架的基础处理，高度在24m以上的脚手架基础应做设计计算。
　　3．脚手架基础排水沟应沿建筑物周围连续设的钢丝绳，应与建筑物的预埋件固定，卡子不能少于3个。经技术人员设计计算确定卸料平台的最大荷载值。
　　
　　图一
　　四、立杆易采用的合理尺寸及达到标准、规范的要求
　　脚手架的立杆是平行于建筑物并垂直于地面的杆件，是组成脚手架结构的主要杆件。脚手架上的荷载通过横向水平杆传递给纵向水平杆，由纵向水平杆传给立杆，最后由立杆传递给基础。所以立杆是承受荷载传递中最重要的杆件，水平杆若发生变形只会影响脚手架的局部，若立杆发生变形或不均匀沉陷，则会影响脚手架的整体稳定性。因此搭设立杆前必须将基础处理好，用钢尺测量立杆间距，使立杆荷载均布分开各杆受力一致。
　　当立杆需要接长时，必须采用对接方法，不准采用搭接。通过钢管脚手架立杆接长应采用对接扣件，使上下钢管轴心传力，且以钢管的截面积承载来传递压力。如果采用搭接方法，则使上下钢管轴线不在同一中心线上，使扣件销轴受剪切，从而降低立杆的承载能力。通过试验表明：一个对接扣件的承载能力，比搭接的承载能力要大2倍以上。立杆的接头应交错布置，错开50~m以上，并要求相邻两立杆接头不设在同一步距内，接头位置距节点处，不大于步距的1／3。主要做法：
　　1．为达到合理有效使用长度为6m的立杆，并符合JC．J130—2001扣件式钢管脚手架安全技术规
　　范的要求，经论证总结定首层立杆为2．2m、3．8m、6m或2m、4m、6m长，交错使用(图2、3)
　　图22．2m、3．8m、6m立杆接头位置
　　
　　2．采用以上方法站杆后，决不可忽视每根立杆底部应设置钢管底座和垫板。钢管底座有可锻铸铁制造的标准底座与焊接底座两种，底座的面积为15cmXl5cm二225cm’(图4)；垫板采用木板厚度5cm，宽度不小于20cm，板长2m时，垂直于墙面铺设；板长大于3m时，沿墙面纵向铺设。
　　图32m、4m、6m立杆接头位置
　　
　　图4立杆底座
　　五、横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑搭设的基本要点
　　横向水平杆承受脚手板传下来的荷载。在双排脚手架中，杆的两端各用一个直角扣件分别固定在里、外大横杆上。双排脚手架里排立杆距墙50cm时，横向水平杆伸出里杆35~40cm，伸出外杆l0cm；单排脚手架的横向水平杆，插入墙内长度不小于18cm。同时，横向水平杆必须在立杆与纵向水平杆的交点处(主节点)设置，紧靠主节点(两直角扣件中心距不大于15cm)且严禁拆除。当遇作业层铺设脚手板时，应在两主节点中间处再增设一根小横杆(小横杆间距不大于立杆纵距的1／2)，当非作业层拆除脚手板时，增设的横向水平杆可随时拆除，但主节点处横向水平杆不准拆掉。
　　横向水平杆是脚手架的受力杆件，横向水平杆不仅承受脚手板传来的荷载，同时还将里外立杆连接，以此提高脚手架的整体性和承载能力。当工地因大型工具不配套横向水平杆被过量拆除后，双排脚手架实际上已形成里、外两片脚手架单独工作，承受荷载后，会过早变形失稳。如果横向水平杆设置时的扣件只紧固一端，同样因不能将里外排脚手架连接在一起而不能共同工作。试验表明：当非作业层横向水平杆隔一步或隔两步间隔拆除时，脚手架的承载能力也将随之降低10％以上。
　　纵向水平杆向立杆传递荷载时，由于纵向水平杆是附在立杆的一侧，所以立杆是偏心受压(偏心距为53mm)，为减小立杆受力后变形，把纵向水平杆设置在立杆的里侧(双排脚手架的里、外排立杆，都把纵向水平杆设置在里侧)。这样脚手架承受荷载时，里、外排立杆的变形是对称地向外弯曲，但由于在节点处设置了横向水平杆，所以就使里、外立杆的变形相互抵消，从而提高脚手架立杆的刚度和整体稳定，提高承载能力。
　　而纵向水平杆的间距称为步距．步距的大小，直接影响着立杆的长细比和脚手架的承载能力。在其他条件相同时，当步距由1．2m增加到1．8m时，脚手架的承载能力将下降26％以上。所以施工中纵向水平杆的布距不得随意加大，不得擅自拆掉纵向水平杆。
　　设置剪刀撑可增强脚手架的纵向刚度，阻止脚手架倾斜，并有助于提高立杆的承载能力。试验表明：设置剪刀撑可提高承载力10％以上。按规范要求应在脚手架外侧设置剪刀撑，跨越范围为5-7根立杆(不小于6m)，剪刀撑与地面夹角为45O-60O。剪刀撑斜杆与立杆及外伸的横向水平杆交点处用回转扣件紧固。剪刀撑底部落地并垫木板，随脚手架的搭设同时设置剪刀撑。当脚手架高度低于24m时，除在脚手架的两端各设置一组剪刀撑外，其中间可间断每隔9—15m设置一组；脚手架高度大于24m时，应连续设置。同时，剪刀撑在脚手架中是承受拉杆或压杆的作用，而杆件承拉或受压力的大小主要是靠扣件的抗滑能力，所以在剪刀撑斜杆上扣件设置得越多其受力效果越好。斜杆的接长采用搭接，搭接处不少于2个回转扣件，搭接长度lm。
　　六、连墙件、横向斜撑如何设置
　　连墙件可按二步三跨或三步三跨设置，每个连墙件控制面积不大于40m2：，当脚手架搭设高度超过50m时，每个连墙件控制面积不应大于27m2。设置连墙件的垂直距离控制要比水平距离更重要。试验表
　　明：在连墙件控制面积相同的两个脚手架，按二步三跨设置的连墙件，比按三步二跨设置连墙件的脚手架承载能力提高7％。连墙件的位置应靠近(不大于30cm)主节点处设置，因为只有设在节点附近传力效果最好，才能有效地阻止脚手架发生横向弯曲失稳；最不利的位置是设置在立杆步距的中间，这种设置几乎起不到横向约束的作用。必须从底层第一步纵向水平杆处开始设置，因为第一步立杆，所承受的轴向力最大，此处设置了连墙件，也等于增设了一个支座，这是从构造上保证脚手架立杆局部稳定性的重要措施之一。对一字型、开口型脚手架的两端，也必须设置连墙件，以提高脚手架的整体稳定。要注意连墙件应呈水平设置，当不能水平设置时，可以使脚手架一端较低，建筑物一端较高，但不准建筑物一端低于脚手架端连接。
　　横向斜撑也叫横向剪刀撑，是沿脚手架横向水平杆方向，在1～2个步距内设置的斜杆，由脚手架底
　　部至顶部呈之字型或呈十字型连续设置，采用回转扣件，固定在与之相交的立杆或横向水平杆的伸出端上。对于一字型脚手架及非封闭型脚手架的尽端处，应设置横向斜撑。当脚手架搭设高度超过24m时，应每隔6跨设置一道横向斜撑。遇作业层时，临时拆除，非作业层时，及时恢复。
　　通过脚手架荷载试验表明：双排扣件钢管脚手架的主要破坏形式为整体横向失稳破坏。所以增强脚手架横向刚度是提高脚手架承载能力的有效措施。可通过减小步距、缩小连墙件的垂直距离以及增强横向斜撑等措施实现。
　　七、扣件式钢管脚手架拆除时主要安全技术要点
　　拆除脚手架作业比搭设脚手架危险性更大，必须根据工程情况、作业环境及脚手架特点制定拆除作业方案，并应注意以下事项：
　　1．作业前应对脚手架的现状，包括变形情况、杆件之间的连接、与建筑物的连接及支撑情况以及
　　作业环境进行检查。
　　2．按照作业方案进行研究并分工。
　　3．排除障碍物，清理脚手架上杂物及地面作业环境。拆除之前，划定危险作业范围，并进行围圈、
　　设监护人员。
　　4．拆除作业时，地面设专人指挥，按要求统一进行。拆除程序与搭设程序相反，先搭的后拆除，自
　　上而下逐层进行，禁止上下同时作业。拆除时，先将防护栏杆、安全网等附加杆件拆除，并翻板将脚手板向下传递，每档留一块脚手板便于操作。
　　5．拆除顺序应沿脚手架交圈进行。分段拆除时，高差不应大于2步，以保持脚手架的两端，增设横向斜撑先行加固后再进行拆除。
　　拆剪刀撑时应先拆除中间扣件，然后拆除两端扣件，防止因积累变形发生挑杆。
　　6．连墙杆不得提前拆除，在逐层拆除到连墙件部位时，方可拆除。在最后一道连墙件拆除之前，应
　　先在立杆上设置抛撑后进行，以保证立杆拆除中的稳定性。
　　7．拆除作业中应随时注意作业位置的可靠和挂牢安全带。不准将拆除的杆件、扣件、脚手板等向地面抛掷。
　　8．地面人员应与拆除作业人员紧密配合，将拆下的杆件等按品种、规格码放整齐。
　　
　　八、结语
　　在搭设与拆除扣件式钢管脚手架的过程中，为避免因为没有按照规范和标准合理性的要求而造成的事故发生，相关人员除了要按照以上技术要点操作以增强架体的稳定性外，不断强化作业人员的安全意识以达到有效防护目的也是非常必要的。