潘永剛,鄭華麗,謝 寧
(1.新疆大學建筑工程學院,新疆 烏魯木齊 830046;2.中鐵十五局集團城市建設工程有限公司,新疆 烏魯木齊 830000)
扣件式鋼管腳手架是由普通的碳素鋼管及3種對應的扣件(包含直角、旋轉、對接)形成的,具備一定的安裝性、連接性與可拆卸性(見圖1)。目前,在我國建筑工程中,扣件式鋼管腳手架作為一種基本構件,應用技術廣泛。但是據(jù)相關分析,扣件式鋼管腳手架在設計、材質及管理方面存在一定問題,如不及時處理,很容易在后續(xù)的施工過程中導致塌方事故,造成人員傷亡,影響工程的施工進度。因此,分析扣件式鋼管腳手架在施工中的安全隱患,對整體工程的進展具有重要的現(xiàn)實意義。
圖1 扣件式鋼管腳手架示意
在腳手架的設計中,未能對整體的負荷取值進行綜合考量,導致其荷載效應不足。在安裝中,相應的滿堂支撐架構的分項系數(shù)均參考建筑結構的分項系數(shù),如橋面鋪設、屋面澆筑等。在這些工程施工中,扣件式鋼管腳手架易產生重心偏移,導致負荷加重、變形,從而產生安全隱患。
此外,受建筑工人實際工作經驗的影響,扣件架的設計通常存在一定的不足,通常體現(xiàn)在其剛度及穩(wěn)定性方面。
扣件式鋼管腳手架應用廣泛,但在材料選擇中,很多建筑工程存在把控不嚴的現(xiàn)象。在扣件式鋼管腳手架材質抽檢中發(fā)現(xiàn),其材料參數(shù)、荷載參數(shù)及地基參數(shù)等不符合標準規(guī)范要求。很多不良商家為了壓低成本,其鋼管厚度僅為3.0~3.2mm,導致截面慣性降低10%左右。
此外,重復使用的腳手架材料未按照要求進行定期檢測、維修、更換;在登記過程中未做到良好的跟蹤處理??奂戒摴苣_手架中的鋼管、扣件等均為周轉性材料,在多次使用后會存在磨損情況,且在應用中往往忽視后續(xù)的保養(yǎng),造成扣件銹蝕、變形、開裂,擰緊時發(fā)生脫絲現(xiàn)象,降低腳手架的整體穩(wěn)定性。
在建筑施工中,工人未經過相應的安全培訓,導致其對腳手架的安裝及重要性未形成有效認知。例如我國很多建筑單位出于成本、時間、人力等綜合性因素的考慮,絕大部分建筑工人為進城務工的農民,文化程度偏低,對于扣件式鋼管腳手架的安全性認識不足,部分建筑工人甚至沒有相關的安全認知,導致在施工中主要存在下列問題。
1)搭設不規(guī)范 在扣件式鋼管腳手架的搭設過程中,腳手架的步距、橫距等過大。我國JGJ 130—2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》中對滿堂支撐架有相關要求。但是在施工過程中,施工人員往往不能嚴格遵守相關規(guī)定,更有甚者私自更改扣件式鋼管腳手架,導致其整體結構不穩(wěn)定,質檢人員也未進行嚴格把關,為后續(xù)施工造成一定的安全隱患。
2)地基處理不當 在扣件式鋼管腳手架的安裝中,其桿底設定不合格,導致不能很好地滿足承載力要求,使四周的排水不充分,造成地基沉降明顯,出現(xiàn)泡水現(xiàn)象,使扣件式鋼管腳手架底部底桿懸空。
3)相關方案落實不到位 在扣件式鋼管腳手架的安全隱患分析中發(fā)現(xiàn),其立桿與水平桿的接扣件未進行有效連接。在施工過程中,存在腳手架作業(yè)面小、橫桿間距較大、鋪設的腳手板未能很好地固定、踢腳板無法安裝、欄桿及安全網不符合規(guī)范要求等。如在施工設計為頂托式支撐,而現(xiàn)場對于頂托式支撐未進行合理有效安排,導致橫擔及扣件承受力過大。
在扣件式鋼管腳手架設計時,為整體的工程安全,需要嚴格執(zhí)行相關的標準規(guī)范。為了保證整體的規(guī)范性,應以48.3mm×3.6mm的鋼管截面特性進行計算,減小誤差。在后續(xù)鋼管的設計中,需要采用合理的方法,避免在安裝過程中因材料的截面偏差而引起的潛在風險,全方面考量扣件式鋼管腳手架的荷載因素。此外,在安全設計中,對扣件式鋼管腳手架的計算應按照最不利的荷載組合進行,以保證扣件式鋼管腳手架在滿荷載時的支撐性。此外,在滿堂支撐架用于建筑物的混凝土結構施工時,扣件式鋼管腳手架的荷載效應組合與荷載設計值的計算應符合JGJ 162—2008《建筑施工模板安全技術規(guī)范》,并在設計中以此標準進行有效的衡量,通過《建筑施工模板安全技術規(guī)范》的要求,施工單位可有效確保扣件式鋼管腳手架具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性。在扣件式鋼管腳手架安全性計算時,需要充分考慮“隨機性”。對于施工現(xiàn)場澆筑時遇到的集中載荷和交變載荷的極限情況,因二者具有一定的突發(fā)性,因此在扣件式鋼管腳手架的參數(shù)取值中需要額外設置關于遇到此類風險時的措施,在設計扣件式鋼管腳手架方案時,在支撐平面布置圖、立面布置圖及構造詳圖中明確標注。此外,在扣件式鋼管腳手架設計圖中應仔細標注各種尺寸,以便指導后續(xù)施工。
在扣件式鋼管腳手架的安全設計中,對扣件式鋼管腳手架的材料管理應形成制度化與標準化。此外,由于扣件式鋼管腳手架是重復使用的建筑工具,在第二次、第三次的使用中,為降低安全風險,需要對扣件式鋼管腳手架進行嚴格檢査與控制報驗環(huán)節(jié),通過系統(tǒng)性的防范措施保證扣件式鋼管腳手架的安全使用。在選擇扣件式鋼管腳手架材料時,為避免“灰色采購”的現(xiàn)象出現(xiàn),需要嚴格執(zhí)行標準規(guī)范。對扣件式鋼管腳手架加強構件、配件材質的檢查,并按照相關規(guī)定進行檢測??奂戒摴苣_手架的檢測重點為壁厚、直徑、材性、外觀等,對達不到設計要求,在檢測試驗過程中出現(xiàn)彎曲變形、裂縫、嚴重腐蝕等問題的批次鋼管和扣件應及時責令退場,并對該批次的鋼管和扣件進行標記,嚴禁后續(xù)使用。此外,還需重點檢查其阻燃性能與耐沖擊性能,并采用荷重試驗,對扣件式鋼管腳手架的邊繩及筋繩進行測評,觀察其斷裂強力與網目密度等性能,分析整理試驗結果,判斷其是否滿足規(guī)范要求。經過測驗投入使用后,為降低安全風險,需要定期對扣件式鋼管腳手架的鋼管與扣件等配件進行維修和保養(yǎng)。
在扣件式鋼管腳手架施工中,必須保證扣件式鋼管腳手架的基礎,使整體夯實硬化??奂戒摴苣_手架設計必須有排水坡度,以便排除多余雨水。扣件式鋼管腳手架的調整做到堅實平整、墊板不晃動、不沉降、立桿不懸空。在扣件式鋼管腳手架使用前,為保證風險發(fā)生時有應對措施,需要由項目經理組織技術負責人、安全管理人員與腳手架施工班組長等形成檢測團隊,對扣件式鋼管腳手架進行項目自檢,形成相關的驗收記錄。為保證整體檢查效果的有效性,需要對以下項目進行檢查:扣件式鋼管腳手架的設置與連接,檢測其墻件、安全通道等是否堅固;地基是否積水,底板的搭建是否符合不松動、立桿不懸浮的要求;扣件螺栓是否松動;安全防護設施是否達到或超過相關硬性要求等。
在扣件式鋼管腳手架的安裝中,需要按照實際情況使用先進的軟件對整體項目進行合理分析,通過三維建模等方式確定扣件式鋼管腳手架的安裝位置。同時,在后續(xù)施工中執(zhí)行《建筑施工模板安全技術規(guī)范》中的相關規(guī)定,滿足扣件式鋼管腳手架安全性、穩(wěn)定性及規(guī)范性的要求。通過對影響扣件式鋼管腳手架安全因素的分析,可更好地保障施工安全,推動建筑科技進一步發(fā)展。