扣件式钢管脚手架安全专项施工方案编制[1]

扣件式钢管脚手架施工专项方案编制中国建筑科学研究院陈伟([e-mail])一、脚手架施工专项方案编制与审查要求建设部2009年5月13日下发的《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》:（一）基坑支护工程是指开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)并采用支护结构施工的工程；或基坑虽未超过5m，但地质条件和周围环境复杂、地下水位在坑底以上等工程。（二）土方开挖工程土方开挖工程是指开挖深度超过5m(含5m)的基坑、槽的土方开挖。（三）高大模板工程水平混凝土构件模板支撑系统高度超过8m，或跨度超过18m，施工总荷载大于15kN/m2，或集中线荷20kN/m的模板支撑系统。（四）30m及以上高空作业的工程（五）脚手架工程1、高度50m及以上落地式钢管脚手架；2、提升高度150m及以上附着式升降脚手架，包括整体提升与分片式提升；3、20m以上悬挑式脚手架；重点讲解内容：1、危险性工程专项施工方案编制与安全计算；2、危险性工程施工方案专家论证与审查；3、危险性工程施工现场管理，安全监测布点，扣件质量控制与检测。二、脚手架倒塌事故分析(一)、事故情况1（西单脚手架倒塌）×市×年×月×日发生一起模板支架垮塌事故，造成8人死亡以及多人受伤的重大恶性事故。主要原因如下：1、架体稳定性计算错误。2、构成架体的主要材料不合格。3、设计构造上存在明显缺陷。4、审批论证验收均未按相关规定执行。550mm空心楼板采用扣件架满堂支撑，折算为400mm，立杆横距和纵距均为1.2m，步距1.5m，搭设高度21.5m，木方50mm*100mm@250mm，托梁100mm*100mm，施工面积16m*24m。（二）事故情况2×省×市×年×月×日发生一起钢管扣件脚手架垮塌事故，造成2人死亡以及多人受伤的重大恶性事故。主要原因如下：原因分析：1、脚手架设计构造存在缺陷（缺少联墙件及剪刀撑）。2、使用过程中放置物料过多。3、检查验收不严格。（三）事故情况3××市一影视城×年×月×日发生一起模板支架垮塌事故，造成2人死亡13人受伤的重大恶性事故。主要原因如下：1、架体稳定性计算错误。2、构成架体的主要材料不合格。3、设计构造上存在明显缺陷。4、审批论证验收均未按相关规定执行（四）事故情况4×省×市一住宅小区×年×月×日发生一起模板支架垮塌事故，造成7人死亡多人受伤的重大恶性事故。主要原因如下：1、架体稳定性计算错误。2、构成架体的主要材料不合格。3、设计构造上存在明显缺陷。4、审批论证验收均未按相关规定执行（五）事故情况5××市一污水处理厂×年×月×日发生一起模板垮塌事故，造成5人死亡多人受伤的重大恶性事故。原因分析：1、用于支撑固定模板的构件不合格。2、验收检查不到位。（六）机场事故6××市一机场航站楼满堂脚手架发生倾倒，造成重大经济损失和恶劣影响。原因分析：1、脚手架方案不完善。2、执行方案不力。3、检查整改不到位。（七）机场事故7×年×月×日，××省××市一在建体育馆发生一起模板支架在浇注混凝土过程中垮塌事故，造成5人死亡，数人受伤的重大生产安全事故。原因分析：1、计算错误，用钢管扣件搭设的模板支架竟然套用脚手架计算公式。2、杆件间距过大，小横杆严重缺少，没有搭设剪刀撑，只与相邻脚手架进行了简单连接。3、审批验收程序缺少或敷衍了事。（八）事故情况82003年2月18日，滨江区在建的UT斯达康研发中心工地上在进行门厅屋顶混凝土浇筑施工时，整个屋顶坍塌，正在现场施工的28名工人被压，其中13人已死亡。1000mm*1300mm梁采用钢管支撑，梁底增加一承重立杆，立杆横距和纵距均为0.6m，步距0.6m，搭设高度20.0m，木方50mm*100mm@250mm1、脚手架方案计算错误。2、杆件间距过大。（九）事故情况9一座30多米高的塔吊突然连根侧倒，压在了边上在建的建筑物上，正在塔吊上作业的工人和底下脚手架上作业的工人不同程度受伤。事故共同特点：1、脚手架失稳都是垂直于架体纵向的横向失稳.2、模板支撑体系的垮塌都是在浇注混凝土的过程中发生,失稳或垮塌都是自身或与其它结构无连接或连接最薄弱处首先失稳.3、脚手架垮塌都是大波鼓曲模式，首先发生在架体底部；模板支撑体系垮塌都是局部首先失稳后呈多米诺骨牌现象，失稳首先发生在顶部。4、所有的事故都与材料材质有关。5、所有的事故都存在管理责任，尤其是工程技术人员。三、脚手架施工专项方案的编制脚手架施工专项方案编制意义：脚手架施工专项方案是指导施工生产全过程的纲领性文件；是施工企业实现经济效益的金钥匙；是工程技术人员的智慧结晶和安全保证书；是工程质量安全事故原因查找的决定性书证。应该体现以下特点：符合性：就是编制原则和内容均不违背国家、行业、地方相关标准。针对性：要是阅读者感觉到本专项方案是为本工程量身定做的,尤其是涉及到:搭设标准、使用材料、规格尺寸、荷载限制以及基础、联墙架、卸荷等等。不得完全抄袭规程规范。不得同时给出两个以上作法。可操作性：即在确保使用者安全使用的前提下最大限度地减少操作者的安全风险。实际使用过程中始终不存在使用者感觉到的不便和体位上的不适。脚手架施工专项方案编制法规文件：1、依据建设部《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》第1.0.4的规定:扣件式钢管脚手架施工前,应根据本规范的规定编制脚手架施工施工方案:2、依据国务院《建设工程安全生产管理条例》第26条之规定:由施工单位技术负责人、总监理工程师签字后实施。3、国务院《建设工程安全生产管理条例》第26条第7款之规定组织专家论证、审查﹙涉及深基础、地下暗挖工程、高大模板工程的专项施工方案,施工单位还应组织专家进行论证、审查﹚。4、危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》。建筑施工企业专业工程技术人员编制的安全专项施工方案，由施工企业技术部门的专业技术人员及监理单位专业监理工程师进行审核，审核合格，由施工企业技术负责人、监理单位总监理工程师签字﹙摘自建设部〈2004〉213号文件﹚。这部分内容很重要，体现了脚手架施工专项方案的基本实施原则，应该在每本方案中得到体现。脚手架施工专项方案编制基本原则：1、先编制批准、后搭设实施的原则；不能搭起来再去找专家论证应付差事，出现问题没有办法修改。2、由专业工程技术人员编制的原则。3、由企业技术负责人、监理负责人审批的原则。4、变更必须由原审批人批准的原则。5、审批人签字认可的原则。脚手架施工专项方案编制基本内容：1、封面2、审批页：编制人、审核人、审批人签字3、目录4、工程概况：总体情况和工程特点，体现施工内容5、编制依据：设计图纸、国家规范和地方法规6、施工部署7、施工准备：技术准备、现场准备、材料准备8、具体搭设要求：具体搭设方法及安全注意事项9、施工图：包括脚手架搭设平面图、立面图；连墙件设置详图，比如如何与框架柱、楼板、剪力墙拉结等；钢丝绳卸荷节点图；脚手架的基础做法图，包括排水设施的设置；悬挑脚手架与悬挑梁、悬挑梁与楼板连接节点详图；脚手架人员出入口、护头棚的做法图；楼和梁模板支架平面图和立面图、节点详图等重要图形。10、计算书四、脚手架施工方案编制中常见问题1、必须有编制人、审核人、审批人签字或加盖单位公章脚手架的验收应明确为由项目部的技术负责人负责和总监理工程师签字认可并分阶段进行验收。2、单位统一规范单位采用建筑行业的通用标准，使用mm或m、kN，避免使用cm和kg等单位，甚至数字没有单位。3、必须编制页码4、引用标准规范准确、清楚、有效文字的表达应该尽量与规范统一，如：立柱（立杆）、顺水杆（大横杆）。编制依据中应只使用国家规范和地方法规，而参考图书和手册、应用软件等不能作为方案编制依据。计算书中的上下标清晰。5、章节排序符合标准及利于阅读6、不得完全抄袭规程规范。尽量减少“不大于”、“不小于”等参数说明，减少“宜”、“应”等规范化第三人称用语，直接描述。如：剪刀撑的连接采用不少于两个旋转扣件固定；扫地杆距离基础底面距离不大于200mm；内侧立杆与墙距离不大于300mm等；立杆对接接头中心至主节点距离不大于步距1/3。如剪刀撑的连接方式宜明确为搭接；大横杆的连接方式宜明确为对接。严禁48mm与51mm的钢管混用。人行马道内容。封闭脚手架不应有一字型，开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑，中间宜每隔6跨设置一道。如果落地架不存在不等高问题，就不需要规范中有关扫地杆描述图。7、不得同时给出两个以上作法8、严格明确脚手架钢管等材料的质量要求针对市场上钢管、扣件等材料参差不齐的状况，方案中应该按照规范的要求明确以下内容，把好安全施工的第一关。杜绝使用外径48毫米，壁厚小于3.0毫米和小作坊生产的不合格扣件使用。对新钢管，需要明确有产品质量合格证和质量检验报告，要满足不得有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、压痕等现象；对旧钢管，需要明确满足规范抽取三根锈蚀严重的钢管检查，每根锈蚀严重钢管的横向断面锈蚀深度不得超过0.5mm。对新扣件，需要明确有生产许可证、测试报告和产品质量合格证；对旧扣件需要明确质量检查，有裂缝、变形严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。五、模板支架施工方案常见问题与安全计算（一）计算书基本要求对模板支架，特别是空间高、跨度大、荷载重的模板支架进行分析计算的研究和总结不多，不少工程编制的施工技术方案比较简略。对于梁模板承重架的搭接形式，计算应该涉及以下基本内容：1梁模板的面板抗弯强度、抗剪强度和挠度计算；2梁底方木、托梁抗弯强度、抗剪强度和挠度计算；3横纵水平钢管的强度和挠度计算；4横纵水平钢管与立杆连接点的扣件抗滑移计算；5立杆的稳定性计算。1梁底增加承重立杆：传力路线为竖向荷载—模板—纵向木方—梁底支撑钢管（—纵向钢管）—扣件—立杆，其中模板计算应以木方为支座的多跨度连续梁计算；木方三等跨连续梁计算，跨度为立杆在梁跨度方向距离；梁底支撑钢管以梁截面两侧的立杆距离为跨度的连续梁计算，通过木方传递集中荷载。对于大断面梁和比较厚重的楼板的情形，为了避免靠扣件的抗滑力承受竖向荷载，大多数施工单位采用“U”形顶托梁的形式2“U”顶托梁支撑形式二：这种支设形式与上面的不同就是木方与顶托梁的布置方向互换而已，具体传力路线是不变的，竖向荷载—模板—横向木方—顶托梁—立杆，其中模板计算应以木方为支座的多跨连续梁计算；木方计算以顶托梁为支座的三跨连续梁计算，跨度为梁底支撑立杆在梁跨度方向距离；顶托梁计算应采用以“U”托为支座的多跨连续梁计算。由于实际施工中一般是梁板同时浇筑混凝土的，梁两侧的一部分楼板荷载会通过梁两侧的外龙骨传递下来，所以在计算梁底托梁或梁底支撑钢管时，需要考虑这部分荷载作为集中荷载传递下来。（二）、立杆稳定性计算（1）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130）的规定立杆的稳定性计算公式：][fAN式中N——立杆的轴心压力设计值，作用于模板支架的荷载包括水平支撑传给立杆的竖向力标准值和立杆自重标准植；——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录表C确定；——长细比，il/0，立杆允许长细比150（JGJ162规范要求）；A——立杆净截面面积；0l——稳定性计算长度，ahl20（JGJ130规范要求）；h——步距；a——支撑立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度；i——立杆截面回转半径；][f——立杆抗压强度设计值，规范中要求2/205][mmNf。规范中为保证扣件式钢管模板支架的稳定性，支架立杆的计算长度借鉴英国标准，规定稳定性计算长度l=h+2a，其中a为立杆上部伸出的悬臂段，这是为限制施工现场任意增大钢管伸出长度，保证支架的稳定性，并没有什么理论上的依据。不同的a值对应的立杆承载力表（2）《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）：不考虑风荷载时,立杆的稳定性也按照上面公式计算，但只提及最大步距，没有涉及a值，不安全，还是建议考虑a值。在上面公式基础上增加了以下计算内容：考虑风荷载时,立杆的稳定