01脚手架与模板支架工程的安全监督检查.docx
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01脚手架与模板支架工程的安全监督检查
脚手架与模板支架工程的安全监督检查
2009年2月9日济南
非常高兴今天能够在这里同大家在一起探讨安全监督检查工作。
近几年,济南的建筑安全生产工作水平在全省一直处领先地位,多次代表山东省接受建设部、国家安监总局等部委的安全生产检查取得了优异成绩,为山东省争得荣誉。
在全省建筑施工安全文明工地复查验收中,全省得分最高的工地多出在济南地区,尤其是市区交通干道的工程“亮化、绿化、美化、硬化、净化”水平较高,形成泉城精神建设的一道亮丽风景线;施工现场的“临时设施标准化、安全防护工具化、安全管理人性化、施工作业规范化”水平居全省一流;在三类人员安全生产考核、特种作业人员教育培训、安全质量标准化等工作走在全省前列。
编印的《建筑安全文明施工图集》由省建管局推荐全省;省站多次带领全省安全监督站长参观考察济南设立的特种作业人员培训考核基地。
这得益于市建委的正确领导、得益于市站领导的正确指挥,得益于市精明强干的安全监督队伍的共同努力。
应当说济南市质量安全监督站人才聚集。
我在这里大有关公面前舞大刀的感觉,水平比我高的大有人在。
既然领导派来,就要完成任务,因此前天请教维佳站长,来讲什么?
维佳站长指示就同检查反馈会议一样,讲一下脚手架工程、模板支架工程容易存在的问题、隐患。
我想这也好,一是要按照领导指示办,二来脚手架、模板支架工程是安全检查的重点,虽然大家对其重点要点一清二楚,既然不知新,闻闻故,也很好。
希望能相某人学习毛主席语录,学一遍有一遍的收获,也来个“读你千遍不厌倦”。
一、脚手架的概念
脚手架,所谓脚手架,是指为了满足施工,包括新建、装修、修缮等施工活动需要,临时扩大作业面、新建作业面的措施,以及解决垂直和水平运输而临时搭设的各种支架、平台。
当前,水平现浇混泥土构件的模板支架也纳入脚手架范围进行规范。
这是由于,随着建筑水平的提高,高大建筑越来越多,高大模板也越来越多,并以金属支架作为模板支撑系统的构件越来越多,传统的木工已经不具备搭设的技能。
脚手架的种类繁多:
按照使用材料:
钢、竹、木;
按照结构形式:
落地、悬挑、附着升降、移动;单双排、单双立杆等;
按照使用性质:
外架、内架;施工架、装饰架、防护架、支模架等;
钢管脚手架又分为:
扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架、门式钢管脚手架等。
脚手架工程涉及的规范标准较多:
《建筑施工安全检查标准》JGJ59
《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130
《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128
《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162
《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(待颁布)
《建筑施工模板工程安全技术规范》(待颁布)
《建筑结构荷载规范》GB50009
《钢结构设计规范》GBJ17
《木结构设计规范》GBJ5
《钢管脚手架扣件》GB15831
《直缝电焊钢管》GB/T13793
《碳素结构钢》GB/T700
《密目式安全立网》GB16909
《高处作业分级》GB/T3608
《安全标志》GB2894
《安全色》GB2893
《安全色使用导则》GB6527
这些规范标准大家应当认真学习、深入研究、正确掌握。
从事行政技术管理必须以事实为依据,以法律法规、规范标准规程为准绳,对行政管理对象作出准确行政管理。
因此,大家要加强法律法规和规范标准的学习,着力成为一支“政治上高标准、思想上高境界、业务上高水平、工作上高效率”的安全监督管理队伍。
从事行政技术管理不能凭经验,主观臆断,大概、也许、差不多,尤其是在作出书面行政文书,比如处罚单、停工令时,必须条条句句准确地引用法律法规和规范标准条款。
在过去民怕官,对我们作出的行政命令,及时有错,大家也不去指出、反驳、不申诉,往往是逆来顺受,随着经济的发展、百姓的素质提高,法制建设不断完善、行政管理不断规范化,以及行政执法人员素质不断提高,民与官的地位将恢复本来的面目----官兵、官民平等,民怕的是法,而不是官,如果执法不准确,可能将给当事人带来难以想象的麻烦。
在建筑施工现场最为常用的是“扣件式钢管脚手架”,今天就以扣件式钢管脚手架为例,同大家一起总结、回顾,如何搞好脚手架工程和模板支架工程的监督检查工作,有的也涉及到木模板支架系统。
我们就沿着脚手架从地基、垫板、底座到作业层谈起,分析一下工程中脚手架的搭设容易存在哪些问题。
一、施工组织设计
《规范》第1.0.4条规定,扣件式钢管脚手架施工前,应根据本规范的规定编制施工组织设计。
省建管局2007年9月12日印发的《山东省建筑工程安全专项施工方案编制审查与专家论证暂行办法》(鲁建管质安字〔2007〕35号)中也将脚手架工程列为危险性较大的分部分项工程,要求应当安全专项施工方案。
主要内容
工程概况、
周边环境、
编制依据、
材料选用、
搭设要求----杆件间距及连墙杆设置位置、连接方法,绘制施工详图及大样图
搭设高度超过50m的外架,应有设计计算书及卸荷方法详图
理论计算(包括荷载取值、计算简图、详图)、
施工工序、施工工艺、
安全措施、
劳动力组织。
落地式扣件钢管脚手架计算一般包括下列内容:
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为18.6米,立杆采用单立管。
搭设尺寸为:
立杆的纵距1.2米,立杆的横距1.05米,立杆的步距1.20米。
采用的钢管类型为Φ48×3.5,连墙件采用2步2跨,竖向间距2.4米,水平间距2.4米。
施工均布荷载为2kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设4层。
一、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.15×1.05/3=0.053kN/m
活荷载标准值Q=2×1.05/3=0.7kN/m
静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.053=0.109N/m
活荷载的计算值q2=1.4×0.7=0.98kN/m
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×0.109+0.10×0.98)×1.22=0.154kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×0.109+0.117×0.98)×1.22=-0.181kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
=0.181×106/5080=35.63N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载标准值q1=0.038+0.053=0.091kN/m
活荷载标准值q2=0.7kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.091+0.990×0.7)×12004/(100×2.06×105×121900)=0.623mm
大横杆的最大挠度小于1200/150或10mm,满足要求!
二、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值P1=0.038×1.2=0.046kN
脚手板的荷载标准值P2=0.15×1.05×1.2/3=0.063kN
活荷载标准值Q=2×1.05×1.2/3=0.84kN
荷载的计算值P=1.2×0.046+1.2×0.063+1.4×0.84=1.307kN
小横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=(1.2×0.038)×1.052/8+1.307×1.05/3=0.464kN.m
=0.464×106/5080=91.339N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×0.038×10504/(384×2.06×105×121900)=0.02mm
集中荷载标准值P=0.046+0.063+0.84=0.949kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=949×1050×(3×10502-4×10502/9)/(72×2.06×105×121900)=1.553mm
最大挠度和
V=V1+V2=1.573mm
小横杆的最大挠度小于1050/150或10mm,满足要求!
三、扣件抗滑力的计算:
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
1.荷载值计算
横杆的自重标准值P1=0.038×1.05=0.04kN
脚手板的荷载标准值P2=0.15×1.05×1.2/2=0.095kN
活荷载标准值Q=2×1.05×1.2/2=1.26kN
荷载的计算值R=1.2×0.04+1.2×0.095+1.4×1.26=1.926kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
四、脚手架荷载标准值:
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容:
(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);本例为0.149
NG1=0.149×18.6=2.771kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹笆板,标准值为0.15
NG2=0.15×4×1.2×(1.05+0.3)/2=0.486kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15
NG3=0.15×1.2×4/2=0.36kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.2×18.6=0.112kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.729kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到,活荷载标准值NQ=2×2×1.2×1.05/2=2.52kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中W0——基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
W0=0.35
Uz——风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz=1.25
Us——风荷载体型系数:
Us=1.2
经计算得到,风荷载标准值Wk=0.7×0.35×1.25×1.2=0.368kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.85×1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载基本风压值(kN/m2);
la——立杆的纵距(m);
h——立杆的步距(m)。
五、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.391;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=2.08m;
k——计算长度附加系数,取1.155;
u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.5;
A——立杆净截面面积,A=4.89cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3;
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);经计算得到
=41.84
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=7.47kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.391;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=2.08m;
k——计算长度附加系数,取1.155;
u——计算长度系数,由脚手架的高度确定;u=1.5
A——立杆净截面面积,A=4.89cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.076kN.m;
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);经计算得到
=54.03
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
六、最大搭设高度的计算:
不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2K=0.958kN;
NQk——活荷载标准值,NQ=2.52kN;
gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.149kN/m;
经计算得到,不考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度Hs=193.055米。
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
经计算得到,考虑风荷载时,脚手架搭设高度限值[H]=50米。
考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2K=0.958kN;
NQk——活荷载标准值,NQ=2.52kN;
gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.149kN/m;
Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,Mwk=0.064kN.m;
经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度Hs=195.854米。
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
经计算得到,考虑风荷载时,脚手架搭设高度限值[H]=50米。
七、连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
Nl=Nlw+No
其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:
Nlw=1.4×wk×Aw
wk——风荷载基本风压值,wk=0.368kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw=2.4×2.4=5.76m2;
No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=5
经计算得到Nlw=2.968kN,连墙件轴向力计算值Nl=7.968kN
连墙件轴向力设计值Nf=
A[f]
其中
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30/1.58的结果查表得到
=0.952;
A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf=95.43kN
Nf>Nl,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用扣件与墙体连接。
经过计算得到Nl=7.968kN小于扣件的抗滑力8kN,满足要求!
连墙件扣件连接示意图
八、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
其中p——立杆基础底面的平均压力(N/mm2),p=N/A;p=32
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN);N=8
A——基础底面面积(m2);A=0.25
fg——地基承载力设计值(N/mm2);fg=68
地基承载力设计值应按下式计算
fg=kc×fgk
其中kc——脚手架地基承载力调整系数;kc=0.4
fgk——地基承载力标准值;fgk=170
地基承载力的计算满足要求!
编制与审批
编制人员资格,根据《山东省建筑工程安全专项施工方案编制审查与专家论证暂行办法》规定,安全专项施工方案应由施工总承包单位组织编制,编制人员应具有本专业中级以上技术职称。
其中,附着升降脚手架等专业工程的安全专项施工方案应由专业承包企业负责编制
1)审批程序
1、安全专项施工方案应由施工单位技术负责人组织施工技术、设备、安全、质量等部门的专业技术人员进行审核;
2、审核人员中至少2人应具有本专业中级以上技术职称,其中需专家论证的,审核人员中至少2人应具有本专业高级以上技术职称。
3、审核合格,由施工单位技术负责人审批。
4、工程监理单位应组织本专业监理工程师对施工单位提报的安全专项施工方案进行审核,审核合格,报监理单位总监理工程师和建设单位审批。
5、安全专项施工方案的编制、审核、审批人等应由本人在安全专项施工方案审批表上签名并注明技术职称。
根据《办法》,搭设高度超过50m的落地式脚手架、悬挑高度超过20m的悬挑式脚手架安全技术组织设计还应当进行专家论证方案的审批
----安全专项施工方案论证审查专家组不得少于5人。
其中,具有本专业或相关专业高级技术职称人员不得少于3人,方案编制单位和论证组织单位的人员不得超过半数。
专家组人员应具备下列条件之一:
具有本专业或相关专业高级技术职称,并具有五年以上专业工作经历;
具有本专业或相关专业中级技术职称,并具有十年以上专业工作经历;
具有高级技师职业资格,并具有十年以上工作经历。
具有技师职业资格,并具有十五年以上工作经历。
----专家论证审查宜采用会审的方式,与会专家组人员不得少于5人。
下列人员应列席论证会:
(一)施工单位的技术负责人和安全管理机构负责人;
(二)方案编制人员;
(三)工程项目总监理工程师。
----专家组应对专项施工方案的内容是否完整、数学模型、验算依据、计算数据是否准确以及是否符合有关工程建设标准等进行论证审查;形成一致意见后,提出书面论证审查报告。
专家组成员本人应在论证审查报告上签字、注明技术职称,并对审查结论负责。
专家组论证审查报告应作为安全专项施工方案的附件。
-----施工单位应按照专家组提出的论证审查报告对安全专项施工方案进行修改完善,经施工单位技术负责人、工程项目总监理工程师和建设单位签字后,方可实施。
专家组认为专项施工方案需做重大修改的,方案编制单位应重新组织专家论证审查。
存在的问题:
1、不编制《脚手架安全专项施工方案(组织设计)》;
2、编制《施工方案(组织设计)》没有针对性,没有结合工程设计编制,不能指导施工作业,成为摆设,应付检查;
3、具有针对性,但编制的深度不够,无法指导施工;
1)没有交待立杆、大横杆、小横的相对几何尺寸,没有交待拉节点的设置位置和方法;
2)没有脚手架的平面图、立面图;
3)没有拉结点做法详图、大样图,不交待拉结点的设置位置;
4)悬挑脚手架没有悬挑梁平面图、锚固件制作、预设、固定大样图;
5)没有计算简图;
6)没有脚手架排水平面图;
7)没有地基和排水沟剖面图;
4、计算存在问题
1)对杆件不进行计算。
《规范》第1.0.3条规定,扣件式钢管脚手架施工前,应按本规范的规定对脚手架结构构件与立杆地基承载力进行设计计算,但在本规范第5.1.5条规定的情况下,相应杆件可不再进行设计计算。
第5.1.5条规定,50m以下的常用敞开式单、双排脚手架,当采用本规范第6.1.1条规定的构造尺寸,且符合本规范表5.1.7注、第6章构造规定时,其相应杆件可不再进行设计计算。
一些工程,尤其是多次建筑工程的封闭式脚手架也不进行杆件计算。
实际上施工现场的,敞开式脚手架很少,因为,按照规范要求,无论是防护架还是施工架,均要求满挂密目式安全网。
另外,关于杆件计算问题,JGJ59-1999的《实施指南》与《规范》有冲突。
《实施指南》认为,扣件式钢管脚手架搭设尺寸符合下表时(也就是《规范》第6.1.1条规定的构造尺寸,且符合本规范表5.1.7注、第6章构造规定时),相应杆件可不再进行设计计算。
《规范》明确指出的是敞开式脚手架,可以这样。
我的理解是应当按照《规范》执行。
一是,上述要求是《规范》的标准条文,是强制性的;《指南》仅具有参考性;其二,《规范》是2001年颁布的,《检查标准》是1999年颁布的,本着“后法优于前法”的原则,应当执行《规范》;三是,对封闭式脚手架来讲,风荷载对脚手架的计算数据影响较大,尤其的大风地区,敞开式和封闭式相差较大。
2)对脚手架的地基承载力不进行计算。
这方面不在少数。
3)没有计算简图。
计算式既有NA又有NB,整个方案找不到A点B点在什么地方;
4)没有对荷载较大和结构薄弱位置进行复核;
《规范》第5.3.5条规定,“当脚手架搭设尺寸中的步距、立杆纵距、立杆横距和连墙件间距有变化时,除计算底层产杆段外,还必须对出现最大步距或最大立杆纵距、立杆横距、连墙件间距等部位的立杆段进行验算”。
尤为突出的是悬挑脚手架的水平悬挑梁、斜拉钢丝绳的计算。
现在,PKPM等建筑施工组织设计应用软件较多;
1)可以用,尤其对标准单元,既快又准
2)对复杂部分无能为力;
3)没有简图
4)大样图不配套
5)描述与计算假设不符,比如方案前面交待的为立杆纵距为1.8m,计算时la取1.5m,;
6)风荷载风压高度变化系数μz取值不正确,比如,悬挑式脚手架,仅计算了第一次悬挑
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