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国内脚手架发展现状及趋势

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2016-10-14 09:50【

中国脚手架发展历程施工工具。20世纪60年代以来,我国研究和开发了各种形式的脚手架,其中扣件式钢管脚手架具有加工简便,搬运方便,通用性强等优点,已成为当前我国使用量最多、应用最普遍的一种脚手架,占脚手架使用总量的绝大部分,在今后较长时间内,这种脚手架仍将占主导地位。但这种脚手架的安全保证性较差,施工工效低,最大搭设高度规定为33m,

脚手架是重要的建筑不能满足高层建筑施工需要。

20世纪70年代以来,我国先后从日本、美国、英国等国家引进门式脚手架体系,在一些高层建筑工程施工中应用。它不但能用作建筑施工的内外脚手架,又能用作楼板、梁模板支架和移动式脚手架等,具有较多的功能,所以又称多功能脚手架。

20世纪80年代初,国内有一些生产厂家开始仿制门式脚手架,到1985年,已有10家企业生产门式脚手架,在部分地区的工程中,开始大量推广应用,并且得到了广大施工单位的欢迎。但是,由于各厂的产品规格不同,质量标准不一致,给施工单位使用和管理工作带来一定困难。同时,由于有些厂采用的钢管材质和规格不符合设计要求,门架的钢度小,重量大,运输和使用中易变形,加工精度差,使用寿命短,严重影响了这项新技术的推广。20世纪90年代,门式脚手架没有得到发展,在施工中应用反而越来越少,不少门式脚手架厂关闭或转产,只有少数加工质量好的单位继续生产。因此,有必要结合我国建筑特点,研制新型的门式脚手架。尤其是从1994年“新型模板和脚手架应用技术”项目被建设部选定为建筑业重点推广应用10项新技术之一以来,新型脚手架的研究开发和推广应用工作取得了重大进展。最近,建设部对建筑业10项新技术的内容作了局部调整,其中新型模板和脚手架的技术内容也稍有变动。新型脚手架是指碗扣式脚手架、门式脚手架;在桥梁施工中推广应用方塔式脚手架;在高层建筑施工中推广整体爬架和悬挑式脚手架。

随着中国建筑市场的日益成熟和完善,竹木式脚手架已逐步淘汰出建筑市场,只在一些偏远落后的地区仍在使用;而门式脚手架、碗扣式脚手架等只在市政、桥梁等少量工程中使用,初步估计,普通扣件式钢管脚手架因其维修简单和使用寿命长以及投入成本低等多种优点,目前仍据中国国内70%以上的市场,并有较大的发展空间。

1.2中国与发达国家的差距

我国脚手架的技术水平与国外发达国家的差距很大。以日本为例,日本在20世纪50年代以单管扣件脚手架为主,由于不断发生施工伤亡事故,到20世纪60年代大量推广应用门式脚手架。由于门式脚手架装拆方便,承载性能好,安全可靠,尤其是劳动省对脚手架的安全使用作出了规定,使门式脚手架成为施工企业的主导脚手架,在各类脚手架中,其使用量占50%左右。日本对脚手架的安全性非常重视,根据不同工程要求采用不同用途脚手架和支撑,能为施工工人提供良好的工作环境和保证施工安全,要求脚手架周围有严密的栏杆和网栏,脚手板接头之间不能有缝隙,防止杂物掉下伤人。目前,日本已开发和研究了多种规格的脚手架及附件,脚手架和附件生产厂家也有460多家。如框式脚手架中有门式脚手架,H型脚手架、折叠式脚手架;承插式脚手架中有碗扣式脚手架、圆盘式脚手架、插孔式脚手架、插槽式脚手架等,以及扣件式脚手架。脚手架扣件大部分采用钢板扣件,并且种类很多,应用范围较广。以上各类脚手架中,仍以门式脚手架为主,使用量约占50%左右。据日本建设工业会介绍,在近10年内,日本没有因脚手架质量安全问题产生伤亡事故,这确实很不容易。

我国脚手架以扣件式钢管脚手架为主,专业脚手架厂很少,技术水平低,生产工艺落后,尤其在偏远落后地区大量竹脚手架还在使用,安全性得不到保证。门式脚手架在国内许多工程中也曾大量应用过,取得较好效果,但是后来使用越来越少,原因是多方面的,其中最主要的原因是产品质量问题,如采用的钢管规格不符合设计要求,门架钢度小,运输和使用中易变形,加工精度差,使用寿命短等。

另外,最近国内爬架施工方法也大量应用,但安全管理措施没有跟上,安全事故不断发生。碗扣式脚手架是当前重点推广应用的脚手架之一,全国已建立生产厂40多个,这些厂大部分设备简陋,生产工艺落后,产品质量很难保证。另外还建立生产上下碗扣插头部件的厂家几十家,其中不少厂家为了降低成本,任意改变碗扣插头的设计,使部件受力性能达不到设计要求,导致施工中产生安全事故。

2.存在的问题

2.1生产质量

近几年来,国内的民营脚手架租赁公司如雨后春笋般的成立起来,在搞活租赁市场的同时,因政府主管部门在某些方面的管理措施不到位,造成了脚手架市场的无序竞争,因片面追求利润致使一些材质差、壁薄的扣件钢管投放市场,如某些厂生产的扣件价格仅5~6元/只,脚手架钢管壁厚只有2.5~2.75mm,严重扰乱了建筑脚手架市场的正常发展,存在着严重的质量安全隐患并在近年发生了多起重大安全事故。如浙江省质量技术监督部门最近抽检了用于搭建建筑工地脚手架的45批次钢管和39批次扣件,结果是扣件合格率为零,钢管合格率也仅为14%。据质监部门介绍,目前浙江共有2万余个工地在施工,数以百万计建筑工人的生命安全时刻受到威胁。

2.2生产标准

门式脚手架在我国生产和使用的时间不长,各研究单位研制的脚手架自成体系,互不通用,品种规格多样。有些生产厂照搬国外的产品,采用英制尺寸。门式脚手架至今尚无统一的设计和产品标准,各厂的产品规格不同,质量不一致,不仅给施工单位使用和管理带来很大困难,不利于推广应用,同时也给建筑施工安全带来隐患。所以,应尽快地组织编制和颁发门式脚手架的统一标准。目前,在门式脚手架标准化中,存在的主要问题,一是各厂脚手架部件名称不一致,给脚手架的推广应用带来很大不便;二是主要部件的规格尺寸繁多。世界各国门式脚手架的规格尺寸繁多,有采用国际单位和英制两种计量单位。如门架的宽度英制尺寸为1219mm,国际单位制为1200mm,架距分别为1829mm和1830mm。由于这些尺寸不同,使门架之间无法互相通用。又如门架的高度规格尺寸有八种以上,连接销之间的间距尺寸也有多种,致使交叉斜撑的规格品种很多。

2.3施工安全

虽然扣件脚手架具有拆装灵活、运输方便、通用性强等特点。但是,这种脚手架安全保证较差,施工工效低,不能适应基本建设工程发展的需要,并存在以下几个方面问题。在施工工效方面,施工工效低,需要技术熟练的架子工,工人劳动强度较高等。在安全性能方面,每杆立杆容许载荷不超过10kN,安全保证较差,脚手架组装高度原则上不超过30m超过30m时,底层钢管需要用双根组装等。在经济效益方面,用钢量多,每1000m2墙面脚手架总用钢量为1617t,脚手架一次性投资小,但组装较费工,综合经济效果较差,施工使用费高于门式脚手架。

自上个世纪90年代以来,一些地区多次发生脚手架、模板倒塌重大事故,给国家和人民生命财产造成很大损失。为制止这类事故再度发生,建设部在1993年发布了“关于防止建筑施工模板倒塌事故的通知”,对如何防止脚手架、模板倒塌事故提出了要求,还特别强调今后如再造成模板倒塌,特别是造成一次死亡3人以上事故的,除追究直接责任者外,还应按照有关规定追究有关领导的责任,并对企业给予停止承包工程,降低资质等处罚。可是“通知”发布后,还有一些施工企业没有高度重视,脚手架、模板倒塌几乎每年都有发生,造成了重大的生命财产损失。脚手架的质量安全问题已经成为建筑施工过程中一个突出的安全问题。

3.事故原因分析

总的来说,造成脚手架、模板倒塌的主要原因是材料质量、方案设计以及施工管理存在问题。

3.1材料问题

脚手架主要是钢管和扣件。按标准要求,用于扣件式脚手架的钢管应采用外径48mm,壁厚3.0-3.5mm的焊接普碳钢管。目前,许多钢管生产厂家为了抢占市场,低价竞争,生产的钢管壁厚仅为2.5~2.75mm,与用户结算仍按壁厚3.5mm的理论重量计算。由于钢管租赁是按长度计价,不是按重量计价。因此租赁单位愿意购买壁厚2.5~2.75mm的低价钢管。但是,这种钢管的惯性矩损失20%左右,如果经过多年施工应用后,钢管锈蚀使壁厚减薄,钢管惯性矩还要减少,所以,今后这些钢管将是脚手架安全的隐患。

3.2设计问题

脚手架和模架倒塌的主要原因是支撑失稳,由于许多施工企业在模板工程施工前,没有进行模板设计和刚度验算,只靠经验来进行支撑系统布置,使支撑系统的钢度和稳定性考虑不足。另外,目前在模板支撑系统或脚手架设计计算时,其计算简图采用钢结构的铰接节点,各杆件交于一点,而钢管搭设是用扣件连接,钢管受力是偏心荷载。因此,现场实际情况与设计计算有相当大的差距。还有的钢管材料锈蚀或磨损严重,有的局部弯曲或开焊等,使钢管实际受载能力减少很多,在现场管理不严的情况下,极易发生模板支撑失稳现象。

3.3施工问题

目前有不少施工工地的技术负责人,没有对操作工人进行详细的安全技术交底,加上有些工人素质较差,难免发生应用问题。如有的模架倒塌事故是由于操作工人没有按设计要求设置剪力撑或纵横水平拉杆的间距,造成模架稳定性不足;有的事故是工人私自拆除外脚手架与建筑物之间的连接拉杆,导致脚手架整体倒塌;还有的事故是在脚手架和模架上集中堆放建筑材料、预制构件或施工设备等,造成局部杆件超载失稳,引起整体倒塌。因此,施工现场管理混乱,操作人员没有严格按设计要求安装和拆除支撑,也是造成倒塌事故的重要原因。

4.解决的办法

4.1设计方案审批及施工过程的控制

4.1.1严格落实方案编制与审批

施工企业必须根据工程结构形式、荷载大小、基础情况(含地基土)、施工设备、施工方式和材料供应等条件编制承重支撑架施工技术专项方案,确保承重支撑架具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受结构重量、侧压力以及施工荷载。承重支撑架施工技术专项方案必须按规定程序编制、审定、审批,并逐一签字负责。必要时,可聘请有关技术专家对承重支撑架方案进行论证,以确保方案的科学性、可行性和安全性。企业技术负责人必须对专项技术方案进行审批,并最终承担技术责任。监理单位必须按照有关规范标准对承重支撑架施工技术专项方案进行严格审查,并由项目总监理工程师签字负责。

在选择设置方案时,要针对工程平面布置、立面造型的特点,确定脚手架的类别,架体的型式和尺寸,基础支承的方案,拉结和附墙的措施;在承载力验算时,应根据施工工艺要求及特点、不利荷载的组合,综合进行构架的整体稳定性计算,单肢立杆的稳定性计算,平杆的抗弯强度和挠度计算,附墙杆的强度和稳定性验算,抗倾覆验算,对悬挂件、悬挑支撑、受拉杆件等受力构件的强度、刚度验算,而且要按租用脚手架的实际壁厚进行验算。

在升降脚手架施工方面的设计,要严格按照有关标准进行,因其多为高层或超高层作业,其危险系数远大于普通多层楼脚手架,所以对其搭设程序尤为严格,应该委托有相关资质的单位进行施工。按照《建筑结构荷载规范》GB19、《钢结构设计规范》GBJ17、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB18、《混凝土结构设计规范》GB10、《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定》(修订稿),以及其他有关标准,确保高空脚手架的安全。附着升降脚手架应具有足够强度和适当刚度的架体机构,应具有安全可靠的能够适应工程结构特点的附着支撑机构及防倾覆装置、防坠落装置,应具有保证架体同步升降和监控升降荷载的标准系统,应具有可靠的升降动力设备,应设置有效的安全防范措施,以确保架体上操作人员的安全,并防止架体上材料坠落伤人。

4.1.2严格控制脚手架的施工过程

脚手架的搭设施工必须由专业施工队伍承担,施工人员必须持有建筑登高架设特种作业上岗证。必须坚持先教育、后培训、再上岗的原则,严禁无证人员上岗操作。作业前,施工企业和项目部必须对操作班组及人员就施工技术专项方案、搭设要求、构造要求和安全质量注意事项等进行书面技术交底,交底双方必须履行签字手续。承重支撑架的搭设、验收和拆除必须严格按照有关规范、标准和施工技术专项方案进行。在搭设过程中应随时检查搭设情况,施工现场必须配备力矩扳手等检测工具。承重支撑架使用前施工单位必须组织有关人员进行验收,验收不合格的严禁投入使用。

4.1.3采用安全性能好的新式脚手架

采用门式等安全性能较好的新式脚手架,是从源头上解决问题的办法之一。门式脚手架是建筑用脚手架中应用最广的脚手架之一。由于主架呈“门”字型,所以称为门式或门型脚手架。这种脚手架主要由主框、横框、交叉斜撑、脚手板、可调底座等组成。门式脚手架由美国首先研制成功,它具有拆装简单、承载性能好、使用安全可靠等特点,发展速度很快。

4.2脚手架的检查及安全管理控制

加强脚手架工程的检查验收及安全管理工作,是关系到后期使用安全的一个重要环节。在脚手架的施工过程中和施工后要定期对架体进行检查,发现质量问题,立即更换。多数的脚手架事故是因为没有做到定期检查,导致事故的隐患得不到消除,从而造成事故的发生。

监理单位必须在支撑架搭设过程中重点检查实际搭设情况,发现问题及时向施工单位提出并督促其彻底整改;支撑架搭设完毕后,项目监理部应组织验收并予以确认。对施工单位无证人员上岗操作、没有专项方案进行承重支撑架搭设作业、没有严格按照专项方案搭设承重支撑架和承重支撑架未经验收投入使用的行为,工程监理单位应及时制止,切实担负起监督管理责任。

综上所述,加强建筑施工现场脚手架钢管扣件的质量安全控制,主要是在采购和生产的源头上、在回收发放过程中、在维修和报废方面、在施工设计方案审批以及现场安全检查管理等五个方面严格把关,坚持对钢管扣件的管理和施工以程序化、制度化进行。希望政府有关部门在这几个方面,尤其是对生产厂家加以规范治理,正是因为其无序的竞争,才造成我国目前脚手架租赁市场的差乱局面;尽快制定出钢管扣件租赁的相关法律法规,规范目前脚手架租赁市场,并在质量、租赁价格和其他相关方面加以引导和控制。

4.3建立脚手架质量监控机构

建立一个有效的脚手架质量监控机构,将会对脚手架的安全管理起到重要作用。我国在这方面有些职能不清,各地建筑业管理局安监站主管脚手架安全工作,另外技术监督局在负责脚手架及扣件的质量,两个部门管一件事情,反而起不到好的效果。

在日本,除了生产厂的生产设备和生产工艺先进之外,更关键的是有严格的质量管理体制和权威的质量监控机构。日本劳动省批准的质量监控机构建设工业会有三项权利:一是产品质量认证,日本现有的模板、脚手架生产厂家,均由该会负责产品质量检测和定期抽检工作,每年检查1/3厂家,即每个厂家三年检查一次,产品合格者发质量认证书,产品可以打印协会的标记,不合格的要整顿,凡是通过质量认证的厂家,产品质量可靠,用户放心,一般施工企业都购买有质量认证标记的产品;二是产品安全认可,对脚手架、钢支柱、脚手板等产品除质量认证外,还需通过安全认可,由建设工业会发给安全认可证书的产品,才能在施工中使用;对旧脚手架、钢支柱等也规定,每隔几年由该会抽检试验,达不到要求的不准继续使用或降级使用;三是产品标准制定和实施,日本各种模板、脚手架产品标准均由工业会负责组织制定和实施,每年还组织标准培训班或各种研讨会。我们不妨借鉴其经验,以达到有效控制和避免我国脚手架质量事故的发生。

4.4尽快统一国内脚手架标准

当前,我国应尽快地编制出门式脚手架的统一标准,这是推广应用门式脚手架的关键之一。在制定我国的门式脚手架产品标准时,建议应考虑以下几个方面:一是我国已将国际单位制作为法定计量单位,所以制定门式脚手架标准时,应统一采用法定计量单位,取消英制单位;二是对门架的宽度和架距应有统一规定,以利于各厂的产品能相互通用,门架的高度应有原则规定,但不一定完全统一;三是在符合统一标准的原则下各厂的产品可以有各自的特点,并尽量减少产品规格品种;四是为了保证门式脚手架能按标准加工制作,建议有关部门组织钢管生产厂专门生产适用于门架的薄壁钢管。

5.发展的方向

根据我国脚手架的实际现状并结合国外先进经验,作者认为我国的脚手架及其行业的发展方向如下。

(1)提升脚手架的安全性脚手架和脚手板在设计上不仅要求装拆方便,更要求安全可靠,在脚手架搭设时,周围要有安全栏杆和网栏,脚手板接头之间不能有缝隙,防止杂物掉落伤人。一种新式的安全性能较好的脚手架将是我国脚手架发展的最终目标。

(2)发展脚手架的多样化。同类型的工程施工选用不同用途的模板和脚手架,有多种框式脚手架、直插式脚手架、承插式脚手架、扣件式脚手架和专用脚手架,可按工程要求选用。

(3)实现脚手架的轻型化。减轻建筑工人的劳动强度,建筑模板、脚手架的设计要趋向轻型化,装拆方便、外表美观,要不断开发新产品。如现在我国内市场上最新开发的业大牌“ZSDJ”直插式双自锁型多功能钢管脚手架就非常先进,能适应各种多样化脚手架的拼装和支护体系的应用。

(4)提升脚手架的环保要求。目前我国对环保的要求日益加强,对废旧脚手架的处理也要符合环保要求。

(5)成立专业化的脚手架承包公司。目前在我国建筑施工过程中,脚手架的施工形式是多样的,不同地区有所不同,在浙江一般直接由项目租赁钢管及扣件,然后委托给有资质的公司进行施工。在安徽则由专业的架业公司负责材料及施工全过程。其他地区市场习惯也各有不同,但专业化的脚手架承包公司是发展方向。

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