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第二模块专业知识相关第六章脚手架模板工程安全技术
第二模块 专业知识相关——第六章 脚手架、模板工程安全技术
第一节 脚手架安全技术
脚手架是建筑施工中必不可少的临时设施,它由杆件或结构单元、配件通过可靠连接而组成,能承受相应荷载,具有安全防护功能,为建筑施工提供作业条件的结构架体,包括作业脚手架和支撑脚手架。
一、脚手架的统一要求
(一)脚手架的基本规定
1.作业方案
如果无专项施工方案而盲目进行脚手架的搭拆作业,极易引发安全事故。
所以,在进行脚手架搭拆作业前,应根据工程特点编制专项施工方案,并应经审批后组织实施。
(二)脚手架材质、构配件要求
1.材料与规格
1)木质材料
木杆常用剥皮杉杆或落叶松。
立杆和斜杆(包括斜撑、抛撑、剪刀撑等)的小头直径一般不小于70mm;
纵向水平杆、横向水平杆的
小头一般不小于80mm;
脚手板的厚度一般不小于50mm,
应符合木质二等材。
2)竹质材料
竹竿一般采用3~4年以上生长期的毛竹。
青嫩、枯脆、黑斑、腐烂、虫蛀以及裂纹连通二节以上的竹竿都不能用。
使用竹竿搭设脚手架时,其立杆、斜撑、顶撑、抛撑、剪刀撑、扫地杆和纵向水平杆的小头一般不小于75mm,
纵、横向水平杆的小头不小于90mm。
对直径为60~90mm的杆件,应双杆合并使用。
搁栅、栏杆不得小于60mm。
主要受力杆件的使用期限不宜超过1年。
对比:
木质材料
竹制材料
立、斜、剪刀撑等
70mm
75mm
纵、横向水平杆
80mm
90mm
3)钢管
钢管的尺寸应按标准选用,每根钢管的最大质量不应大于25kg,钢管的尺寸为φ48.3mm×3.6mm。
4)扣件
扣件的螺杆拧紧扭力矩达到65N·m时不得发生破坏,使用时扭力矩应在40~65N·m之间。
5)脚手板
冲压钢脚手板的钢板厚度不宜小于1.5mm,板面冲孔内切圆直径应小于25mm。
6)绑扎材料
钢丝的规格。
绑扎木脚手架一般采用8号或10号镀锌钢丝。
不得有锈蚀或机械损伤。
8号钢丝的抗拉强度不得低于400N/mm2,
10号钢丝的抗拉强度不得低于450N/mm2。
(三)脚手架地基基础安全要求
脚手架地基基础安全要求如下:
(1)脚手架的基础可以用十个字来概括:
平整、夯实、硬化、垫木、排水(沟槽)。
(2)现浇混凝土宜为C15以上素混凝土,现浇混凝土宽度应超出脚手架宽度两边各100mm以上,待混凝土强度达到70%以上时才可搭设脚手架。
(3)地基上应铺设50mm(厚)×200mm(宽)木板,木板应平行于墙面放置。
底座底面标高以高于自然地坪50mm为宜。
(五)搭设与拆除
脚手架的搭设与拆除施工,是一项技术性很强的工作,应按专项施工方案施工。
在作业前,为了保证架体搭设质量和搭设与拆除作业安全,应对操作人员进行技术安全交底。
1.脚手架搭设
(1)落地作业脚手架、悬挑脚手架的搭设应与工程施工同步,一次搭设高度不应超过最上层连墙件两步,且自由高度不应大于4m。
(2)支撑脚手架应逐排、逐层进行搭设。
(3)剪刀撑、斜撑杆等加固杆件应随架体同步搭设,不得滞后安装。
(4)构件组装类脚手架的搭设应自一端向另一端延伸,自下而上按步架设,并应逐层改变搭设方向。
2.连墙件设置
连墙件是保证作业脚手架稳定的重要构件,必须与作业脚手架同步搭设并连接牢固。
作业脚手架连墙件的安装必须符合下列规定:
(1)连墙件的安装必须随作业脚手架搭设同步进行,严禁滞后安装。
(2)当作业脚手架操作层高出相邻连墙件2个步距及以上时,在上层连墙件安装完毕前,必须采取临时拉结措施。
3.脚手架拆除
脚手架拆除作业具有一定的危险性,因此为保证拆除作业安全,脚手架拆除作业应有序施工,并应符合下列规定:
(1)架体的拆除应从上而下逐层进行,严禁上下同时作业。
(2)同层杆件和构配件必须按先外后内的顺序拆除;
剪刀撑、斜撑杆等加固杆件必须在拆卸至该杆件所在部位时再拆除。
(3)作业脚手架连墙件必须随架体逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆架体。
拆除作业过程中,当架体的自由端高度超过2个步距时,必须采取临时拉结措施。
(4)脚手架的拆除作业不得重锤击打、撬别。
拆除的杆件、构配件应采用机械或人工运至地面,严禁抛掷。
二、扣件式钢管脚手架
(一)一般规定
1.施工方案
搭设高度超过规范要求的脚手架应编制专项施工方案,基础、连墙件应经设计计算,专项施工方案经审批后实施;
搭设高度超过50m的架体,必须采取加强措施,专项施工方案必须经专家论证。
2.构配件
1)钢管
脚手架钢管宜采用φ48.3mm×3.6mm钢管。
每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。
2)扣件
扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N·m时,不得发生破坏。
扣件铸件的材料采用可锻铸铁或铸钢。
扣件按结构形式分直角扣件、旋转扣件、对接扣件。
直角扣件是用于垂直交叉杆件间连接的扣件;
旋转扣件是用于平行或斜交杆件间连接的扣件;
对接扣件是用于杆件对接连接的扣件。
3)脚手板
脚于板可采用钢、木、竹材料制作,单块脚手板的质量不宜大于30kg。
木脚手板厚度不应小于50mm,两端宜各设置直径不小于4mm的镀锌钢丝箍两道。
4)可调托撑
可调托撑的螺杆与支托板焊接应牢固,焊缝高度不得小于6mm;可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得少于5扣,螺、母厚度不得小于30mm。
可调托撑抗压承载力设计值不应小于40kN,支托板厚不应小于5mm。
3.荷载
荷载包含3个内容:
荷载分类、荷载取值、荷载组合。
1)荷载分类
根据上述国标要求,对作用于脚手架上的荷载分为永久荷载(恒荷)和可变荷载(活载),永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.4。
2)荷载取值
(2)施工荷载:
根据脚手架的不同用途,确定装修、结构两种施工均布荷载(kN/m2)。
装修脚手架为2kN/m2,结构施工脚手架为3kN/m2。
3)荷载组合
设计脚手架的承重构件时,应根据使用过程中可能出现的荷载取其最不利组合进行计算。
(1)扣件式钢管脚手架的荷载传递路线。
作用于脚手架上的荷载可归纳为竖向荷载和水平荷载两类,它们的传递路线如下:
作用于脚手架上的全部竖向荷载和水平荷载最终都是通过立杆传递的;(相当于柱子)
由竖向和水平荷载产生的竖向力由立杆传给基础;
水平力则由立杆通过连墙件传给建筑物。
(2)组成扣件式钢管脚手架的杆件受力分析。
构件
受力形式
计算原则
立杆
承受压力
有风时为压、弯矩
纵横杆
受弯
弯矩
连墙件
水平力
轴心受压
扣件
摩擦力(竖向、水平)
抗滑计算
地基
全部垂直荷载
压力应大于轴向力
脚手板
受弯
弯矩
(二)扣件式钢管脚手架的构造
1.基本构造及要求
在立杆、纵向水平杆、横向水平杆三杆的交叉点称为主节点。
主节点处立杆和纵向水平杆的连接扣件与纵向水平杆与横向水平杆的连接扣件的间距应小于150mm。
在脚手架使用期间,主节点处的纵向、横向水平杆,纵、横向扫地杆及连墙件不能拆除。
2.常用单、双排脚手架设计尺寸
单排脚手架搭设高度不应超过24m;
双排脚手架搭设高度不宜超过50m。
3.纵向水平杆、横向水平杆、脚手板
1)纵向水平杆
(1)纵向水平杆可用于设置在立杆内侧,其长度不能小于3跨。
(2)纵向水平杆用对接扣件接长,也可采用搭接。
(3)纵向水平杆的对接、搭接应符合下列规定:
①纵向水平杆的对接扣件应交错布置。
两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内;不同步不同跨两相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm;
各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。
②搭接长度不应小于1m,应等间距设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至纵向水平杆端部的距离不应小于100mm。
③当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时,纵向水平杆应作为横向水平杆的支座,用直角扣件固定在立杆上;
当使用竹笆脚手板时,纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上,并应等间距设置,间距不应大于400mm。
2)横向水平杆
主节点处必须设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接且严禁拆除。
作业层上非主节点处的横向水平杆,宜根据支承脚手架的需要等间距设置,最大间距不应大于纵距的1/2。
脚手架必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。
横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不应大于1m。
靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。
3)脚手板
当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时,双排脚手架的横向水平杆两端均采用直角扣件固定在纵向水平杆上;
单排脚手架的横向水平杆的一端,应用直角扣件固定在纵向水平杆上,另一端应插入墙内,插入长度不应小于180mm。
脚手板的设置应符合下列规定:
作业层脚手板应铺满、铺稳;
冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚于板等,应设置在三根横向水平杆上。
当脚手板长度小于2m时,可采用两根横向水平杆支承,但应将脚手板两端与其可靠固定,严防倾翻。
此三种脚手板的铺设可采用对接平铺,亦可采用搭接铺设。
脚手板对接平铺时,接头处必须设两根小横杆,脚手板外伸长应取130~150mm,两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm,
脚手板搭接铺设时,接头必须支在横向水平杆上,搭接长度应大于200mm,其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。
4.立杆
(1)每根立杆底部应设置底座,座下再设垫板。
(2)脚手架底层步距不应大于2m。
(3)立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接。
(4)立杆接长除顶层顶部可采用搭接外,其余各层必
须采用对接扣件连接。
(5)立杆上的搭接扣件应交错布置,并满足如下要求:
①两根相邻立杆的接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm。
②各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。
(6)搭接长度不应小于1m,应采用不小于两个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。
(7)脚手架立杆顶端栏杆宜高出女儿墙上端1m;宜高出檐口上端1.5m。
5.连墙件
连墙件数量的设置除应满足下列设计计算要求外,尚应符合下表的规定。
(1)宜靠近主节点设置,偏离主节点的距离不应大于300mm。
(2)连墙件应从底层第一步大横杆处开始设置,当该处设置有困难时,应采用其他可靠措施固定。
表6-4 连墙件布置最大间距
脚手架高度
竖向间距
水平间距
每根连墙件覆盖面积/m2
双排
≤50m
3h
3la
≤40
>50m
2h
3la
≤27
单排
≤24m
3h
3la
≤40
注:
h——步距;la——纵距。
(3)开口型脚手架的两端必须设置连墙件,连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高,并且不应大于4m。
(4)连墙件中的连墙杆应呈水平设置,当不能水平设置时,应向脚手架一端下斜连接。
(5)连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造。
对高度24m以上的双排脚手架,应采用刚性连墙件与建筑物连接。
(6)当脚手架下部暂不能设连墙件时应采取防倾覆措施。
当搭设抛撑时,抛撑应采用通长杆件,并用旋转扣件固定在脚手架上,与地面的倾角应在45°~60°之间;连接点中心至主节点的距离不应大于300mm。
抛撑应在连墙件搭设后再拆除。
(7)架高超过40m且有风涡流作用时,应采取抗上升翻流作用的连墙措施。
7.剪刀撑与横向斜撑
1)剪刀撑的设置
双排脚手架应设置剪刀撑与横向斜撑,单排脚手架应设置剪刀撑。
每道剪刀撑跨越立杆的根数为5-6根,斜杆与地面的倾角应在45°~60°之间,剪刀撑跨越立杆的根数见表:
表6-5 剪刀撑跨越立杆的最多根数
剪刀撑斜杆与地面的倾斜α/(°)
45
50
60
剪刀撑跨越立杆的最多根数n
7
6
5
剪刀撑斜杆的接长应采用搭接或对接,应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不应大于150mm。
高度在24m及以上的双排脚手架应在外侧全立面连续设置剪刀撑;
高度在24m以下的单、双排脚手架,均必须在外侧两端、转角及中间间隔不超过15m的立面上,各设置一道剪刀撑,并应由底至顶连续设置。
2)横向斜撑的设置
横向斜撑应在同一节间,由底至顶层呈之字形连续设置;
高度在24m以下的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑;
高度在24m以上的封闭型双排脚手架,除拐角应设置横向斜撑外,中间应每隔6跨间距设置一道;
开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑。
8.斜道
1)人行并兼作材料运输的斜道的型式
高度不大于6m的脚手架,宜采用一字形斜道;高度大于6m的脚手架,宜采用之字形斜道。
2)斜道的构造
斜道应附着外脚手架或建筑物设置;
相关规定
运料斜道
宽度不小于1.5m
坡度不大于1:
6
人行斜道
宽度不小于1m
坡度不大于1:
3
斜道两侧及平台外围均应设置栏杆及挡脚板
栏杆高度应为1.2m,挡脚板高度不应小于180mm
运料斜道两端、平台外围和端部均应按规定设置连墙件
每两步应加设水平斜杆;应按规定设置剪刀撑和横向斜撑
(三)脚手架验收
脚手架搭设完毕后,应经检查、验收确认合格后方可进行作业。
应逐层、逐流水段内主管工长、架子班组长和专职安全技术人员一起组织验收,并填写验收单。
1.验收阶段
(1)基础完工后及脚手架搭设前。
(2)作业层上施加荷载前。
(3)每搭设完6~8m高度后。
(4)达到设计高度后。
(5)遇有六级强风及以上风或大雨后,冻结地区解冻后。
(6)停用超过一个月。
2.验收要求
(1)脚手架的基础处理、做法、埋置深度必须正确可靠。
(2)架子的布置、立杆、大小横杆间距应符合要求。
(3)连墙点要安全可靠。
(4)剪刀撑、斜撑应符合要求。
(5)脚手架的扣件和绑扎拧紧程度应符合规定。
(6)脚手板的铺设应符合规定。
(四)脚手架常见安全隐患
脚手架常见的安全隐患有如下多种:
(1)脚手架未编制专项施工方案,或方案未经审批。
(2)脚手架连墙件的设置不符合规范要求。
(3)杆件间距与剪刀撑的位置不符合规范要求。
(4)脚手板、立杆、纵向水平杆、横向水平杆材质不符合规范要求。
(5)施工层脚手板未铺满。
(6)脚手架搭设前未进行交底,未组织脚手架分段及搭设完毕的检查验收,或验收记录不全面。
(7)脚手架上材料堆放不均匀,荷载超过规范要求。
(8)通道及卸料平台的防护栏杆不符合规范要求。
(9)脚手架搭设人员未经专业培训上岗作业。
方案、连墙件、立(水平)杆、剪刀撑、脚手板、交底、防护
三、悬挑式脚手架
悬挑架的支承结构应为型钢制作的悬挑梁或悬挑桁架等,不得采用钢管;其节点应螺栓联结或焊接,不得采用扣件连接。
悬挑钢梁前端应采用吊拉卸荷,结构预埋吊环应使HPB235级钢筋制作,但钢丝绳、钢拉杆卸荷不参与悬挑钢梁受力计算。
(二)悬挑式脚手架搭设前的准备工作.
当采用型钢悬挑梁作为脚手架的支承结构时,应进行下列设计计算:
(1)型钢悬挑梁的抗弯强度、整体稳定性和挠度。
(2)型钢悬挑梁锚固件及其锚固连接的强度。
(3)型钢悬挑梁下建筑结构的承载能力验算。
(三)悬挑式脚手架选择和制作应注意的问题
悬挑式脚手架选择和制作时应注意以下几个问题:
(1)悬挑式脚手架必须编制专项施工方案,方案必须经企业技术负责人审批并签字盖章,架体高度在20m及以上的悬挑式脚手架工程须按《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》组织专家论证。
(2)安装符合专项施工方案要求。
(3)型钢悬挑梁悬挑端应设置能使脚手架立杆与钢梁可靠固定的定位点,定位点离悬挑梁端部不应小于100mm。
(4)悬挑式脚手架的支承结构应为型钢制作的悬挑梁或悬桁架等,不得采用钢管。
(5)必须经过设计计算,其计算内容包括:
①材料的抗弯强度;
②抗剪强度;
③整体稳定;
④挠度。
(10)型钢悬挑梁宜采用双轴对称截面的型钢。
悬挑钢梁型号及锚固件应按设计确定,钢梁截面高度不应小于160mm。
悬挑梁尾端应在两处及以上固定于钢筋混凝土梁板结构上。
锚固型钢悬挑梁的U形钢筋拉环或锚固螺栓直径不宜小于16mm。
(11)每个型钢悬挑梁外端宜设置钢丝绳或钢拉杆与上一层建筑结构斜拉结。
钢丝绳、钢拉杆不参与悬挑钢梁受力计算;钢丝绳与建筑结构拉结的吊环应使用HPB235级钢筋,其直径不宜小于20mm。
(13)悬挑钢梁悬挑长度应按设计确定,固定段长度不应小于悬挑段长度的1.25倍。
(四)悬挑式脚手架其他应注意的安全技术问题
悬挑架底部必须张挂安全平网防护,其他防护也与落地式钢管脚手架一样。
四、操作平台
操作平台分为移动式操作平台、落地式操作平台、悬挑式操作平台等多种。
(一)移动式操作平台
移动式操作平台的架体构造应符合下列规定:
(1)从移动式的特点方面考虑移动式操作平台的面积不应超过10m2;为防止操作平台倾覆,其高度不应超过5m;
为保证操作平台整体稳定性,其高宽比不应大于3:
1;为保证操作平台整体安全,其所承受的施工荷载不应超过1.5kN/m2。
(4)操作平台采用φ48.3mm×3.6mm钢管扣件连接,亦可采用门架式部件,按产品要求进行组装。
(5)单独设置的操作平台应设置供人上下、踏步间距不大于400mm的扶梯。
(6)操作平台四周必须设置防护栏杆。
(7)移动式操作平台在移动时,操作平台上不得站人。
(8)平台的次梁间距不应大于40cm,台面应满铺5cm厚的木板或竹笆。
(二)落地式操作平台
落地式操作平台的架体构造应符合下列规定:
(1)落地式操作平台的面积不应超过10m2,高度不应超过15m(对比5m),高宽比不应大于2.5:
1(对比3:
1)。
(2)施工平台的施工荷载不应超过2.0kN/m2(对比1.5kN/m2),接料平台的施工荷载不应超过3.0kN/m2。
(3)落地式操作平台应独立设置,并应与建筑物进行刚性连接,不得与脚手架连接。
(5)落地式操作平台应从底层第一步水平杆起逐层设置连墙件且间隔不应大于4m,同时应设置水平剪刀撑。
连墙件应采用可承受拉力和压力的构造,并应与建筑结构可靠连接。
(三)悬挑式操作平台
1.悬挑式操作平台分类
悬挑式操作平台可分为斜拉方式的悬挑式操作平台和下支承方式的悬挑式操作平台两种方式。
2.悬挑式操作平台的设置相关规定
悬挑式操作平台的设置应符合下列相关规定:
(4)悬挑式操作平台的悬挑长度不宜大于5m,承载力需经设计验收。
(6)悬挑式操作平台的外侧应略高于内侧,外侧应安装固定的防护栏杆并应设置防护挡板完全封闭。
(7)不得在悬挑式操作平台吊运、安装时上人。
第二节 模板工程安全技术
一、模板的分类及作用
按其功能分类,常用的模板主要有5大类。
(一)定型组合模板
定型组合模板包括定型组合钢模板、钢木定型组合模板、组合铝模板以及定型木模板。
目前我国推广应用量较大的是定型组合钢模板。
(二)墙体大模板
墙体大模板有钢制大模板、钢木组合大模板以及由大模板组合而成的筒子模等。
(三)飞模(台模)
飞模是用于楼盖结构混凝土浇筑的整体式工具式模板,具有支拆方便、周转快、文明施工的特点。
(四)滑升模板
滑升模板是整体现浇混凝土结构施工的一项新工艺。
广泛应用于工业建筑的烟囱、水塔、筒仓、竖井和民用高层建筑剪力墙、框剪、框架结构施工。
(五)木模板
木模板板面采用木板或木胶合板,支承结构采用木龙骨、木立柱,连接件采用螺栓或铁钉。
二、模板的构造和使用材料的性能
(一)钢材
有严重锈蚀、弯曲、压扁及裂纹等疵病的不得使用。
模板支架的材料宜优先选用钢材。
(一)钢材
有严重锈蚀、弯曲、压扁及裂纹等疵病的不得使用。
模板支架的材料宜优先选用钢材。
(二)木材
有腐朽、折裂、枯节等疵病的木材不得使用。
构件受力种类
材质等级
受拉或拉弯构件
Ⅰ等材
受弯或压弯构件
Ⅱ等材
受压构件
Ⅲ等材
(四)面板材料
1.覆面木胶合板
覆面木胶合板的规格和技术性能应符合下列规定。
(1)厚度应采用12~18mm的板材。
2.覆面竹胶合板
覆面竹胶合板应符合:
表面应平整光滑,具有防水、耐磨、耐酸碱的保护膜,厚度不小于15mm。
3.复合纤维板
复合纤维板应符合下列规定:
(1)表面应平整光滑不变形,厚度应采用12mm及以上板材。
(2)技术性能应符合下列要求:
①2h吸水率<5%;
②2h吸水膨胀率<4%。
耐酸碱腐蚀性在1%苛性纳中浸泡24h,无软化及腐蚀现象;耐水汽性能在水蒸气中喷蒸24h,表面无软化及明显膨胀。
三、荷载规定
计算正常使用极限状态的变形时,应采用荷载标准值。
荷载分项系数:
永久荷载为1.2,活荷载为1.4。
钢模板及其支架的荷载设计值可乘以系数0.95予以折减。
采用冷弯薄壁型钢,其荷载设计值不应折减。
荷载组合:
按极限状态设计时,其荷载组合应按两种情况分别选派:
(1)对于承载能力极限状态,应按荷载效应的基本组合采用。
(2)对于正常使用极限状态应采用标准组合。
当验算模板及其支架的刚度时,规定其最大变形值不得超过下列容许值:
对结构表面外露的模板,为模板构件计算跨度的1/400;
对结构表面隐蔽的模板,为模板构件计算跨度的1/250;
支架的压缩变形或弹性挠度,为相应的结构计算跨度的1/1000。
四、设计计算
模板设计应包括的内容
(1)根据混凝土的施工工艺和季节性施工措施,确定其构造和所承受的荷载。
(2)绘制配板设计图、支撑设计布置图、细部构造和异形模板大样图。
(3)按模板承受荷载的最不利组合对模板进行验算。
(4)制定模板安装及拆除的程序和方法。
(5)编
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