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解读扣件式钢管脚手架(JGJ130-2011标准)浅析施工中存在普遍问题与实施要点

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【摘要】应加强对钢管、扣件的检查与验收,有产品合格证,质量检验报告,抽样复试,荷载取值、设计计算、方案设计严格按扣件式钢管脚手架jgj130-2011标准)来执行。脚手架专项施工方案依据相关法律、法规、《规范》及技术标准、施工组织设计等进行编制。加强过程检查、监测、验收。

【关键词】新规范撑握要及时;透彻;严格执行

中图分类号:C35文献标识码: A

引言: JGJ130-2011规范适用于房屋建筑工程和市政工程等施工用落地式单、双排扣件式钢管脚手架、满堂扣件式钢管脚手架、型钢悬挑扣件式钢管脚手架、满堂扣件式钢管支撑架的设计、施工及验收。

扣件式钢管脚手架在施工中事故频发,分析其原因主要如下:一是钢管和扣件材质不合格;二是在施工过程中没有按规范要求搭设施工,减少工序;三是在脚手架使用期中没有检查维护,为施工方便随意拆除连墙件,变更脚手架结构,不去计算验证,不采取其它加固措施,导致脚手架整体稳定性下降。四是脚手架施工方案编制随意,荷载取值、计算公式、组合系数及轴向力等相关数据取值不准确、设计计算错误或者不完全,审批流程不规范,交底程序错误、不完全等。技术人员过程不监督。

一、材料要求

根据《规范》规定:脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)中规定的Q235普通钢管,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235级钢的规定。新规范第3.1.2条,将原规范“每根钢管的最大质量不应大于25kg,宜采用Φ48×3.5钢管”修改为“脚手架钢管宜采用Φ48.3×3.6钢管,每根钢管的最大质量不应大于25.8kg”,新规范增大了外径和壁厚尺寸。根据《规范》规定:扣件式钢管脚手架应采用可锻铸铁或铸钢制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定,扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N.M时,不得发生破坏。

普遍现状 :钢管混用现象,使用的ф48×3.5钢管,实际壁厚为2.28~3.34mm,平均2.4mm,抗压、抗弯强度严重不足,稳定承载能力、刚度降低。现今市场上流通的直角和旋转扣件的单重只有标准重(分别为13.2N和14.6N)的70~75%,而对接扣件的单重只有标准重(18.4N)的50~55%。从而显著地降低了扣件的刚度与节点约束能力和节点的力学性能。现行的螺栓、螺母也存在一定程度的削弱和拧不紧的问题,平均拧紧扭力矩只有25~30N.m,远低于标准规定。临时设施、临边防护使用非国标扣件螺栓拧紧扭力矩达65N•m时,扣件本件、螺栓、垫圈发生破坏。

实施要点:应加强对钢管、扣件的检查与验收,钢管进场应有产品合格证,质量检验报告,钢管外径、壁厚、端面等偏差符合规范规定。扣件进入施工现场应检查产品合格证,并应进行抽样复试,技术性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定。扣件在使用前应逐个挑选,有裂缝、变形、螺栓出现滑丝的严禁使用。

二、荷载取值、设计计算、方案设计

1、新规范第4.1.1条文说明,荷载分类的确定依据修改为“现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009”。

2、新规范表4.2.1-2脚手板自重标准值中,增加“竹笆脚手板自重标准值0.10kN/m2”内容;表4.2.1-2栏杆、挡脚板自重标准值中,栏杆、冲压钢脚手板挡板,栏杆、竹串片脚手板挡板,栏杆、木脚手板档板自重标准值(kN/m)分别由原来的0.11、0.14、0.14调整为0.16、0.17、0.17;第4款,新增“脚手架上吊挂的安全设施(安全网)自重标准值应该按实际情况采用,密目式安全立网自重标准值不应小于0.01kN/m2”内容;条文说明第4.2.1条1款1点,钢管尺寸修改为“Φ48.3×3.6”,每米自重修改为“39.7N/m”。

3、新规范表4.2.2,新增“轻型钢结构及空间网格结构脚手架、普通钢结构脚手架的施工均布荷载标准值分别是2.0kN/m2、3.0kN/m2”规定。

4、新规范第4.2.3条,新增“当在双排脚手架上同时有2个及以上操作层作业时,在同一个跨距内各操作层的施工均布荷载标准值总和不得超过5.0kN/m2”规定。

5、新规范第4.2.5条,作用于脚手架上的水平风荷载标准值的计算公式ωk=μz•μs•ω0,而原规范计算公式ωk=0.7μz•μs•ω0;新规范取消基本风压ω0值乘以0.7修正系数。

6、新规范第4.2.7条,新增“密目式安全立网全封闭脚手架挡风系数φ不宜小于0.8”规定,是根据密目式安全立网网目密度不小于2000目/100cm2计算而得。

7、新规范表4.3.1荷载效应组合,可变荷载组合系数原规范为0.85,现根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2011(2006年版)第3.2.4条第1款的规定改为0.9。

8、新规范第4.3.2条,新增“满堂支撑架用于混凝土结构施工时,荷载组合与荷载设计值应符合现行行业标准《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162的规定”规定;对于高大、重载荷及大跨度支撑架稳定计算时,施工人员及施工设备荷载、混凝土施工时产生的荷载(水平支撑板为2kN/m2)按最不利考虑(考虑同时参与组合)。

9、新规范表5.1.9受压、受拉构件的容许长细比中,新增构件类别“满堂脚手架,其容许长细比[l]为250”的规定。

10、新规范第5.2.6~5.2.11条的计算公式中,组合系数由原规范0.85调整为0.9。施工现场出现2步2跨连墙布置,计算长度系数μ可参考2步3跨取值,计算结果偏安全。

11、新规范第5.2.12~5.2.15条文说明,新规范把连墙件计算作为脚手架计算的重要部分。连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0(kN),由原规范规定的单排架3kN改为2kN,双排架5kN改为3kN。采用扣件连接时,一个直角扣件连接承载力计算不满足要求,可采用双扣件连接的连墙件。

12、新规范第5.3~5.6部分中,新增和调整内容较多。例如第5.6.7条,新增“当型钢悬挑锚固段压点处采用2个(对)及以上U形钢筋拉环或螺栓锚固连接时,其钢筋拉环或螺栓的承载能力应乘以0.85的折减系数”;对应计算式新增“满堂脚手架与满堂支撑架立杆计算长度µ附录C表C-1~C-5”等规定。

普遍现状 :在脚手架搭设使用过程中,各施工项目都有脚手架工程专项施工方案,方案内容编制没有依据,没有针对性,流于形式,应付检查。有的照搬照抄别的项目施工方案,施工方案本身就是最大隐患,超过一定规模的脚手架工程的专项方案没有根据专家的论证报告进行修改完善。 在实施中,部分方案中计算公式、组合系数及轴向力等相关数据资料仍按原规范的规定进行设计计算。技术、安全管理人员对新条款,没有完全理,受老规范及经验的影响,施工方案取用数据过时。

实施要点:脚手架工程是危险性较大的分部分项工程,在施工和使用过程中可能造成倒塌,导致作业人员群死群伤,造成不良的社会影响。施工前必须编制专项施工方案。荷载取值、设计计算、方案设计严格按扣件式钢管脚手架(JGJ130-2011标准)来执行。脚手架专项施工方案应由施工总承包单位依据相关法律、法规、《规范》及技术标准、施工组织设计等进行编制。搭设高度24m及以上的落地式钢管脚手架工程;悬挑脚手架工程等不但要编制施工方案,而且还要编制结构计算书,荷载取值有依据、不同材料、或非标材料换算、设计计算必须另一种方法验算。由施工单位技术部门牵头,组织安全、质量部门的相关人员进行审核,施工单位技术负责人、现场安全监理审批后实施。超过一定规模的脚手架工程,必须请专家组对专项方案进行论证后,并按论证意见整改后,方可组织实施。

三、构造要求

1、新规范表6.1.1-1常用密目式安全立网全封闭双排脚手架的设计尺寸中,步距h均为1.50m替换原规范的1.20~1.35m;脚手架允许搭设高度[H]由原规范30~50m调整为24m;该条款变化较大,增大了安全系数。

2、新规范第6.1.2条,新增“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,高度超过50m的双排脚手架,应采用分段搭设等措施”规定。

3、新规范第6.2.4条1款,“作业层脚手板应铺满、铺稳、铺实”,取消原规范“离开墙面120~150mm”规定。

4、新规范第6.4.6条,取消强制性条文的规定,并且“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”中“应”替换原规范“必须”,要求严格程度有所降低。

5、新规范第6.6.3条,“高度24m及以上的双排脚手架应在外侧全立面连续设置剪刀撑”修改为强制性条文,必须严格执行。

6、新规范第6.8满堂脚手架为新增内容。例如:第6.8.2条,新增“满堂脚手架搭设高度不宜超过36m;满堂脚手架施工层不得超过1层”等规定。

7、新规范第6.10型钢悬挑脚手架为新增内容。例如:第6.10.1条,新增“一次悬挑脚手架高度不宜超过20m”;第6.10.2条,新增“型钢悬挑梁宜采用双轴对称截面的型钢。钢梁截面高度不应小于160mm,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”,是因为工字钢结构性能可靠,双轴对称截面,受力稳定性好;第6.10.5条,新增“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”;第6.10.8条,新增“锚固位置设置在楼板上时,楼板的厚度不宜小于120mm。如果楼板的厚度小于120mm应采取加固措施”等规定。

普遍现状:

1、施工作业前,安全人员代替项目技术负责人将脚手架搭设方案中的技术要求向施工人员进行技术交底,导致技术交底内容大多是安全注意事项和有关安全规定,基本没有技术要求,都是表面文章,工人在脚手架搭设过程中未按方案中的技术要求、工序流程作业,凭经验搭设,搭设过程中没有技术人员指导、检查。

2施工人员没有依据脚手架所受荷载、搭设高度和搭设场地土质情况,按照《规范》要求进行基础处理,导致脚手架基础达不到标准要求,在使用过程中发生局部基础下沉,导致脚手架发生倾斜,基础没有连续设置,高低差不得大于1m。落地脚手架基础必须有可靠的排水措施。

3、施工中不按方案设计设置预埋件,连墙件随意设置,没有采用刚性连墙件与建筑物连接。

4、双排高层脚手架不按《规范》要求连续设置剪刀撑和横向斜撑,导致脚手架整体的稳定性达不到安全要求。

5、脚手架与施工不同步,低于操作层,存在较大事故隐患。

6、其他:超过一定规模的脚手架工程的专项方案未进行专门设计及专家论证:人行斜道搭设在临近高压线一侧;悬挑钢梁支承点未设置在结构梁上,而设置在外伸阳台上或悬挑板上,但未采用加固措施;很多定位点竖向焊接的钢筋直径仅为18mm等等。

实施要点:

1、严格按《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》中明确规定“专项方案实施前,编制人员或项目技术人员应当向现场管理人员和作业人员进行安全技术交底。施工单位技术人员应当定期巡查专项方案实施情况”。

2、脚手架地基与基础施工,必须根据脚手架的使用性质、搭设高度、搭设场地、土质情况与现场行国家标准有关规定进行,脚手架底座垫板标高宜高于自然地坪50~100mm。基础应素土夯实,铺设混凝土垫层,垫板应采用长度不少于2跨、厚度不小于50mm、宽度不小于200mm的木垫板或仰口槽钢,并依据步距在木板上设钢板底座,或在仰口槽钢焊上套管,保证立杆稳定。也可以将回填土夯实达到标准后,采取先做散水坡的办法,在散水坡上垫不小于50mm的厚木板和钢板底座作脚手架立杆基础。在脚手架使用过程中严禁在脚手架基础下挖设备基础或管沟,否则必须采取加固措施。

3、“连墙件中的连墙杆应呈水平设置,当不能水平设置时,与向脚手架连接的一端应下斜连接。应靠近主节点设置,偏离主节点的距离不应大于300mm,连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造,对高度大于24m以上的双排脚手架,应采用刚性连墙件与建筑物连接”。因连接点的位置决定连墙件与脚手架体的受力方向,上斜拉则产生向外推力,对脚手架整体安全稳定性影响非常大。连墙件应依据架体高度设置,架体高度大于50m的结构架、装修脚手架要二步三跨设置,架体高度小于或等于50m的防护架、24m以下的双排架按三步三跨设置。连墙件搭设应与脚手架搭设同步进行,应优先采用菱形布置,或采用方形、矩形布置。

4、 “高度在24m及以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。高度24m以下的单、双排脚手架,均必须在架体外侧两端、转角及中间间隔不超过15m的立面上各设置一道剪刀撑,并由底面至顶部连续设置”。每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6m,斜杆与地面的倾角宜在45º~60º之间。剪刀撑与横向斜撑,应随立杆、水平杆等同步搭设,各底层斜杆下端必须支撑在基础垫板或槽钢上。“高度在24m以上的封闭双排脚手架,除拐角处应设置横向斜撑外,中间每隔6跨设置一道。横向斜撑应在同一节间,由低层至顶层呈之字型连续设置”。横向斜撑是双排脚手架内、外立杆或水平杆斜交呈之字形的斜杆。高层双排脚手架内不连续设置横向斜撑,达不到脚手架体横向刚度,必须连续设置剪刀撑和横向斜撑。

5、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。主要保证施工人员安全,施工中脚手架与施工要同步,低于操作层,不允许施工。

6、超过一定规模的脚手架工程的专项方案必须进行专门设计及专家论证;人行斜道、通道搭设在远离高压线一侧,场地条件不允许,做好防护措施;悬挑钢梁支承点应设置在主体结构梁上,并且要求进行强度受力计算;拉接、定位材料规格符合强度要求。

四、施工、检查及验收

1、新规范第7.3.1条,新增“如果超过相邻连墙件以上两步,无法设置连墙件时,应采取撑拉固定等措施与建筑结构拉结”规定。

2、新规范第8.1.2条文说明,对旧钢管作了定义:已使用过的或长期放置已锈蚀的钢管,并规定其锈蚀深度不得大于壁厚负偏差的一半。

3、新规范第8.1.4条,新增强制性条文“扣件进入施工现场应检查产品合格证,并应进行抽样复试,技术性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定。扣件在使用前应逐个挑选,有裂缝、变形、螺栓出现滑丝的严禁使用”,必须严格执行。

4、新规范表8.1.8构配件允许偏差,新增及调整“焊接钢管尺寸、钢管外表面锈蚀深度、可调托撑支托板变形”项目,特别是“钢管外表面锈蚀深度允许偏差≤0.18mm”替换原规范“允许偏差≤0.5mm”。

5、新规范第8.2.2条4款,新增“构配件质量检查表(附录D表D)”内容,制定了非常详细的质量检查规定。

普遍现状:

钢管、扣件没有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证,未对材料进行抽样复试;使用非标钢管、扣件;过程检查、监测、验收等资料与实际不符,表面文章,应付检查,自欺欺人。

实施要点::应加强对钢管、扣件的检查与验收,钢管进场应有产品合格证,质量检验报告,钢管外径、壁厚、端面等偏差符合规范规定。扣件进入施工现场应检查产品合格证,并应进行抽样复试,技术性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定。扣件在使用前应逐个挑选,有裂缝、变形、螺栓出现滑丝的严禁使用。加强过程检查、监测、验收,严格按规范、有关法律条例要求进行,及时识别出危险源、进行评价,发现隐患、讯速采取措施、配置足够的专业人员。

五、结束语

建筑工程在施工过程中,对于新规范、新技术、新工艺需及时学习并掌握,运用到施工中。脚手架工程的搭设高度比建筑物主体还要高,随着工程完成才能逐步拆除,使用时间长,所以在搭设过程中,要依据《规范》标准编制专项施工方案,做好技术交底,着重做好基础、连墙件、横向斜撑、剪刀撑等重点部位施工;在脚手架使用期间,严禁拆除主节点处的纵横向水平杆和扫地杆及连墙件,保证架体安全稳定,顺利完成施工任务。作为技术负责人对于新规范、新技术、新工艺撑握要更及时、更透彻,同时要第一时间把撑握的新规范、新技术、新工艺运用到施工实践中。

参考文献:

[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130―2011)

[2]《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质【2009】87号)

[3]全国一级建造师执业资格考试用书(第四版)法规及相关知识