附着式升降脚手架监管实践研究

黄良正

(江苏常州经济开发区建设工程质量安全监督站,江苏 常州 213025)

附着式升降脚手架是搭设一定高度并附着于工程结构上,依靠自身的升降设备和装置,可随工程结构逐层爬升或下降,具有防倾覆、防坠落装置的外脚手架。附着式升降脚手架主要由附着升降脚手架架体结构、附着支座、防倾装置、防坠落装置、升降机构及控制装置等组成,在高层建筑中极具发展优势[1]。工程外围防护脚手架采用附着式升降脚手架,不仅最大程度地减少普通钢管扣件脚手架的高处临边搭设作业危险,而且节约了大量的钢管、扣件、脚手板等周转材料,符合以人为本、经济高效、绿色施工的发展方向。

1 特点分析

附着式升降脚手架依照其动力来源可分为液压式、电动式、人力手拉式等几类,主要应用于高层剪力墙式建筑。它能沿着建筑物往上攀升或下降。这种体系使脚手架技术完全改观：一是不必翻架子；二是免除了脚手架的拆装工序,一次组装后一直用到施工完毕,且不受建筑物高度的限制,极大地节省了人力和材料。

1)导座式,属偏心吊点,导座兼有防坠器、导向座功能,防倾导轨用工字钢或钢管焊成格档式与主框架连成一体。每个机位设有2～3个导座,防倾导向可靠性好,防坠装置性能稳定,防倾导轨与架体等高。但当遇建筑立面不规则时,导座的安装不太方便。

2)挑梁式(全钢式),属中心吊点,通过设置钢制挑梁来承担脚手架的全部荷载,防坠器与防倾装置分离。用工字钢来作为防倾导轨。使用时,导轨需拼接,并应与主框架可靠固定,安装的杆件较多,安全关键点多。从总体性能上评价,导座式相对于挑梁式较先进,其可靠性更好些。

1.1 基本原理

施工过程中,采用穿墙螺栓及斜拉杆将附着式升降脚手架拉结在建筑物的剪力墙或边梁上,当脚手架上升或下降时,拆除穿墙螺栓、下拉杆、顶墙杆,用中央控制台操作电动葫芦机群同时升降整体脚手架。升降过程中,导轨滚轮和滑撬同时作用,防止脚手架倾覆,升降到位后用穿墙螺栓、下斜拉杆将脚手架架体拉结在剪力墙或边梁上,并在脚手架上部每机位处与建筑物拉结两根固定连墙杆,以保证脚手架在使用过程中的稳固性。

1.2 主要优点

1)经济性提高 45 m以上的建筑主体均适用。楼层越高经济性越明显,每栋楼可综合节约30%～60%成本。节约钢材用量70%,节省用电量95%,节约施工耗材30%。

2)安全性能好 采用全自动同步控制系统和遥控控制系统,可主动预防不安全状态,并采用多重设置的星轮防坠落装置防止复位装置失效等故障,能够确保防护架体始终处于安全状态,有效防坠[2]。

3)美观度增强 突破传统脚手架杂乱的外观形象,使施工项目整体形象更加简洁、规整,能够更有效、更直观展现施工项目的安全文明形象。

4)智能效果好 采用微电脑荷载技术控制系统,能够实时显示升降状态,自动采集各提升机位的荷载值。当某一机位的荷载超过设计值的15%时,以声光形式自行报警并显示报警机位；当超过30%时,该组升降设备将自动停机,直至故障排除。从而有效避免了超载或失载过大而造成的安全隐患。

5)机械化程度高 实现低搭高用功能。在建筑主体底部一次性组装完成,附着在建筑物上,随楼层高度的增加而不断提升,整个作业过程不占用其他起重机械,大大提高施工效率,且现场环境更人性化,管理维护更轻松,文明作业效果更突出。

2 工程应用实践

本工程位于常州市经济开发区东方东路北侧东城路东侧,4幢商品住宅建筑(5#、6#、7#、8#楼)采用附着式升降脚手架。建筑物为34层,标准层层高2.9 m,均为剪力墙结构,建筑高度约99 m。本工程外围防护从安装开始层开始使用附着式升降脚手架,5#、6#楼从4层开始使用附着式升降脚手架,7#、8#楼从3层开始使用附着式升降脚手架,脚手架内部和外观见图1、图2。架体底部在地面组装再吊装,在主体浇筑施工阶段本工程共设置121个机位,升降脚手架架体设置7步,总高度12.95 m,小于五倍层高,架体顶部四周护栏超出施工楼面1.8 m以上,可满足施工及安全围护的需要。为方便平台安装,提前搭设了双排脚手架作为安装平台,安装平台标高比标准层标高低200 mm,低于楼层平面200 mm找平。升降脚手架架体离墙400 mm,架体宽0.9 m,设置保证架体四周在同一水平面上。

图1 脚手架内部

图2 脚手架外部

2.1 工程爬架结构组成

本工程附着式电动整体升降脚手架主要由脚手架架体、附着装置、电动葫芦、安全保护装置等组成。

1)脚手架架体 由水平梁架、竖向主框架、架体构架组成。安装在架体底部的水平梁架与安装在提升机位处的竖向主框架均由定型焊接桁架用螺栓连接。架体沿建筑物标准层外沿连续搭设为7步全封闭附着式整体脚手架,外立面采用钢板冲孔网封闭,架底用钢底板封闭,架体上设有楼梯、电控室等附属结构,见图3。

2)附着装置 由底盘、悬挂梁、上拉杆、下拉杆、穿墙螺栓副等组成。施工时,采用下拉杆将架体拉结在建筑结构上,滑撬支撑在楼层立面,见图4。升降时,通过电动葫芦机群同时升降脚手架,同时滑撬支撑着脚手架下部,导轨滚轮拉着脚手架上部,使脚手架在立面上不会有倾斜。

图3 架体

图4 拉杆节点

3)电动葫芦 额定起重量为100 kN,提升速度为0.09 m/min,每次提升行程为单层层高,最大行程6 m。电控操作台最大可控制50台电动葫芦机群同时升降整体脚手架,亦可控制单台或数台电动葫芦升降,本工程均为整体提升。

4)安全保护装置 由防倾覆导轨、防坠落安全锁组成。防倾覆导轨可在各工况中防止架体向内或向外倾覆；当架体发生坠落的瞬间,防坠落安全锁可在0.1 s时间、50 mm坠落距离内将架体闭锁在建筑物上。

2.2 脚手架爬升过程分析

架体设置整体爬升,施工过程中,附着式升降脚手架为结构施工提供单层施工面,架体上不能堆放钢筋、模板等材料,若架体出现故障,在架体上操作排除故障人员不得超过2人。安全通道、卸料平台、施工电梯、塔吊附墙支撑与架体各自为独立体系,互不影响。提升梁使用工字钢根据机位离墙尺寸制作用穿墙螺栓固定在第3层外墙上,拉杆用螺栓固定在第4层边梁上。

为确保架体垂直平稳升降和安全,每个竖向框架安装两套防倾装置,每个机位安装一套防坠装置,当升降机及其附着支承结构发生意外时,架体能自动锁在制动吊杆上。爬架控制柜有重量超载、失载限制装置,当升降过程中由于升降机不同步或其他原因造成升降机超载或失载,能自动切断电源,确保升降安全。

本工程附着式升降脚手架突破传统脚手架杂乱的外观形象, 使用整体式全钢结构,防火阻燃,材料全部可以重复使用,安装简便,所有配件工厂生产现场组装,大大降低劳动强度。设置多重防坠装置,不仅安全可靠,也使工程整体形象更加简洁、美观,能够更直观展现施工项目的安全文明形象。

3 监管过程实践经验

3.1 监督控制关键点

3.1.1 附着点(支撑)布置原则的控制

附着支撑是附着式升降脚手架的主要承载传力装置。附着式升降脚手架在升降和到位后的使用过程中,都是靠附着支撑附着于工程结构上来实现其稳定的。它有三个作用：第一,传递荷载,把主框架上的荷载可靠地传给工程结构；第二,保证架体稳定性，确保施工安全；第三,满足提升、防倾、防坠装置的要求,包括能承受坠落时的冲击荷载,要求附着支撑与工程结构每个楼层都必须设连接点,架体主框架沿竖向侧,在任何情况下均不得少于两处。附着支撑或钢梁与工程结构的连接质量必须符合设计要求及相关布置原则。一是做到严密、平整、牢固；二是要求对预埋件或预留孔应按照节点大样图纸做法及位置逐一进行检查,并绘制分层检测平面图,记录各层点的检查结果和加固措施；三是当起用附墙支撑或钢挑梁时,其设置处混凝土强度等级应有强度报告符合设计规定,并不得小于 C10。

3.1.2 技术方面主要控制

附着式升降脚手架安全专项施工方案需经过专业论证,经专家论证形成新的施工方案后签字确认,然后再经过“报、审、批”环节后方可实施；在安全专项施工方案实施前,工程负责人应对工具脚手架施工人员进行详细的安全技术交底,让参与附着式升降脚手架施工工序的相关钢筋工程和混凝土工程施工人员知晓附着式升降脚手架施工的特点,做好相关的配合施工工作；最后将附着式升降脚手架安装,爬升,就位的检查验收记录向作业班组和施工监理移交。

3.1.3 工具材料准备控制

根据架体材料需求分析和施工进度计划的要求,项目部编制架体材料需要量计划和进场计划,为施工备料，确定物资材料堆放场地和组织材料运输提供依据,并按照架体构造体系要求,对构(配)件和制品进行加工和验收,按施工要求,选择合适的机具和吊具。

3.1.4 主要施工人员现场控制要点

施工现场工作人员应做好“三通一平”,确保材料设备有堆放场地,并拟定有关的材料进场计划和验收计划及方法,组织物资进场,电源和塔机正常作业。

施工员主要负责附着式升降脚手架就位、搭设、提升、下降和拆除的技术指导,专职安全员主要负责附着式升降脚手架的安全管理工作；附着式升降脚手架技术工人6～10人,根据进度需要,主要负责附着式升降脚手架的就位、搭设、提升、下降和拆除工作；其他配合人员1～2人,主要负责协助塔吊及操作人员进行附着式升降脚手架的运输工作和安全维护及设备维修等工作。

3.2 安全监管应对措施

结合笔者工作经验,专项施工方案及专家论证流于形式、施工单位管理和安全意识薄弱等问题在当前升降脚手架施工中大量存在,都大大增加了安全生产监管难度。在监管过程中,为了杜绝安全生产事故的发生,必须采取有力的监管措施。

3.2.1 加强方案审核的监督

施工单位在悬挑脚手架施工前必须编制《附着式升降脚手架安全专项施工方案》,经专家认证后,报当地质安监站备案,监督人员对专项方案的针对性、适用性进行复核。不仅在程序上实行对专项方案的监督管理,同时对专项方案内容的完整性、措施的针对性、构造的规范性、计算的正确性进行复核,确保专项施工方案是可以指导施工、监督检查的技术方案,从起步开始减少施工安全隐患,从源头上实现对悬挑脚手架技术上的有效控制。

3.2.2 突出安装、使用、维保等环节的监督要求

根据项目安全监督计划,在日常的监督环节中,要对附着式升降脚手架采取巡查、抽查等形式的检查,主要检查使用过程中附着支承结构附着处混凝土实际强度是否达到脚手架设计要求，所有螺纹连接处螺母是否拧紧；提升前应撤去的施工活荷载是否撤离完毕，所有障碍物已拆除，所有不必要的约束已解除，各部位提升人员是否到位，无关人员是否已全部撤离，动力系统能否正常运行；所有预留螺栓孔洞或预埋件符合《建筑施工附着升降脚手架安全技术规程(DGJ 08—905—99)》第6.3.1条的要求；维保及拆除过程中所有防坠装置功能正常，所有安全措施已落实，其他必要的检查项目是否符合要求[3]。对于此类安装、使用及维保过程中涉及的重大安全隐患,必须严格监督,控制到位。

3.2.3 积极建立专项安全预警管理系统

督查施工单位严格落实安全生产责任,落实《安全生产法》,执行脚手架安拆人员的持证人员上岗制度；严格按照安全生产要求执行安全教育培训,增强现场作业人员的安全生产意识；严格执行安全生产责任制,将安全生产责任落实到位。

建立专项预警管理系统,根据附着式升降脚手架的搭设、使用、拆除过程的安全管理结果，来确定整个系统处于安全、隐患、事故状态并作出相应的管理行为。整个管理系统通过监督员进行日常监测,采集信息建立专项预警台账,进行分析识别、危害性状态评价,不同的危险状态反馈至施工单位立即采取相应的整改对策,及时体现施工现场附着式升降脚手架的系统状况,成为一个循环的预警管理过程,出现问题及时作出反应[4]。

4 结 语

附着式升降脚手架在施工过程中专业技术性、经济性、适用性特点已经比较突出,在高层建构筑物施工中逐渐广泛应用,这就要求其具有较高的安全性,因为一旦发生坠落事故将产生严重后果。所以实际施工应用中应以这一核心内容为抓手,重点把控附着式升降脚手架的安全监督,从设计、安全构造装置选用、安装、使用、维保等环节进行控制。随着对建筑安全重视程度不断加大,今后的附着式脚手架的应用监管必然朝着专业化的方向发展,为此特针对本次工程的实际应用及监管提出以上可借鉴的经验供大家参考。