脚手架工程技术和安全管理

一、脚手架工程技术和安全管理

（一）脚手架的分类

1．按用途划分

1）操作（作业）脚手架。又分为结构作业脚手架（俗称“砌筑脚手架”）和装修作业脚手架。可分别简称为“结构脚手架”和“装修脚手架”，其架面施工载荷标准值分别规定为3kN／m²和2kN／m²。

2）防护用脚手架。架面施工（搭设）载荷标准值可按1kN／m²计。

3）承重、支撑用脚手架。架面载荷按实际使用值计。

2．按构架方式划分

1）杆件组合式脚手架。俗称“多立杆式脚手架”，简称“杆组式脚手架”。

2）框架组合式脚手架（简称“框组式脚手架”），即由简单的平面框架（如门架、梯架、“口”字架、“日”字架和“目”字架等）与连接、撑拉杆件组合而成的脚手架，如门式钢管脚手架、梯式钢管脚手架和其他各种框式构件组装的鹰架等。

3）格构件组合式脚手架，即由桁架梁和格构柱组合而成的脚手架，如桥式脚手架［又有提升（降）式和沿齿条爬升（降）式两种］。

4）台架，即具有一定高度和操作平面的平台架，多为定型产品，其本身具有稳定的空间结构。可单独使用或立拼增高与水平连接扩大，并常带有移动装置。

3．按脚手架的设置形式划分

1）单排脚手架。只有一排立杆的脚手架，其横向平杆的另一端搁置在墙体结构上。

2）双排脚手架。具有两排立杆的脚手架。

3）多排脚手架。具有3排以上立杆的脚手架。

4）满堂脚手架。按施工作业范围满设的、两个方向各有3排以上立杆的脚手架。

5）满高脚手架。按墙体或施工作业最大高度、由地面起满高度设置的脚手架。

6）交圈（周边）脚手架。沿建筑物或作业范围周边设置并相互交圈连接的脚手架。

7）特形脚手架。具有特殊平面和空间造型的脚手架，如用于烟囱、水塔、冷却塔以及其他平面为圆形、环形、“外方内圆”形、多边形和上扩、上缩等特殊形式的建筑施工脚手架。

4．按脚手架的支固方式划分

1）落地式脚手架。搭设（支座）在地面、楼面、屋面或其他平台结构之上的脚手架。

图2-57　悬挑脚手架的挑支方式

（a）悬挑梁；（b）悬挑三角桁架；（c）杆件支挑结构

2）悬挑脚手架（简称“挑脚手架”）。采用悬挑方式支固的脚手架，其挑支方式又有以下3种（图2－57）：

①架设于专用悬挑梁上；

②架设于专用悬挑三角桁架上；

③架设于由撑拉杆件组合的支挑结构上。其支挑结构有斜撑式、斜拉式、拉撑式和顶固式等多种。

3）附墙悬挂脚手架（简称“挂脚手架”）。在上部或（和）中部挂设于墙体挑挂件上的定型脚手架。

4）悬吊脚手架（简称“吊脚手架”）悬吊于悬挑梁或工程结构之下的脚手架。当采用篮式作业架时，称为“吊篮”。

5）附着升降脚手架（简称“爬架”）。附着于工程结构、依靠自身提升设备实现升降的悬空脚手架（其中实现整体提升者，也称为“整体提升脚手架”）。

6）水平移动脚手架。带行走装置的脚手架（段）或操作平台架。

5．按脚手架平、立杆的连接方式划分

1）承插式脚手架。在平杆与立杆之间采用承插连接的脚手架。常见的承插连接方式有插片和楔槽、插片和楔盘、插片和碗扣、套管与插头以及U形托挂等（图2－58）。

图2-58　承插连接构造的形式

2）扣接式脚手架。使用扣件箍紧连接的脚手架，即靠拧紧扣件螺栓所产生的摩擦作用构架和承载的脚手架。

3）销栓式脚手架。采用对穿螺栓或销杆连接的脚手架，此种型式已很少使用。

此外，还按脚手架的材料划分为竹脚手架、木脚手架、钢管或金属脚手架；按使用对象或场合划分为高层建筑脚手架、烟囱脚手架、水塔脚手架、凉水塔脚手架以及外脚手架、里脚手架。还有定型与非定型、多功能与单功能之分，但均非严格的界限。

（二）脚手架工程的技术要求

1．脚手架产品或材料的技术要求

1）杆配件、连接件材料和加工的质量要求。

2）构架方式和节点构造。

3）杆配件、连接件的工作性能和承载能力。

4）搭设、拆除的程序，操作要求和安全要求。

5）检查验收标准和使用中的维护要求。

6）应用范围和对不同应用要求的适应能力。

7）运输、储存和保养要求。

2．脚手架工程的技术要求

1）满足使用要求的构架设计。

2）特殊部位的技术处理和安全保证措施（加强构造、拉结措施等）。

3）整架、局部构架、杆配件和节点承载能力的验算。

4）连墙件和其他支撑、约束措施的设置及其验算。

5）安全防、围护措施的设置要求及其保证措施。

6）地基、基础和其他支撑物的设计与验算。

7）载荷、天然因素等自然条件变化时的安全保障措施。

3．脚手架构架的组成部分和基本要求

不同的脚手架系列均有其自身的构架特点、使用性能和应用方面的限制，不同的建筑工程对脚手架的设置要求也有其共同性和差异性。因此，在解决施工脚手架的设置问题时，必须从满足施工需要和确保安全的要求出发，综合考虑各种条件和因素，解决实际存在的各种问题。

脚手架的构架由构架基本结构、整体稳定和抗侧力杆件、连墙件和卸载装置、作业层设施、其他安全防护设施等五部分组成。其基本要求分别叙述如下。

（1）构架基本结构

脚手架构架的基本结构为直接承受和传递脚手架垂直载荷作用的构架部分。在多数情况下，构架基本结构由基本结构单元组合而成。

1）基本结构单元的类型。基本结构单元为构成脚手架基本结构的最小组成部分，由可以承受或传递载荷作用的杆件组成，包括毗邻基本结构单元的共用杆件。基本结构单元大致有8种类型，见表2－17。

2）基本结构单元的构造和承载特点如下。

①全部为刚性杆件，没有柔性杆件，且杆件的长细比不能过大，以使其受稳定性和变形控制的承载性能得到保证；

表2-17　脚手架基本结构单元

注：1．单向组合：沿一个方向扩展；双向组合：沿高度和宽度（或长度）两个方向扩展；三向组合：沿高度、宽度和长度三个方向扩展。　　　　　　　　　　　　　

　　2．整体作用：与毗邻单元杆件共用，形成整体承受载荷作用；并列作用：以直立式片式构架承受垂直载荷作用，其间连系杆则主要起连系、约束和分配载荷作用。

②主要承受和传递垂直（竖向）载荷作用。

③节点一般都具有一定的抗弯能力，即节点为刚性或半刚性，但在计算时则按最不利的情况考虑。

3）基本结构单元组合的特点和要求如下。

①组合形式：

单向组合——基本结构单元沿一个方向组合，构成“单条式”架、组合柱或塔架；

双向组合——基本结构单元沿两个方向组合、构成“板（片）式”架，例如单排和双排脚手架；

三向组合——基本结构单元沿三个方向组合，构成“块式”架，例如满堂脚手架。

②组合的承载特点：

整体作用组合——基本结构单元组成一个整体结构，毗连基本结构单元的杆件共用，没有不是基本结构单元杆件的连系杆件，通常的多立杆式脚手架都属于这种情况。

并联作用组合——为平行的平面结构的组合。基本结构单元之间的连系杆件只起一定的约束作用，而不直接承受和传递垂直载荷作用。像门式钢管脚手架（在门架之间仅设有交叉支撑）就属于这种情况。

混合作用组合——既有整体作用，也有并联作用的组合。

4）对构架基本结构的一般要求如下。

①杆部件的质量和允许缺陷应符合规范和设计要求；

②节点构造尺寸和承载能力应符合规范和设计规定；

③具有稳定的结构；

④具有可满足施工要求的整体、局部和单肢的稳定承载能力；

⑤具有可将脚手架载荷传给地基基础或支撑结构的能力。

（2）整体稳定和抗侧力杆件

这是附加在构架基本结构上的、加强整体稳定和抵抗侧力作用的杆件，如剪刀撑、斜杆、抛撑以及其他撑拉杆件。

此外，“一”字形脚手架的整体稳定性较差。设置周边交圈脚手架，在角部相接处加强整体性连接措施，是增强脚手架的整体稳定性和抗侧力能力的重要措施。而其中增设的连接杆件也属于这类杆件。

这类杆件设置的基本要求为：

①设置的位置和数量应符合规定和需要；

②必须与基本结构杆件进行可靠连接，以保证共同作用；

③抛撑以及其他连接脚手架体和支撑物的支、拉杆件，应确保杆件和其两端的连接能满足撑、拉的受力要求；

④撑拉件的支撑物应具有可靠的承受能力。

（3）连墙件、挑挂和卸载设施

1）连墙件。

采用连墙件实现的附壁联结，对于加强脚手架的整体稳定性，提高其稳定承载能力和避免出现倾倒或坍塌等重大事故具有很重要的作用。

连墙件构造的形式：

①柔性拉结件。采用细钢筋、绳索、双股或多股铁丝进行拉结，只承受拉力，主要起防止脚手架外倾的作用，而对脚手架稳定性能（即稳定承载力）的帮助甚微。此种方式一般只能用于10层以下建筑的外脚手架中，且必须相应设置一定数量的刚性拉结件，以承受水平压力的作用。

②刚性拉结件。采用刚性拉杆或构件，组成既可承受拉力、又可承受压力的连接构造。其附墙端的连接固定方式可视工程条件确定，一般有：

a．拉杆穿过墙体，并在墙体两侧固定；

b．拉杆通过门窗洞口，在墙两侧用横杆夹持和背楔固定；

c．在墙体结构中设预埋铁件，与装有花篮螺栓的拉杆固接，用花篮螺栓调节拉结间距和脚手架的垂直度；

d．在墙体中设预埋铁件，与定长拉杆固结。

对附墙连接的基本要求如下：

①确保连墙点的设置数量，一个连墙点的覆盖面为20～50m²。脚手架越高，则连墙点的设置应越密。连墙点的设置位置遇到洞口、墙体构件、墙边或窄的窗间墙、砖柱等时，应在近处补设，不得取消；

②连墙件及其两端连墙点，必须满足抵抗最大计算水平力的需要；

③在设置连墙件时，必须保持脚手架立杆垂直，避免产生不利的初始侧向变形；

④设置连墙件处的建筑结构必须具有可靠的支撑能力。

2）挑、挂设施。

①悬挑设施的构造形式一般有三种：

a．上拉下支式。即简单的支挑架，水平杆穿墙后锚固，承受拉力；斜支杆上端与水平杆连接、下端支在墙体上，承受压力；

b．双上拉底支式。常见于插口架，它的两根拉杆分别从窗洞的上下边沿伸入室内，用竖杆和别杠固定于墙的内侧。插口架底部伸出横杆支顶于外墙面上；

c．底锚斜支拉式。底部用悬挑梁式杆件（其里端固定到楼板上），另设斜支杆和带花篮螺栓的拉杆，与挑脚手架的中上部联结。

②靠挂式设施。即靠挂脚手架的悬挂件，其里端预埋于墙体中或穿过墙体后予以锚固。

③悬吊式设施。用于吊篮，即在屋面上设置的悬挑梁，用绳索或吊杆将吊篮悬吊于悬挑梁之下。

④挑、挂设施的基本要求：

a．应能承受挑、挂脚手架所产生的竖向力、水平力和弯矩；

b．可靠地固结在工程结构上，且不会产生过大的变形；

c．确保脚手架不晃动（对于挑脚手架）或者晃动不大（对于挂脚手架和吊篮）。吊篮需要设置定位绳。

3）卸载设施。

卸载设施是指将超过搭设限高的脚手架载荷部分地卸给工程结构承受的措施，即在立杆连续向上搭设的情况下，通过分段设置支顶和斜拉杆件以减小传至立杆底部的载荷。

将立杆断开，设置挑支构造以支撑其上部脚手架的办法，实际上已成为挑脚手架，它不属于卸载措施的范围。

卸载设施的种类有：

①无挑梁上拉式，即仅设斜拉（吊）杆；

②无挑梁下支式，即仅设斜支顶杆；

③无挑梁上拉、下支式，即同时设置拉杆和支杆。

对卸载设施的基本要求为：

①脚手架在卸载措施处的构造常需予以加强；

②支拉点必须工作可靠；

③支撑结构应具有足够的支撑能力，并应严格控制受压杆件的长细比。

卸载措施实际承受的载荷难以准确判断，在设计时须按较小的分配值考虑。

（4）作业层设施

作业层设施包括扩宽架面构造、铺板层、侧面防（围）护设施（挡脚板、栏杆、围护板网）以及其他设施，如梯段、过桥等。

作业层设施的基本要求：

①采用单横杆挑出的扩宽架面的宽度不宜超过300mm，否则应进行构造设计或采用定型扩宽构件。扩宽部分一般不堆物料并限制其使用载荷。外立杆一侧扩宽时，防（围）护设施应相应外移；

②铺板一定要满铺，不得花铺，且脚手板必须铺放平稳，必要时还要加以固定；

③防（围）护设施应按规定的要求设置，间隙要合适、固定要牢固。

（三）脚手架工程的安全管理工作

1．脚手架安全管理工作的基本内容

①制订对脚手架工程进行规范管理的文件（规范、标准、工法、规定等）；

②编制施工组织设计、技术措施以及其他指导施工的文件；

③建立有效的安全管理机制和办法；

④检查验收的实施措施；

⑤及时处理和解决施工中所发生的问题；

⑥事故调查、定性、处理及其善后安排；

⑦施工总结。

2．脚手架工程中的安全事故及其防止措施

建筑脚手架在搭设、使用和拆除过程中发生的安全事故，一般都会造成程度不同的人员伤亡和经济损失，甚至出现导致死亡3人以上的重大事故，带来严重的后果和不良的影响。这些事故给予我们的教训是深刻的，从对事故的分析中可以得到许多有益的启示，帮助我们改进技术和管理工作，防止或减少事故的发生。

（1）脚手架工程多发事故的类型

1）整架倾倒或局部垮架；

2）整架失稳、垂直坍塌；

3）人员从脚手架上高处坠落；

4）落物伤人（物体打击）；

5）不当操作事故（闪失、碰撞等）。

（2）引发事故的直接原因

在造成事故的原因中，有直接原因和间接原因。这两方面原因都很重要，都要查找。在直接原因中有技术方面的、操作和指挥方面的以及自然因素的作用。

诱发以下两类多发事故的主要直接原因如下。

1）整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架。

①构架缺陷：构架缺少必需的结构杆件，未按规定数量和要求设连墙件等；

②在使用过程中任意拆除必不可少的杆件和连墙件；

③构架尺寸过大、承载能力不足或设计安全度不够与严重超载；

④地基出现过大的不均匀沉降。

2）人员高空坠落。

①作业层未按规定设置围挡防护；

②作业层未满铺脚手板或架面与墙之间的间隙过大；

③脚手板和杆件因搁置不稳、扎结不牢或发生断裂而坠落；

④不当操作产生的碰撞和闪失。不当操作大致有以下情形：

a．用力过猛，致使身体失去平衡；

b．在架面上拉车退着行走；

c．拥挤碰撞；

d．集中多人搬运重物或安装较重的构件；

e．架面上的冰雪未清除，造成滑跌。

（3）事故教训提供的启示和防止事故发生的措施

1）必须确保脚手架的构架和防护设施达到承载可靠和使用安全的要求。在编制施工组织设计、技术措施和施工应用中，必须对以下方面作出明确的安排和规定：

①对脚手架杆配件的质量和允许缺陷的规定；

②脚手架的构架方案、尺寸以及对控制误差的要求；

③连墙点的设置方式、布点间距，对支撑物的加固要求（需要时）以及某些部位不能设置时的弥补措施；

④在工程体形和施工要求变化部位的构架措施；

⑤作业层铺板和防护的设置要求；

⑥对脚手架中载荷大、跨度大、高空间部位的加固措施；

⑦对实际使用载荷（包括架上人员、材料机具以及多层同时作业）的限制；

⑧对施工过程中需要临时拆除杆部件和拉结件的限制以及在恢复前的安全弥补措施；

⑨安全网及其他防（围）护措施的设置要求；

⑩脚手架地基或其他支撑物的技术要求和处理措施。

2）必须严格地按照规范、设计要求和有关规定进行脚手架的搭设、使用和拆除，坚决制止乱搭、乱改和乱用情况。在这方面出现的问题很多，难以全面地归纳起来，大致归纳如下。

有关乱改和乱搭问题：

①任意改变构架结构及其尺寸；

②任意改变连墙件设置位置，减少设置数量；

③使用不合格的杆配件和材料；

④任意减少铺板数量、防护杆件和设施；

⑤在不符合要求的地基和支撑物上搭设；

⑥不按质量要求搭设，立杆偏斜，连接点松弛；

⑦不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业，在搭设时未及时设置拉撑杆件，在拆除时过早地拆除拉结杆件和连接件；

⑧在搭、拆作业中未采取安全防护措施，包括不设置防（围）护和不使用安全防护用品；

⑨不按规定要求设置安全网。

有关乱用问题：

①随意增加上架的人员和材料，引起超载；

②任意拆去构架的杆配件和拉结；

③任意抽掉、减少作业层脚手板；

④在架面上任意采取加高措施，增加了载荷，加高部分无可靠固定、不稳定，防护设施也未相应加高；

⑤站在不具备操作条件的横杆或单块板上操作；

⑥工人进行搭设和拆除作业不按规定使用安全防护用品；

⑦在把脚手架作为支撑和拉结的支撑物时，未对构架采用相应的加强措施；

⑧在架上搬运超重构件和进行安装作业；

⑨在不安全的天气条件（六级以上风天、雷雨天和雪天）下继续施工；

⑩在长期搁置以后未作检查的情况下重新启用。

3）必须健全规章制度，加强规范管理，制止和杜绝违章指挥和违章作业。

4）必须完善防护措施和提高施管人员的自我保护意识和素质。

3．防止脚手架事故的技术与管理措施

（1）加强脚手架工程的技术与管理措施

加强建筑脚手架工程的技术和管理措施，不仅应注意前述常见问题，还应特别注意以下6个方面可能出现的新的情况和问题：

①随着高层和高难度施工工程的大量出现，多层建筑脚手架的构架做法已不能适应和满足它们的施工要求，不能仅靠工人的经验进行搭设，必须进行严格的设计计算，并使施管人员掌握其技术和施工要求，以确保安全；

②对于首次使用，没有先例的高、难、新脚手架，在周密设计的基础上，还需要进行必要的载荷试验，检验其承载能力和安全储备，在确保可靠后才能正式使用；

③对于高层、高耸、大跨建筑以及有其他特殊要求的脚手架，由于在安全防护方面的要求相应提高，因此，必须对其设置、构造和使用要求加以严格的限制，并认真监控；

④建筑脚手架多功能用途的发展，对其承载和变形性能（例如作模板支撑架时，将同时承受垂直和侧向载荷的作用）提出了更高的要求，必须予以考虑；

⑤按提高综合管理水平的要求，除了技术的可靠性和安全保证性外，还要考虑进度、工效、材料的周转与消耗等综合性管理要求；

⑥对已经落后或较落后的架设工具的改造与更新要求。

（2）加强脚手架工程的规范化管理

为了确保脚手架工程的施工安全，预防和杜绝事故的发生，必须加强以确保安全为基本要求的规范化管理。这就需要尽快完善有关脚手架方面的施工安全标准，需要施工企业和项目经理部建立起相应的管理细则和管理人员。

脚手架安全技术规范是实施规范化管理的依据，其编制工作已进行近20年，目前己公布实施的有《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130－2001）、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 128－2000）以及对附着升降脚手架管理的暂行规定等。