当前,正值“七下八上”防汛关键期,强降雨等极端天气对施工安全带来了严峻挑战,脚手架、桩机、起重机械等设施容易因积水、地基软化等问题引发坍塌事故,威胁施工人员生命安全。如何强化汛期施工工地安全管理,采取切实举措保障施工安全?本报特别邀请中国建筑一局(集团)有限公司项目管理部助理总经理董海亮,深入剖析汛期施工工地架体及机械设备存在的安全隐患,分享经验做法、典型案例,科学有效地做好防范和应对。
高度重视极端天气影响
中国建设报:对于施工工地架体及机械设备而言,暴雨会对施工产生哪些安全隐患?
董海亮:暴雨时及暴雨过后如果排水不当或排水不及时,容易造成架体、桩机、起重机械的基础积水,积水可能会浸泡侵蚀甚至冲刷基础,导致基础承载力下降或基础不均匀沉陷,基础承载力和变形无法满足使用要求。雨水浸入或冲刷基础,有些情况从外表可能看不到,看不到就认为没有隐患,也就没有进行处理整改,按照住房城乡建设部印发的《房屋市政工程生产安全重大事故隐患判定标准(2024版)》判定依据,这些都属于重大事故隐患,所以必须要高度重视。
中国建设报:上述提到的安全隐患会产生哪些危害呢?请结合具体案例说明。
董海亮:对于脚手架、模板工程及支撑体系架体而言,如果存在架体基础承载力下降或基础不均匀沉陷,会导致架体结构发生变化,立杆受力偏心,架体产生侧向变形及位移,非常容易导致架体失稳坍塌。2015年4月11日,河北省新乐市金地建材市场商业楼项目在浇筑混凝土过程中模板支撑架体发生坍塌。这起事故的原因是多方面的,包括模板支撑架体立杆基础、立杆、水平拉杆设置不符合要求,架体内部未设置扫地杆,未设置纵、横向支撑及水平垂直剪刀撑,支撑架体与周边主体框架结构未采取固定措施等。而最主要的是事故发生前两天刚经历过大风和暴雨,模板支撑架体基础不均匀沉降,项目没有进行加固处理,致使架体承载能力降低、稳定性不足,混凝土浇筑过程中施工荷载超过模板支撑架体的最大承载能力,模板支撑架体整体失稳坍塌。现场勘察发现,模板支撑架体立杆基础未设置防水、排水设施,立杆底部未铺设符合要求的垫板。这起事故说明架体从一开始基础就未按照要求设置,暴雨过后模板支撑架体基础不均匀沉降也没有进行加固处理,这是导致事故发生的主要原因。
对于打桩机而言,在运行作业及停放时,地面塌陷非常容易导致打桩机失稳坍塌。2023年8月7日,福建省福州市六一路华林路口处,一工地内,正在施工的打桩机坍塌。虽无人员伤亡,但造成该区域交通严重拥堵。这起事故的原因是暴雨流沙冲袭导致工地作业面松软,打桩机作业位置塌陷导致失稳坍塌。这起事故说明暴雨后项目未对施工作业面进行平整、换填、加固、夯实,作业面软硬不平、局部塌陷是事故发生的主要原因。
对于起重机械(如塔吊)而言,如果基础不均匀沉降非常容易导致失稳坍塌。2020年8月6日,山西省太原市大宁堂药业技术中心项目发生一起塔式起重机坍塌事故,无人员伤亡,但造成较大的经济损失,包括塔吊报废、项目楼体结构受损、相邻企业公寓楼受损等。这起事故的原因,首先是塔吊基础设计方案不合理、施工质量不合格。其次是塔吊基坑周边排水系统不畅,事故发生时,连续暴雨致使塔吊基础严重积水。由于塔吊基础北侧是三排深层水泥搅拌桩止水帷幕墙,将积水完全封堵于塔吊基坑内,再加上钢筋混凝土基础下所填砂土层偏厚,帷幕桩在主体工程负一层完成后又向北侧产生倾斜,使基坑封堵土体与帷幕墙间形成裂缝,致使积水渗入到塔吊基础下部,并冲刷基础底部砂土层,进而加速北侧地基砂土向下产生塌陷变形,导致塔吊基础出现不均匀沉降而发生倾斜,最终塔吊失稳坍塌。现场勘察还发现,施工单位现场排水措施未按项目《雨季施工方案》要求执行,现场无挡水及应急排水措施。这起事故说明,项目未严格按照塔吊使用说明书要求制作基础,未按照要求设置基础排水措施,暴雨后雨水浸泡、侵蚀、冲刷塔吊基础,基础不均匀沉降,最终导致事故发生。
积极做好极端天气应对工作
中国建设报:脚手架、模板支撑等架体作为施工现场最常用的临时设施,在汛期面临着严峻考验。为降低汛期强降雨对施工安全造成影响,应该采取哪些措施防范安全风险?
董海亮:国家针对脚手架、模板支撑等架体基础设置有明确的安全技术要求。《施工脚手架通用规范》规定,脚手架基础应平整坚实,应满足承载力和变形要求,同时脚手架基础应设置排水措施,搭设场地不应积水。应对支撑脚手架的工程结构和脚手架所附着的工程结构进行强度和变形验算,当验算不能满足安全承载要求时,应根据验算结果采取相应的加固措施。
《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》规定,架体基础应坚实、平整,场地应有排水措施,不应有积水。土层地基上的立杆底部应设置底座和混凝土垫层,垫层混凝土标号不应低于C15,厚度不应小于150毫米。当采用垫板代替混凝土垫层时,垫板宜采用厚度不小于50毫米、宽度不小于200毫米、长度不少于两跨的木垫板。混凝土结构层上的立杆底部应设置底座或垫板。对承载力不足的地基土或混凝土结构层,应进行加固处理。
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》规定,立杆垫板或底座底面标高宜高于自然地坪50毫米~100毫米。
从以上规范要求看出,架体基础应坚实、平整,立杆底部按照规范要求应设置底座和垫板,其基础承载力和变形必须满足设计要求。同时,要按照要求设置排水措施,及时排除雨水积水。另外,暴雨来临前一定要检查排水沟等排水设施是否完好,排水是否畅通无堵塞,检查目的是保证暴雨时能够及时排水,尽可能减少和消除架体基础积水、被浸泡的可能。
中国建设报:在遇到强降雨天气时,打桩机作业区域的地基承载力往往会下降。在这种情况下,应该如何处理?
董海亮:施工前,需开展详细地质勘察,明确地下管线、孤石或空洞分布,制定专项施工方案,确保打桩机行走路线和站位点基础下无井、池、地下管道、空洞的存在。对行走路线和站位点进行整平压实,保证基础承载力满足打桩机的行走和使用要求。
作业时,履带式打桩机严禁两条履带分别分布在软、硬地面。步履式打桩机作业面必须整平压实,所有支腿必须按照使用说明书规定的位置和角度展开到位,特殊情况支腿下可增设路基箱,提高打桩机稳定性。
遇六级及以上大风和雷雨等恶劣天气时,应停止打桩机作业,应将打桩机顺风向停置,并增加缆风绳,必要时将桩架放倒。
作业后,应将打桩机停放在坚实平整的地面,将打桩机桅杆收回至45°以内,钻头或钻锤落下垫实,并切断动力电源,必要时应将桩架放倒,轨道式桩架应夹紧夹轨器。
暴雨后,项目要对施工作业面进行平整、换填、加固、夯实。防止施工作业面存在软、硬、不平的情况。
此外,雨季需增加设备巡检频次,重点检查基础排水措施和作业面平整度和软硬度。
中国建设报:除打桩机之外,起重机械面对强降雨天气时可以采取哪些防范措施?
董海亮:以塔式起重机和施工升降机为例,按照《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》规定,塔式起重机的基础及其地基承载力应符合使用说明书和设计图纸的要求、安装前应对基础进行验收,合格后方可安装,基础周围应有排水设施。塔式起重机的基础应按国家现行标准和使用说明书所规定的要求进行设计施工。施工单位应根据地质勘察报告确认施工现场的地基承载力。
《建筑施工升降机安装、使用、拆卸安全技术规程》规定,施工升降机地基、基础应满足使用说明书要求。对基础设置在地下室顶板、楼面或其他下部悬空结构上的施工升降机,应对基础支撑结构进行承载力验算。施工升降机安装前应按规定要求对基础进行验收,合格后方能安装。安装作业前,安装单位应根据施工升降机基础验收表、隐蔽工程验收单和混凝土强度报告等相关资料,确认所安装的施工升降机和辅助起重设备的基础、地基承载力、预埋件、基础排水措施等符合施工升降机安装、拆卸工程专项施工方案要求。
以上措施,要保证基础下的承载力和变形满足使用说明书要求,保证制作的基础(包括钢筋的规格、数量、间隔距离、绑扎方式,混凝土强度等级,螺栓、基础节规格强度等)要符合使用说明书要求。这是对起重机械基础最基本的要求,不按要求设置就可能存在重大事故隐患。
暴雨前,要对基础进行检查,重点检查基础周边土质是否有松动现象,是否会发生雨水渗入基础底部的可能性,如有可能性要对周边土质进行夯实并采用混凝土进行硬化,检查排水措施是否有效。同时,准备沙袋等防汛材料,在特殊情况下对基础及周边进行封堵;准备抽水设备,在暴雨期间不间断对浸泡基础的雨水进行抽水,尽可能消除起重机械基础被雨水浸泡。
中国建设报:除了汛期积水问题,大风也会对施工安全产生影响。在大风天气下,如何确保脚手架架体的稳定性和可靠性?
董海亮:按照《施工脚手架通用规范》要求,作业脚手架应按设计计算和构造要求设置连墙件,并符合下列要求:连墙件应采用能承受压力和拉力的刚性构件,并应与工程结构和架体连接牢固;连墙点的水平间距不得超过3跨,竖向间距不得超过3步,连墙点之上架体的悬臂高度不应超过2步;在架体的转角处、开口型作业脚手架端部应增设连墙件,连墙件竖向间距不应大于建筑物层高,且不应大于4米。
规范还规定,作业脚手架的纵向外侧立面上应设置竖向剪刀撑,每道剪刀撑的宽度应为4跨~6跨,且不应小于6米,不应大于9米;剪刀撑斜杆与水平面的倾角应在45°~60°之间。当搭设高度在24米以下时,应在架体两端、转角及中间每隔不超过15米各设置一道剪刀撑,并应由底至顶连续设置;当搭设高度在24米及以上时,应在全外侧立面上由底至顶连续设置。悬挑脚手架、附着式升降脚手架应在全外侧立面上由底至顶连续设置。
架体必须按照规范标准要求设置连墙件和剪刀撑,这是最基本要求,如果未按要求设置,脚手架架体受大风影响可能造成垮塌或坍塌。在大风天气来临前要检查架体连墙件和剪刀撑是否按照规范要求设置,是否有松动现象,该加设就加设、该紧固就紧固,必要时可临时采取增加连墙件和剪刀撑、增加斜撑等加固措施,以提高架体抗风能力。检查脚手板、安全网、钢板网和挡脚板是否固定牢固。此外,要及时清理架体上所有的材料(包括零散构件、遗撒的混凝土、其他垃圾等),防止被大风吹落造成人员伤亡和财产损失。
稳步推进复工前安全检查
中国建设报:当发现架体或机械设备出现倾斜、沉降等险情时,现场人员应该按照怎样的程序进行紧急处置?
董海亮:当发现险情时,要立即撤离险情影响范围内的所有人员。针对架体倾斜、沉降等险情,在保证安全的情况下根据具体情况对架体基础进行加固稳定,同时在不同高度采取增加拉结的方式进行加固,减少架体倾斜、沉降的进一步恶化;在保证安全的情况下根据具体情况制定架体拆除方案,拆除倾斜、沉降架体。特殊情况可聘请相关专家到场指导加固和拆除工作。
针对起重机械倾斜、沉降等险情,在保证安全的情况下可以通过调整基础水平度和塔身垂直度等方法消除险情。但倾斜、沉降严重,安全无法保证的情况下就不能随意去进行调整,应聘请相关专家到场指导并进行安全技术论证,必要时可请专业的抢险队伍进行加固和拆除工作。
中国建设报:极端天气过后,复工前检查是保障施工安全至关重要的工作。对于脚手架、起重机械来说,哪些关键部位须重点关注?
董海亮:《施工脚手架通用规范》规定,大雨及以上降水后,应对脚手架进行检查并形成记录,确认安全后方可继续使用。
大雨及以上降水后要对脚手架进行检查,尤其要检查基础是否有积水、基础是否有不均匀沉降;立杆垫板与基础面是否接触良好,有无松动或脱离;连墙件是否存在缺失或松动;各连接位置是否牢固可靠;各构件是否存在开焊、开裂等情况,如发现异常应及时进行处理,确认安全后方可继续使用。
如果架体有异常,要及时进行相应的加固处理,主要包括以下几方面的加固处理措施:
对基础下沉、塌陷的位置采用C25混凝土进行浇筑填实;对立杆悬空的情况,采用木头楔子塞紧,确保支撑稳固;对悬空的立杆增加可调立杆,立杆根据下沉情况进行调节,确保立杆与基础支撑有效;全数检查脚手架的连墙件,发现因施工被拆除的应立即补充,因沉降导致变形或松动的应立即加固,特殊情况可增加连墙件;对各连接点松动位置进行调整、紧固和加固,对存在开焊、开裂的构件进行更换;加强日常巡查,安排专人每日对脚手架的巡查、监测不少于一次,检查架体基础及架体下沉变形情况,标记并记录数据。
在做好上述事项的基础上,若架体基础继续发生较大的下沉或变形,应采取以下措施:按上述方案继续进行基础加固处理;采用钢丝绳与建筑结构拉结以减轻架体对基础的荷载;对于下沉或变形过大已不具备使用条件的架体,应拆除后重新搭设,拆除时一定要在确保安全的情况下进行。
对于起重机械来说,极端天气过后复工前检查工作一定要做,而且要做实,不可流于形式、走过场。
以塔吊为例,检查工作主要包括两方面。
首先是对基础的检查。检查塔吊基础周边是否还存有积水,如果有要及时排除;塔吊基础底部是否被冲刷,对被冲刷的地方用混凝土进行浇筑填实;测量基础水平度和塔身垂直度是否符合规范要求,如超出规范要求,在保证安全情况下通过基础低侧底部注浆、基础高侧顶部放置压重的方法,让低侧不再下沉、高侧下压,从而调整基础水平度、塔身垂直度以达到规范要求。
其次是对塔吊的全面检查。检查结构是否存在开焊、开裂、严重锈蚀、塑性变形;连接螺栓、销轴是否存在缺失或失效;安全装置是否存在失效、破坏;零部件(包括制动器、钢丝绳、滑轮等)是否达到报废标准;配电箱、电缆等电气设备设施是否正常。对存在的问题进行全面整改后方可复工。
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