摘要
脚手架在建筑行业中占有十分重要的地位。我们国家也对针对脚手架的施工、管理等各方面给出了详细的要求。要知道在每年的建筑工程事故中，有一大部分事故就是脚手架的搭拆不规范，管理人员安全知识匮乏引起的，所以对建筑工程中脚手架的施工、安全管理的研究与优化是十分重要的。
本文通过研究了解国内外建筑工程脚手架的发展与形成，了解脚手架的重要组成构件，了解其组成构件在质量、力学上的要求。研究脚手架的种类，脚手架的施工过程中、管理过程中存在的危险因素，针对这些危险因素进行详细的分析，最终找到一个减少脚手架的安全事故的管理方法。
关键词：脚手架工程；安全管理；施工过程
第1章绪论
1.1研究背景
在建筑修建过程中脚手架是必不可少的建筑工具。当在高空施工作业时，施工人员就可以踩在脚手架上，为施工人员提供落脚点与安全防护。当施工人员在危险的高度作业时，脚手架防护网能提供一定的保护作用，也可以防止物体从高处坠落。另外脚手架还可以实现一些短距离的运输工作，提高作业人员的施工的效率。为此脚手架在建筑过程中占有十分重要的地位。
建筑行业安全事故发生次数以及死亡人数在国内各个行业里居前三的地位[1]。为此我国不断更新有关脚手架的使用规范，并要求相关的施工单位、制造单位都要按其规范进行合法的施工作业、生产经营。规范要求从脚手架的质量上保证脚手架的安全，严格执行脚手架搭设与拆卸流程，以保证施工人员的安全。但是在每年还是会有脚手架的脚手架安全事故发生，其中占主要部分的就是脚手架错误施工与管理不善造成的事故。那么我们要如何减少脚手架事故的发生，减少脚手架施工与管理过程中存在的安全隐患。这是一个值得我们探究的问题。
从系统工程学的角度出发，当人子系统、机器子系统、环境子系统三个系统所处的状态不安全、不稳定时，就会有发生事故的可能。要知道组成系统的内部部分之间的关系是相互影响、相互制衡、相互作用的只要其中一个组成部分出现问题，那么对整个系统都会有一定的影响。所以针对脚手架的安全事故我们需要将其看成为一个系统，从施工人员、脚手架构件、施工环境和安全管理方式上做一个全方位的分析。最终通过分析的结果给出合理且可行的意见和建议。
1.2国内外脚手架的发展现状
脚手架的出现和成型是一个缓慢的过程，几乎每一个新型脚手架的出现都体现了发明创作人对提高建筑物修建的高度与速度，提高施工人员的工作效率的观点。通过对建筑工程脚手架发展过程的研究，能更好的让我们看到脚手架构件的发展与国内外脚手架的发展差距。
1.2.1国外脚手架研究现状
在早期的脚手架国外采用的是竹子与木头为原材料制作，但是由于木头与竹子的材质强度低，耐用性差，且着火的几率大，所以慢慢的这类脚手架就被淘汰了。
在20世纪初期，由连接件、钢管等组合的钢管支架被英国人首先发现，通过英国人后期的发展与完善，最终出现了第一批扣件式钢管支架。
在20世纪30年代，一种新型的单管钢支柱在国外出现，特点是可人为调节其高度。该类钢支柱的优点是更加的精确，其可靠性也十分好。
在20世纪50年代，美国研究并发明出了门式支架，就是我们如今的门式脚手架，门式脚手架拆装简单，由很好的承载能力。在50年代时扣件式钢管脚手架在日本被广泛应用。
在20世纪80年代，房屋的高度越来越高，高楼的修建成为了一种流行，一般的脚手架已经不能在高楼中使用了。悬挑脚手架频繁搭拆对施工安全不利，而且增加人工成本，进入新世纪后，出现了爬升脚手架，利用机械动力，将悬挑脚手架分段或整体向上提升[2]。
1.2.2国内脚手架研究现状
在早期，我们国家在建筑工程中使用的是竹木脚手架，但是在时代的不断发展与更新中，新型的脚手架逐渐取代了竹木脚手架的位置，新型的脚手架相对于竹木脚手架而言更加的便捷，并且新型脚手架的材质更加的便捷、轻巧、强度大，使用周期也更长，大大的促进了我们国家建筑行业的发展。
在20世纪60年代，中国的建筑行业就已经开始使用扣件式钢管脚手架，因为我们发现和竹木相比较，扣件式钢管脚手架搬运会更加的便捷、加工也更加容易，所以在当时在建筑行业中取代了竹木。直到在70年代的后期，扣件式钢管脚手架才在中国被普遍应用。
在20世纪80年代初期，中国引入了国外的门式脚手架、碗扣式脚手架，并且在我们国家的建筑行业中占有很大的使用价值。其中碗扣式脚手架被大量使用。
在20世纪90年代初期，我国引进国外先进的脚手架技术，并且通过对其技术的研究，研制并开发出多种新型脚手架，如塔式脚手架或各种，类型的爬架。
目前，我们国家在脚手架研制与创新上已有一定的成就，但是与国外相比，在制作技术和质量上仍然存在一些不足，需要有人不断的创新与发展，最终实现减少脚手架的安全隐患，提高脚手架的质量的目的。
国家现行规范，2011年在我国又新发行了扣件式脚手架的相关规范，扣件样式的脚手架搭设要求与计算办法在规范中得到了更加详细与全面的描述，脚手架材料的要求，荷载标准等也更加完善。同时建筑行业其他规范也正式施行。
1.3建筑工程脚手架研究目的
安全不是绝对的，危险隐藏在安全之中，在施工过程中一个心理，一个微小的动作往往就是引起灾难的危险源头，所以我们需要通过分析，增强对建筑工程脚手架的施工安全管理，减少脚手架事故的发生，通过各种理论分析安全事故成因，给出符合实际的可行性建议，能进一步规范脚手架操作人员的行为，提高操作人员的安全意识，保障作业人员的安全。其最终目的就是减少建筑工程脚手架施工过程中的伤亡事故，为今后建筑工程脚手架的研究与发展提供资料和依据。
1.4建筑工程脚手架研究意义
脚手架的安全事故几乎每年都会发生，事故的人员伤亡与财产损失对企业和国家来说都是沉重的伤害。建筑施工脚手架作为施工场所的重大危险源[3]，对建筑工程脚手架进行研究是十分必要的，通过对脚手架的研究可以有利于国家和政府对施工企业实行宏观的控制与监督，降低施工企业危险事故的发生概率与经济损失。通过对脚手架的研究可以提高施工企业对脚手架的安全管理水平，保障施工人员的作业安全。通过对脚手架的研究可以对脚手架事故的发生做出预防与预测。所以不管从施工人员安全保障和降低经济损失的角度来看，对建筑工程脚手架的研究很有意义。
第2章脚手架的组成及使用范围
脚手架常用于房屋建筑工程、市政工程等施工领域[5]。搭设出一个完整美观的脚手架，需要施工人员有丰富的搭设经验。脚手架我们要详细的了解脚手架的组成与使用范围才能更好对脚手架的安全隐患进行全面的分析。
2.1脚手架的构配件
2.1.1脚手架的构配件与规范
现在很多施工现场常用的脚手架为扣件式，扣件式脚手架的构件种类繁多，不同构件在材料、性质、受力等各方面有不同的要求。
表2.1扣件式脚手架构件要求
| 序 号 | 构件 要求 | |
| 1 2 3 4 | 钢管 扣件 脚手 板 可调 托撑 | 根据构配件要求，钢管的每一根质量应在25kg，φ48.3×3.6钢管更加适用于脚手架的钢管配置。 脚手架的扣件要用可锻铸铁与可锻铸钢进行制作，当脚手架扣件螺栓拧紧后力矩达到了65N•m时，要求不 能出现损坏。 在施工过程中木脚手板厚度要大于50mm，木脚手板的两端位置，要用镀锌的钢丝箍两圈，对镀锌钢丝的 要求是其直径不能小于4mm 可调托撑的螺杆外径应在36mm。可调托撑的螺杆与支架托焊接时，其焊缝的高度在6mm。可调撑托的支托 板厚度大于5mm，且可调托撑受压承载力设计值不能小于40kN。 |
脚手板分为不同种类，不同的脚手板在搭设时有不同的自重标准值要求。如下表2.3。当脚手板自身的重量超出规范的标准值时，就会造成脚手架所受的荷载增加，较为严重的情况下会导致脚手架倒塌。
表2.2脚手板自重标准值
| 序号 | 种 类 | 标准值(kN/m2) |
| 1 | 冲压钢脚手板 | 0.30 |
| 2 | 竹串片脚手板 | 0.35 |
| 3 | 木脚手板 | 0.35 |
| 4 | 竹笆脚手板 | 0.10 |
2.1.2脚手架常用术语
在脚手架的使用过程中常常会用到很多术语，各术语都有其自身的含义。如表2.4脚手架常用术语，对专业的名词做出了详细的解释。
2.1.2立杆、横杆、纵杆的搭设规范
立杆与纵向水平杆搭接位置是立杆在外，纵向水平杆在内。同时在搭设过程中要求，每根纵向水平杆的长度不能小于3个立杆之间的距离。两根相平的行纵向水平杆连接头不能出现在同跨、同步里面；两根平行的纵向水平杆的连接头位于同一横向水平杆两侧时，要求两个连接头之间的距离应大于500mm。如图2.1。图2.2。
如果地面存在陡坡，上下地面存在的高度差为1m，我们搭设的立杆一根位于坡顶面，一根位于坡底面，就要在有高度的位置重复设置两根平行的纵向水平杆。两根纵向水平杆的距离必须跨越3根立杆并固定。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm[6]。
2.2脚手架的使用范围
落地式脚手架：该脚手架可以从地面开始搭设，根据搭设的方式可以分为单排落地脚手架与双排落地脚手架。可以用于民用建筑、工业建筑、其他临时建筑的骨架等，落地式脚手架如图2.4所示。
整体爬升式脚手架：该脚手架可以用于40层以上的建筑施工上，也可以用于当楼层高于16层楼以上的一些结构，如框架、筒式等结构。超高层的建筑，在施工过程中升爬式脚手架的所用量应该在30%~50%之间。整体爬升式脚手架悬挑脚手架：用于每一层悬挑，也可用于多层悬挑，高层可以分为很多个阶段，各个阶段的搭设高度要控制在25cm，如果悬挑架成为了脚手架的一部分，那么悬挑脚手架的搭设可以超过50cm。悬挑脚手架可用于超高层楼房、也可以在建筑的四周都是裙房的情况下使用。分阶段对悬挑脚手架进行搭接的情况是在建筑实际高度大于设计的高度上实现的。
碗扣式脚手架：立杆、顶杆、横杆、斜杆、支座、碗扣节点等组成的构件[7]。如图2.7。碗扣式脚手架有两种类型。
单排碗扣式脚手架又分为3种形式，第1种形式是当框宽*框高为1.8*1.8时，其适用于一般外装修和维护。第2种形式是当框宽*框高为1.2*1.2时，其只适用于一般外装修。第3种形式是当框宽*框高为0.9*1.2时，其只适用于载重施工。
双管碗扣式脚手架分为：轻质双管碗扣式脚手当廊道宽*框宽*框高为1.2*2.4*2.4时，其适用范围为一般外装修和维护等。普通双管碗扣式脚手当廊道宽*框宽*框高为1.2*1.8*1.时，这种脚手架是结构施工常用的。重型双管碗
扣式脚手当廊道宽*框宽*框高为1.2*1.2*1.8/1.2*0.9*1.8时其适用于载重和高脚脚手架的底部。
扣件式脚手架：为工程施工而搭设的、承受荷载的由扣件和钢管等构成的脚手架与支撑架[8]。扣件式可用于当墙体的厚度等于1800mm或小于1800mm时，也可以用于质量比较轻的墙，可用于砖头砌成的墙体，要求砂浆的配合比
小于或等于1：5.27：1.16。用于当建筑的高度大于24m的时候。可以用于组装井字架。
第3章脚手架常见事故类型及原因分析
3.1脚手架事故
脚手架工程是建筑工程中重要的一项内容，其搭设的合理性会对工人的人身安全带来一定影响[9]。搭设时，要了解构件的材料、强度上是否存在问题。劣质、不符合要求的材料会降低构件的自身强度，也会增加脚手架发生事故的机率。最终照成严重的人员伤亡、大量的财产损失，对社会造成严重的影响。
3.1.1事故理论
脚手架事故的发生是由于在脚手架的施工过程中有人的行为与思想错误、物的状态不稳定。是怎样导致事故发生，人与物它们之间又有何联系，其中对它们关系描述最受世人认可的就是因果联锁理论、轨迹交叉理论。
海因里希认为事故发生是按照一定的次序发生的，且其中存在因和果。该事故认为事件链中原因大部是人的错误，而且联锁反应中前排到后排必到的规律太绝对。
轨迹交叉理论认为人与物处于相同重要的地位。人存在的不安全行为、物自身的不安全状态、管理因素的缺失，如果这3个要素在时空上发生交叉就会导致事故的发生。
事故致因理论可以得出，脚手架事故的发生有偶然性、随机性，但是事故存在有是必然性也有规律性可言的。如在安全事故中经常涉及到的事故法则1：29：300，该法则是一个评价事件严重程度的标准。事故的发生可以认为是多层次的，事故致因的多种因素都可以归纳为“人”“物”两大类，同时还需要考虑环境和管理的因素。
3.1.2事故类型
经过对文献进行研究，对事故进行调查与分析，脚手架出现了不同的事故类型。如表3.1所示。
表3.1脚手架事故类型
| 序 号 | 事故 | 原因 |
| 整架倾倒、局 1 部垮塌 缺少必要构件，未按规定数量和要求搭设连墙件；任意拆除必不可少的杆件和连墙件；构件承载 整架失稳、垂力不足或严重超载；地基出现大规模不均匀沉降 2 直坍塌 | ||
| 续表3.1 脚手架事故类型 | ||
| 序号事故 原因 | ||
| 3 4 5 | 人员高处坠落 作业层未设置围护栏；作业层脚手架未铺满或架面与墙间隙大；脚手板或杆件固定不牢靠 落物伤人 作业人员高空抛掷构件；架体上的物品乱堆放；整架或局部垮塌 不当操作事故 作业人员未持证上岗作业；施工企业未进行定期安全培训；现场安全管理人员监督不到位 | |
总结以上的脚手架事故可知，事故的主要原因都是人存在不安全的行为，物存在不安全的状态和管理疏忽引起的，所以脚手架施工过程中要着重关注人、物和管理上的问题才能从根本上减少脚手架事故的发生。
3.2脚手架安全问题与解决方案分析
3.2.1脚手架存在的安全问题
脚手架会存在以下安全隐患：脚手架自身出厂质量，没有达到国家现行规范要求；未设置剪刀撑或剪刀撑在进行搭设时出现错误，导致钢管所受荷载发生变动。架子工未按规定或专项施工方案搭设，未能及时发现脚手架安全事故隐患[10]。脚手架的构架没有进行定期的维护保养，造成脚手架损坏严重，加大了经济损失。
3.2.2脚手架问题的解决方案
首先统一脚手架的材料等。建设各方及政府监管部门应加强脚手架产品的进场复验管理[11]。若施工单位的负责人认为脚手架的构件存在问题，可以与检查脚手架材质标准的公司验证。同时提高脚手架的制作工艺。对脚手架的搭设与拆卸严格按照规定进行，一定要做好防护措。其次定期对脚手架的构件进行保养、维护，提高脚手架的使用寿命，减小经济损失。施工单位领导和管理人员要多外出与其他公司一起交流项目，要善于发现其他施工单位的管理优点并学习。提高自身的技术水平，从根本上解决外脚手架存在的安全问题[12]。
3.3施工作业人员的管理
3.3.1作业人员危险隐患不安全行为
由于施工企业项目部多，地点分散，各种检查很难全面铺开[13]。许多施工单位的人员安全管理有纰漏、疏忽，文化水平低下的工人更容易造成事故发生，在它们的认知中，长久以来生活经验占他们作业的主导地位。在脚手架搭设、拆除过程中没有佩戴好劳动防护用具，操作人员安全意识较低，没有接受过专业的技能培训。在脚手架上进行作业时，作业人员将所用的材料、构件乱堆、乱放，使物品集中在同一受力点，导致出现脚手架的连接钢管出现弯曲变形，最后导致整个脚手架坍塌。以上都是脚手架施工人员在施工过程中可能存在的隐患。在脚手架施工的整个过程中都需要排查隐患。
3.3.2对作业人员的管理措施
为了保障施工人员的安全，施工企业必须在脚手架搭设、拆除前，对作业施工人进行安全培训。安全员必须每时每刻对现场施工作业人员进行监督和检查。在开始施工时，现场的安全管理人员应严格检查现场施工人员的作业证书，如果出现无证作业，因及时制止，待作业人员取的相应的作业证书，才可进行作业。要求相关技术操作人
员、管理人员、设计人员以及维护人员必须持证上岗，每一个施工人员必须要有相应的从业资质[14]。在进行脚手架上进行作业时，禁止作业人员将所用的材料、构件乱堆、乱放，避免使物品集中在同一受力点，导致出现脚手架的连接钢管出现弯曲变形。
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