陜西土木建筑網(wǎng)首頁 > 建筑論文 > 建筑施工 > 鋼管腳手架坍塌事故淺析

摘要：扣件式鋼管腳手架在行業(yè)中具有構(gòu)造靈活、使用方便等諸多優(yōu)點，但近些年來此種腳手架卻事故頻出。因此，本文就鋼管腳手架存在安全隱患的現(xiàn)狀、成因、主要問題和對策進行了簡明扼要的論述和分析，以此防微杜漸，供各有關(guān)施工單位人員參考。...

 鋼管腳手架坍塌事故淺析

朱書勤  孫富田  武 瑋

西安市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站

    一、現(xiàn)狀

    目前國內(nèi)建筑行業(yè)使用的腳手架主要有扣件式鋼管腳手架、門式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架和承插型盤扣式鋼管腳手架。扣件式鋼管腳手架具有構(gòu)造靈活、使用方便等諸多優(yōu)點，在建筑行業(yè)中占有絕對高的使用優(yōu)勢，但近些年來國內(nèi)發(fā)生的腳手架安全事故也都出現(xiàn)在此種腳手架上，故本文重點對扣件式鋼管腳手架加以分析。

    以下是施工現(xiàn)場扣件式鋼管腳手架在搭設(shè)中的常見錯誤做法：

    1、鋼管腳手架構(gòu)配件材料進入施工現(xiàn)場，多數(shù)施工單位忽視對鋼管及扣件等材料按規(guī)范的要求進行檢查與驗收。

    2、忽視對腳手架及其地基基礎(chǔ)進行檢查與驗收；忽視腳手架搭接構(gòu)造技術(shù)要求，忽視搭接允許偏差與檢驗方法的檢查規(guī)定。

    3、在腳手架搭設(shè)過程中，立桿接頭大部分在同一水平面上，立桿間距很大程度上不符合規(guī)范和方案中的要求，個別立桿存在搭結(jié)現(xiàn)象，可調(diào)托撐普遍超長，從而造成腳手架支撐承載力不足。

    4、對掃地桿重要性缺乏正確的認識，認為只要立桿根部不移動即可。

    5、水平桿的連接多為一個方向水平桿扣接在立桿上，另一個方向的水平桿則扣接在先搭設(shè)的水平桿上，簡單的將縱橫向水平桿搭設(shè)起來，不能形成有效的承載力框架體系。

    6、沒有考慮直角扣件擰緊力矩(不用力矩扳手進行操作)對于架體承載力的影響，且施工搭設(shè)架體過程中扣件擰緊程度普遍不夠，有超過一半以上扣件扭矩未達到規(guī)范規(guī)定的最低值。

    7、對于超高部分的架體，甚至有未設(shè)水平、垂直剪刀撐的現(xiàn)象。

    8、在施工順序上，砼澆筑專項施工方案不是先澆筑墻、柱等豎向構(gòu)件再澆筑梁、板等水平構(gòu)件，而是一次（一起）澆筑；不是澆筑區(qū)域平面有高差時，先澆筑低區(qū)部分，再澆筑高區(qū)部分，而是高低區(qū)一起澆筑。

    9、在施工管理制度和程序上，只重視對模板的平整度、軸線、截面尺寸的監(jiān)督管理，而對腳手架架體搭設(shè)管理、檢查與驗收則明顯缺失。

    二、成因

    通過對近年腳手架有關(guān)隱患、事故的調(diào)查分析，大致可把成因歸納為材料、設(shè)計、施工和監(jiān)管等方面。

    1、材料：由于扣件式鋼管腳手架在建筑工程施工中應用廣泛，其使用量高達70%以上，現(xiàn)實情況如下：Φ48×2.7～2.8mm規(guī)格的鋼管充斥市場，與規(guī)范規(guī)定的Φ48.3×3.6mm相差甚大，規(guī)范規(guī)定鋼管壁厚小于3.24mm為不合格品，無可奈何壁厚為3mm及以上的鋼管無法購買（租賃）到，問題就在此，實際工程中都普遍使用這種不合格的鋼管。

    既然使用了這種不合格的鋼管，就應該對其強度進行折減，但在施工方案設(shè)計計算書中，仍按照3.6mm壁厚進行計算，這樣承載力計算結(jié)果就偏大，增加了使用過程的不安全因素。另外，鋼管經(jīng)常年使用產(chǎn)生變形、彎曲、銹蝕嚴重、局部變薄，導致鋼管承載力的降低，給腳手架帶來了安全隱患。

    更嚴重的是，扣件的質(zhì)量合格率低，在施工現(xiàn)場隨機抽樣檢查，幾乎所有施工工地的扣件抗滑移承載力達不到規(guī)范的要求，這些扣件經(jīng)多次周轉(zhuǎn)使用還存在磨損嚴重，而且維護保養(yǎng)不到位的現(xiàn)象，致使扣件式鋼管腳手架承載力大大降低。

    2、設(shè)計：許多設(shè)計人員對扣件式鋼管腳手架的剛度和穩(wěn)定性驗算不正確，計算書往往漏算荷載；多數(shù)施工單位忽視扣件式鋼管腳手架的設(shè)計計算工作，總是憑借以往的施工經(jīng)驗進行現(xiàn)場搭設(shè)，未按照規(guī)范要求進行設(shè)計計算；不按規(guī)范要求進行連墻件、剪刀撐、掃地桿等安全構(gòu)造措施的搭設(shè)；對規(guī)范規(guī)定的計算要求認識不清，所采用的設(shè)計計算簡圖與施工現(xiàn)場搭設(shè)的狀況不符；忽視施工現(xiàn)場最薄弱節(jié)點安全隱患的檢查；施工方案針對性、可操作性差，沒有嚴格的檢查驗收標準或制度。

    3、施工：絕大多數(shù)施工單位的工程項目技術(shù)人員對現(xiàn)場實際操作人員進行技術(shù)交底時，未做詳細的逐項危險源的講解分析，在專業(yè)技術(shù)人員技術(shù)業(yè)務水平較差的影響下，現(xiàn)場操作人員搭設(shè)腳手架架體的質(zhì)量安全是很難得到保障的。例如搭設(shè)數(shù)據(jù)不符合規(guī)范及設(shè)計方案要求，扣件擰緊力矩較低，未按要求搭設(shè)剪刀撐、連墻件，沒有頂墻抱柱措施，私自減少搭設(shè)桿件，立桿基礎(chǔ)未夯實也不平整，立桿底部未設(shè)置墊板，個別立桿底部懸空，未設(shè)置掃地桿等，造成腳手架整體穩(wěn)定性不足。搭設(shè)完成后，架體局部堆放建筑材料，放置施工設(shè)備等，導致荷載加大，從而造成桿件的局部失穩(wěn)，在隨后的砼澆筑過程中，很容易造成腳手架的整體坍塌。

    現(xiàn)場施工人員未經(jīng)過嚴格培訓，流動性大，責任性不強也是主要原因之一。。

    4、監(jiān)管：多數(shù)施工現(xiàn)場的項目技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)業(yè)務水平不高，對腳手架搭設(shè)認識不清，現(xiàn)場操作人員流動性大，更換頻繁，技術(shù)交底、安全培訓落實不到位，對搭設(shè)的架體未進行嚴格的檢查與驗收或現(xiàn)場危險源識別不清，隱患未及時排除，從而造成腳手架整體承載力降低而存在安全隱患。

    三、主要問題

    1、鋼管腳手架搭設(shè)高度較高時，由于鋼管高度限制，立桿必須接長，通常采用對接扣件。目前規(guī)范和理論計算時，不考慮此連接點存在，而是按整個整長立桿計算，計算立桿內(nèi)力時不考慮此連接點的特殊情況；實際上此連接點是立桿中的薄弱環(huán)節(jié)。只要立桿稍有偏心，就會導致該連接點處變形增大，架體坍塌在此部位首先發(fā)生；搭設(shè)高度較高時，模板支撐系統(tǒng)立桿中對接扣件連接點較多，理論上水平或縱向桿件對立桿起到一定側(cè)向支撐作用，計算時不考慮有側(cè)向變形。實際上，搭設(shè)高度較高時，側(cè)向變形不可能不存在，一旦側(cè)向變形較大時，該節(jié)點處產(chǎn)生彎曲變形，改變原計算力學數(shù)學模型，致使立桿鋼管應力突然增大產(chǎn)生失穩(wěn)，導致整個支撐系統(tǒng)破壞而發(fā)生坍塌事故。

    2、模板支撐腳手架搭設(shè)高度較高時，鋼管支撐腳手架體系往往缺少側(cè)向約束，故側(cè)向穩(wěn)定性較差，在外荷載作用下，極易發(fā)生側(cè)向坍塌事故。

    3、立桿與水平鋼管桿件連接采用扣件，實屬于鉸接方式，其穩(wěn)定性要靠水平及垂直方向的剪刀撐，但規(guī)范規(guī)定剪刀撐間距又較大。

    4、鋼管腳手架搭設(shè)的模板支撐系統(tǒng)，外腳手架，在計算時，其計算模型與實際出入較大，計算簡圖結(jié)構(gòu)節(jié)點為剛性連接，各桿件交于一點。而鋼管搭設(shè)的模板支撐系統(tǒng)、外腳手架立桿與橫桿、斜杠采用扣件連接，一個扣件只能連接兩根桿件，故其所有桿件不可能交于一個節(jié)點，這就產(chǎn)生了偏心問題。其力學數(shù)學模型也無法考慮這個問題。扣件連接其鎖扣能力，直角扣件鎖扣能力在現(xiàn)行國家標準《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2011》中定為8kN，實際只有6kN；對接扣件定為3.2kN，實際為2.5kN，與鋼管本身強度相差懸殊，不相匹配。模板支撐系統(tǒng)與腳手架和主體進行必要連接，規(guī)范和設(shè)計都要求為剛性連接，但現(xiàn)場實際與要求差距較大，無法滿足剛性連接要求。

    立桿與橫桿連接均采用扣件，故節(jié)點構(gòu)造屬鉸接，這樣組合安裝的支模架和腳手架均為鉸接節(jié)點，故該結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的；其側(cè)向穩(wěn)定要依靠與主體連墻件連接和剪刀撐的作用，從結(jié)構(gòu)力學的觀點看，其穩(wěn)定性較差，一旦架體與主體結(jié)構(gòu)連接失效或剪刀撐數(shù)量較少時，均可導致整體腳手架坍塌事故發(fā)生。由于支模架與腳手架節(jié)點為鉸接，不具備超穩(wěn)定結(jié)構(gòu)特點，只要有一個節(jié)點失效，會導致鄰近桿件產(chǎn)生較大的應力和變形而出現(xiàn)失穩(wěn)，從而導致腳手架坍塌事故發(fā)生。

    四、預防措施及對策

    1、立桿穩(wěn)定性應按偏心受壓桿件進行計算。

    2、宜適當折減扣件抗滑能力。

    3、規(guī)范規(guī)定壁厚小于3.24mm的鋼管扣件均為不合格產(chǎn)品，且不得進入施工現(xiàn)場，但市場上充斥的鋼管壁厚基本上都在2.7～2.8mm，難以滿足規(guī)范要求的鋼管規(guī)格，因此鋼管的設(shè)計承載力應按照實際規(guī)格予以折減。

    4、減少立桿鋼管的偏心荷載。

    5、適當增加剪刀撐布置數(shù)量，提高支模架和腳手架的抗變形能力。

    6、盡量增加架體與主體結(jié)構(gòu)的剛性連接。

    7、對荷載較大的支模腳手架，必須采用對接扣件連接立桿，且立桿頂部應采用可調(diào)頂托，使荷載通過底模方木直接傳遞給立桿，使立桿受力均勻。

    8、應重視《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）（以下簡稱JGJ130）與《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ162-2008）（以下簡稱JGJ162）之間在使用上的差異，應在設(shè)計時從以下方面確保腳手架架體安全：

   （1）荷載取值與組合，JGJ130規(guī)定比JGJ162合理，且偏于安全。

   （2）受壓桿件的計算長度值，按JGJ130計算偏于安全。

   （3）腳手架搭設(shè)高度，JGJ130第6.9.1條規(guī)定滿堂支模架搭設(shè)高度不宜超過30m，而JGJ162沒有腳手架搭設(shè)高度的限制。

   （4）可調(diào)托撐的伸出長度，JGJ130第6.9.1條規(guī)定，立桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點的長度不應超過0.5m；第6.9.6條規(guī)定，可調(diào)托撐螺桿伸出長度不宜超過300mm。

    JGJ162未明確立桿伸出頂層水平桿至支撐點的長度限制，但規(guī)定（第6.1.9條2款）可調(diào)支托螺桿伸出鋼管不大于200mm。

   （5）立桿地基承載力折減系數(shù)，JGJ162取值規(guī)定偏于安全。

   （6）腳手架架體與主體結(jié)構(gòu)的剛性連接的水平及豎向間距規(guī)定相同。剛性連接的設(shè)置JGJ162較為合理，偏向安全。

   （7）豎向及水平剪刀撐的設(shè)置，JGJ130偏于安全，JGJ162便于實施。

    五、施工管理

    1、加強對腳手架支撐體系的技術(shù)管理與安全管理。

    2、鋼管在使用前應進行全數(shù)檢查，凡是彎曲變形的應調(diào)直，過度磨損變形的不得使用。扣件應經(jīng)過全數(shù)檢查，達不到鎖扣能力的扣件應調(diào)低使用或不能使用；鋼管壁厚應進行實測，按實測壁厚進行調(diào)低其強度設(shè)計值。

    3、外腳手架應與主體結(jié)構(gòu)進行剛性連接，以提高架體整體穩(wěn)定性。

    4、嚴禁在架體上集中堆放建筑材料和施工用設(shè)備。

    5、對荷載較大的高大模板應提前進行荷載預壓實驗，加強監(jiān)測手段特別是桿件變形和扣件下滑，加強預控措施。

    6、編制有針對性、操作性的砼澆筑專項施工方案，在模板工程實施過程中，應嚴格按照專項施工方案進行操作，不準隨意更改，如有問題，必須經(jīng)公司級技術(shù)負責人批準后方可進行。在使用過程中，特別處于大風時必須及時進行檢查和監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)變形超過允許值，立即停止使用，經(jīng)檢查和修復后方可重新使用。此外，模板拆除必須滿足混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范的要求。

    7、模板工程支撐腳手架應先設(shè)計后施工。模板支撐設(shè)計應包括腳手架穩(wěn)定計算、構(gòu)造措施和材料檢查，使模板支撐系統(tǒng)具備足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，并應充分考慮施工現(xiàn)場各種不利因素，模板支撐設(shè)計不僅要有計算書，而且要對細部構(gòu)造畫出大樣，包括材料選用、規(guī)格尺寸、接頭方法、立桿間距和剪刀撐設(shè)置要求等。

    8、對架體的構(gòu)造措施應提出明確的要求，包括掃地桿的設(shè)置、 剪刀撐（水平、垂直）的布設(shè)，桿件連接的具體要求、門洞口加固處理等，并應突出檢查落實。

    9、鋼管支撐架拆除必須按專項施工方案由上而下進行，后支的先拆，嚴禁上下同時作業(yè)。后澆帶兩側(cè)的模板支撐架應保留兩排立桿。拆除大跨度梁的支撐架，應從跨中開始向兩端對稱進行。高空懸挑架拆除作業(yè)時，應設(shè)置警戒線和明顯標志，并派人監(jiān)管。

    10、技術(shù)交底，安全交底必須有交底人和被交底人的書面簽字，不得采用口頭交底。

    11、超過一定規(guī)模的危險性較大分部分項工程施工方案應進行專家論證，論證通過的必須認真執(zhí)行，確保施工安全。

(本文來源：陜西省土木建筑學會   文徑網(wǎng)絡(luò)工程項目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)

上一篇： 一次性現(xiàn)澆密肋樓蓋PK定型模板施工技術(shù)

下一篇： 淺談裝修施工收口工藝