钢管脚手架支撑坍塌事故分析和对策

2011-02-15重庆三环建设监理咨询有限公司史栋梁

中国建设信息化 2011年17期

◎ 重庆三环建设监理咨询有限公司史栋梁

一、前言

建筑工程中通常在单体结构体量大、施工荷载重时，对砼模板支撑系统就要求承载力高、搭设灵活。扣件式钢管脚手架作为模板支架就具有这些特点，且经济性好，材料可反复利用后回收，因而目前被广泛采用。但因脚手架支撑系统整体坍塌造成的安全事故也屡见不鲜，特别是高大模板支架坍塌，造成的群体伤亡和财产损失十分巨大。本文将从部件质量不合格、搭设方案设计编制不合理、现场监管不到位等方面阐述钢管脚手架模板支撑系统坍塌事故的主要原因，并探讨相应的预防处理措施和提出建议。

二、钢管脚手架模板支撑系统坍塌事故原因分析

1、钢管脚手架部件质量低劣

钢管、扣件、底座等是通常建筑工程中使用的模板支撑脚手架材料的主要组成部件，这些部件的质量是直接影响其所构建的支撑系统的整体承载能力和稳定能力。在《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中关于钢管脚手架要求适用于使用Φ48×3.5焊接钢管、无缝钢管作为模板支撑搭设的主要材料，亦可采用Φ51×3的焊接钢管。扣件应符合《钢管脚手架扣件》中的相关质量规定，且扣件应经过65N.M扭力距试压，扣件各部位不得有裂纹。

在经济利益的驱使下，目前市场上的脚手架材料复杂多样，导致钢管壁厚达不到规范要求，扣件自重越来越低；如Φ48钢管壁厚，由规范要求的3.5mm不断变薄，甚至达到仅有2.6mm；扣件每个仅有0.9Kg。这些变化将大大降低配件的力学性能，比如钢管壁厚由3.5mm降至2.6mm,其截面积下降25.7%，抗弯能力也相应下降约20%，但长度增加了约40%。同时钢管的材质也发生了变化，市场上Q235、 Q215、 Q195混杂，难以对材质进行甄别，其质量很难保证达到国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定。我国的扣件大多采用铸铁制作，但很多铸铁本身质量保证性就很差，且依据《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》JGJ130-2001规定在建筑市场抽查检测扣件的抗滑承载力，发现合格率很低。

另外租赁市场上的钢管、扣件经过多次周转使用严重磨损，加上保养维护情况差，造成严重锈蚀、变形、麻坑、开裂等，致使搭设的支撑系统承载能力明显降低，存在严重的安全隐患，往往造成坍塌事故的发生。

2、方案设计编制不合理

通常模板支撑系统脚手架搭设方案，特别是高大模板支撑系统，都应设计编制具有针对性的专项方案，用于指导施工。但在一些厂矿企业由于要求不严，缺乏外部监管，或审核搞形式，施工单位在编制模板工程安全专项施工方案时，往往不编制专项搭设方案在施工组织设计中简单描述或一笔带过，或搬抄类似工程已有方案，缺乏针对性。

整个系统的承载能力和稳定性计算是保证安全的关键条件，荷载计算有误或考虑不周、系统承载力计算完全按规范进行是两个主要方面。施工中常出现荷载组合未按最不利原则考虑，建筑工程施工过程中常有施工荷载大于使用荷载和荷载形式发生变化的情况，有时这也将成为脚手架支撑系统坍塌的主要因素。例如在多层或高层混凝土结构连续施工时，上面层的自重和施工荷载需要下面一层承受，但它有时远大于该层的设计使用荷载，由于下层拆除过早等原因造成这些荷载不能向下传递，也将引发结构变形或破坏而引发脚手架系统坍塌。系统承载力计算完全按规范进行，没有考虑上述系统部件本身的缺陷造成的影响，安全系数不够，也将造成坍塌事故的发生。

另外未充分考虑到施工荷载重的动力荷载，如混凝土在泵送时产生的推力，对模板支撑系统的整体稳定性造成不利影响，形成安全隐患。或者对施工荷载由于拆模、混凝土浇筑顺序变化、材料堆积等因素发生较大变化时的安全系数考虑不足，导致发生安全事故。

3、缺乏使用中的施工现场检测管理

首先、一些施工单位不按规定编制模板工程安全专项施工方案，或缺乏针对性。在采购或租赁材料时追求经济利益，致使进场的部件材料不合格；不严格审查特种作业人员的上岗资质，对架子工不进行培训、交底就上岗，导致搭设方案不能按规范及编制要求进行，出入较大。在支撑系统搭设完成后不组织相关部门验收就开始使用，或验收“走形式”，参加人员不合要求，敷衍通过。这些都埋下了安全隐患。

第二、施工顺序的安排不合理。例如建筑工程施工过程中常常出现深梁分层浇筑的情况，如果因未对工人进行技术交底等原因导致某处砼堆积过多，也可能导致支撑系统坍塌。梁板结构拆模过早有时也成为引发脚手架发生倾覆的重要原因。

第三、私自改变支撑系统使用功能。钢管脚手架用作模板支撑系统时，要保证其使用功能和受力的单一性，模板支撑脚手架、装饰脚手架，卸料转运平台等不能混搭，因为不同的用途有相应的搭设要求和使用限制。但在施工过程中施工单位经常为图方便随意更改用途，例如在模板支撑脚手架或装饰外架上搭设木板等作为材料转运平台或吊挂支撑点，致使局部荷载过大，脚手架发生垮塌。

第四、其他原因对脚手架系统造成破坏。设备安装、火灾、随意拆除等因素也可能直接导致脚手架坍塌。在建筑工程特别是工业建筑施工过程中，常遇到土建结构未完成即进行设备安装的情况，由于在吊装设备时可能要在脚手架上开出吊装孔洞，就难免要对脚手架的整体性造成破坏，就可能引起坍塌。而火灾和随意拆除部分脚手架杆件会是脚手架系统局部失去承载能力和失去支撑系统整体的平衡稳定，导致垮塌。

三、相应防范控制措施和建议

1、严格控制用于支撑系统的部件质量。

用于支撑系统的部件必须具备生产厂家许可证、产品质量合格证明、检验证明和产品标识等质量保证条件施工单位才能购买、租用。其次，按照国家相关技术标准对关键部件钢管、扣件按批次进行抽样送检，对检验不合格的钢管、扣件一律不得使用。加强对在施工用材的检查，发现购进或租用质量存在严重缺陷的脚手架材料的，应要求停止使用并全数退场，对情节严重的可停工或暂扣其安全施工许可证。坚决打击生产、销售、租赁不符合国家规范要求的钢管脚手架部件生产企业，杜绝其流入市场。

2、依据工程特点认真设计编制方案。

每个工程的地基、施工周期、荷载情况、施工顺序等影响脚手架支撑系统的因素都不同，要根据这些特点进行专项方案的考虑和编制。特别是针对高大模板工程的施工方案还要严格执行《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》的相关要求，组织专家组进行论证审查；安全专项施工方案的编制和实施要经监理认真审核和督促实施。方案中应对荷载组合按最不利原则考虑，同时充分考虑施工荷载情况变化和材料缺陷等原因，取适当的安全系数。

集中荷载特别大（如结构大梁）、动荷载较大处、悬挑梁板、转运平台等在脚手架支撑系统中的重点部位，在编制方案时应设置切实可行的监测方案和应急方案，以保证能对其进行监控，当模板及支架水平侧移和沉降等发生超出要求范围或趋势时，应立即采取相应的处理措施。

3、加强施工过程中对钢管脚手架的搭设和维护管理。

严格审查脚手架搭设专业承包和劳务分包单位和人员的资质和培训、交底情况，不得违法转包和无证上岗。加强对施工人员特别是架子工和焊工的技能培训与考核，强化安全教育与交底。搭设安装前严格按照专项技术方案和有关操作规程的要求，配备足够、有效的扭力计、安全带等设备，保证作业人员的安全和搭设质量。

临时在整个支撑系统任意层堆放、悬挂建筑材料、模板、施工机具或其他物料时，都应充分考虑其对系统承载力和稳定性的不利影响，荷载较大时，应进行荷载计算，必要时应对楼面、屋面脚手架进行加固以达到安全要求。

严禁私自改变支撑系统使用功能，应严格按方案和规范要求使用脚手架，当用途有所变化时，应采取相应的验算和加固措施后方可进行。严禁在支撑系统上开孔或进行局部拆除，如却有必要，必须进行验算、制定有效的加固措施后方能实施。

支撑系统拆除时首先要保证混凝土强度达到规范要求拆模强度，另外还要考虑已有结构是否能承受现有的施工荷载，防止倒塌事故或使结构发生变形、开裂等质量问题。拆除应严格遵守从上而下，先非承重后承重的顺序原则，禁止抛掷材料等。

对混凝土输送、浇筑工艺充分考虑动荷载，加强过程管理。对产生动荷载较大处，须提前进行加固（可采取加密立杆，缩小水平的步距，设置剪刀撑等来防止失稳），尽量避免将输送泵直接置于模板上或泵管由模板支撑脚手架来承架；同时混凝土浇筑顺序、方向、每层厚度等也会影响到模板支承的受力和稳定性，避免混凝土堆集过高造成模架局部荷载集中、应力突变，破坏模架的稳定性，特别对大梁、斜梁、悬挑结构处的混凝土浇筑技术更应加倍重视。

严禁在支撑系统下堆放易燃、易爆物品，防止火灾对受力系统产生破坏引发坍塌。重视对落地脚手架地基的观察和保护，避免雨水浸泡、冲刷，发生不均匀沉降或沉降量过大时及时进行加固处理。