某工程脚手架坍塌事故原因分析

徐忠昆(上海众材工程检测有限公司，上海 201209)

1 引言

近年来，脚手架坍塌事故时有发生，据某资料统计，2001-2004年间，建设部备案的重大工程坍塌事故中，脚手架坍塌占事故总数的22%以上[1]。脚手架坍塌往往造成较严重的人员伤亡事故。因此，认真分析归纳事故原因和特点，提出预防措施，具有重要的现实意义。

本文以某实际工程脚手架坍塌事故为例，从技术和管理两个角度对事故原因进行了全面剖析和总结，旨在为类似工程采取有效预防措施提供参考，以防患于未然，保证工程建设安全、顺利地进行。

2 工程概况

某工业厂房为二层混凝土框（排）架结构，建筑面积9918m2，总高度20m。工程结构外围采用双排扣件式脚手架用于砌筑和结构工程施工，脚手架采用封圈型，沿建筑周边交圈设置。脚手架沿结构高度共搭设9 步，第3 步及以上采用安全立网封闭。

该厂房在施工过程中，南立面脚手架突然坍塌，造成多人受伤的严重事故。事故发生后，笔者带领事故调查组赴现场，利用现场查勘、抽样检测、分析计算等技术手段，对事故原因进行了分析。

3 现场检查与分析

3.1 破坏情况现场查勘

据调查，事故发生前，主体结构已完成二层梁柱施工并已拆模，填充墙已施工至二层。事故发生时，建筑南立面脚手架上正进行二层结构水平系梁上填充墙的砌筑工作。事故发生时，建筑南立面脚手架突然发生整体性坍塌（以东侧四跨为主，如图1 所示），并导致东立面脚手架临近部位发生破坏。

图1 建筑南立面（事故发生处）

1）钢管破坏情况：本工程脚手架钢管采用Φ48×3.25mm 低压流体输送用焊接钢管，事故发生部位的破坏主要呈现为弯曲或弯折，未见断裂破坏情况。

2）扣件破坏情况：本工程所用扣件主要包括直角扣件、旋转扣件和对接扣件。本工程中，直角扣件和对接扣件数量较大而旋转扣件数量较少。事故现场查勘发现，扣件破坏严重，特别是直角扣件和对接扣件破坏比例很大，如图2 所示。

图2 扣件破坏情况

3.2 荷载情况调查

1）本工程脚手架计算书中脚手板上活荷载标准值为3.0kN/m2，而现场查勘发现，南立面脚手架第7-9 步脚手板上均堆有混凝土空心砌块，其重量达6.16kN/m2左右，此外，脚手板上还有临时堆放的模板或木板，总荷载大大超过设计值。如图3 所示。

图3 第7 步脚手板上堆放砌块（南立面）

2）调查及现场查勘发现，施工时南立面脚手架上悬挂了两个滑轮，据调查，该处通过卷扬机起吊砌块和砂浆，起吊重量约50kg。这种做法明显违背了脚手架严禁悬挂起重设备的规定[2]。

3.3 连墙件检查

1）连墙件构造做法

现场查勘发现，本建筑脚手架连墙件主要有两种构造做法，一是固定在梁上的连墙件：由一根垂直于墙面的水平钢管通过梁顶伸至梁内侧，再与一根竖向钢管用直角扣件连接成 “十”字形，竖向钢管勾住梁内侧。另一种是固定在柱上的连墙件：由一根垂直于墙面的水平钢管通过柱子的一侧伸至柱子内侧，再与一根平行于墙面的水平钢管用直角扣件连接，在柱的另一侧面也设置一根竖向钢管，通过直角扣件与水平钢管连接，整体呈半个箍的形状。连墙件与脚手架的连接方式为垂直于墙面的水平管通过一个扣件与脚手架纵向水平杆连接。

2）连墙件位置及数量

本建筑南立面脚手架共搭设9个作业层（步）。其中，第1-4 层作业层范围内均未设置连墙件；第5 层设有5个连墙件，该层自西向东各跨的连墙件数量为：1、2、2、0、0。事故发生时，第2跨西侧的一个连墙件发生了破坏；第7 作业层处共3个连接件，现在均已破坏。第8 作业层处共1个连接件，位于距梁端约2700mm处，也已破坏，如图4 所示。

图4 连墙件破坏情况

检查表明，本建筑南立面脚手架连墙件布置的竖向间距、水平间距及每根连墙件最大覆盖面积均不符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）的规定，也超过了脚手架设计计算书中竖向间距、水平间距均为3.60m的取值。脚手架的第1、2、3、4 步未设置连墙件，底层第1 步纵向水平杆处也未设置连墙件，也未采取其它任何可靠措施与结构墙体固定，不符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的规定。脚手架的下部与墙体间未设置连墙件，也未搭设抛撑，不符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的规定。

3）连墙件安装质量

通过对事故现场未破坏的连墙件的检查，发现多数连墙件中用于勾拉混凝土梁的竖向钢管安装倾斜度较大，在倾覆荷载作用下，连墙件中的直角扣件会受到剪力与扭矩的共同作用，造成承载能力的降低。检查还发现，部分连墙件内侧竖向钢管与混凝土梁之间存在较大间隙，且未采取可靠的能承受拉力和压力的构造措施，使连墙件不能有效承受拉力，不符合国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2001 强制性条文的规定。

3.4 其它构造做法检查

现场实测检查表明，本工程脚手架安装尺寸（立杆横距、立杆纵距、立杆步距、同步立杆上两个相邻对接扣件的高差等）与设计及规范均有明显偏差，横向扫地杆、垫板及扣件螺栓的质量也不符合要求。

3.5 现场管理情况检查

检查发现，本工程施工现场管理存在以下问题：所用的钢管及扣件进场后未按规定复验即投入使用；本建筑施工高度已超过13m，但仍未进行检查与验收不符合有关规范的规定[2]。

4 钢管扣件抽样检测

现场检查发现，本建筑脚手架所用钢管及脚手架均为旧产品，其表面锈蚀较严重，部分钢管还有很深的压痕或弯折。在现场待使用的钢管、扣件中，随机抽取了一批钢管、扣件样品，包括：4 根钢管，16 只直角扣件，8 只旋转扣件，8 只对接扣件，送试验室进行了力学性能测试，检测表明：

1）钢管强度指标及外径尺寸合格，但壁厚过小（标称值3.25mm，实测偏差-0.63mm），不合格。

2）直角扣件在抗滑和抗破坏试验中，扣件合格率0%；在扭转刚度试验中，合格率12%。

3）旋转扣件在抗滑和抗破坏试验中，合格率50%。

4）对接扣件在抗拉试验中，合格率0%。

5 理论计算

根据现场检查、检测及试验室检测结果，对脚手架纵向、横向水平杆、立杆等实际承载能力进行计算分析，并与实际荷载作用进行对比，结果如下：

1）纵向水平杆的强度和变形满足要求；

2）横向水平杆的强度及变形均不满足要求；

3）不考虑风荷载时，立杆稳定性不满足要求；

4）地基承载力满足要求。

6 结论

通过以上现场检测、调查分析和理论计算，本工程事故发生的主要原因可归结为如下几个方面：

1）使用的材料和构件不符合标准要求

工程所使用的脚手架钢管及扣件质量差，主要体现在钢管壁厚过小、直角扣件抗滑、抗破坏能力差，扭转刚度低；旋转扣件抗滑、抗破坏能力差；对接扣件抗拉能力差。

2）安装质量差

（1）连墙件设置明显不足，连墙件数量过少，竖向间距、水平间距及每根连墙件最大覆盖面积均大大超过设计文件及规范规定的限值。甚至南立面脚手架大范围内未设置连墙件。同时，连墙件安装质量差。

（2）脚手架整体安装质量差，主要体现在①本工程脚手架安装尺寸（立杆横距、立杆纵距、立杆步距、同步立杆上两个相邻对接扣件的高差等）与设计及规范均有明显偏差。②垫板及扣件螺栓的质量也不符合要求。

3）施工现场管理较乱，安全意识薄弱。

（1）脚手架上堆放建筑材料，严重超载。

（2）严重违反规范规定，在脚手架上悬挂起重设备。

（3）未按要求进行脚手架安装质量的检查与验收。

任何事故都是由若干不利环节造成的，只有不利环节形成了链，事故才会发生。总之，本工程发生事故的根本原因在于没有遵循正常的检查与验收程序，如脚手架钢管及扣件进场后未按规定复验即投入使用，也未按规定及时对脚手架进行检查与验收等，使得对脚手架构配件、安装及安全管理各个环节的质量都无法进行有效控制，最终导致事故的发生。

[1]雨林，王鹏，彭光俊.扣件式钢管脚手架坍塌事故分析[J]，基建优化，25(6):53-54.

[2]JGJ 130-2001，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].