徐忠昆(上海眾材工程檢測有限公司，上海 201209)

1 引言

近年來，腳手架坍塌事故時有發(fā)生，據(jù)某資料統(tǒng)計，2001-2004年間，建設(shè)部備案的重大工程坍塌事故中，腳手架坍塌占事故總數(shù)的22%以上[1]。腳手架坍塌往往造成較嚴(yán)重的人員傷亡事故。因此，認(rèn)真分析歸納事故原因和特點，提出預(yù)防措施，具有重要的現(xiàn)實意義。

本文以某實際工程腳手架坍塌事故為例，從技術(shù)和管理兩個角度對事故原因進行了全面剖析和總結(jié)，旨在為類似工程采取有效預(yù)防措施提供參考，以防患于未然，保證工程建設(shè)安全、順利地進行。

2 工程概況

某工業(yè)廠房為二層混凝土框（排）架結(jié)構(gòu)，建筑面積9918m2，總高度20m。工程結(jié)構(gòu)外圍采用雙排扣件式腳手架用于砌筑和結(jié)構(gòu)工程施工，腳手架采用封圈型，沿建筑周邊交圈設(shè)置。腳手架沿結(jié)構(gòu)高度共搭設(shè)9 步，第3 步及以上采用安全立網(wǎng)封閉。

該廠房在施工過程中，南立面腳手架突然坍塌，造成多人受傷的嚴(yán)重事故。事故發(fā)生后，筆者帶領(lǐng)事故調(diào)查組赴現(xiàn)場，利用現(xiàn)場查勘、抽樣檢測、分析計算等技術(shù)手段，對事故原因進行了分析。

3 現(xiàn)場檢查與分析

3.1 破壞情況現(xiàn)場查勘

據(jù)調(diào)查，事故發(fā)生前，主體結(jié)構(gòu)已完成二層梁柱施工并已拆模，填充墻已施工至二層。事故發(fā)生時，建筑南立面腳手架上正進行二層結(jié)構(gòu)水平系梁上填充墻的砌筑工作。事故發(fā)生時，建筑南立面腳手架突然發(fā)生整體性坍塌（以東側(cè)四跨為主，如圖1 所示），并導(dǎo)致東立面腳手架臨近部位發(fā)生破壞。

圖1 建筑南立面（事故發(fā)生處）

1）鋼管破壞情況：本工程腳手架鋼管采用Φ48×3.25mm 低壓流體輸送用焊接鋼管，事故發(fā)生部位的破壞主要呈現(xiàn)為彎曲或彎折，未見斷裂破壞情況。

2）扣件破壞情況：本工程所用扣件主要包括直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件和對接扣件。本工程中，直角扣件和對接扣件數(shù)量較大而旋轉(zhuǎn)扣件數(shù)量較少。事故現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn)，扣件破壞嚴(yán)重，特別是直角扣件和對接扣件破壞比例很大，如圖2 所示。

圖2 扣件破壞情況

3.2 荷載情況調(diào)查

1）本工程腳手架計算書中腳手板上活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m2，而現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn)，南立面腳手架第7-9 步腳手板上均堆有混凝土空心砌塊，其重量達(dá)6.16kN/m2左右，此外，腳手板上還有臨時堆放的模板或木板，總荷載大大超過設(shè)計值。如圖3 所示。

圖3 第7 步腳手板上堆放砌塊（南立面）

2）調(diào)查及現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn)，施工時南立面腳手架上懸掛了兩個滑輪，據(jù)調(diào)查，該處通過卷揚機起吊砌塊和砂漿，起吊重量約50kg。這種做法明顯違背了腳手架嚴(yán)禁懸掛起重設(shè)備的規(guī)定[2]。

3.3 連墻件檢查

1）連墻件構(gòu)造做法

現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn)，本建筑腳手架連墻件主要有兩種構(gòu)造做法，一是固定在梁上的連墻件：由一根垂直于墻面的水平鋼管通過梁頂伸至梁內(nèi)側(cè)，再與一根豎向鋼管用直角扣件連接成 “十”字形，豎向鋼管勾住梁內(nèi)側(cè)。另一種是固定在柱上的連墻件：由一根垂直于墻面的水平鋼管通過柱子的一側(cè)伸至柱子內(nèi)側(cè)，再與一根平行于墻面的水平鋼管用直角扣件連接，在柱的另一側(cè)面也設(shè)置一根豎向鋼管，通過直角扣件與水平鋼管連接，整體呈半個箍的形狀。連墻件與腳手架的連接方式為垂直于墻面的水平管通過一個扣件與腳手架縱向水平桿連接。

2）連墻件位置及數(shù)量

本建筑南立面腳手架共搭設(shè)9個作業(yè)層（步）。其中，第1-4 層作業(yè)層范圍內(nèi)均未設(shè)置連墻件；第5 層設(shè)有5個連墻件，該層自西向東各跨的連墻件數(shù)量為：1、2、2、0、0。事故發(fā)生時，第2跨西側(cè)的一個連墻件發(fā)生了破壞；第7 作業(yè)層處共3個連接件，現(xiàn)在均已破壞。第8 作業(yè)層處共1個連接件，位于距梁端約2700mm處，也已破壞，如圖4 所示。

圖4 連墻件破壞情況

檢查表明，本建筑南立面腳手架連墻件布置的豎向間距、水平間距及每根連墻件最大覆蓋面積均不符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2001）的規(guī)定，也超過了腳手架設(shè)計計算書中豎向間距、水平間距均為3.60m的取值。腳手架的第1、2、3、4 步未設(shè)置連墻件，底層第1 步縱向水平桿處也未設(shè)置連墻件，也未采取其它任何可靠措施與結(jié)構(gòu)墻體固定，不符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。腳手架的下部與墻體間未設(shè)置連墻件，也未搭設(shè)拋撐，不符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。

3）連墻件安裝質(zhì)量

通過對事故現(xiàn)場未破壞的連墻件的檢查，發(fā)現(xiàn)多數(shù)連墻件中用于勾拉混凝土梁的豎向鋼管安裝傾斜度較大，在傾覆荷載作用下，連墻件中的直角扣件會受到剪力與扭矩的共同作用，造成承載能力的降低。檢查還發(fā)現(xiàn)，部分連墻件內(nèi)側(cè)豎向鋼管與混凝土梁之間存在較大間隙，且未采取可靠的能承受拉力和壓力的構(gòu)造措施，使連墻件不能有效承受拉力，不符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ 130-2001 強制性條文的規(guī)定。

3.4 其它構(gòu)造做法檢查

現(xiàn)場實測檢查表明，本工程腳手架安裝尺寸（立桿橫距、立桿縱距、立桿步距、同步立桿上兩個相鄰對接扣件的高差等）與設(shè)計及規(guī)范均有明顯偏差，橫向掃地桿、墊板及扣件螺栓的質(zhì)量也不符合要求。

3.5 現(xiàn)場管理情況檢查

檢查發(fā)現(xiàn)，本工程施工現(xiàn)場管理存在以下問題：所用的鋼管及扣件進場后未按規(guī)定復(fù)驗即投入使用；本建筑施工高度已超過13m，但仍未進行檢查與驗收不符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定[2]。

4 鋼管扣件抽樣檢測

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，本建筑腳手架所用鋼管及腳手架均為舊產(chǎn)品，其表面銹蝕較嚴(yán)重，部分鋼管還有很深的壓痕或彎折。在現(xiàn)場待使用的鋼管、扣件中，隨機抽取了一批鋼管、扣件樣品，包括：4 根鋼管，16 只直角扣件，8 只旋轉(zhuǎn)扣件，8 只對接扣件，送試驗室進行了力學(xué)性能測試，檢測表明：

1）鋼管強度指標(biāo)及外徑尺寸合格，但壁厚過?。?biāo)稱值3.25mm，實測偏差-0.63mm），不合格。

2）直角扣件在抗滑和抗破壞試驗中，扣件合格率0%；在扭轉(zhuǎn)剛度試驗中，合格率12%。

3）旋轉(zhuǎn)扣件在抗滑和抗破壞試驗中，合格率50%。

4）對接扣件在抗拉試驗中，合格率0%。

5 理論計算

根據(jù)現(xiàn)場檢查、檢測及試驗室檢測結(jié)果，對腳手架縱向、橫向水平桿、立桿等實際承載能力進行計算分析，并與實際荷載作用進行對比，結(jié)果如下：

1）縱向水平桿的強度和變形滿足要求；

2）橫向水平桿的強度及變形均不滿足要求；

3）不考慮風(fēng)荷載時，立桿穩(wěn)定性不滿足要求；

4）地基承載力滿足要求。

6 結(jié)論

通過以上現(xiàn)場檢測、調(diào)查分析和理論計算，本工程事故發(fā)生的主要原因可歸結(jié)為如下幾個方面：

1）使用的材料和構(gòu)件不符合標(biāo)準(zhǔn)要求

工程所使用的腳手架鋼管及扣件質(zhì)量差，主要體現(xiàn)在鋼管壁厚過小、直角扣件抗滑、抗破壞能力差，扭轉(zhuǎn)剛度低；旋轉(zhuǎn)扣件抗滑、抗破壞能力差；對接扣件抗拉能力差。

2）安裝質(zhì)量差

（1）連墻件設(shè)置明顯不足，連墻件數(shù)量過少，豎向間距、水平間距及每根連墻件最大覆蓋面積均大大超過設(shè)計文件及規(guī)范規(guī)定的限值。甚至南立面腳手架大范圍內(nèi)未設(shè)置連墻件。同時，連墻件安裝質(zhì)量差。

（2）腳手架整體安裝質(zhì)量差，主要體現(xiàn)在①本工程腳手架安裝尺寸（立桿橫距、立桿縱距、立桿步距、同步立桿上兩個相鄰對接扣件的高差等）與設(shè)計及規(guī)范均有明顯偏差。②墊板及扣件螺栓的質(zhì)量也不符合要求。

3）施工現(xiàn)場管理較亂，安全意識薄弱。

（1）腳手架上堆放建筑材料，嚴(yán)重超載。

（2）嚴(yán)重違反規(guī)范規(guī)定，在腳手架上懸掛起重設(shè)備。

（3）未按要求進行腳手架安裝質(zhì)量的檢查與驗收。

任何事故都是由若干不利環(huán)節(jié)造成的，只有不利環(huán)節(jié)形成了鏈，事故才會發(fā)生?？傊?，本工程發(fā)生事故的根本原因在于沒有遵循正常的檢查與驗收程序，如腳手架鋼管及扣件進場后未按規(guī)定復(fù)驗即投入使用，也未按規(guī)定及時對腳手架進行檢查與驗收等，使得對腳手架構(gòu)配件、安裝及安全管理各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量都無法進行有效控制，最終導(dǎo)致事故的發(fā)生。

[1]雨林，王鵬，彭光俊.扣件式鋼管腳手架坍塌事故分析[J]，基建優(yōu)化，25(6):53-54.

[2]JGJ 130-2001，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].