论文脚手架倒塌事故的原因分析与防治措施.doc

脚手架倒塌事故的原因分析与防治措施目前，我国建设事业的发展给施工技术的提高带来了机遇，这既促使了施工生产，也给施工安全提出了更高更新的要求。高层及超高层建筑、多层大跨度建筑、大型工业厂房、地下工程、桥梁等建筑的大量兴建，促使脚手架模板工程的应用日渐增多。但是，一此施工企业不重视脚手架（模板）工程在施工中的安全作用，导致安全事故不断发生，不仅影响工程质量、施工进度和工程造价，而且还影响人们的生命、财产的安全。脚手架、模板安全事故的频发，引起建设部和地方各级政府的高度重视，也让我们各级施工企业在惨重的代价吸取教训，分析和起脚手架倒塌事故的原因，并针对事故原因提出相应的预防措施，以防止脚手架倒塌造成人员伤亡事故的发生。脚手架作为施工的载体,不仅承受着一定的建筑材料和建筑设备的荷载,同时还是施工人员垂直交通的通道和作业平台,因此常常是施工人员伤亡事故的多发部位。近段时间，建筑工地的脚手架跨塌事故连连发生，为我们安全生产敲响了警钟。7月2日中午11时40分，安康市第二中学在建学生宿舍楼工地在拆除脚手架时发生倒塌，造成2人死亡、8人受伤，其中包括两名女性。 8月18日中午，上海轨道交通16号线一工地发生脚手架坍塌事故，目前至少导致1死数伤。据悉，事发时，共有6名工人在施工平台上进行作业。截至发稿，1名工人被抬出送医后身亡，有4人不同程度受伤。9月10日上午8时30分许，西安市未央路和玄武路交界处的凯旋大厦工地一栋在建30层高楼，在施工过程中发生脚手架倒塌，这些脚手架是从2023层坠落的。事故发生后，近百名消防官兵赶赴现场救援，共搜救出12人。其中7人死亡，5人仍在医院抢救。一起起事故，一幕幕让人惊心动魄的现场，一幅幅生离死别的画面，不仅让我们为之痛心，同样也发人深省，脚手架悲剧何时休？残酷的教训屡次向建筑业敲响了警钟，也不断拷问着我们：为什么建筑安全事故屡禁不止？面对当前如此严峻的建筑安全局面，我们该怎么办？分析脚手架及模板系统倒塌事故的深层次原因,探讨其防治措施,对保证建筑施工安全具有积极的现实意义。一、事故主要原因分析1.1脚手架塔设不符合规范要求建设部行业标准建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）已经于2001年6月1日起正式实施。该规范属于强制性标准，在脚手架的设计计算、搭设与拆除、架体结构等方面提出了许多新的要求。木结构设计规范（GB50005-2003）、建筑安装工程安全技术规程等规范中关于脚手架作业都有明确的要求。但在部分施工现场，脚手架搭设不规范的现象仍比较普遍，同此导致了脚手架倒塌事故的屡屡发生。从目前中国建筑市场上脚手架的使用情况和行业的经营模式来看，绝大多数使用脚手架的终端用户和拥有脚手架的所有权用户相分离，即建筑公司或工程公司一般不购买脚手架，只是在使用的时候，直接向经营脚手架租赁业务的企业进行租赁，然后将脚手架搭设和安拆的业务分包给劳务施工队，建筑公司本身承担技术方案设计和施工组织设计工作及行使监督管理任务，与此同时，相关的监理单位和项目管理公司也同时对施工安全行使监督工作。但这样的一种运营模式和管理机制带来严重的安全隐患。使用权和所有权相分离固然从运营成本的角度大大减轻了施工单位的经济负担，但是从安全管理的角度来分析，租赁企业和使用企业所存在的合同关系，必然会导致竞争的产生，而缺乏监管的竞争和处于经济利益的考虑必然会带来过度竞争，过度竞争必然会让脚手架租赁企业无限制的压缩成本，从而导致产品质量严重下降。施工队在脚手架施工中没有严格按照设计方案施工，没有对设计方案中提出的对脚手架进行受力验算、加支撑和锚点加固等方案中提出的对脚手架进行受力验算、加支撑和锚点加固等安全措施施工，私自改变已审批的脚手架塔设施工方案，任意改动架体结构，图省事，违章冒险施工，加上监管不到位，施工质量极差，导致钢脚手架倒塌。 1.2 产品质量问题。脚手架材质不符合要求，使用前未进行必要的检查和检验。据最新的有关资料显示，目前全国市场上存在的脚手架钢管约有1000万吨以上，其中劣质的、超期使用的和不合格的钢管占80以上，扣件总量约有1012亿个，其中90以上为不合格品造成大批产品质量不合格的主要原因有：a,虽然有相应的产品质量标准，但由于生产扣件和钢管的工艺简单，技术含量低，利润可观，致使大量的生产企业进行加工制造，这其中也混进了大量的家庭式手工作坊，为了参与竞争，小企业和家庭式作坊不得不靠压低成本，降低价格来抢占市场，低价竞争的结果必然导致产品质量越来越差，脚手架产品从材质、尺寸呈现一种急剧下降的趋势，钢管壁厚变薄，原要求为3.5mm，减薄至3.02.5mm，在市场上采购钢管，名义上是48×3.5钢管，实际测量时，不少钢管壁厚实为2.83.0mm，其轴向抗压能力降低18.713.3。钢管使用多年，局部壁厚也变薄。扣件的合格率越来越低，重量也越做越小，规范JGJl302001表5.1.7规定对接扣件抗滑承载力为3.2KN，直角与回转扣件抗滑承载力为8KN，从现场检查发现，很难达到此规定，某工地发生重大事故后，对扣件进行检查，其合格率为0。钢管经过多年使用后，钢管将产生变形和弯曲，而模板支撑系统设计时均按直线钢管来考虑，不考虑其弯曲变形的，实际上钢管弯曲后的承载能力大为降低。某工程发生重大事故后对钢管进行检查，其合格率仅为50%。 脚手架的材质和规格，有关制度均有明确的规定。脚手架塔设之前，必须对所用钢管、扣件、底座、钢（木）脚手板等材料进行场外检查、检验，确认合格后方可运至施工现场使用。由于种种原因，承包商往往为追求经济利益，使大量的不符合规格要求的材质脚手架构配件流入施工现场，也导致了脚手架的倒塌事故。1.3. 市场管理问题。就目前市场上所存在的1千多万吨钢管和十几亿个扣件，和不计其数的生产企业和建筑工地，让负责监管产品质量和建筑生产的政府职能部门做到百密无疏的检查，是十分艰巨和非常困难的。在加上我们没有一套有序的对钢管扣件的严格的报废制度，尤其是钢管在使用多年以后，由于锈蚀等自然原因造成钢管壁厚减小，承载能力下降，一些不法厂商在采用刷漆表面处理以后，再次将此类伪劣产品送入市场流通，而市场监管只要有万分之一的疏忽，必然造成百分之百的事故。由于建筑和租赁市场混乱，缺乏公开、公正、公平的交易环境和严格的质量监督措施，许多施工和租赁企业只图价格便宜，忽视产品质量，使一些设备好、技术强、质量高的厂家利益得不到保护，造成企业停产或转产，而许多设备简陋、技术落后厂家的劣质低价产品大量流入施工现场，给建筑施工带来很严重的安全隐患。要解决以上问题，最关键是要有严格的现场施工安全管理体制和有权威的质量监控机构,并实例相应的职能： (1)产品质量认证。由该会负责对模板、脚手架进行产品质量检查，产品合格者发质量认证书，产品上可打印工业会的产品认证标记，要求施工企业购买有质量认证标记的产品。使生产厂家自觉地提高产品质量。 (2)产品安全认可。对脚手架、钢支柱、脚手板等产品，除质量认证外，还必须通过安全认可，由工业会发给安全认可证书的产品才能在施工中使用。 (3)产品标准制定和实施。由工业会负责对模板、脚手架产品制定标准，并定期组织标准培训班和产品质量检验等活动，提高生产和施工企业的质量意识和管理水平。1.4. 施工安全管理问题和产品使用问题。目前脚手架的最终用户，最直接接触钢管扣件的操作工人，虽然我们对执行脚手架安装的工人提出了需要具备高空作业的资格要求，但是由于我们的工人结构大多是农民工，本身的素质不能达到操作的要求，加上我们的培训流于形式，因此造成了工人的安全意识淡薄，对操作的把控能力不够，对产品的理解深度不足，最终导致在实际的操作过程中，不能严格按照要求进行施工，在加上经验主义的主观理解，为安全生产埋下了极大的隐患。施工单位没有脚手架作业资格证，施工作业人员没有经过架子工资格考试培训，无证上岗，安全意识差，违章冒险作业，对脚手架的安全状况认识不足，对可能遇到或发生的危险估计不足。工程施工凭个人经验操作，不可避免地存在事故隐患和违反操作规程、技术规范等问题，甚至引发脚手架倒塌、人员伤亡事故。施工管理单位对脚手架施工和施工现场安全检查监督不到位，安全技术交底无针对性，在脚手架倒塌、人员伤亡事故，大都存在违反技术标准和操作规程等问题，但管理施工现场的领导、管理人员、技术人员、监护人员、安全员、督察员等在施工资质的审核、施工方案的审批以及定期安全检查、平时检查中，均未能及时发现存在的问题和事故隐患，或发现问题、事故隐患后未及时整改和纠正。（1）不少施工现场项目部对模板支撑系统执行规范规定技术要求观念不强，作业人员思想松懈，由于使用临时工较多，未按施工组织设计和施工方案进行作业，检查中常发现立杆间距变大现象，简化操作程序，未按公司规定的程序进行搭设，未进行严格检查或检查不彻底，致使薄弱环节未能及时发现，检查责任又不到位。（2）现场管理人员更换频繁，建筑现场一线作业人员素质较低，存在技术交底和安全培训不到位现象。（3）由于施工企业项目部多，地点分散，各种检查很难全面铺开，特别对于新招民工，民工培训和公司安全责任制不能及时落实，安全措施不到位。（4）建筑市场竞争激烈，压价情况严重，在招标文件中极大多数不提及施工安全投入费用单项，施工企业为了提高中标率，只能采用低价投标，施工中安全投入费用自然减少，施工安全投入费用与国外相比，差距很大。（5）规范JGJl30-2001中表5.1.7注中规定“扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40N.m，且不应大于65N.m”，第8.2.5条对扣件螺栓拧紧扭力检查作出规定，但施工中实际很难做这一点。1.5.48钢管搭设存在问题目前市场上存在的脚手架产品主要有两类：钢管扣件式脚手架和碗扣式脚手架。钢管扣件式脚手架从20世纪60年代进入我国，并在80年代以后得到逐步推广，但是随着城市化进程的加快，多层建筑、高层、超高层建筑的大量涌现，目前的脚手架产品已经不能满足现代化建筑技术的需要，因此，研究开发新型的建筑材料和产品以及就目前的某些计算理论进行研究发展，找到一种能够满足现代施工需要、高效能的、节能环保要求的产品已经成为现代资源紧张下的一种必然的趋势。同时，新材料的使用和连接方式等的革命对各种脚手架结构的结构形式、承载能力、节点的处理，斜撑的布置、空间受力的实际情况，以及浇注混凝土施工时的实际荷载，横杆、斜杆、立杆内力分布等系列问题的深入研究，使得这些满足大跨度、大荷载要求的关键性设计计算规定能够成熟定型，并形成一种固定的计算模型，为广大的技术人员采用。脚手架和模架倒塌的主要原因是支撑失稳，许多施工企业在模板工程施工前，没有进行模架设计和刚度验算，只靠经验来进行支撑系统布置，使支撑系统的刚度和稳定性考虑不足。有的钢管材料锈蚀或磨损严重，还有的局部弯曲或开焊等，使钢管承载能力下降，也极易发生支撑失稳现象。另外，不少施工工地的技术负责人没有对操作工人进行详细的安全技术交底，加上有些工人素质较差，施工现场管理混乱，操作人员没有严格按设计要求安装和拆除支撑，也是造成安全事故的重要原因。 （1）搭设高度较高时，由于钢管长度限制，立杆必需接长，通常采用对接扣件(若技术交底不详或现场疏忽，也有采用回转扣件连接的，这种对接方式对立杆稳定极为不利，理论上可以理解为一个铰接节点)，但目前规范和理论计算时，不考虑此连接接点存在，按整个整长立杆计算，计算立杆内力时不考虑此连接点的特殊情况，实际上该连接点是立杆中的薄弱环节，只有立杆稍有偏心，导致该点处变形很大，破坏倒塌在此首先发生，搭设高度较高时，模板支模系统立杆中对接扣件连接节点较多，理论上水平横向或纵向连杆对立杆起到一个侧向支撑作用，计算时是不考虑有侧向变形，实际上，搭设高度较高时，侧向位移变形不可能不存在，一旦侧向变形较大时，该节点处产生弯曲变形改变原计算力学数学模型，致使立杆钢管应力突然增大，导致整个支撑系统破坏而发生倒塌事故。（2）模板支撑承重架高度较高时(如某工程净高28m，净跨24m的门厅混凝土施工)，钢管支撑系统往往缺少侧向约束，故侧向稳定条件较差，在外荷作用下，极易发生侧向倒塌塌事故。二、防治与处理措施2.1模板支撑系统设计改进意见1) 设计时应考虑各种不利因素,如现场钢管已使用多年的实际情况,应考虑到扣件的承载能力远低于钢管承载能力,当扣件承载能力不足时,可采用双扣件。2) 立杆稳定计算时应综合考虑各种偏心的存在,按偏心受压构件来进行设计计算。3) 规范J GJ 130 2001 中第5. 1. 7 条规定回转扣件抗滑力设计值为8 kN ,而通过对工地现场使用的扣件进行检测发现,其实际抗滑力远达不到8 kN。据统计结果分析,可靠的抗滑力只能达到5kN。山东省通过试点在脚手架操作规程中规定其值为5 kN ,在实践中应用较好地解决了回转扣件的抗滑能力不足的问题,因此在模板支架设计时,建议回转扣件抗滑力设计值定为5 kN 比较合适。2. 2 消除立杆偏心荷重较大的模板支架采用双立杆和双横杆的搭设方案,水平模杆传给立杆的偏心荷载,由于双立杆连接成整体后得到平衡,该组合立柱可用中心受压构件进行计算。2. 3 考虑增加剪刀撑的计算应重视模板工程的整体性要求,可采用剪刀撑与主体连接方法来提高稳定性。规范J GJ 130 2001 第6 节对模板支架剪刀撑构造提出具体要求,但设计计算第5 节未对剪刀撑提出具体计算方法,建议对剪刀撑受力进行估算,且需满足规范J GJ 130 2001 中第6 节有关构造要求。剪刀撑纵向与横向均要布置,当荷载较大时,还应布设水平方向剪刀撑,提高模板支架的抗倾覆能力,防止模板支架倒塌事故发生。2. 4 加强施工管理1) 模板工程支架应先设计后施工。模板设计包括支撑系统稳定计算、支撑模板的楼地面能第4期聂小龙脚手架及模板倒塌事故的原因分析与防治措施403承受的强度计算、构造措施和材料种类,使模板支撑系统具备足够的强度、刚度和稳定性,并应考虑现场各种不利条件,重视斜向支撑,增加模板支撑系统的整体稳定性。模板设计不仅要有计算书,而且要对细部构造画出大样,包括材料选用、规格尺寸、接头方法、水平横杆布置间距和剪刀撑设置要求等。模板施工技术方案,须包括模板制作、安装、拆卸的安全措施,以及安全交底。2) 在模板工程实施过程中,操作人员应严格按照模板设计技术方案进行操作,不准随意更改,如存在问题,必须经模板设计人员同意或经上一级技术主管批准后方可进行修改。模板工程在使用过程中,特别是处于大风时期,必须及时进行检查和监视,一旦发现变形超过允许范围,必须停止使用,经检查和修复后方可重新使用。此外,模板拆除必须满足混凝土施工规范要求。3) 钢管在使用前应先进行检查,凡是变形的钢管应调直,过度变形和严重磨损的钢管不得使用。扣件应经过检查后才能使用,达不到锁扣能力的扣件不能使用。4) 技术交底必须有书面文字为依据,必须向一线操作工人直接口头交底,交底不能仅仅为班组长;严禁在模板支模上集中堆放建筑材料。5）加强培训教育，提高安全意识，尤其是要提高各级人员对脚手架安全的认识，安全生产教育培训是实现安全生产的重要基础工作。随着社会的发展，脚手架的设计也不断得到改进和发展，对脚手架工艺的要求也就越来越高。脚手架搭设不规范、不稳固，在施工过程就容易发生倒塌和重大伤亡事故。脚手架等特殊工种作业人员必须做到持证上岗，并每年接受规定学时的安全培训。建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范规定，“脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准特种作业人员安全技术考核管理规则（GB5036）考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗”。施工队伍自身要加强对施工作业人员的安全教育，提高作业人员的安全意识，增强自我保护能力，杜绝违章作业。不仅脚手架作业施工人员，企业一线岗位操作工，技术管理人员和安全专业管理人员，也必须加强对脚手架知识、脚手架事故案例的学习、教育和培训请有关专业人员讲课，尽可能避免“外行管内行”的现象。6）必须严格执行脚手架作业的有关技术规范和要求。无论是脚手架的作业层防护、连墙件、剪刀撑、横向水平杆，还是脚手架的拆除，都必须严格按照脚手架作业的有关技术规范和要求进行施工作业。容不得图省事、想当然、凭经验和偷工减料。7）加强对脚手架构配件材质的检查，按规定进行检验检测。不符合要求的一律不准使用。脚手架检查、验收应根据技术规范、施工组织设计及变更文件和技术交底文件进行。8）制定针对性强、切实可行的脚手架搭设与拆除方案，要重视和严格对施工方案的审批，方案必须由具有相应的审批资格的人员审批；要加强作业前的施工作业危害识别和风险评估，严格进行安全技术交底。必须根据施工现场的实际情况，针对现场的施工环境、施工方法及人员配备等情况进行编制，按照标准、规范的规定，制定切实有效的防护措施，并认真落实到实际工作中。施工安全技术交底也不能停留在“进入施工现场必须戴安全帽”我层次上，必须通过相关人员深入分析和评估后的结果，有针对性地进行。同时要严格执行变更手续，要不断补充和完善识别和评价的内容，努力提高危害识别和风险评估水平，制定更全面的安全防范措施，并使各项措施落到实处，确保安全。9）加强危险与安全检查可操作性的研究，落实安全生产责任制，强化安全检查监督。安全生产责任制将企业各级管理人员、各机构及其工作人员和各岗位生产工人在安全生产方面应做的工作及应负的负责加以明确的规定。单单有制度是不够的，更要根据自身工作特点和职责分工，加强危险与安全检查可操作性的研究，将安全检查、检查到位很好地落实到实际工作中去。脚手架必须定期检查，大风、大雨、雪后应进行全面检查，如有松动、折裂或倾斜等情况，应及时坚固或更换；在作业过程中，若发现脚手架立杆沉陷或悬空、联接松动、架子歪斜变形等现象，应立即停止作业并报告，待问题处理并经重新验收合格后方可进行作业。脚手架安全检查要把住脚手架“十道关”：材质关、尺寸关、铺板关、护栏关、连结关、承重关、上下关、雷电关、挑梁关、检验关。要严格执行定期安全检查制度，并经常进行随机检查，对于发现的问题和事故隐患，要按照“定人、定时间、定措施”的原则进行及时整改，并对整改情况进行复查，消除事故隐患，防止事故的发生。2. 5 应对钢管、扣件进行全过程监管1) 要做到从根本上杜绝劣质钢管、扣件“杀人”事件的发生,政府部门必须加大监管力度,严格市场准入制度,加强对钢管、扣件的生产、租赁和使用全过程的管理。2) 扣件生产单位必须持有生产许可证,并按核准的经营范围从事生产销售活动;生产单位必须生产符合国家有关标准规范的产品,并对其质量负责;在产品上必须标明生产厂家和生产日期;钢管、扣件出厂时,应当附有产品质量合格证明。3) 钢管、扣件租赁单位必须取得工商行政管理部门颁发的营业执照,必须购买有产品标志和产品质量合格证明的钢管、扣件;对出租的钢管、扣件必须质量合格并具有质量保证书和检测证明,且要与租用单位签订质量协议,租赁单位对其质量负责;对施工单位返还的产品应进行检测,并标明检测日期和产品的使用次数,合格产品按批次分类入库,不合格的应及时报废销毁。4) 施工单位要严格按国家标准规范搭建施工脚手架,必须购买、租用具备产品生产厂家生产许可证、产品质量合格证明、检测证明和产品标志的钢管、扣件;钢管、扣件使用前应按有关技术标准的规定,按批次进行抽样,送法定检测单位检测,经检测不合格的钢管、扣件一律不得使用;要对工地拟使用的钢管、扣件进行清查,对没有生产许可证、产品质量合格证,劣质的钢管、扣件一律清出施工现场,坚决不准使用;已搭设的脚手架,要认真做好检测加固工作,施工结束拆除后,对钢管、扣件进行检测,不符合要求的严禁再次用于工程。5) 在严管重罚的同时,还要广泛发动社会各方面的力量参与专项整治,广泛发动群众举报生产、销售和施工工地使用劣质钢管、扣件的违法活动;对查处的违法案件要及时在媒体曝光,对大案要案要追踪报道;对钢管、扣件质量抽查检测结果及时公布;媒体可对专项整治工作的进展情况进行综合分析性报道;各地区、各有关部门要制定钢管、扣件的生产、使用、租赁等环节的管理规定和地方标准,以规范钢管、扣件的生产租赁、使用等活动。三、脚手架安全防护措施3.1结构、装修用脚手架应按照相关规定支搭，采用外径4851mm，壁厚33.5mm无严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹的钢管。3.2结构脚手架立杆间距不得大于1.5m，纵向水平杆（大横杆）间距不得大于1.2m，横向水平杆间距（小横杆）间距不得大于1m；装修用脚手架立杆间距不得大于1.5m，纵向水平杆间距（大横杆）不得大于1.8m，横向水平杆（小横）间距不得大于1.5m。3.3脚手架基础必须平整坚实，有排水措施，满足架体支搭要求，确保不沉陷，不积水。其架体必须支搭在底座（托）或通长脚手板上。3.4脚手架施工作业面必须满铺脚手板，离墙面不得大于20cm，不得有空隙和探头板、飞跳板。操作面外侧应设一道护身栏杆和一道18cm高挡脚板3.5脚手架施工层下方净空距离超过3m，必须在下方设一道水平安全网，双排架里口与结构外墙间无法防护时可铺脚手板。3.6整个架体应用密目安全网沿外架内侧进行封闭，安全网之间必须连接牢固，封闭严密，并与架体固定。3.7脚手架必须按楼层与结构进行拉接，拉接点垂直距离不得超过4m，水平距离不得超过6m。拉接必须使用钢性材料。脚手架必须设置连续剪刀撑，保证整体结构不变形。剪刀撑宽度不得超过7根立杆，斜杆与水平面夹角为4560度。20m以上高大脚手架应有卸荷措施。3.8 各类脚手架搭设必须有专项设计方案，对20m以上高大脚手架和特殊脚手架必须有专项设计方案，并有总工审批和验收手续。3.9结构用里、外承重用脚手架，使用使荷载不得超过270公斤/平方米。装修用里、外脚手架使用荷载不得超过200公斤/平方米。3.10脚手架外侧边缘与外电架空线的边线之间应按规范保持安全操作距离。特殊情况必须采取有效可靠的防护措施。护线架应采用非导电材质，其基础立杆地埋深度为3050cm，整体护线架要有可靠支顶拉接措施，保证架体稳固。3.11人行马道宽度不得小于1m，斜道坡度不大于1：3，运料马道宽读不得小于1.5m，斜道坡度不得大于1：6，拐弯处应设平台，并按临边防护要求进行防护。防滑条间距不得大于30cm。3.12用于临边、阳台、基坑防护的脚手架支搭要求参照公司脚手架安全管理制度执行。四、总结脚手架倒塌事故严重危害着施工人员的生命,对超高、超重、大跨度工程及特殊、复杂、技术含量高的大型公共建筑,如果发生事故将带来不可估量的损失。但只要我们首先从杆件、扣件材料进场把关,切实执行脚手架专项设计与架设方案的编制、审批及检查验收等系列保证措施,同时加强对施工人员的培训,政府部门加大监管力度,并且发动社会力量齐抓共管,此类事故一定会减少或避免发生。