建筑施工升降机防护脚手架失稳事故分析

建筑施工升降机防护脚手架失稳事故分析

钟帆

肇庆高新区建筑工程施工安全监督站广东肇庆526238

摘要：施工升降机脚手架是建筑行业中常见的施工工具，关系着整个工程项目的施工安全和进度。因此有必要对脚手架失稳事故原因分析与处理进行研究。本文结合具体工程，对某一住宅楼施工升降机防护脚手架失稳事故进行分析，论述了事故发生、处理及预防情况，并总结了工作经验，可为类似的工程事故的处理提供参考。

关键词：脚手架；失稳；原因分析；经验

引言

脚手架是重要的建筑施工工具，指施工现场为工人操作并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架。随着高层建筑数量的不断增加，脚手架的应用也日渐增多。但在实际应用中由于对其设计、搭设使用等工作的重视不够，导致脚手架失稳的事故时有发生，不仅影响了工程质量及施工进度，同时也对国民经济及人们的生命财产安全造成一定的影响。因此，应针对脚手架失稳事故发生的原因进行分析，积极采取科学合理的处理措施，减少和避免这类事故的发生，保证施工活动的安全有序进行。

1.脚手架失稳事故分析

（1）施工升降机脚手架概况

发生失稳的脚手架为一住宅楼施工升降机专用架，建筑高度58.9m，层数20，层高2.9m。施工升降机与建筑楼体之间设置了防护专用脚手架，架体材料为φ48×3.5（现要求为准48.3×3.6）脚手架钢管，双排落地搭设，架体最高高度60m。该架体主要用于升降机位置施工材料、人员进出通道和临边防护。事故发生前脚手架的主要搭设情况为：立杆横向间距900mm，立杆纵向间距1500mm，大横杆间距根据施工升降机门口高度调整设定，层高范围内由大步距1800mm+小步距1100mm组成，连墙件按照两步两跨设置，每层进出入口部位满铺脚手板，侧面设置护身栏和挡脚板，立面挂设密目安全立网。

（2）脚手架失稳过程

事故发生前，建筑外立面装修施工已基本结束，装修用外脚手架已全部拆除，施工升降机也已拆除，只留置施工升降机位置的脚手架，用来进行升降机部位窗洞口和局部外立面的装修工作。事故发生于夜间，架体未瞬间倒塌，幸好无人员在架体上操作施工，未造成人员伤亡事故。从现场实际情况来看，8层以上架体基本没有发生明显的变形，8层以下出现明显的波浪式外张失稳状态，属于典型的外脚手架整体失稳事故，即脚手架整体呈现出内、外立杆与横向水平杆组成的横向框架，沿垂直主体结构方向大波鼓曲现象。整体失稳破坏始于无连墙件的、横向刚度较差或初弯曲较大的横向框架（见图1）。

（3）事故应急处置情况

发现情况后现场立即采取了紧急应对措施，设置警戒带，安排专人盯守，无关人员避开此区域，重要设备和线路采取移位或防护措施。对于架体，在变形外张最大处的3层以及其它5层、8层位置，借助手动葫芦用钢丝绳绕架体分别与主体结构实现拉结紧固，安排专人对连墙件未失效的逐层逐个进行紧固，采取了初步加固和卸荷措施后，架体失稳状态得到了较好控制，未进一步恶化坍塌。待天明后，在保证安全措施的情况下，在顶层设置专用安全绳，安排架子工佩带安全带由上部开始拆除，拆至5层位置，由于该部位架体变形严重，稳定性较差，为了安全起见，没有继续进行人工拆除，而是直接将5层位置拉结钢丝绳松解拆除，使剩余架体自然倾覆塌落。

2.失稳原因分析

（1）脚手架设计问题。

该工程升降机脚手架高度超过50m，未采取任何卸荷加固措施，使用单立杆结构（根据有关要求：脚手架超过50m高度，一是要求要看卸荷措施，或者是采用双立杆）。之所以在施工升降机使用过程中未发生失稳事故，存在较大的侥幸。从实际情况分析来看，主要是由于该脚手架主要用于施工进出通道，期间施工荷载较小，只在升降机停留于某一层时才会产生荷载，而且升降机只有两个轿厢，最多时也只会产生两层荷载；另外，由于该脚手架为了满铺脚手板方便，一部分横杆和挑板搭设在结构楼板上，于是在每一层由楼板分担了部分载荷，架体整体载荷较理论情况减小较多。

（2）脚手架搭设问题

架体构造方面存在较多不合理的地方，施工升降机拆除后，该架体稍作调整后即被用来作为装修脚手架使用，底部架体未采取加强措施，变形最大部位（见图2圈点部位）大部分立杆接头处于同一步距内，接头错开距离严重不符合要求；架体左右两侧立面上未设置竖向斜撑或剪刀撑，整体刚度较差。

（3）脚手架使用问题

架体使用过程中存在较多隐患，为了外窗洞口部位装修施工方便，8层以下连墙件大部分被拆除（这是最大的隐患）；架体立面局部大横杆、立杆有缺失或不连续的，未及时整改；为赶抢进度，存在多层施工作业现象；室内装修垃圾及杂物堆置于每层外架上，荷载增加较多；架体立杆垂直度偏差过大，上部立杆靠近外墙，底部距外墙较远，上下立杆产生横向分力，造成外张诱因之一。此问题施工过程中早已发现，但是未引起重视，没有及时采取调整措施。

3.事故总结与经验

3.1设计关键及应对

（1）对施工升降机脚手架要根据现场情况制定有针对性的专项技术方案。设计时，关键是考虑架体高度、组合荷载、构造措施，严格区分施工升降机附属脚手架和周围架体的关系，原则上应各自独立，分别设计，相互之间避免连接传力。

（2）脚手架的步距选择，既要考虑施工升降机轿厢门口的大小，还要满足架体立杆侧向刚度对最大步距的要求。高度24m以下的脚手架按照单面开口架体设计；超过24m特别是50m以上的，要按超过一定规模的危险性较大的分部分项工程对待，编制专项安全施工方案并组织专家论证，不能认为架体规模较小而不予重视。

（3）进行具体脚手架方案设计时，可以编制单独的施工升降机脚手架方案，也可以在建筑整体脚手架设计时综合考虑。这里主要受到施工组织安排的影响，如果架体既用于结构施工又用于装修施工，升降机脚手架在工程开工伊始就要予以考虑，而不是在升降机安装时才着手设计；如果随着主体结构施工结束外架随之拆除，装修阶段使用电动吊篮，那么升降机脚手架可以在装修阶段进行方案设计和搭设，但是必须注意的是，此时一定要考虑升降机脚手架作为后期该区域装修脚手架的可能性。否则，直接用升降机脚手架作为装修架比较容易出现超载失稳事故。

（4）一般情况下，施工升降机专用脚手架要单独搭设，如果是在既有搭设的建筑整体脚手架的基上进行拆改，则必须论证可行性和适用性，必须确保调整后的脚手架能够满足使用要求，而且升降机专用架体不宜与其他外脚手架发生拉结关系。将升降机脚手架改作装修脚手架时，应按照开口型脚手架体系采取相应的安全措施，必要情况下增加刚度，加设拉结和卸荷措施。

3.2脚手架搭设控制关键

（1）脚手架基础必须根据脚手架搭设高度、搭设场地土质情况并按照有关规定进行计算，应满足夯实、平整、无积水。立杆根部应设置底托，垫板、底托根据脚手架高度及承载来确定，24m以下脚手架的垫板规格宽度大于200mm、厚度大于50mm，而且保证每根立杆必须摆放在垫板中间部位，垫板面积不得小于0.15m2；24m以上承载脚手架的底部垫板的厚度必须经过严格计算，应选择钢垫板和钢底托，底托宽度大于100mm，厚度不得小于50mm。

（2）立杆纵距la必须小于2m，大横杆步距必须小于1.8m，小横杆间距必须小于2m。（作业层不大于la/2）立杆的垂直偏差应根据架体高度来验收，并同时控制其绝对差值。当架体低于20m时，立杆偏差不大于5cm；架高在20m～50m之间，立杆偏差不大于7.5cm；架高大于50m时，立杆偏差不大于10cm。

（3）脚手架立杆接长各层各步接头必须使用对接扣件连接，脚手架架体的接头应交错布置，两根相邻杆的接头不设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；尤其需要注意的是施工升降机轿厢门口区域的立杆步距大，应尽可能避免接头。双立杆脚手架中，副立杆高度不得低于3步，钢管长度不应小于6m。

（4）应逐层设置施工升降机脚手架连墙件，以确保架体可靠稳定。采用刚性连墙件，从脚手架体底层第一步纵向水平杆处开始设置。连墙件应宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm。建议连墙件提前预埋，不借用结构洞口作为拉结设置，这样可以避免后期洞口土建施工时对连墙件的拆移。

（5）脚手架均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置。设置困难时可以之字形连续设置。

3.3脚手架使用管理要点

（1）由于施工升降机和架体的荷载极限不同，一般情况下，升降机载荷能力大于脚手架，在使用过程中应以脚手架的荷载要求为限制，不得超过架体载荷3.5kN/m2的规定，严禁超荷载使用。特别是在使用施工升降机运输较重的材料、设备（石材、钢构件、水泵、空调机组等）时，注意核实架体载荷能力能否满足要求，避免发生超荷失稳事故。

（2）脚手架使用过程中重点关注架体基础是否牢固，定期监测检查架体垂直度，超过允许偏差及时采取措施进行调整。重点关注连墙件，连墙件是外脚手架稳定的重要保障，严禁随意拆除连墙件。升降机各层出入口土建结构洞口确需施工时，可由上至下间隔拆除，相关层完工后及时恢复，不能恢复时应设置其它方式的等效拉结。

（3）重点关注脚手架架体的拆移，特别是将施工升降机脚手架改做土建装修施工脚手架时，是最容易出现安全问题的阶段。应对措施是在轿厢区域增加纵杆，立面增设剪刀撑。土建装修工程中，脚手板铺设层数不可超过规范要求，多余的脚手板应予以拆除，同时施工层数应控制在2层～3层。严禁在各层架体上堆积材料或杂物，架体上的垃圾要及时清理。

总而言之，建筑施工安全生产的质量对建筑领域的发展有着不可替代的作用。因此，在实际施工中，建筑单位要对施工升降机脚手架的设计、搭拆和使用给予高度重视，应编制专项技术方案，尤其要注意结构脚手架、施工升降机脚手架以及装修脚手架架体之间的相互拆改，必须确保在不同的使用条件下，其承载力、稳定性、构造措施等方面满足要求。在使用过程中应严密监控架体垂直度、构造变形等因素，发现隐患要及时进行处理。同时，也需要加强施工过程中安全监察及隐患排查治理工作的力度，提高施工人员的安全意识，从而减少和避免脚手架失稳事故的发生，确保建筑施工安全，促使建筑行业的健康发展。

参考文献：

[1]郑屹峰.建筑施工脚手架安全事故分析[J].中南大学.2010

[2]薛春学.脚手架事故分析[J].房地产导刊.2014（1）

[3]李正，颜军.脚手架事故原因分析及预防措施[J].商品与质量•建筑与发展.2014（5）