施工現場塔吊倒塔事故原因分析

康 濤

(山西一建集團有限公司，山西太原 030012)

目前高層建筑越來越多，使用塔吊日益頻繁，特別是大型住宅區使用群塔更是普遍，在施工過程中，由于不正確的使用導致倒塔的情況在施工中時有發生，因此很有必要對倒塔事故原因進行分析。

1 基礎不穩固或遇意外風暴襲擊引發倒塔事故

1)地基設在沉陷不均的地方，或者地溝沒有夯實就澆混凝土。用久了以后，發生局部下沉，而又沒有采取補救措施。拼裝式基礎更要注意如何與地面緊密結合的問題。因為不是現澆的，一定要注意防止水泥塊下與地溝之間留有空穴(見圖1)。

2)地基靠近邊坡，尤其是在有地下室的建筑物，基礎離開挖坑邊太近，在受載或大的風暴雨后容易滑坡倒塔。

3)雖然基礎打了樁，但樁下又挖的太空，樁實際沒有多少承載能力，局部塌陷而倒塔。

4)混凝土基礎澆灌配比不符合要求，達不到抗拉強度。地腳螺栓松脫，發揮不了作用。

5)基礎澆灌后，沒有對混凝土進行有效的養護，達不到強度要求。

6)基礎澆灌后，時間太短即使用，混凝土達不到強度要求，滿足不了負載的要求。

7)地腳螺栓鉤內沒穿插橫桿，螺栓拉力傳不出去，引起鉤頭局部混凝土破壞。

8)僅用埋入半個鋼架作基礎，重復使用時不是用螺栓連接，而是將地上地下部分用氣焊切割又對焊，容易發生焊縫開裂，或產生脆性疲勞斷裂而倒塔。

9)行走式塔機壓重平衡穩定儲備量不足，在超載情況下易于發生傾翻倒塔。

10)行走式塔機，下班后忘記鎖夾軌器，晚上突遭風暴襲擊而倒塔。

11)行走式塔機，軌道鋪設不可靠，或地面承載能力不夠，引起局部下沉，導致過分傾斜而引發倒塔。

2 安裝、頂升、附著、拆卸引發的倒塔事故

1)違背安裝順序、沒掌握好平衡規律。最突出的是要先裝平衡臂，再裝1塊～2塊平衡重，使之有適當后傾然后才能裝起重臂。裝了起重臂后塔機向前傾，最后再裝平衡重，使塔機在空載狀態后傾。有的項目一裝平衡重就一直裝下去，沒掌握適當后傾力矩，就會引發后傾倒塔。反之在拆塔時，一定要先拆平衡重，最多留1塊～2塊，然后才能拆起重臂，最后拆留下的平衡重和平衡臂。但是有的項目在拆卸起重臂前，不先拆平衡重，后傾力矩太大，結果一拆了平衡臂就倒塔，見圖2。

圖1 地基局部下塌引起傾倒

圖2 違章拆塔的嚴重效果

2)頂升時扁擔梁(也叫頂升橫梁)沒搭好，有一頭只搭上一點點，或者只搭在爬爪的槽邊上，當頂升到一定高度后發生單邊脫落，造成整個上部傾斜，很難挽回導致倒塔。

3)球形油缸支座的扁擔梁沒有防橫向傾斜的保險銷，或者有保險銷沒有用上，在頂升時扁擔梁向外翻又沒有引起注意，結果橫向分力導致扁擔梁橫向彎曲，在得不到限制的條件下，過大的彎曲變形會引起扁擔梁端部從爬爪的槽內脫出，造成倒塔事故。見圖3。

圖3 球形支座扁擔梁橫彎示意圖

4)頂升時裝在頂升套架上的兩塊自動翻轉的卡板沒有可靠的搭在標準節爬爪的頂部，當油缸回縮使卡板受力時，發生單邊脫落，造成單邊受力而使頂部傾斜引起倒塔。

5)頂升油缸行程長度與套架滾輪布置不匹配，當油缸全行程伸出時，可以使套架上部滾輪超出標準節頂端，從而引起上部傾斜，導致倒塔。

6)頂升時回轉機構沒有制動，在偶然的風力作用下臂架發生回轉，致使套架引入門的主弦桿單邊受力太大而失去穩定，導致上部傾斜而倒塔。

7)頂升套架下面的滾輪距離太短，含入量太短，在不平衡力矩作用下，引起滾輪輪壓太大，標準節主弦在輪壓作用下局部彎曲，導致上部傾斜而倒塔。

8)頂升時沒有注意把小車開到足夠遠處，或者沒有吊一個標準節來調節上部的重心位置，使上部重心偏離油缸軸線太遠，導致滾輪的局部輪壓太大，使主弦局部彎曲而傾斜。

9)套架已頂起一定高度后，液壓頂升系統突然發生故障，造成上不能上，下不能下。而作業人員缺乏經驗，無法立即排除，停留過久，遇到過大的風力，容易引發倒塔。

10)塔機搭附著時，沒有設置結實可靠的附著支點，當附著架受力時，把支點毀壞，導致上部變形過大而發生重大事故。

11)受條件限制，附著距離遠遠超過說明書上的附著距離，不經過計算，隨意增加附著桿的長度，結果導致附著桿局部失穩，上部變形過大而發生倒塔。

12)塔機超高使用，不經過計算，隨意增加附著高度，在高空惡劣的風力條件下，因附加風力太大，而發生附著失效，引發倒塔事故。

13)在拆塔和降塔時粗心大意，沒有注意調節平衡就拆除回轉下支座與標準節的連接螺栓，結果同樣會引發頂升時局部輪壓過大問題。

14)在已拆除回轉下支座與標準節之間的連接螺栓情況下進行起吊，結果導致不平衡力矩失控而發生頂部傾斜。

15)前面所述頂升時容易倒塔的各種因素，在拆塔時同樣存在。因為拆塔時，為了把標準節從套架內拉出來，先要頂升一小段距離，所以操作中的粗心大意，同樣存在事故危險。

16)降塔時由于受建筑物的條件限制，容易碰到其他的障礙物。在缺乏考慮的條件下，輕易開動回轉來避開障礙物，從而很容易造成套架引入單根主弦受力過大而失穩倒塔。

17)在安裝中銷軸沒有可靠的防竄位措施。用鐵絲、鋼筋代替開口銷，日久因銹蝕而發生脫落。銷軸失去定位而竄動脫落，導致發生重大的倒塔事故。

18)多次安裝和拆卸中丟失高強螺栓，不按原規格購買補充，而是隨意就近購買普通螺栓代用，結果因強度不夠而發生斷裂導致倒塔。

3 使用維護管理不當引起的倒塔事故

1)把小塔當大塔用，使力矩限制器短路不起作用，或者加大力矩限制值，抱僥幸心理，從而導致超力矩倒塔。

2)保養不善，力矩限制器失靈而沒發現，早已超力矩還在往外變幅，造成折臂而失去平衡，引發倒塔。

3)在力矩限制器沒有調好或失靈的情況下，大幅度起吊不知重量大小的重物，造成嚴重超力矩而折臂倒塔。

4)斜拉、側拉起吊物。不知道斜拉、側拉會使起重臂產生很多的橫向彎矩，起重臂下弦桿很容易局部彎曲，從而發生折臂。根部折臂會失去前傾力矩，引起平衡重后傾往下砸，打壞塔身而倒塔，見圖4。

a.用塔吊去拔起壓在別的東西下的物件，沒有負載大小的概念，起升機構的慣性沖擊引發嚴重超力矩，折斷起重臂而倒塔。b.在有障礙物的場合下操作回轉，快接近障礙物才停車，因慣性太大而停不下來，橫向沖擊砸壞起重臂，失去平衡引發倒塔。c.在塔機安裝起重臂各節連接過程中，因銷軸敲擊過重而沖壞卡板的焊縫，而檢查維護管理中又沒發現，使用中銷軸慢慢內滑而脫出，造成起重臂突然折斷而引起倒塔。有的銷軸卡板用螺釘固定，使用中螺釘脫松而沒有發現，同樣引發嚴重后果。

圖4 根部折臂引發后傾倒塔

5)制作質量問題或設計缺點。

a.塔頂或回轉塔身焊縫過小，在反復起吊作業下，應力過大，提前產生疲勞破壞，使頂部突然發生斷裂，或者單根主弦桿連接焊縫撕裂，而使吊重臂先下墜，接著平衡臂下墜，砸壞塔身而倒塔。b.雙吊點拉桿支座精度不夠準確，造成受力不均，一松一緊，在起吊過程中單根拉桿受力過大而破斷，導致折臂倒塔。c.為減小回轉支承規格，未經計算隨意動回轉上支座。因剛度不夠，導致產生附加的交應變力，使回轉塔身主弦桿產生疲勞破壞，腹桿產生剪切變形，引發嚴重的事故危險。d.連接螺栓熱處理不過關，過硬過脆，達不到應有的塑性變形余量指標。在交應變力下，提早產生疲勞脆斷，引起塔身折斷倒塔。e.塔身截面尺寸偏小，連接套的焊縫應力偏大，再加上應力集中，用久了易產生疲勞開裂，引發倒塔。f.臂架截面高度偏小，剛度不夠，起吊時撓度過大，容易造成往外溜車，又未設置防斷繩溜車保護裝置，結果在小車牽引斷繩時失控，小車外溜，加大起重力矩而導致倒塔。g.為降低成本，購買劣質鋼材，尺寸沒保證，強度指標和塑性指標都沒有保障。結果造成主弦桿脆斷，臂架折斷或塔身折斷而導致倒塔。h.剛性平衡臂式塔機平衡臂剛度不夠，或者桁架式平衡臂主弦桿局部穩定儲備不足，沒有考慮在安裝過程中平衡臂在無拉桿時承受平衡重塊的能力，導致在安裝中預加平衡重塊時，平衡臂根部折彎，平衡重下砸而倒塔。i.在起重臂拉桿設計時，只作宏觀應力分析，沒考慮拉桿耳板和圓鋼焊接處開槽角點的應力集中，耳板邊寬留得不夠寬，致使該角點容易產生疲勞斷裂，導致拉桿斷裂而倒塔。

4 結語

一旦發生倒塔事故，企業的社會信譽會受到嚴重影響，對受害者家庭、親人造成巨大的痛苦，因此各級管理人員一定要嚴格按照國家有關塔吊安裝、拆除、使用管理規定進行有效控制，結合前述倒塔原因，提前做好各種預防和防范措施，杜絕倒塔群死群傷事故的發生，確保安全施工。