從力學角度分析施工現場事故及缺陷原因

袁玥

摘 ?要：以前人對施工現場的安全和質量事故原因的研究為基礎，通過監理過程中總結的經驗，闡述了力學在工程中的應用及力學計算的重要性，同時對各種事故和缺陷從力學方面進行了分析、總結和匯總。為施工單位和監理單位在現場管理過程中提供了參考依據，有較強的借鑒作用，也可以作為培訓的材料使用。

關鍵詞：施工現場;力學;安全;計算

引言

在施工現場，建筑施工各工種、各工序都有十分豐富的力學知識[1]。絕大部分的質量和安全事故總結出來的經驗、教訓發現，大部分都可以用力學來解釋。誠然，如果不重視力學方面知識的普及，就無法解釋施工現場的部分現象，也就無法采取有效的預防措施進行控制。近幾年，施工現場安全事故和嚴重質量缺陷時有發生，施工單位在進行施工前將本單位技術總工審核通過的專項施工方案作為指導操作的規范指令性文件，操作人員應嚴格按照執行[2]。然而，在現場施工過程中，施工單位人員往往不能夠按照相關要求規范施工。監理人員審核方案及現場巡視的過程中，對涉及到力學方面的控制和管理比較薄弱，對存在的隱患不能夠及時發現。結構力學、工程力學、材料力學等在工程上的應用也就顯得頗為重要。例如，臨時設施安全方案的力學計算形同虛設，導致結構的臨時設施的失穩，材料的配伍改變，導致建筑材料的強度不足等問題出現。

1 安全方面

基坑工程：邊坡土承載力不足，基坑底土因卸載而隆起，造成基坑或邊坡土體滑動，某醫院項目，地下水涌水導致邊坡失穩造成一人被埋，故地表及地下水滲流的作用不容小覷。支護結構的強度、剛度或者穩定性不足，引起支護結構破壞，都可以導致邊坡失穩，基坑坍塌。

腳手架和模板工程：施工單位利用軟件進行的設計計算一部分缺少針對性，編制內容抄襲、引用規程規范不當、計算模型與實際搭設不符、穩定性設計計算錯誤等。在受力驗算過程中，參數取值有誤，按錯誤的參數計算出來的方案不符合現場實際情況，重量、界面慣性矩、截面最小抵抗距均不同，造成驗算結果有較大誤差，所以應該將現場實際的參數代入，進行驗算其是否滿足強度、剛度、穩定性的要求。在某住宅項目檢查過程中發現，腳手架剪刀撐搭接長度嚴重不足、斜桿未與立桿相連、剪刀撐未與主體同步搭設、連墻桿件設置不足、卸料平臺與外腳手架相連、架體堆放建筑材料較多等問題都會造成嚴重的安全事故隱患。模板支設過程中，上部集中堆放材料過多，施工荷載不均勻，造成集中荷載超過規定值，容易坍塌。[3]施工作業人員對施工方案和技術交底的要求不認真落實，隨心所欲的使用和搭設，桿件的設置不滿足要求，造成穩定性及承載力等不滿足要求。

起重吊裝工程：在吊運建筑材料時，吊物下降速度快造成脫鉤。吊運過程中起重物體放置不穩，造成搖晃，鉤頭由于離心慣性力甩出而引起脫鉤。未及時對已斷絲的鋼絲繩進行更換或吊運時超載都會造成鋼絲繩的斷裂。起重機動臂幅度過大，超負荷造成傾覆力矩大于穩定力矩，導致傾覆。

塔式起重機：大風天氣起吊、斜拉起吊、超力矩起吊等都會破壞平衡，造成傾翻力矩大于平衡力矩，而且易引起結構件破壞。平衡力矩主要來自平衡重、底架壓重和地基的支反力，故基礎不牢，地基下沉等都會造成平衡重或壓重偏小，進而引起倒塌。起升超過額定起重力矩，力矩限制器損壞、拆除、沒有調整或沒有定期校核造成力矩限位失靈會引發事故。未按說明書要求進行地耐力測試，因地基承載能力不夠造成塔機傾覆。因其附著裝置受力情況復雜，多個附著時，每個附著的大小和方向均隨荷載的變化而變化，塔機最上一道附著處附著裝置受力最大，因此，附著桿、附著間距不經計算、設計隨意加大，很容易引起最上一道附著受力增大造成傾覆。

施工升降機：以武漢升降機墜落事件為例，主要原因就是超載，超過額定人數，就會造成超負荷工作，這是十分危險的。

物料提升機：大風天氣，風載荷對封閉架（網）側面的推力對封閉架側面產生的傾覆力矩較大，會造成提升機倒塌。擅自拆除部分附墻架，而未采取任何加固措施，致使提升機機架處于一種極不穩定的狀態導致倒塌。

吊籃：鋼絲繩是吊籃承受力的主要部件，所以如果未及時對破損的鋼絲繩進行檢修，則很容易造成鋼絲繩斷掉。安裝不當或配重數量不足，造成懸掛機構穩定性不夠，會引起吊籃墜落。其次未嚴格控制施工荷載，利用吊籃作為垂直運輸工具運載建筑材料和施工人員，過多的材料會增加吊籃的內部荷載，內部荷載和風荷載如果超過了額定荷載，就會造成吊籃傾覆。

懸挑卸料平臺：超載，單位時間內局部集中荷載過大，限定使用荷載而未限制使用荷載面積，導致傾覆。平臺結構設計失誤，如荷載漏項、不利狀況考慮不周全、構造設計不合理，搭設過程不符合設計要求，相關支撐構件和預埋件連接不牢，材料強度達不到設計要求等都會影響懸挑卸料平臺的穩定性。[4]在某項目檢查過程中發現，卸料平臺缺少固定桿件、缺少限重標識，無法保證穩定性，也容易超載。

2 質量方面

在現場監理過程中，多次發現施工現場出現這樣的情況，砼澆注采用現場攪拌混凝土，配合比通知單設計的70mm-90mm的坍落度不能泵送要求，而現場實際采用了泵送，為了能夠滿足泵送的條件，沒有任何外加劑的情況下進行加水，加水的危害就是改變了混凝土原有的配合比，導致水灰比變大，混凝土強度降低，合理的水灰比基礎上每增加0.05，強度就會降低10MPa。

近期的清華附中體育館事故原因就是將整捆鋼筋物料直接堆放在上層鋼筋網上，施工現場堆料過多，且局部過于集中，導致馬凳立筋的失穩，產生過大水平位移，進而引起立筋上、下焊接處斷裂，致使基礎鋼筋整體坍塌。

3 結束語

綜上所述，力學在工程中的應用是很廣泛的，如果不能夠意識到力學在工程中的應用，則會有很多問題出現。很多安全事故和質量缺陷都是由于對力學的認知有缺陷，施工單位疏于管理，監理單位對力學計算這個方面也是薄弱項，這就造成了管理上的失誤，嚴重的將會導致事故發生，因此要加強工程人員的力學素養，從而避免安全事故隱患，提高工程質量。

參考文獻

[1]焦振強，焦陽.談建筑工程高大模板支撐系統施工安全管理[J].山西建筑，2013，39（28）：241.

[2]鄧學才.建筑施工現場力學知識100例[M].北京：中國建筑工業出版社，2015：1.

[3]袁 ?.模板支架設計計算和搭設的常見問題[J].科技創新與應用，2015，13：242.

[4]趙挺生，王欣，唐菁菁，等.卸料平臺施工事故成因統計分析[J].施工技術，2011，40（4）：65.