對建筑鋼管腳手架用扣件檢測出現的質量問題分析和建議

于善偉

摘要： 對于我國建筑施工建設中使用的鋼管腳手架國家有強制性安全技術設計和施工規范，所使用的扣件及構件，生產企業必須有國家行政管理部門頒發的工業生產許可證，且在申請有效時期內生產和銷售，還要經過國家省、市監督局不定期的監督抽樣檢查，不合格的生產企業要予以取締。作者根據建筑施工腳手架使用扣件的現狀，了解目前腳手架發展并總結腳手架概念及應用。并從工地上使用的扣件，生產經營和租賃企業庫存的扣件，通過不同類別性質的取樣，依據各種腳手架扣件的國家相關標準進行檢測，對檢測結果出現的不合格項目進行分析產生質量問題的原因，研究分析后提出安全建設中政策建議。

Abstract： For the steel scaffolding used in construction in China， there are mandatory safety technology design and construction specifications， the manufacturing enterprises of fasteners and components must hold the industrial production license issued by the state administrative department， and conduct production and marketing within the valid period of the application. And they must pass the supervision and sampling inspection of state， province and city level. The substandard production enterprises are to be banned. According to the current situation of construction scaffolding， the author learns the current development of scaffolding and summarizes the concept and application of scaffolding. And the fasteners used on the construction site stocked in production and operation and lease the companies are tested according to various related national standards through the sampling of different types and nature. The causes of the quality problems of the unqualified items are analyzed and policy recommendations are proposed after study.

關健詞： 腳手架；扣件；檢測；質量

Key words： scaffolding；fastener；detection；quality

中圖分類號：TU731.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）19-0045-02

0 引言

腳手架是一種臨時性的建筑工具，用來支持正在組建或重建的樓房或建筑物。通常是由金屬管件組成的模塊化工具，具有多功能的組合式腳手架，其應用較為廣泛用鋼管材料制作的有扣件式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架、門式腳手架等。扣件式鋼管腳手架是利用連接部扣件固定的腳手架支撐體系，腳手架扣件（以下簡稱扣件）又分為可段鑄鐵或鑄鋼制造工藝和鋼板沖（鍛）壓工藝形成的，兩種適用于建設工程中鋼管外徑?48.3mm的腳手架、井架、模板支撐等。碗扣式鋼管腳手架是由材質為碳素鑄鋼或可段鑄鐵，并通過機械工藝加工的碗扣和外徑?48.3mm的鋼管組合成構件體系的腳手架，廣泛應用于房屋、橋梁、隧道等多種工程施工中。

目前，普遍使用的輪扣式鋼管腳手架，外協加工的輪扣和構件通過焊接工藝和外徑?48.3mm的鋼管組合成構件體系的腳手架，先廣泛應用于民用建設屋內設腳手架施工中。門式腳手架是由結構鋼管焊接成受力門架和其它制成工具式配件組合而成定型構件體系的腳手架，應用于機電安裝，裝修粉刷，設備維修，廣告制作的活動工作臺（本文不做討論）。

1 質量事故

近年來，發生了多起建筑腳手架倒塌事故。2010年1月3日，昆明在建新機場配套引橋工程立交橋在澆筑過程中發生支模垮塌事故，導致多人死傷；2011年3月27日下午4點，位于鄭州市秦嶺路與中原路交叉口“鄭州中原萬達廣場”2號樓發生腳手架坍塌事故，死傷10多人；2012年6月16日，浙江嘉興一工地發生腳手架倒塌，12人被埋等等。

鋼管腳手架和模板支撐架發生事故系普遍現象，主要原因在于：①腳手架作業層上的堆積荷載遠大于設計承載力；②腳手架支撐扣件和桿件質量不合格；③考慮失穩的水平連桿或斜向支撐穩定性計算達不到要求，產生歐拉失穩理論現象等，即容易發生倒塌事故[1]。

2 檢測出現的問題

在當前建設工程腳手架使用的扣件和構件，一方面通過生產和流通領域直接購買到施工現場使用；另一方面是租賃型式或施工單位自有的重復性使用，也就是舊件。對重復性使用的，國家住建部和技術監督局也出臺《租賃模板腳手架維修保養技術規范》。通過對扣件的檢測和目前普遍出現的問題，進行研究并做以分析。

①《鋼管腳手架扣件》根據GB15831-2006標準檢測，需要專用工裝進行性能試驗，10t以下萬能試驗設備就可以滿足。主要性能項目：抗滑（直角、旋轉），抗破壞（直角、旋轉），扭轉剛度（直角），抗拉（對接），底座抗壓。容易不合格的項目：1）扭轉剛度，扭力矩900N·m時，位移值可能超出70mm；2）抗破壞，未達到規定載荷即破壞現象等。筆者根據長期對扣件檢驗了解，目前這種扣件的生產企業鑄造工藝的普遍性和生產成本的經濟性情況，滿足本標準規定的要求比較困難，如直角扣件的扭轉剛度，扭矩達到900N·m（相當于橫管中180MPa的彎曲應力[2]）時易超過標準要求的變形量值；螺栓規定的材質符合GB/T700，尺寸符合GB/T196，卻沒有規定強度等級，只對墊圈硬度規定100HV以上等。

②《鋼板沖壓扣件》根據GB24910-2010標準檢測，試驗條件和性能檢測項目與上述扣件相同，容易不合格項目：標準規定的試驗緊固螺栓扭矩35N·m低于實際工作最小扭矩40N·m[3]，容易產生滑移變形而結果不合格。

③《碗扣式腳手架扣件》據GB24911-2010標準檢測，也需要專用工裝進行性能試驗，主要性能項目：上碗扣強度、下碗扣焊接強度、橫桿接頭強度和橫桿接頭焊接強度，容易不合格項目是焊接強度。

④《輪扣式鋼管腳手架》目前國內民用建筑普遍使用，但是國家沒出臺針對性產品標準，參照GB24910-2010《碗扣式鋼管腳手架》和JGJ231-2010《建筑施工承插型盤扣鋼管支架安全技術規范》里相關要求進行試驗和判定。但是，通過對幾家生產的輪扣式鋼管檢測結果，發現立桿輪扣和橫桿插頭硬度偏低，焊接強度小于設計的載荷，橫桿撓度值大。

3 分析與研究

大多鋼管腳手架用扣件和構件應符合GB9440中規定不低于KTH330-08的可鍛鑄鐵或GB11352中ZG230-450鑄鋼，可段鑄鐵是先將鐵水澆鑄呈白口鑄鐵，然后經石墨化退火，使游離滲碳體發生分解形成團絮狀石墨的一種高強度灰口鑄鐵。而出現質量問題的主要原因是鑄鋼件的鑄態組織中一般會出現粗大晶粒，塑性和韌性低，并有嚴重的魏氏組織。在脫模后的退火過程中，如果沒有掌握好退火的溫度，凝固和冷卻不均勻，使鑄件與氣體發生反應內部體積增大，產生內應力，游離滲碳體分解的石墨核心增多等，從而降低成品的性能。對于生產企業在投放原料混亂，有鑄件、熱軋普碳鋼、冷軋低碳鋼等廢料作為原料來熔化鐵水，只憑工作經驗進行投料，因此化學成分不能有可靠的保證。成分中的碳、硅、錳成分不能保證，因此，澆鑄后將得不到純白口組織，而成為麻口甚至灰口組織或嚴重的魏氏組織。

筆者對鋼管腳手架扣件檢測后從性能不合格的樣品中取樣進行化學成分分析比較見表1。

另外，施工單位因為了節省資金而重復使用鋼管腳手架扣件，由于沒有科學地設計計算和施工人員不按設計規范中要求進行安裝，從而使鋼管腳手架扣件與構件產生變形、腐蝕、螺絲生銹、滑絲、緊不牢、拆不下等不安全隱患，從而降低安全性能。

4 影響性能因素的改善途徑

①在原有的生產條件進行改善，合理地選擇原料投產，分選廢料保證爐前分析的可靠性，成分中的碳、硅、錳既不能太高，也不能太低，不能盲目追求效益而進行生產。

②由于團絮狀石墨對鑄鐵金屬有一定的塑性變形能力，適應生產形狀復雜、薄壁細小的鑄件，因此鋼管腳手架扣件的黑心鐵素體可段鑄鐵退火處理是個重要的工藝環節。其改善途徑應保證退火三個生產工藝過程及退火溫度：加熱過程（緩慢加熱到900～1000℃）；石墨化過程（在900～1000℃長時間保溫過程）；冷卻過程（通常冷卻至650℃左右打開爐門進行空冷）。

③常見的熱處理工藝有：退火和正火、回火、消除應力低溫退火、調質等，其正火或退火溫度為890～910℃；回火溫度為620～680℃，若強度和韌性不足時則采用調質處理，加熱一般取+（30～50℃），保溫后爐冷的退火處理可以使晶粒細化，消除魏氏和應力改善力學性能[4]。

④對重復使用的鋼管腳手架扣件影響安全性能的改善途徑，必須按明顯標志來分清，對重量輕的鋼管腳手架扣件應淘汰更不能再次使用，其次可以重復使用的鋼管腳手架扣件應每批由法定的檢驗機構進行檢驗，合格后方可使用。

5 政策建議

通過以上的出現的問題現狀分析研究，筆者建議各地政府住宅建設管理部門和安全生產管理部門對施工現場要求：

①扣件應有生產許可證、法定檢測單位的測試報告和產品質量合格證，舊扣件使用前必須進行質量檢查，若外觀有裂縫、變形的嚴禁使用。

②施工單位依據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》、《建筑施工模板安全技術規范》等進行腳手架安裝和施工，并實施建設監理安全控制[5]。

③住建部和技術監督局，對沒有技術規范和施工規范的腳手架，盡快健全完善標準。

④各地政府部門應以建設安全監督管理部門監督管理為主，法定檢測部門配合對扣件和桿件等進行檢驗，由行政部門依據《建設工程安全生產管理條例》、《建筑法》和《質量法》對經營和施工單位加強行政管理。

參考文獻：

[1]陸小華，李廣信，楊光華，黃宏偉，等.土木工程事故案例[M].武漢大學出版社，2009.

[2]EN74-1-2005.腳手架和支承架用聯接件、中心螺栓和踏板.第一部分：鋼管用聯接件、要求和試驗規程[S].

[3]JG130-2001，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范[S].

[4]東北重型機械學院主編.熱處理手冊[M].北京：機械工業出版社.

[5]王宇輝.腳手架施工與安全[M].中國建材工業出版社，2008.