建筑工程中脚手架破坏的原因及预防措施

摘要：脚手架是建筑工程中不可或缺的临时支撑结构，其安全性能对工程进度和施工人员的安全至关重要。然而，脚手架的破坏事故时有发生，不仅对建筑施工质量造成严重影响，还可能引发人员伤亡和财产损失。本文从力学分析、结构设计、材料质量、施工操作等多角度探讨了脚手架破坏的主要原因，结合工程实例分析了影响脚手架安全的关键因素，并提出了一系列针对性的预防措施。研究表明，优化设计方案、严格材料控制、规范施工操作以及引入现代监测技术是防止脚手架破坏的有效途径。这些措施不仅能够显著降低脚手架事故的发生概率，还能全面提升建筑工程的施工安全水平。

关键词：脚手架破坏；施工安全；预防措施；建筑工程；安全管理

引言

随着建筑工程规模的不断扩大和施工技术的快速发展，脚手架作为施工支撑结构的重要组成部分，广泛应用于高层建筑、大型工业设施和市政工程。然而，由于脚手架本身的设计、施工和使用中存在诸多问题，导致脚手架失稳或破坏的事故屡见不鲜。这些事故不仅直接威胁到施工人员的生命安全，还可能造成施工进度延误和经济损失。尽管国家和行业标准对脚手架的设计、搭建和使用提出了明确要求，但在实际施工中，脚手架破坏事故的发生率依然居高不下。这种现象表明，仅依靠现有规范仍不足以全面保障脚手架的安全性。因此，研究脚手架破坏的主要原因并制定相应的预防措施，具有重要的理论意义和实践价值。本文将从脚手架的结构特点和力学特性出发，结合具体工程案例，对脚手架破坏的多种原因进行系统分析，并提出切实可行的预防对策，以期为建筑工程的安全管理提供参考。

一、脚手架破坏的主要原因

脚手架破坏的原因复杂多样，主要涉及设计缺陷、材料质量问题、施工操作不当和外部环境因素等几个方面。首先，设计缺陷是脚手架破坏的重要原因之一。在实际工程中，部分脚手架设计未能充分考虑施工荷载的动态变化和支撑结构的刚性要求，导致脚手架在高荷载下出现过度变形或局部失稳。例如，在高层建筑外墙施工中，若悬挑式脚手架的悬挑梁长度过大、支撑点不稳定，极易引发结构失稳。其次，材料质量问题也是导致脚手架破坏的常见因素。部分施工单位为了降低成本，使用强度不达标的钢管或锈蚀严重的连接件，这些材料在高应力状态下容易发生断裂或屈服。施工操作不当也是脚手架破坏的重要原因。施工人员在搭设脚手架时，若未严格按照规范进行基础处理或节点连接，可能导致脚手架整体刚度不足。此外，在脚手架使用过程中，超载、重物集中堆放等行为也会显著增加架体的受力不均，导致局部结构失效。最后，外部环境因素如风力、雨水侵蚀和地基不均匀沉降，也会对脚手架的稳定性产生负面影响，特别是在恶劣天气条件下，脚手架破坏的风险显著增加。

二、脚手架破坏的力学分析与技术框架

脚手架的力学性能对其安全性起着决定性作用。根据脚手架结构的受力特点，其主要破坏模式包括整体失稳、局部屈曲和节点失效等。在整体失稳中，脚手架的抗倾覆能力和支撑刚度是关键影响因素，尤其在高荷载或风载作用下，若支撑系统未能提供足够的刚性，脚手架将发生倒塌。局部屈曲主要发生在构件截面强度不足或连接节点松动时，表现为单根立杆或横杆的过度弯曲或断裂。此外，节点失效通常由连接件质量问题或安装不当引起，是导致脚手架破坏的重要隐患。以下为脚手架力学分析技术框架图：

通过这一技术框架，可以清晰地对脚手架的受力情况进行分解分析，并结合工程实际优化设计方案。

三、脚手架破坏的案例分析与技术数据

在某高层建筑施工中，因脚手架超载引发的局部坍塌事故引起了广泛关注。通过对事故现场的分析发现，施工人员在脚手架平台上堆放了超过设计荷载的建筑材料，导致立杆底部承载力不足，最终引发坍塌。以下是事故中的荷载-变形关系数据图：

从图中可以看出，脚手架在荷载超过设计极限值时，变形速率显著增加，最终导致失稳。该案例表明，在实际施工中严格控制荷载分布并进行实时监测，对保障脚手架安全至关重要。

四、脚手架破坏的预防措施

针对脚手架破坏的原因，采取系统化的预防措施是减少事故发生的有效途径。首先，在设计阶段，应充分考虑施工荷载、环境条件和支撑结构的刚性要求，采用先进的有限元分析方法对脚手架进行力学模拟和优化设计。在这一过程中，设计人员应综合评估脚手架可能面临的动态荷载和特殊环境影响，并为支撑结构设计合理的加固措施，如增加斜撑或临时支撑点，以提升结构的整体稳定性。其次，严格把控材料质量是确保脚手架安全的基础，应选用符合国家标准的钢材或铝合金材料，避免使用生锈、变形或强度不足的构件。在施工前，对关键部件如立杆、横杆和连接件进行逐一检测，确保其满足设计要求，同时做好质量记录，为后续施工提供数据支持。

在施工过程中，应严格按照规范要求进行脚手架的搭设，特别要注意基础处理的平整性和承载力，避免因地基沉降或不均匀支撑导致架体失稳。节点连接方面，应确保所有连接件的安装牢固，避免因连接松动导致局部屈曲或整体坍塌。支撑系统的稳定性也是施工中的重要环节，应合理布置支撑位置，并定期检查其工作状态。在此基础上，施工现场应建立完善的安全管理制度，明确各环节的责任人，加强对施工人员的安全培训，使其掌握正确的操作规范和应急处理技能。例如，通过模拟脚手架失稳时的应对场景，提升施工人员的应急反应能力。此外，建议在脚手架上安装传感器和监测设备，通过物联网技术实现实时数据采集与分析，如监测荷载变化、节点位移和环境因素的影响，并利用智能系统对潜在隐患进行预测与报警，及时采取措施加以处理。

最后，在使用过程中，应定期对脚手架进行全面检查和维护，检查内容应包括构件的变形情况、连接件的牢固性以及支撑系统的稳定性。特别是在恶劣天气条件下，如强风、大雨或低温环境中，应暂停施工并对脚手架进行加固处理，必要时拆除部分架体以降低风险。通过严格执行这些预防措施，可以大幅减少脚手架破坏事故的发生，为建筑工程施工提供更加可靠的安全保障。

五、结论

本文从多角度分析了建筑工程中脚手架破坏的主要原因，并结合实际工程案例提出了针对性的预防措施。研究表明，优化设计、严格材料控制、规范施工操作以及引入现代化监测技术，是提升脚手架安全性能的关键措施。脚手架破坏往往是多种因素叠加的结果，仅仅依靠单一手段难以全面保障其安全性，因此需要从设计、施工、监测和管理等多个环节入手，形成系统化的安全管控机制。例如，设计阶段的力学模拟能够为施工提供科学依据，而施工阶段的严格管理可以将安全隐患降到最低。通过在脚手架上部署智能传感器和物联网监测系统，可实时获取架体受力和变形数据，为管理者提供动态决策支持。

未来，随着建筑施工技术的不断发展，脚手架的设计与管理将更加智能化和精细化。例如，利用人工智能技术优化脚手架设计，通过算法分析施工场景中的各种影响因素，自动生成最优设计方案；或者通过数字孪生技术实现施工全过程的动态监测和模拟，将脚手架的实际状态与设计模型进行实时对比，及时发现潜在问题。

参考文献

[1]张兵，王檑，王亚西，等.建筑工程中脚手架破坏的原因及预防措施[J].四川水泥，2024，（09）：93-95.DOI：10.20198/j.cnki.scsn.2024.09.022.

[2]陈键.建筑工程悬挑式外脚手架的施工技术探析[J].散装水泥，2024，（04）：41-43.

[3]吴锦光.防锈处理及扭力矩对钢管脚手架扣件的安全性能影响探讨[J].广东建材，2024，40（06）：72-74.