施工現(xiàn)場塔吊倒塔事故原因分析

康 濤

(山西一建集團(tuán)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(qū)使用群塔更是普遍，在施工過程中，由于不正確的使用導(dǎo)致倒塔的情況在施工中時(shí)有發(fā)生，因此很有必要對倒塔事故原因進(jìn)行分析。

1 基礎(chǔ)不穩(wěn)固或遇意外風(fēng)暴襲擊引發(fā)倒塔事故

1)地基設(shè)在沉陷不均的地方，或者地溝沒有夯實(shí)就澆混凝土。用久了以后，發(fā)生局部下沉，而又沒有采取補(bǔ)救措施。拼裝式基礎(chǔ)更要注意如何與地面緊密結(jié)合的問題。因?yàn)椴皇乾F(xiàn)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(chǔ)離開挖坑邊太近，在受載或大的風(fēng)暴雨后容易滑坡倒塔。

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

4)混凝土基礎(chǔ)澆灌配比不符合要求，達(dá)不到抗拉強(qiáng)度。地腳螺栓松脫，發(fā)揮不了作用。

5)基礎(chǔ)澆灌后，沒有對混凝土進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)，達(dá)不到強(qiáng)度要求。

6)基礎(chǔ)澆灌后，時(shí)間太短即使用，混凝土達(dá)不到強(qiáng)度要求，滿足不了負(fù)載的要求。

7)地腳螺栓鉤內(nèi)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(gè)鋼架作基礎(chǔ)，重復(fù)使用時(shí)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(fā)生焊縫開裂，或產(chǎn)生脆性疲勞斷裂而倒塔。

9)行走式塔機(jī)壓重平衡穩(wěn)定儲備量不足，在超載情況下易于發(fā)生傾翻倒塔。

10)行走式塔機(jī)，下班后忘記鎖夾軌器，晚上突遭風(fēng)暴襲擊而倒塔。

11)行走式塔機(jī)，軌道鋪設(shè)不可靠，或地面承載能力不夠，引起局部下沉，導(dǎo)致過分傾斜而引發(fā)倒塔。

2 安裝、頂升、附著、拆卸引發(fā)的倒塔事故

1)違背安裝順序、沒掌握好平衡規(guī)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(dāng)后傾然后才能裝起重臂。裝了起重臂后塔機(jī)向前傾，最后再裝平衡重，使塔機(jī)在空載狀態(tài)后傾。有的項(xiàng)目一裝平衡重就一直裝下去，沒掌握適當(dāng)后傾力矩，就會引發(fā)后傾倒塔。反之在拆塔時(shí)，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(xiàng)目在拆卸起重臂前，不先拆平衡重，后傾力矩太大，結(jié)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(yán)重效果

2)頂升時(shí)扁擔(dān)梁(也叫頂升橫梁)沒搭好，有一頭只搭上一點(diǎn)點(diǎn)，或者只搭在爬爪的槽邊上，當(dāng)頂升到一定高度后發(fā)生單邊脫落，造成整個(gè)上部傾斜，很難挽回導(dǎo)致倒塔。

3)球形油缸支座的扁擔(dān)梁沒有防橫向傾斜的保險(xiǎn)銷，或者有保險(xiǎn)銷沒有用上，在頂升時(shí)扁擔(dān)梁向外翻又沒有引起注意，結(jié)果橫向分力導(dǎo)致扁擔(dān)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(dān)梁端部從爬爪的槽內(nèi)脫出，造成倒塔事故。見圖3。

圖3 球形支座扁擔(dān)梁橫彎示意圖

4)頂升時(shí)裝在頂升套架上的兩塊自動翻轉(zhuǎn)的卡板沒有可靠的搭在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)爬爪的頂部，當(dāng)油缸回縮使卡板受力時(shí)，發(fā)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(dāng)油缸全行程伸出時(shí)，可以使套架上部滾輪超出標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂端，從而引起上部傾斜，導(dǎo)致倒塔。

6)頂升時(shí)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)沒有制動，在偶然的風(fēng)力作用下臂架發(fā)生回轉(zhuǎn)，致使套架引入門的主弦桿單邊受力太大而失去穩(wěn)定，導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦在輪壓作用下局部彎曲，導(dǎo)致上部傾斜而倒塔。

8)頂升時(shí)沒有注意把小車開到足夠遠(yuǎn)處，或者沒有吊一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)來調(diào)節(jié)上部的重心位置，使上部重心偏離油缸軸線太遠(yuǎn)，導(dǎo)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(tǒng)突然發(fā)生故障，造成上不能上，下不能下。而作業(yè)人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，無法立即排除，停留過久，遇到過大的風(fēng)力，容易引發(fā)倒塔。

10)塔機(jī)搭附著時(shí)，沒有設(shè)置結(jié)實(shí)可靠的附著支點(diǎn)，當(dāng)附著架受力時(shí)，把支點(diǎn)毀壞，導(dǎo)致上部變形過大而發(fā)生重大事故。

11)受條件限制，附著距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過說明書上的附著距離，不經(jīng)過計(jì)算，隨意增加附著桿的長度，結(jié)果導(dǎo)致附著桿局部失穩(wěn)，上部變形過大而發(fā)生倒塔。

12)塔機(jī)超高使用，不經(jīng)過計(jì)算，隨意增加附著高度，在高空惡劣的風(fēng)力條件下，因附加風(fēng)力太大，而發(fā)生附著失效，引發(fā)倒塔事故。

13)在拆塔和降塔時(shí)粗心大意，沒有注意調(diào)節(jié)平衡就拆除回轉(zhuǎn)下支座與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的連接螺栓，結(jié)果同樣會引發(fā)頂升時(shí)局部輪壓過大問題。

14)在已拆除回轉(zhuǎn)下支座與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的連接螺栓情況下進(jìn)行起吊，結(jié)果導(dǎo)致不平衡力矩失控而發(fā)生頂部傾斜。

15)前面所述頂升時(shí)容易倒塔的各種因素，在拆塔時(shí)同樣存在。因?yàn)椴鹚r(shí)，為了把標(biāo)準(zhǔn)節(jié)從套架內(nèi)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(xiǎn)。

16)降塔時(shí)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(zhuǎn)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(wěn)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(fā)生脫落。銷軸失去定位而竄動脫落，導(dǎo)致發(fā)生重大的倒塔事故。

18)多次安裝和拆卸中丟失高強(qiáng)螺栓，不按原規(guī)格購買補(bǔ)充，而是隨意就近購買普通螺栓代用，結(jié)果因強(qiáng)度不夠而發(fā)生斷裂導(dǎo)致倒塔。

3 使用維護(hù)管理不當(dāng)引起的倒塔事故

1)把小塔當(dāng)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(dǎo)致超力矩倒塔。

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

3)在力矩限制器沒有調(diào)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(yán)重超力矩而折臂倒塔。

4)斜拉、側(cè)拉起吊物。不知道斜拉、側(cè)拉會使起重臂產(chǎn)生很多的橫向彎矩，起重臂下弦桿很容易局部彎曲，從而發(fā)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(fù)載大小的概念，起升機(jī)構(gòu)的慣性沖擊引發(fā)嚴(yán)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(zhuǎn)，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(fā)倒塔。c.在塔機(jī)安裝起重臂各節(jié)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(hù)管理中又沒發(fā)現(xiàn)，使用中銷軸慢慢內(nèi)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(fā)現(xiàn)，同樣引發(fā)嚴(yán)重后果。

圖4 根部折臂引發(fā)后傾倒塔

5)制作質(zhì)量問題或設(shè)計(jì)缺點(diǎn)。

a.塔頂或回轉(zhuǎn)塔身焊縫過小，在反復(fù)起吊作業(yè)下，應(yīng)力過大，提前產(chǎn)生疲勞破壞，使頂部突然發(fā)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(diǎn)拉桿支座精度不夠準(zhǔn)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(dǎo)致折臂倒塔。c.為減小回轉(zhuǎn)支承規(guī)格，未經(jīng)計(jì)算隨意動回轉(zhuǎn)上支座。因剛度不夠，導(dǎo)致產(chǎn)生附加的交應(yīng)變力，使回轉(zhuǎn)塔身主弦桿產(chǎn)生疲勞破壞，腹桿產(chǎn)生剪切變形，引發(fā)嚴(yán)重的事故危險(xiǎn)。d.連接螺栓熱處理不過關(guān)，過硬過脆，達(dá)不到應(yīng)有的塑性變形余量指標(biāo)。在交應(yīng)變力下，提早產(chǎn)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(yīng)力偏大，再加上應(yīng)力集中，用久了易產(chǎn)生疲勞開裂，引發(fā)倒塔。f.臂架截面高度偏小，剛度不夠，起吊時(shí)撓度過大，容易造成往外溜車，又未設(shè)置防斷繩溜車保護(hù)裝置，結(jié)果在小車牽引斷繩時(shí)失控，小車外溜，加大起重力矩而導(dǎo)致倒塔。g.為降低成本，購買劣質(zhì)鋼材，尺寸沒保證，強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)都沒有保障。結(jié)果造成主弦桿脆斷，臂架折斷或塔身折斷而導(dǎo)致倒塔。h.剛性平衡臂式塔機(jī)平衡臂剛度不夠，或者桁架式平衡臂主弦桿局部穩(wěn)定儲備不足，沒有考慮在安裝過程中平衡臂在無拉桿時(shí)承受平衡重塊的能力，導(dǎo)致在安裝中預(yù)加平衡重塊時(shí)，平衡臂根部折彎，平衡重下砸而倒塔。i.在起重臂拉桿設(shè)計(jì)時(shí)，只作宏觀應(yīng)力分析，沒考慮拉桿耳板和圓鋼焊接處開槽角點(diǎn)的應(yīng)力集中，耳板邊寬留得不夠?qū)挘率乖摻屈c(diǎn)容易產(chǎn)生疲勞斷裂，導(dǎo)致拉桿斷裂而倒塔。

4 結(jié)語

一旦發(fā)生倒塔事故，企業(yè)的社會信譽(yù)會受到嚴(yán)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(yán)格按照國家有關(guān)塔吊安裝、拆除、使用管理規(guī)定進(jìn)行有效控制，結(jié)合前述倒塔原因，提前做好各種預(yù)防和防范措施，杜絕倒塔群死群傷事故的發(fā)生，確保安全施工。