支模架坍塌事故的分析和預(yù)防措施

【摘要】本文通過對目前建筑施工模板工程存在的主要問題進行分析總結(jié)，查找原因并給出相應(yīng)的建議，給現(xiàn)場模板施工的安全管理起穿針引線作用，以期達到減少模板坍塌事故的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】支模架坍塌事故共性；預(yù)防措施

前言：

扣件式鋼管支模架是一項比較成熟的工法，普遍用于澆筑混凝土構(gòu)件搭設(shè)的承力支架—支撐架（formwork support），但在實際操作中卻仍舊事故頻發(fā)。遠的暫且不說就2014年12月至2015年元月就相繼發(fā)生了多起支模架坍塌事故，比較典型的案例是2014年12月29日清華附中在建體育館在鋼筋綁扎過程中支模架坍塌奪走10條人命，2015年元月29日江西一所大學(xué)樓面坍塌已致一死十六傷，2015年2月9日云南省文山州職教園區(qū)學(xué)生活動中心坍塌事故，導(dǎo)致5人死亡、8人受傷；經(jīng)對10起模板坍塌事故隨機統(tǒng)計，死亡人數(shù)達60余人。

1.坍塌事故的共性：

通過對支模架坍塌事故的分析，可以發(fā)現(xiàn)事故主要發(fā)生在混凝土框架結(jié)構(gòu)的大跨度屋蓋、中庭屋蓋、大截面梁等部位。這些部位又多是大空間，高支模施工，空間跨度多在10M以上，結(jié)構(gòu)跨度多在15M以上。事故主要發(fā)生在混凝土澆筑過程，也有部分因模板安裝過程中材料集中堆放或支撐架在未能承受一定的荷載之前就進行上部施工（如2014年12月29日清華附中在建體育館在鋼筋綁扎過程中支模架坍塌）而導(dǎo)致坍塌。

2.坍塌事故的原因：

根據(jù)對多起坍塌事故的分析，可以發(fā)現(xiàn)事故原因大致包括以下幾個方面：

（ 1）施工單位管理不善，專項方案未編制或者粗制濫造，嚴(yán)重偏離實際情況，技術(shù)交底沒落實，搭設(shè)完成無驗收或驗收走過場；

（2）作為搭設(shè)材料的鋼管扣件質(zhì)量不合格或不按規(guī)定抽樣檢測；

（3）支模架體系搭設(shè)不符合《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范（JGJ162-2008）》要求，結(jié)構(gòu)三維尺寸偏大，桿件缺失等造成支模架結(jié)構(gòu)剛度降低，承載力低下。

3.此類事故預(yù)防措施：

從上面的歸納總結(jié)來看，要做到支模架安全施工，必須做到管理、技術(shù)兩手抓，兩手硬。

3.1 管理方面：

（1）項目負責(zé)人必須按照現(xiàn)場實際情況，組織相關(guān)專業(yè)人員編制支模架施工專項方案（提倡采用成熟的軟件進行模板支架的設(shè)計，以保證模板支架設(shè)計的合理性和安全性，浙江省模板支架技術(shù)規(guī)程DB33/1035-2006配套軟件已于2007年通過審查驗收），在施工前通過企業(yè)技術(shù)部門、監(jiān)理單位的評審。對于支撐高度在8m及以上、搭設(shè)跨度18m及以上、施工總荷載10kN/m2及以上、集中線荷載15kN/m及以上、高度大于支撐水平投影寬度且相對獨立無聯(lián)系構(gòu)件的混凝土模板支撐工程等施工專項方案應(yīng)按照【危險性較大的分部分項工程安全管理辦法--建質(zhì)（2009）87號】文的規(guī)定要求施工單位組織專家對專項方案進行論證。

模板支架專項施工方案應(yīng)結(jié)合工程結(jié)構(gòu)的高度、跨度、荷載和施工工藝等編制，并應(yīng)包括如下內(nèi)容：

1.工程概況；

2.支撐系統(tǒng)強度、剛度和穩(wěn)定性計算（包括扣件抗滑移、地基或樓板承載力驗算）；

3.支撐材料的選用、規(guī)格尺寸及接頭方法、剪刀撐等構(gòu)造措施；

4.模板支架搭設(shè)平面（立面）布置圖、細部構(gòu)造大樣圖。

（2） 在相關(guān)的計算中，鋼管壁厚應(yīng)根據(jù)實際檢查結(jié)果作必要的折減

1.為達到既保證施工安全又能降低工程成本的目的，建議有條件的承包商采用早拆模模板體系（注1）（“承插型模板早拆體系工法”是建設(shè)部建建【2001】222號文公布的國家級工法），皁拆模模板體系的特點是通過特殊的裝置達到模板可以先于支架拆除區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的先拆支架后模板的模板體系；

2.搭設(shè)支模架的材料進場時，施工單位必須對其進行驗收。

鋼管、扣件應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼管腳手架扣件》GB15831的規(guī)定，鋼管規(guī)格為φ48×3.5mm， 表面應(yīng)平直，不應(yīng)有裂縫、結(jié)疤、分層、錯位、硬彎、毛刺、壓痕和深的痕道，并進行防銹處理。鋼管彎曲變形應(yīng)符合要求。扣件采用可鍛鑄鐵制作的扣件，并進行防銹處理，嚴(yán)禁使用裂縫、變形或螺栓出現(xiàn)滑絲的扣件。對于不符要求的鋼管扣件必須拒之門外，防止因材料批量不合格致使支模架承載力不足而引起坍塌事故。

（3）方案在實施前，施工單位要對參與施工與管理的人員做好安全技術(shù)交底工作，尤其是要加強構(gòu)造措施的交底，明確剪刀撐及節(jié)點的做法。施工過程中要跟蹤檢查，對違反施工方案的部位要及時整改，確保工程質(zhì)量。

3.2 技術(shù)方面

為防止模板坍塌事故的發(fā)生，除了認真執(zhí)行【建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范（JGJ162-2008）】【建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2011）】，同時還應(yīng)注意以下幾個方面。

（1） 嚴(yán)禁隨意擴大架構(gòu)參數(shù)：

支模架中水平衡桿起著約束立桿變形，對立桿起著側(cè)向支撐，保證架體整體穩(wěn)定的作用。立桿的計算長度取決于橫桿間的步距，直接決定了立桿的承載力。但在支模架坍塌事故中，經(jīng)常看到立桿間每步水平桿單向交錯設(shè)置或水平橫桿單向設(shè)置，這樣的做法減少了支模架中鋼管用量，也直接導(dǎo)致支模架整體穩(wěn)定性大幅下降，掃地桿能固定立桿底部，減少立桿的計算長度，增加立桿穩(wěn)定性。有資料顯示無掃地桿的桿件臨界力僅是有掃地桿的桿件臨界力的0.27倍。

（2）按需設(shè)置剪刀撐：

規(guī)范JGJ162-2008中，并未把剪刀撐的受力計算在內(nèi)，通過采用線性屈曲和非線性屈曲分析方法計算支模架穩(wěn)定承載力，對兩種分析結(jié)果進行對比，發(fā)現(xiàn)剪刀撐在正常使用情況下受力很小，但在失穩(wěn)瞬間具有較大盈利，對架體整體穩(wěn)定承載力的影響十分明顯，尤其是對底層和頂層水平剪刀撐的影響尤為顯著，因此支模架施工必須按照JGJ162-2008加強構(gòu)造施工，根據(jù)要求設(shè)置剪刀撐。

（3）支架立桿頂部自由高度要控制：

根據(jù)有關(guān)試驗，隨著立桿超出頂層水平桿長度的增大，支架的穩(wěn)定承載力急劇減小，實際搭設(shè)的模板支架立桿自由端長度過大正是造成北京某工程事故的主要原因，對立桿超出頂層水平桿的長度a須控制在300mm以內(nèi)。

（4）支模架和建筑物拉結(jié)：

根據(jù)JGJ162-2008 6.2.4中第6條規(guī)定，當(dāng)支架立柱高度超過5m時，應(yīng)在立柱周圍外側(cè)和中間有結(jié)構(gòu)柱的部位，按水平間距6-9m、豎向間距2-3m與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置一個固結(jié)點。當(dāng)外部沒有固結(jié)點時，可按以上水平及豎向間距在周邊設(shè)攬風(fēng)繩，攬風(fēng)繩拉結(jié)點要設(shè)在縱向與水平連續(xù)剪刀撐的交叉處。

4.結(jié)語

我們常說：“施工安全三分靠技術(shù)、七分靠管理”。在工程施工中，因支模架坍塌事件造成的安全問題屢見不鮮，除了管理缺陷外，還存在因技術(shù)不普及導(dǎo)致施工人員在施工中未能意識違規(guī)施工會造成的嚴(yán)重后果，因此加快普及施工人員和施工企業(yè)技術(shù)認識，規(guī)范施工過程，強化施工人員的安全意識，對提高工程安全性有著重要的意義。

注1：

早拆模模板體系（early unweaving shuttering）-在模板支架立柱的頂端，采用柱頭的特殊構(gòu)造裝置來保證國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的拆模原則下，達到早期拆除部分模板的體系；

為實現(xiàn)早期拆除樓板模板而采用的一種支模裝置和方法，其工作原理就是“拆板不拆柱”，拆模時使原設(shè)計的樓板處于短跨（立柱狀態(tài)小于2m）的受力狀態(tài)，即保持樓板模板跨度不超過相關(guān)規(guī)范所規(guī)定的跨度要求，這樣，只要當(dāng)混凝土強度達到設(shè)計強度的50%時即可拆除樓板模板及部分支撐，而柱間、立柱及可調(diào)支座仍保持支撐狀態(tài)。當(dāng)混凝土強度達到設(shè)計及專項施工方案要求時，再拆去全部豎向支撐。目前正在大力發(fā)展并逐步完善這一施工技術(shù)。