高支模坍塌事故致因分析及防控措施研究

趙鵬棟

(甘肅昶通公路養護科技有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

近年來，隨著我國大跨度、大空間建筑物的興建，高支模的應用越來越廣泛。高支模作為較為常見、危險性較大的分部分項工程，具有高技術難度和高危險性的特點。高支模坍塌事故也是建筑工程中最為常見的安全生產事故，具有群死群傷、財產損失大等特點。根據統計數據，我國每年發生較大及以上的高支模坍塌事故約6.3起，約占房屋市政工程較大安全事故的27.3%，每年約22.3人因此喪生，占房屋市政工程較大安全事故死亡總人數的25.9%。因此，針對性地改進高支模施工過程中的技術、管理及監管舉措，提高建筑工程安全管理水平，降低高支模坍塌安全事故的發生率迫在眉睫。

1 高支模坍塌致因分析

表1總結了近幾年5起國內典型高支模坍塌事故的基本情況。

表1 近幾年5起國內高支模坍塌事故的基本情況表

將表1中造成高支模坍塌事故的主要原因進行梳理歸納，大體可分為原材料方面、方案編制方面、施工管理方面、監管方面。高支模坍塌事故的致因魚骨圖如圖1所示。

圖1 高支模坍塌事故致因魚骨圖

1.1 原材料方面

原材料方面的致因主要表現為鋼管質量、扣件質量以及模板質量不合格。對于一般扣件式支架鋼管，規范規定宜采用φ 48.3 mm×3.6 mm鋼管，而實際現場中大多采用φ 48.3 mm×3.5 mm鋼管。對多起高支模事故的材料檢測發現，部分支架鋼管的厚度為2.8～3.0 mm，遠低于設計厚度。同時，支模鋼管一般反復使用，在經過多次使用后，可能存在初始的彎曲度、垂直度偏差、微裂縫以及銹蝕嚴重等情況。而在設計時，支模鋼管是按直線、全部強度和剛度計算的，未考慮上述缺陷，導致其設計強度高于實際承載能力，這嚴重加劇了高支模坍塌事故的風險。扣件質量不合格主要表現為螺栓擰緊力矩不足，而模板質量不合格主要表現為模板原材料為劣質板材或存在原始破損等。

1.2 方案編制方面

高支模的專項施工方案一般由施工單位編制，由于相關人員水平參差不齊，其設計方案大多內容粗糙，設計存在瑕疵且可操作性不強，具體表現在兩個方面。

1)設計出現錯誤、疏漏或設計未嚴格依照相關規范、標準進行設計。方案編制人員在編制專項施工方案時，直接參考或套用舊的計算方法編制的高支模施工方案(甚至錯誤的施工方案)進行設計編制，導致設計極為保守或承載力不足；未采用科學的荷載設計值或荷載組合，如為了計算方面，將荷載籠統地簡化為均布荷載，與實際情況嚴重不符；在荷載組合時，影響荷載組合的影響因素考慮不充分、荷載組合的方式不正確，設計方案與現場實際并不相符；方案編制人員自身知識儲備不夠，對規范和標準理解不足，在進行編制時無法準確地進行取值和分析，導致設計存在錯誤。

2)高支模設計方案缺乏審查、未進行論證或未開展技術交底，導致高支模工程在設計的安全性和質量管控上的完整性不足，埋下安全隱患。

1.3 施工管理方面

高支模坍塌事故的原因大部分是由于現場管理不到位、施工人員沒有按照施工方案進行搭設與施工造成的。在現場的主要表現為交底工作不到位、未依照設計進行搭設以及混凝土未按規定澆筑。

1)施工單位沒有對施工人員進行技術交底或技術交底流于形式，未能對實際施工作業進行有效指導；施工人員未經培訓考試，無證上崗，對高支模的搭設并不熟悉；施工人員隨意使用不合材料，未按專項施工方案和規范進行施工等。

2)高支模搭設不符合要求。掃地桿、剪刀撐、墊塊和立桿等未按設計、構造或專項施工方案要求進行搭設，掃地桿、剪刀撐或墊塊缺失，立桿的間距、縱橫排數或橫桿的步距未滿足設計要求；搭設質量不符合要求，如扣件螺栓擰緊力矩不足，規范中要求“力矩不應小于40 N·m，且不應大于65 N·m”，但在施工現場常常無法保證，甚至某些節點無扣件連接；立桿的垂直度不足，接頭未錯開，導致其承受偏心荷載，與規范要求的“立桿按軸心受壓計算”不符；搭設場地沒有進行硬化夯實，基礎不平整或者立柱的木墊板有空隙等，使得架體的整體穩定性不足；連墻件的數量和質量不符合要求，導致其安全性不足。

3)混凝土未按規定澆筑。采用不對稱的澆筑方式進行高支模混凝土的澆筑而產生內力不均及較大架體側移，隨著澆筑的進行，產生突變導致坍塌事故的發生。

1.4 監督管理方面

高支模分項工程的監督管理主要包括施工單位管理、監理單位的監理、政府機構的監督以及第三方機構的檢測等。其中最為常見的問題表現為施工單位現場管理混亂、監理單位未全面履責、政府監督不到位以及第三方檢測、預報不及時等。

受某些不良因素影響或誘導，監理單位未能以“客觀、公平、公正、科學”的原則進行執業，未將其監理工作落實到位，甚至存在發現相關問題后，未能將相關問題上報有關單位的情況；政府與行業主管部門未做好安全監督工作；第三方人員的責任意識不強，未按規定進行高支模沉降、位移和變形等監測，導致不能及時發現存在安全隱患。同時，目前高支模的安全監測還是以經緯儀、水準儀或全站儀等儀器為主要手段進行的，而施工現場常常存在遮擋物多、光線不足(尤其是夜間澆筑混凝土)以及人員干擾大的情況，導致出現現場監測無法持續進行、數據精度低、預警滯后以及應急反應慢等問題，這些都使得高支模的現場監測沒有發揮應有的作用。

2 防控措施

通過文獻查閱，結合自身工作經驗，筆者認為可從以下幾個方面對高支模的坍塌進行預防與控制。

2.1 原材料控制方面

高支模所使用的鋼管、扣件等材料性能應符合JGJ-130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》、JGJ162-2016《建筑施工模板安全技術規范》等我國現行相關標準規定和設計要求，在入場時對其截面尺寸、長度、質量以及外觀等指標進行嚴格檢測，對于不滿足要求的原材料，嚴禁入場。同時，在搭設前，應再次對高支模所使用的鋼管和扣件進行檢查，具體要求如表2所示。而對于模板等其他材料也應滿足國家現行規范和設計方法的要求，在入場和搭設時進行嚴格檢查。

表2 扣件和腳手架質量檢測表

2.2 方案編制方面

圖2是高支模工程施工方案的一般編制流程。

圖2 高支模工程施工方案的一般編制流程

高支模工程方案編制時，應由項目技術負責人組織，安排現場有實踐經驗的人員來負責編制。在熟悉設計圖紙、工程建設法律法規和標準規范以及了解現場工程地質條件和周邊環境的基礎上，對照標準規定辯識出超危大工程分部分項工程清單，嚴格按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》(JJ30-2001)和《建筑施工模板安全技術規范》(JGJ162-2008)進行設計與計算。

對于高支模工程荷載的計算，要充分考慮各種不利條件，不能僅憑經驗進行判定，應嚴格根據規范和實際情況進行選取與組合，同時組織人員對方案的計算和編制結果進行復核。對于編制好的施工方案，應組織專家進行論證與審査。一般情況下，施工單位應該組織不少于5人的專家組對編制好的專項施工方案進行論證與審查，專家組應提供相關的書面論證與審查報告，施工企業應該依據報告進行完善與補充，經總監理工程師與技術負責人簽字確認后才能實施。

2.3 施工方面

高支模工程施工步驟如圖3所示。

圖3 高支模工程施工步驟

1)在高支模進行搭設前，施工單位應組織項目技術負責人或者編制人員向施工管理人員和施工操作人員進行安全技術交底、安全教育和培訓，讓其熟悉工程的重點、難點以及危險性與重要性。

2)高支模的搭設應根據專項施工方案嚴格搭設，不可隨意減少搭設桿件的數量與種類，或擴大桿件之間的步距。在搭設過程中，管理人員應當對專項方案的實施情況進行跟蹤監控，發現不合適時，應立即整改。

3)高支模搭設完成后，施工單位首先進行自檢，監理單位必須組織建設單位、論證專家、施工單位相關人員進行檢查驗收，驗收合格后，監理單位應組織相關人員進行高支模工程的最終驗收。

4)高支模混凝土澆筑應符合相關規定，按照混凝土澆筑順序，以減少其最大內力，避免因出現不對稱澆筑而產生較大側移。同時，管理人員應加強管理，嚴格要求施工人員按照方案和要求進行澆筑，澆筑厚度、振搗器數量以及澆筑速度也應符合相關要求。

5)高支模的拆除也是管理的重點，在高支模拆除時，必須嚴格按照施工方案的要求進行。在施工現場應根據施工情況留置兩組現場同條件養護試塊(一組的強度作為工程資料使用，一組的強度作為支撐體系拆除時的依據)；在拆除模板支撐體系前必須對同條件養護的試塊進行抗壓強度試驗，當試驗強度滿足設計強度后，由班組長填寫模板腳手架拆除申請單并附帶混凝土試塊的抗壓強度報告，項目總工程師審批后方能進行腳手架的拆除工作。拆除時應自上而下逐層拆除，同時拆除的構件應立即搬運至指定地點切忌堆積在混凝土上以防止坍塌。

2.4 監督管理方面

1)在高支模施工過程中，要嚴格落實監理職責。監理單位應派遣專業監理工程師對高支模專項施工方案進行嚴格落實，遵循“客觀、公平、公正、科學”的原則，對各項措施進行科學嚴謹的檢查，一旦發現質量或安全隱患，應立即通知相關單位與人員并責令整改，拒不整改時，應及時通知建設單位，下達停工令，并按照要求進行處罰。同時，監理人員也應嚴格做好各項材料、機械及相關人員到崗情況的檢查，確保搭設高支模的材料、機械等符合施工要求，專職安全質量人員全部到崗，以保障高支模架設與施工時材料、設備及人員的安全。此外，高支模架設完成后，監理單位應及時組織建設單位、施工單位及設計單位，并聘請經驗豐富的專家進行驗收，根據相關意見督促施工單位進行整改，以確保所架設的高支模符合要求，并通過驗收。

2)行業主管部門應按相關要求嚴格履行好質量安全監督職責，做好質量監督交底工作，加強高支模的專項施工方案、搭設過程、驗收及施工的審查與監督，做到高支模事故可防可控。

3)要加強第三方監測。在高支模施工過程中，應嚴格依照監測方案要求，對儀器、測點量、監測量及監測頻率等開展監測工作，一旦發現監控數據超過預警值，應立即通知相關人員并停止作業、疏散作業人員，待危險解除才可重新施工。同時，對高支模的監測，也可采用自動化、智能化的新型監測方式對高支模架設、施工與拆除進行監測，實現“實時監測、超限預警、危險報警、預防事故、減少損失”的監測目標。

3 結語

本文以高支模坍塌事故為研究對象，對其發生致因及應對措施進行了分析和探討。高支模雖是建筑工程的臨時設施，但其施工要求高、難點多、危險性大，具有施工多發性。在高支模施工時，應從原材料控制、方案編制、施工管理、監督管理等多個角度出發，做到高度重視、精心準備、科學施工、嚴格監管，以防止高支模坍塌事故的發生。