建筑模板支架坍塌的原因、教訓及支架方案的編制要求

潘衛(wèi)忠 盤錦水漫建筑設計有限公司 124200

建筑模板支架坍塌的原因、教訓及支架方案的編制要求

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本文主要闡述了建筑模板支架坍塌的原因及造成的危害，同時也說明了只有科學編制方案，精心計算和精心施工，建筑模板支架坍塌事故是可以避免的。

坍塌；施工荷載；穩(wěn)定性；教訓；分項系數(shù)；加強層；保證度

隨著我國改革開放的不斷深入，國力的不斷增強，經濟的發(fā)展，一些高大的樓堂館舍拔地而起，國家呈現(xiàn)出生機勃勃的繁榮景象。但由于工程技術人員的科技含量低，施工人員不按支架方案施工或施工方案不合理，一些建筑工程模板支架的坍塌事故屢見不鮮，給國家和人民群眾的生命財產安全帶來極大的危害和經濟的重大損失，這就要求我們下大力氣，認真加以解決。下面就建筑模板支架坍塌的原因、教訓以及支架方案的編制要求簡單加以論述。

一、建筑模板支架坍塌的原因

造成坍塌事故的因素大體從以下幾個方面加以論述:

1、模板支架施工方案未經審批就進行搭設，特別是“危險性較大工程”施工方案又未經專家組論證。

2、報審的模板支架方案及設計計算存在嚴重問題，項目和施工技術負責人對控制立桿伸出長度a值的要求概念模糊。

⑴未按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》的規(guī)定計算L o并控制a值。技術人員誤認為a值為最上一步的步距，而實際a值是支架立桿上部伸出頂橫桿之上的自由長度。

⑵施工活荷載的分項系數(shù)（1.4）和永久荷載的分項系數(shù)（1.2）取值不對，計算值偏小。

⑶未按進場鋼管的實際壁厚計算，使立桿的穩(wěn)定承載力不夠。

⑷支架中間未按規(guī)定設置由底到頂?shù)目v向剪力撐。

⑸有些工程未根據工程條件采取與周邊已有結構進行可靠拉結，以提高支架穩(wěn)定性的措施。

⑹方案編輯粗糙，無細部作法和節(jié)點詳圖。方案的針對性和可操作性差，無檢查標準和要求。

⑺混凝土的澆筑方案不合理。

3、施工操作和安全管理中存在很多問題。

⑴很多支架未見任何剪力撐，能與周邊結構拉結的，未進行拉結。

⑵很多工程支架上部采用在搭接短立桿上設頂托、立桿不落地，直接支于橫桿上。

⑶支架未按步距雙向設置橫桿，有的部位只有一個方向設置橫桿，或為不連續(xù)的斷頭橫桿。

⑷施工現(xiàn)場支架的實際步距和跨距大于設計步距和跨距，不安全狀態(tài)相當嚴重。

⑸扣件架和碗扣架混用，且普遍未設掃地桿，有的雖設掃地桿，但離地高度一般為200mm，未達到300～500mm。

⑹腳手架基礎不符合有關標準的規(guī)定。

⑺扣件普遍擰固不緊，均未達到40N. m 的要求。

⑻澆筑混凝土時，混凝土堆料過多，超過25kN。

4、支架材質問題

⑴有些施工現(xiàn)場 48*3.5的鋼管，實際壁厚為3.0mm，甚至個別的鋼管壁厚還小于3.0，而實際鋼管的穩(wěn)定承載力是3. 5m m壁厚進行計算的，這樣承載力大約會降低13%左右。

⑵扣件多數(shù)是“缺斤短兩”的產品，從一些事故現(xiàn)場扣件的斷口可以看出有明顯鑄造缺陷。而扣件上螺母的厚度大多為11～13mm，有的才為9m m，均小于14±0.5mm的標準要求，使其難以上緊。

⑶支架可調托撐的螺桿偏細。

⑷不同品種腳手架桿件混用，且所用碗扣件存在立桿的碗扣頭缺上碗扣、限位銷等部位，橫桿斷裂和連接套管變形等問題。這些劣質桿配件，卻還用于工程上。

二、教訓

1、必須高度重視高大模板支架的設計和施工安全；

2、必須高度重視技術安全工作；

3、必須確保施工安全技術文件的嚴格執(zhí)行；

4、重視和支持技術人員的工作和履行職責；

5、必須抓緊并盡快解決支架材料的質量問題；

6、必須糾正重經濟效益、輕技術安全的傾向。

三、模板支架施工方案的編制要求

1、把握梁板模板支架工程施工安全特點，綜合考慮技術安全因素，選擇和確定安全可靠的施工方案。

⑴梁、板模板支架工程的施工安全具有以下共同特點：

①關系施工安全的影響因素較多，危險性較大，是重大傷亡事故的多發(fā)領域；

②立桿和豎向受壓構件失穩(wěn)破壞是主要危險。一旦出現(xiàn)失穩(wěn)，會迅速發(fā)生坍塌破壞，樓蓋上、下的施工人員幾乎無躲避和撤離的時間；

③支架在結構和構造、節(jié)點和連接、基礎和連結、搭設偏差和作用點對中偏差等方面存在的薄弱部位和潛在隱患，都會在超載或偏載作用的激發(fā)下，出現(xiàn)危險的事態(tài)變化；

④混凝土澆筑工藝（特別是順序、澆筑層厚度和澆筑速度）對支架承載安全的影響不可忽視；

⑤支架的隱患必須消除于開始澆筑混凝土前，因一旦開始澆筑作業(yè)，就難以及時發(fā)現(xiàn)和安全地對支架進行維修加固工作。

⑵模板支架的技術安全因素

基于梁板模板支架工程的上述特點，在考慮其設計、搭設和承載要求時，就必須全面地綜合考慮以下各方面的技術安全因素，以選擇和確定安全可靠的施工方案。

①模板下分布梁的布置及其承載（強度和撓度）和傳遞、分布荷載作用的能力，確保其傳給支架的荷載作用基本符合計算值；

②支架結構的承載模式及特點，以及適應其承載模式和特點要求的最佳或合理的構造參數(shù)；

③立桿或豎向受壓構件的約束條件、計算長度或穩(wěn)定承載能力；

④節(jié)點性能、構架的整體剛度和內力重分配的能力；

⑤造成支架荷載、內力變化和不均與分布的各種影響因素；

⑥造成支架整體及桿件和節(jié)點承載能力降低的各種影響因素；

⑦造成局部的危險超載或偏載以及沖擊力和側力作用的各種因素；

⑧桿件的原有變形和支架的安裝變形與搭設偏差，對支架工作安全的影響；

⑨其他在設計中予以考慮，但卻不能忽視的影響因素。

2、依據支架結構的工作承載特點，加強構造設計，提高支架的整體性、穩(wěn)定性和內力調整能力。

這是支架方案設計中最為重要、同時也是極易出現(xiàn)各種疏漏的環(huán)節(jié)。到位的和適當加強的構造措施，不僅可以確保支架結構的承載設計要求，而且也可以彌補設計計算工作的不足，提高支架承受異常作用的能力。在細化支架的方案設計中，應從以下方面加強構造設計，提高支架的整體性、穩(wěn)定性和內力調整能力：

⑴加強高重大梁之下與樓蓋外圍（或邊側）支架構造，通過適當縮小柱距、步距和加強斜桿、剪力撐設置，使其在滿足相應部位承載要求的同時，還應成為在整個支架之中具有較強的構架剛度，能起到勁性墻構的作用。

⑵加強支架頂步架構造并嚴格限制立桿位于頂橫桿之上地伸出長度。

由于支架頂部各部位的內力分布異常會出現(xiàn)相當程度的不均勻情況，一些部位會出現(xiàn)高于1.5倍計算值的荷載作用，因此，應加強頂步支架的整體性構造措施，通過加強水平和豎向斜桿與剪力撐的設置以加強其整體剛度（形成加強層）和提高其抵抗側向變形和內力調整的能力。頂橫桿應盡量接近立桿頂端設置，可調頂托絲桿的伸出長度必須控制在規(guī)定之內。

⑶加強重集中荷載（集中點荷載≥25kN）之下分布梁和支架的構造。應采用具有足夠剛度的分布梁（宜采用工字或對稱截面型剛梁）按一分二，二分四、四分八的方式將其分散后作用于其下支架頂部上，不宜相當集中地傳給其下支架中部的立桿上。位于支架頂部的1～3步架應適當縮小步距和加強豎向、水平的斜桿或剪力撐設置，傳其形成能適應巨大內力分布和抗側向變形要求的加強層。

⑷拉通雙向橫桿。支架各層橫桿（兩個方向的水平桿）必須拉通，避免間斷，橫桿接頭應靠近立桿。當支架含有柱距和步距不同的部分時，宜采用倍（分）數(shù)關系尺寸（如0.5L和L,0.5h和h），以便能有一半的橫桿可以全架拉通。

⑸高支架設置水平加強層。高支架除掃地桿層和頂步架設置斜桿、剪力撐加強外，還應每隔8～12m設置一個水平加強層，以加強構架的整體性和對豎向受壓桿件的約束。

⑹按整體性和穩(wěn)定性要求設置水平桿、斜桿和剪力撐。

⑺確保節(jié)點連接的構造和安裝質量達到設計要求，必要時增設輔助桿、配件。

3、確保設計安全的各項計算應全面、清晰、正確和到位。

在編制梁、板模板專項施工方案時，其各項計算應達到以下要求：

⑴符合標準規(guī)定和工程的實際情況；

⑵計、驗算項目應符合要求、無遺漏；

⑶支架之中具有不同結構形式、構造尺寸和荷載情況的組成部分和部位都已包括在計算項目中；

⑷驗算都已選擇了最不利的部位，保證不會存在其他比已驗算者更為不利的部位；

⑸在計、驗算中已全面考慮了各種因素的影響，相應計入了適合的調整系數(shù)；

⑹計算公式正確，計算結果已經反復核實無誤；

⑺計算結果達到了規(guī)定的安全保證度，即達到了相當于采用“單一系數(shù)法”計算時安全系數(shù)K≥1.5（強度計算）和K≥2.0(穩(wěn)定計算)的要求，并已根據對難控因素的考慮，也適當提高了對保證度的要求；

⑻各項計算條理清晰、各項數(shù)據齊全，便于審查核對；

⑼計算結構與實架實驗結果相符，或者已根據各項檢驗和實架實驗結果，對原計算結果進行修正調整；

⑽計算結果和各項施工限控要求匯編成表，便于施工監(jiān)控。

4、應按嚴格執(zhí)行支架的設計與措施規(guī)定和必須將安全隱患與潛在危險消除于開始混凝土澆筑作業(yè)之前的要求，加強各階段的檢查和驗收工作，同時制定好在澆筑期間的安全監(jiān)護（控）措施。

由于梁、板模板支架、特別是高支架的坍塌事故幾乎都發(fā)生在澆筑混凝土的途中，且極其短暫、幾乎無逃避的時間，因此必須按照將一切安全隱患和潛在危險都應消除于開始混凝土作業(yè)之前的要求，加強專項施工方案的檢查、驗收和施工監(jiān)護（控）措施，并應達到以下各項要求：

⑴將實現(xiàn)設計和施工安全的限控要求（即設計參數(shù)和措施的控制項目）轉為具體的檢查驗收項目及內容，納入檢查驗收之中；

⑵采取嚴格的、多階段檢查驗收方法，按工序、按階段、按進程（搭設到的部位）制定檢查驗收要求，避免隱患和誤差的累積；

⑶確定各階段檢查驗收工作的責任制，落實到人和落實到書面記錄（認簽）工作上；

⑷將檢查的要求和整改措施細化后，納入方案的附件中。

在制定澆筑混凝土期間的安全監(jiān)控措施時，應注意以下幾點：

①禁止在澆筑作業(yè)進行之中、監(jiān)護人員進入支架之中進行檢查和維護工作。必須采取安全的方式進行監(jiān)測（視）工作；

②需要進入支架中進行檢查工作時，必須停止?jié)仓鳂I(yè)或在其間歇時間內，并有安全監(jiān)護和安全撤出的措施；

③在澆筑作業(yè)開始后，因發(fā)現(xiàn)問題，需要對支架進行調整加固時，應有經過審定簽字的加固措施。

5、按施工安全和技術創(chuàng)新要求加強支架的試驗和研究工作。

由于目前在高大復雜樓（屋）蓋模板和安裝支架的設計和施工安全方面，還存在著許多急需研究解決的課題，因此在編制重大支架工程的專項施工方案時，一般都需要進行一些必要的材料與構配件檢驗和基本構架與實架實驗，測定構配件、節(jié)點的實際性能和支架的實際承載力，以確定應采用的設計方法和計算系數(shù)以及解決其他“吃不太準”和“不甚放心”的問題，確保支架的承載安全。

6、提高編制水平，嚴格審批要求：

⑴提高編制水平，就是應從以下幾個方面提高梁板模板支架專項方案初稿（一版）的編制水平：

①編制人員應當熟悉和掌握有關的規(guī)范、規(guī)定和知識，依據工程條件，施工要求、技術安全工作的關鍵環(huán)節(jié)和難點做好方案編制工作；

②方案應在綜合考慮全面性、可行性、可靠性和合理性要求的基礎上，做到條理清晰、重點突出、計算正確和措施到位；

③要想編制合理、正確的方案，以下部分必須闡述和分析到位：

A實現(xiàn)技術和安全要求的關鍵環(huán)節(jié)、難點與需要解決好的問題；

B初選方案的分析比較和擇定方案的要求；

C支架的結構特點和承載安全的保證要求與控制措施；

D支架的荷載和內力分析；

E設計計算方法和采用的調整系數(shù)；

F設計計算結果的安全可靠性（保證度）分析；

G檢測和實架實驗工作的要求與成果分析；

H構造的保證（控制與加強）措施；

I施工限控指標和規(guī)定；

J施工安全管理規(guī)定與安全責任制；

K檢查驗收和異常情況應急處置規(guī)定。

④在文字方面應達到通順、用詞準確和前后呼應，減少重復和贅述，避免前后脫節(jié)和矛盾；在圖表方面應做到清晰和與文字說明相輔相成；在計算方面應做到反復校對無誤。

⑵嚴格審批要求就是應按以下要求嚴格履行審定程序和審核（查）職責，確保方案達到編制的要求：

①一般應采取以下審批程序：提出初稿——初稿校隊和審核——出報審稿——按審批意見修改出報批一稿——組織專家但審查論證——按論證意見修改后出報批二稿——必要時請專家再審、簽字——正式批準。即一般模板支架方案應經過三稿（初稿、送審稿、報批稿）定案，“危險性較大”的模板支架工程則需四稿以上才能定稿，并正式用于施工。

②審核工作應注意以下的重點審查要求：

A選用方案的可行性、合理性和先進性，是否存在不可行或不安全的缺陷；

B支架結構和構造的合理性，是否存在計算覆蓋不住或保證不了的薄弱部位；

C荷載計算的正確性，是否存在荷載計算不實的情況；

D強度和穩(wěn)定性驗算的正確性，是否存在采用公式不對、少取調整系數(shù)、計算誤差或未達到安全保證（可靠）度要求的情況；

E澆筑方案的安全性，是否對支架的安全產生不利影響；

F施工安全措施和檢查驗收規(guī)定是否到位；

G其他不符合編制要求的重要問題。

模板支架安全方案的編制是一項重要的工作，只有領導重視、科學編制、反復推敲、多次論證，符合要求后才能指導施工，只有這樣才能保證模板支架不能坍塌、施工作業(yè)人員的生命安全才能得到保障、國家和個人的財產才能免遭損失，工程才能順利進行。

[1] 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范.JGJ130-2001.中國建筑工業(yè)出版社. 2001.

[2] 建筑施工梁板模板支架設計和施工安全管理暫行規(guī)定（建議稿）.2006.

[3] 施工手冊.第四版.中國建筑工業(yè)出版社.2003.

[4] 建筑施工腳手架實用手冊. 中國建筑工業(yè)出版社.1994.