模板工程的安全控制探討

侯西平,孫紅閣

(1.河北天昕建設(shè)集團(tuán)有限公司,河北 滄州 061000;2.河北大元建設(shè)集團(tuán)有限公司,河北 滄州 061000)

模板是混凝土構(gòu)件成型的基礎(chǔ)條件。模板工程不但直接決定著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,同時還直接影響著澆注作業(yè)施工的安全。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長,建筑事業(yè)的迅猛發(fā)展,由于種種原因,導(dǎo)致了一個個模板坍塌的事故,這需要我們的深刻反思,并加強(qiáng)管理,做好預(yù)防。

1 模板工程安全事故實(shí)例

1)2005年9月5日,北京市西城區(qū)西單地區(qū)西西工程 4號地項目,施工人員澆注混凝土?xí)r,模板支撐體系突然坍塌,造成 6人死亡、21人受傷的重大事故。

2)2006年9月1日,廣東省佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)中海地產(chǎn)金沙灣會所工程,施工人員澆注混凝土?xí)r,因高支模失穩(wěn)發(fā)生坍塌,造成 3人死亡、3人受傷。

3)2007年9月6日,河南省鄭州市富田太陽城二期家居廣場中心工程,在施工過程中采光井模板支撐系統(tǒng)突然垮塌,造成 7人死亡、17人受傷。

4)2008年10月29日,山東省東營市恒宇橡膠有限公司全鋼密煉工業(yè)廠房擴(kuò)建工程發(fā)生一起模板支撐系統(tǒng)坍塌事故,造成 4人死亡、13人受傷。

5)2009年10月4日下午 5∶40左右,合肥市廬陽工業(yè)園區(qū)內(nèi)一在建工程(六層)在澆筑屋頂挑檐天溝混凝土?xí)r發(fā)生模板坍塌事故,致 4人死亡、l人重傷。

6)2009年5月18日上午 6∶40,上海市閔行區(qū)北青公路華翔路一在建工地,發(fā)生了一起高架立柱模板意外傾側(cè)事故,事故造成 1人死亡、1人重傷、1人輕傷。

7)2009年11月8日,唐山海港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)海港醫(yī)院新址工地病房樓與醫(yī)技樓之間正在鋪設(shè)水泥的模板施工中突然坍塌。坍塌事故造成 2名工人死亡、6名工人受傷。

2 模板工程事故原因分析

1)建筑安全管理部門對該建筑工程執(zhí)法監(jiān)督和檢查指導(dǎo)不力;對監(jiān)理公司的監(jiān)督管理不到位。

2)建筑公司領(lǐng)導(dǎo)安全生產(chǎn)意識淡薄,個別領(lǐng)導(dǎo)不深入基層,對各項規(guī)章制度執(zhí)行情況監(jiān)督管理不力,對重點(diǎn)部位的施工技術(shù)管理不嚴(yán)。施工現(xiàn)場用工管理混亂,部分特種作業(yè)人員無證上崗作業(yè)。

3)支架施工設(shè)計方案與設(shè)計計算方面的問題。包括支架施工設(shè)計方案缺乏針對性;荷載計算或有誤、或考慮不周;模板支架搭設(shè)不規(guī)范、構(gòu)造不全等等。

4)施工組織管理方面的問題。包括不按規(guī)范和專項施工設(shè)計方案進(jìn)行施工,如扣件螺栓擰緊扭力矩值的規(guī)范規(guī)定,不應(yīng)小于40 N·m,且不應(yīng)大于65 N·m,實(shí)際施工中大多在 20 N·m,有的只有 10 N·m,必然降低支架承載力,產(chǎn)生安全隱患。施工現(xiàn)場一線作業(yè)人員素質(zhì)較低,存在技術(shù)交底和安全培訓(xùn)不到位,特別是新招的民工。安全責(zé)任制和檢查責(zé)任制都不到位。

5)施工器材質(zhì)量方面的問題。主要指腳手架鋼管和扣件的質(zhì)量與管理問題。在租賃市場,扣件論只和鋼管論米計算日租金,導(dǎo)致扣件的自重逐漸降低,如直角扣件從每只 1.15kg降低至 0.9kg,Φ48鋼管的壁厚從 3.5 mm降低至 2.5 mm,并繼續(xù)有下滑趨勢。

a)施工現(xiàn)場使用的鋼管、扣件,生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品質(zhì)量合格證、檢測證明等相關(guān)資料不全,一些施工器材的產(chǎn)品標(biāo)識模糊不清。

b)進(jìn)場的鋼管、扣件使用前,未按有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定按次進(jìn)行抽樣送檢。

c)鋼管材質(zhì)難以保證。鋼管材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T700)中 Q235-A級鋼的規(guī)定。但目前市場上 Q235,Q215,Q195帶鋼經(jīng)?；祀s,鋼管難以保證為Q235。

d)鋼管、扣件合格率低。如鋼管出廠壁厚不足,扣件抗滑和抗破壞能力不合格;鋼管、扣件由于經(jīng)多次周轉(zhuǎn)使用后存在嚴(yán)重磨損,加上維護(hù)保養(yǎng)不到位,造成外觀質(zhì)量差,鋼管和扣件銹蝕、麻坑、變形、彎曲、開裂等,致使模板支架承載能力明顯降低,導(dǎo)致存在安全隱患。還有,鋼管的管端經(jīng)多次氣割或電焊割,端面嚴(yán)重不平整,用作立桿時,在對接部位出現(xiàn)初彎曲,嚴(yán)重影響立桿的承載力,易失穩(wěn),導(dǎo)致產(chǎn)生模板架坍塌隱患。規(guī)范JGJ130-2001表 5.1.7規(guī)定,對接扣件抗滑承載力為3.2 kN,直角與回轉(zhuǎn)扣件抗滑承載為為8 kN。從現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),很難達(dá)到此規(guī)定。

3 模板安全事故的防治

1)建立健全安全生產(chǎn)管理體系,落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制。腳手架搭設(shè)人員必須是經(jīng)過按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則》(GB5036)考核合格的專業(yè)架子工。[1]同時認(rèn)真進(jìn)行有針對性的安全教育,做好安全技術(shù)交底,在作業(yè)中嚴(yán)格按操作規(guī)程操作。

2)認(rèn)真做好模板工程施工方案的設(shè)計和審批。對重大工程的施工方案要進(jìn)行專家論證評審。在模板腳手架方案設(shè)計時,要使荷載的傳力線路非常明確,優(yōu)先選用集中荷載直接傳遞到豎向主支撐桿上,偏心越小越好。關(guān)于扣件式鋼管模板支撐架的設(shè)計計算,在《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)中 5.6條作了一些計算規(guī)定,但規(guī)定是借鑒了國外近似“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu)”力學(xué)模型的計算方法,由于我國現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對常用的扣件式鋼管模板支撐架的構(gòu)造要求沒有國外標(biāo)準(zhǔn)那樣嚴(yán)格,加上扣件鋼管的安裝質(zhì)量受人為因素的影響較大,使得按規(guī)定傳統(tǒng)習(xí)慣搭設(shè)的扣件式鋼管模板支撐架不易達(dá)到“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu)”的力學(xué)要求。因此,若按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計計算支撐架,還必須通過構(gòu)造手段來提高架的整體剛度,以保證架體的使用安全。

a.必須設(shè)置縱橫向掃地桿和梁下縱橫向水平桿。因為根據(jù)有關(guān)試驗,如不設(shè)置這二項桿件,立桿的極限承載能力將下降 11.1%。設(shè)置時應(yīng)注意:縱向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200 mm處的立桿上,橫向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。為保證立桿的整體穩(wěn)定,還必須在安裝立桿的同時設(shè)置縱、橫向水平桿。

b.支撐架的步距以 0.9～1.5 m為宜,且最大不能超過 1.8 m。因為支撐架步距的大小與立桿的極限承載力之間存在近似反比的線性關(guān)系,當(dāng)施工荷載較大時,適當(dāng)縮小縱橫向水平桿的步距,以減少立桿的長細(xì)比,則可充分發(fā)揮鋼管的強(qiáng)度,使其更為經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)測算,桿件的計算長度增大一倍則其極限承載力將降低 50%～70%。

c.模板支撐架立桿應(yīng)優(yōu)先使用對接接長的方式。立桿接長的方式有對接和搭接兩種,根據(jù)有關(guān)測試,對接的最大承載力是搭接的 3倍多。

此外,值得注意的是當(dāng)頂部立桿使用搭接接上時,由于模板上的荷載是直接作用在支撐架頂層橫桿上,并通過扣件與鋼管間接的磨擦力將力傳到立桿上的,又因為扣件所能傳遞的力較小,且有一定的偏心,致使支撐架整體受力性能較差。此時搭接接長的構(gòu)造要求是:扣件間距應(yīng)大小 800 mm,且每根立桿的允許荷載以小于12 kN為宜。

在搭設(shè)支撐架時還應(yīng)注意,立桿和水平桿的接長位置應(yīng)做到相鄰桿錯開,且不在同一步跨內(nèi)。

d.立桿的間距不得超過支撐設(shè)計規(guī)定,且最大不超過 1 m,并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)的規(guī)定。

立桿底部支承結(jié)構(gòu)必須具有支承上層荷載的能力。當(dāng)用樓板作支承結(jié)構(gòu)時,由于模板支承立桿所承受的施工荷載往往大于樓板的設(shè)計荷載,因此要以計算確定保持兩層或多層立桿。為合理傳遞荷載,立桿底部應(yīng)設(shè)置木墊板,并且使上下層立桿處在同一垂直線上。

e.必須合理設(shè)置剪刀撐。剪刀撐有利于提高架體的整體穩(wěn)定,特別是支撐高度大于4.5 m的支撐架,合理設(shè)置剪刀撐能有效防止泵送砼對模板支撐的沖擊所造成的架體整體失穩(wěn)。根據(jù)相關(guān)試驗表明,合理設(shè)置剪刀撐的支撐體系其極限承載能力可提高 17%。因此,滿堂的模板支承架應(yīng)沿架體四周外立面滿設(shè)豎向剪刀撐,豎向剪刀撐均由底至頂連續(xù)設(shè)置。支撐架較高時,或者高寬比≥6時,為提高架體的整體剛度,在架體頂部、底部設(shè)掃地桿處、以及中部每隔 4～6 m處必須設(shè)置滿堂水平剪刀撐,剪刀撐必須與立桿相連接。

f.嚴(yán)格控制支撐架的變形,確保架體的穩(wěn)定性。除架體承載引起架體變形外,還有地基的不均勻沉降導(dǎo)致立桿受力不均發(fā)生局部失穩(wěn)。模板下部的支撐梁變形過大,也會引起支撐架的變形。

3)支架鋼管和扣件在采購、租賃過程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。對需要購置的模架材料進(jìn)行考察和抽查,確定合格供貨方,嚴(yán)防假冒偽劣產(chǎn)品進(jìn)場。

4)加強(qiáng)模板腳手架的驗收。將模板支撐工程施工列入危險作業(yè)管理范圍。在簽發(fā)“砼澆筑令”前,除對模板體系驗收外,還必須對支撐體系實(shí)施整體驗收,且技術(shù)設(shè)計人員必須參與驗收。模架的架設(shè)須做到橫平豎直,將不直度、不平度控制在誤差范圍內(nèi)。[2]

5)把好模板腳手架的使用關(guān)。精心設(shè)計砼澆筑方案,確保模板支撐均衡受載,并優(yōu)先考慮從中部開始向四周擴(kuò)展的澆筑方法。在砼澆筑過程中,應(yīng)派專業(yè)技術(shù)人員觀測模板、支撐系統(tǒng)的應(yīng)力、變形情況,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停工排險。

6)對重點(diǎn)防范部位要制訂事故預(yù)案?？奂戒摴苣０逯渭芴攸c(diǎn)防范部位一般包括:a.支撐高度大于4.5 m或者高寬比≥6的支撐架;b.社會影響較大工程。如市區(qū)中心、市民密集區(qū)、重大公共設(shè)施項目等;c.特殊結(jié)構(gòu)工程如大跨度、大截面框架梁、大截面懸挑梁板、大跨度大面積澆筑的梁板結(jié)構(gòu)等;d.作業(yè)環(huán)境惡劣、施工人員集中、施救困難的工程。

[1]JGJ 130-2001,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2]趙玉章.模板與腳手架工程安全事故及預(yù)防措施 [J].建筑技術(shù),2003,34(8):596.