扣件式鋼管模板支架坍塌事故分析及應(yīng)對(duì)措施

羅欽云

(福建省建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站　福建福州　350008)

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扣件式鋼管模板支架坍塌事故分析及應(yīng)對(duì)措施

羅欽云

(福建省建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站福建福州350008)

結(jié)合扣件式鋼管模板支架坍塌事故案例及施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況，從扣件式鋼管模板支架設(shè)計(jì)、鋼管及扣件等材料質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)施工搭設(shè)情況、混凝土澆筑施工控制、施工管理人員素質(zhì)和安全管理等因素，分析了扣件鋼管模板支架坍塌事故發(fā)生的原因，并提出了扣件式鋼管模板支架坍塌事故防控措施。

扣件式鋼管;模板支架;坍塌;事故分析;應(yīng)對(duì)措施

0　引言

隨著城市建設(shè)不斷發(fā)展，扣件式鋼管模板支架因安裝拆卸靈活、搬運(yùn)方便、承載力高、整體剛度好、適用性廣等特點(diǎn)，在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工應(yīng)用中被廣泛使用[1]，但扣件鋼管腳手架施工過(guò)程中容易因整體或局部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而造成群死群傷的坍塌安全事故，近年來(lái)模板支架坍塌引發(fā)的群死群傷事故時(shí)有發(fā)生，本文結(jié)合近年發(fā)生的幾起扣件式鋼管模板支架坍塌事故對(duì)坍塌原因進(jìn)行分析，并針對(duì)扣件式鋼管模板支架施工提出了事故防控措施。

1　扣件式鋼管模板支架坍塌事故概況與實(shí)例

1.1概況

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部近幾年發(fā)布的全國(guó)房屋建筑和市政工程生產(chǎn)安全事故通報(bào)情況，當(dāng)前全國(guó)房屋市政工程安全生產(chǎn)形勢(shì)總體平穩(wěn)但安全生產(chǎn)形勢(shì)依然不容樂(lè)觀，其中模板支架坍塌事故尤為突出，模板支架坍塌事故造成的較大安全事故起數(shù)和死亡人數(shù)仍占多數(shù)(圖1)，2015年模板支架坍塌造成的較大事故6起，死亡32人，分別占較大事故總起數(shù)的27.27%和總死亡人數(shù)的37.65%(圖2、3)。

1.2實(shí)例

(1)2013年4月1日，漳州市某度假區(qū)一期B橋，在梁體混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生高大模板支架坍塌事故(圖4)，造成3死4傷。

(2)2013年11月22日，長(zhǎng)樂(lè)市某在建廠區(qū)紡絲車(chē)間在三層梁板混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生模板支架坍塌事故(圖5)，造成3死4傷。

2　扣件式鋼管模板支架坍塌原因分析

2.1模板支架設(shè)計(jì)問(wèn)題

(1)對(duì)模板支架專(zhuān)項(xiàng)施工方案不重視。有些施工企業(yè)在編制模板支架方案時(shí)，僅憑借以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定計(jì)算參數(shù)，或盲目套用其他工程項(xiàng)目的模板支架方案，未結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況充分考慮工程項(xiàng)目特殊性。許多項(xiàng)目的模板支架設(shè)計(jì)計(jì)算脫離了工程實(shí)際情況，同時(shí)也失去了指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工的作用，這種現(xiàn)象在規(guī)模較小施工企業(yè)所承接工程項(xiàng)目尤為突出[2]。

(2)模板支架專(zhuān)項(xiàng)施工方案過(guò)于簡(jiǎn)單。模板支架方案不能指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，如缺少模板支架搭設(shè)的布置圖和構(gòu)造詳圖；未對(duì)工程某些特殊工況進(jìn)行單獨(dú)驗(yàn)算或詳細(xì)說(shuō)明；未結(jié)合混凝土澆筑施工方案提出具體要求，未充分考慮混凝土澆筑方法以及混凝土澆筑順序?qū)δ０逯Ъ艿挠绊?；未提出有針?duì)性的模板施工應(yīng)急處置方案等。

(3)模板支架設(shè)計(jì)驗(yàn)算考慮不全。有些模板支架方案不符合規(guī)范要求，未按最不利原則考慮荷載組合，荷載計(jì)算錯(cuò)誤或考慮不全面；未根據(jù)工程實(shí)際模板支架高度、跨度以及構(gòu)件截面尺寸等不同條件進(jìn)行驗(yàn)算；未對(duì)模板支架立桿地基承載力及變形情況進(jìn)行驗(yàn)算；對(duì)模板支架立桿直接搭設(shè)在樓板上的，未對(duì)樓板承載力及變形情況進(jìn)行驗(yàn)算。

(4)高大模板專(zhuān)項(xiàng)施工方案未組織專(zhuān)家論證。2009年出臺(tái)的《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》(建質(zhì)[2009]87號(hào))明確要求高大模板支架工程在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)組織專(zhuān)家組進(jìn)行論證審查。對(duì)于坡屋頂結(jié)構(gòu)、樓梯突出屋面間往往容易因高度超過(guò)8m形成高大模板，但在實(shí)際工程項(xiàng)目施工中卻被忽視而未編制高大模板專(zhuān)項(xiàng)方案或未組織專(zhuān)家論證。

2.2鋼管及扣件等材質(zhì)問(wèn)題

(1)鋼管材料不合格?！督ㄖ┕た奂戒摴苣_手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ 130-2011第3.1.2條規(guī)定，腳手架鋼管宜采用A48.3×3.6鋼管，同時(shí)規(guī)范附錄D對(duì)鋼管外徑及壁厚作出明確要求：外徑48.3mm，允許偏差為±0.5mm；壁厚3.6mm，允許偏差±0.36，最小壁厚3.24mm。經(jīng)調(diào)研目前省內(nèi)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的鋼管壁厚為負(fù)偏差，甚至達(dá)不到規(guī)范要求。

(2)扣件材料不合格。 JGJ 130-2011第3.2.2條規(guī)定扣件在螺栓擰緊扭力矩達(dá)到65N·m時(shí)不得發(fā)生破壞，第7.3.11條規(guī)定在安裝時(shí)扣件螺栓擰緊扭力矩不應(yīng)小于40N·m，且不應(yīng)大于65N·m。如模板坍塌事故項(xiàng)目漳州市某度假區(qū)一期B橋，扣件施工質(zhì)量和性能抽檢結(jié)果表明，施工擰緊扭力矩不足、直角扣件扭轉(zhuǎn)剛度性能不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

(3)可調(diào)托撐不合格。 JGJ 130-2011規(guī)定，可調(diào)托撐螺桿外徑不得小于36mm，受壓承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于40kN，支托板厚不應(yīng)小于5mm。同時(shí)《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》JGJ162-2008第6.1.9強(qiáng)條規(guī)定，螺桿外徑與立柱鋼管內(nèi)徑的間隙不得大于3mm?？烧{(diào)托撐外徑若達(dá)不到規(guī)范要求，在安裝時(shí)不能保證上下同心，對(duì)支架的整體受力穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生不利影響。

(4)多次周轉(zhuǎn)使用造成材料缺陷。鋼管和扣件等構(gòu)配件經(jīng)過(guò)多次周轉(zhuǎn)使用后，容易出現(xiàn)開(kāi)裂、變形、彎曲、銹蝕等嚴(yán)重缺陷，在未能?chē)?yán)格履行進(jìn)場(chǎng)報(bào)驗(yàn)程序下，致使外觀質(zhì)量不合格的構(gòu)配件用于模板支架，承載力明顯降低，造成安全隱患。

2.3現(xiàn)場(chǎng)施工搭設(shè)不規(guī)范

(1)模板支架立柱支承面處理不符合要求。立柱支承面未做好排水設(shè)施造成地基承載力下降，如模板坍塌事故項(xiàng)目漳州市某度假區(qū)一期B橋，坍塌的模板支架基礎(chǔ)位于不利排水且易積水的低洼位置，項(xiàng)目地勘報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明立柱基礎(chǔ)墊層下部地基土層為粉質(zhì)粘土，且在事故發(fā)生前歷經(jīng)數(shù)次降雨，對(duì)模板支架也產(chǎn)生非常不利影響；有些項(xiàng)目地基沒(méi)有經(jīng)過(guò)夯實(shí)或加固處理，或經(jīng)過(guò)處理但未經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求[3]；立柱懸空未落地，隨意搭接在水平桿位置；立柱直接支撐在樓板上，卻未對(duì)樓板結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固和承載力設(shè)計(jì)驗(yàn)算；立柱底部未設(shè)置墊板等。立柱支承面處理不規(guī)范易造成模板支架立柱受力不均勻及變形，嚴(yán)重的將引起支架局部失穩(wěn)和整體坍塌。

(2)立桿間距和步距普遍偏大，立柱懸臂端長(zhǎng)度超長(zhǎng)，不符合方案和規(guī)范要求。漳州市某度假區(qū)一期B橋事故調(diào)查結(jié)論證明，立柱間距及步距普遍偏大使得模板支架穩(wěn)定性承載力不滿(mǎn)足規(guī)范要求，是造成模板坍塌的最直接原因之一。

(3)扣件螺栓擰緊扭力矩普遍達(dá)不到規(guī)范要求。模板坍塌事故案例中普遍存在該問(wèn)題，按照J(rèn)GJ 130-2011規(guī)范要求，安裝時(shí)扣件螺栓擰緊扭力矩不應(yīng)小于40N·m，且不應(yīng)大于65N·m，周繼忠等[3]曾在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)扣件螺栓擰緊扭力矩進(jìn)行調(diào)查抽檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)的扣件式鋼管模板支架大部分扣件螺栓擰緊扭力矩在25～30N·m，未達(dá)規(guī)范要求。

(4)構(gòu)造措施存在嚴(yán)重缺陷。事故項(xiàng)目普遍存在未按方案和規(guī)范要求設(shè)置豎向和水平剪刀撐；未按規(guī)定縱橫雙向設(shè)置掃地桿；水平桿缺失或單向交錯(cuò)布置，未按規(guī)范要求縱橫雙向設(shè)置；水平拉桿的端部未與四周既有已施工結(jié)構(gòu)頂緊頂牢，整體穩(wěn)定性差等，極大地降低了扣件式鋼管模板支架整體承載力。長(zhǎng)樂(lè)市某在建廠區(qū)紡絲車(chē)間在三層梁板進(jìn)行澆筑混凝土作業(yè)且混凝土尚未凝固情況下，擅自拆除二層結(jié)構(gòu)柱模，將支架立柱與結(jié)構(gòu)柱之間水平拉結(jié)連墻件鋼管拆除，引發(fā)模板支架失穩(wěn)并導(dǎo)致模板坍塌，是這起事故發(fā)生的直接原因之一。

2.4混凝土澆筑施工控制不當(dāng)

模板支架坍塌事故研究表明，坍塌事故往往發(fā)生在混凝土澆筑過(guò)程中，澆筑路徑選擇不當(dāng)是造成模板支架坍塌的一個(gè)重要原因[4]，2014年劉莉等[5]通過(guò)對(duì)不同混凝土澆筑順序下的高大模板支架立柱軸力以及支架整體位移情況進(jìn)行研究分析，得出非對(duì)稱(chēng)澆筑混凝土?xí)跐仓^(guò)程中產(chǎn)生較大架體側(cè)移且立柱內(nèi)力不均勻，易產(chǎn)生局部破壞，混凝土對(duì)稱(chēng)澆筑方式有利于保障模板支架體系施工過(guò)程中的整體穩(wěn)定性。模板支架設(shè)計(jì)通常采用均布荷載計(jì)算，而混凝土澆筑路徑不同、局部施工荷載超過(guò)設(shè)計(jì)要求等因素將引起支撐系統(tǒng)內(nèi)力分布不均，當(dāng)支撐系統(tǒng)局部超過(guò)極限承載力時(shí)也將引發(fā)模板支架坍塌，因此模板支架方案編制過(guò)程中也應(yīng)充分考慮混凝土澆筑方案以及支架受力實(shí)際工況，確保模板施工方案有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

2.5施工現(xiàn)場(chǎng)管理不到位

(1)模板施工方案編制和審批把關(guān)不嚴(yán)。有的施工企業(yè)對(duì)模板支架搭設(shè)不重視，在模板施工方案的編制和審批環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴(yán)，致使施工方案與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況脫節(jié)，無(wú)法有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

(2)安全技術(shù)交底不到位。施工項(xiàng)目部未能有效開(kāi)展模板支架施工安全技術(shù)交底工作，責(zé)任落實(shí)不到位，有的項(xiàng)目雖有交底，但僅針對(duì)一般的注意事項(xiàng)，未能對(duì)模板支架搭設(shè)工藝、主要構(gòu)造技術(shù)參數(shù)和關(guān)鍵工序等進(jìn)行交底，使得技術(shù)交底流于形式，現(xiàn)場(chǎng)模板搭設(shè)與施工方案脫節(jié)。

(3)材料進(jìn)場(chǎng)和使用管理不到位。鋼管及扣件材料進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)不到位，經(jīng)多次使用出現(xiàn)嚴(yán)重外觀質(zhì)量缺陷的構(gòu)配件未能及時(shí)淘汰，違規(guī)投入使用，造成模板支架承載力大幅下降。

(4)檢查和驗(yàn)收不到位。施工監(jiān)理單位項(xiàng)目部管理人員對(duì)模板支架搭設(shè)檢查和驗(yàn)收流于形式，甚至未能到場(chǎng)檢查驗(yàn)收僅有紙質(zhì)簽字程序，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)不符合方案和規(guī)范要求的隱患問(wèn)題未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和改正。

3　模板支架坍塌事故防控措施

造成扣件式鋼管模板支架坍塌事故的有多方面的原因，研究如何有效地防止坍塌事故的發(fā)生具有重要實(shí)際的意義，本文在對(duì)模板坍塌事故原因分析的基礎(chǔ)上提出以下幾點(diǎn)防控措施。

3.1提高施工人員素質(zhì)，強(qiáng)化安全管理

(1)提高風(fēng)險(xiǎn)防控思想意識(shí)。模板支架作為一種施工過(guò)程中的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，安全性具有較大的不確定性，隨時(shí)都可能因?yàn)榇钤O(shè)過(guò)程的安全隱患引起的模板支架坍塌，同時(shí)造成群死群傷的重大問(wèn)題和較大經(jīng)濟(jì)損失[6]，引發(fā)巨大的社會(huì)負(fù)面影響。各方責(zé)任主體應(yīng)牢固樹(shù)立“以人為本、安全第一、預(yù)防為主、綜合治理、科學(xué)管理”的思想，確保安全施工，在模板搭設(shè)施工前和施工過(guò)程中對(duì)施工安全都要有高度的認(rèn)識(shí)，輕視和麻痹大意只會(huì)給模板支架施工埋下安全隱患。

(2)加強(qiáng)班組培訓(xùn)和技術(shù)交底。堅(jiān)持先教育、后培訓(xùn)、再上崗的原則，嚴(yán)禁未經(jīng)培訓(xùn)上崗操作。模板支架搭設(shè)作業(yè)前，施工企業(yè)必須對(duì)操作人員及現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員就搭設(shè)技術(shù)參數(shù)要求、構(gòu)造措施、施工安全注意事項(xiàng)等進(jìn)行安全技術(shù)交底，確保模板支架符合方案和設(shè)計(jì)要求。

3.2重視模板支架施工專(zhuān)項(xiàng)方案

施工企業(yè)應(yīng)重視模板施工方案編制工作，嚴(yán)把編制和審核關(guān)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)充分考慮最不利荷載組合和混凝土澆筑方法，并對(duì)各種不利因素下模板支架立桿地基承載力及變形情況進(jìn)行全面驗(yàn)算，確保模板支架系統(tǒng)具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，對(duì)于高大模板支架專(zhuān)項(xiàng)施工方案還應(yīng)按要求組織專(zhuān)家論證，確保編制的施工方案能有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

3.3嚴(yán)格檢查支架構(gòu)配件質(zhì)量

嚴(yán)格按規(guī)范和施工方案要求對(duì)進(jìn)場(chǎng)的鋼管、扣件、可調(diào)托撐等構(gòu)配件質(zhì)量進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查鋼管壁厚和外徑、扣件的擰緊扭力矩、可調(diào)托撐螺桿外徑等，不合格產(chǎn)品不得使用。進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后第一次使用前對(duì)鋼管、扣件、可調(diào)托撐進(jìn)行復(fù)試檢測(cè)保證產(chǎn)品合格，對(duì)出現(xiàn)開(kāi)裂、變形、彎曲、銹蝕等嚴(yán)重缺陷的應(yīng)退場(chǎng)處理，消除原材料缺陷帶來(lái)的安全隱患。

3.4加強(qiáng)模板支架安裝過(guò)程的檢查及糾錯(cuò)工作

(1)認(rèn)真核查支承面承載力。為防止模板支架立柱支承面變形過(guò)大或破壞引起整個(gè)支架失穩(wěn)和倒塌，當(dāng)?shù)鼗磷鳛橹С忻鏁r(shí)，應(yīng)進(jìn)行平整夯實(shí)，并在周邊設(shè)置排水措施；對(duì)于地基承載力未達(dá)設(shè)計(jì)要求的還應(yīng)進(jìn)行處理；立柱應(yīng)垂直落地并設(shè)置墊板，嚴(yán)禁懸空搭接在水平桿位置；當(dāng)支承面為樓板時(shí)，應(yīng)對(duì)樓板承載力和變形進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算情況對(duì)支承面樓板增設(shè)支頂加固措施，對(duì)無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的，可采用立柱穿板設(shè)置。

(2)嚴(yán)格控制立柱間距、步距及懸臂端長(zhǎng)度。立柱間距、步距及懸臂端長(zhǎng)度直接影響支架承載力，在模板支架搭設(shè)初期應(yīng)對(duì)立柱搭設(shè)位置進(jìn)行定位，安裝過(guò)程中應(yīng)設(shè)置縱橫雙向水平桿，確保立柱間距和步距符合要求；檢查立柱頂部懸臂端長(zhǎng)度，對(duì)超長(zhǎng)的應(yīng)加設(shè)水平桿。

(3)安裝過(guò)程中應(yīng)抽查扣件擰緊扭力矩，確?？奂菟〝Q緊扭力矩達(dá)到方案和規(guī)范要求。

(4)檢查模板支架搭設(shè)的構(gòu)造措施。嚴(yán)格按照方案和規(guī)范要求設(shè)置豎向和水平剪刀撐、縱橫雙向水平桿、掃地桿，立柱接長(zhǎng)應(yīng)采用對(duì)接連接，水平拉桿端部應(yīng)與四周既有建筑物頂緊頂牢；當(dāng)支架高寬比大于規(guī)定值時(shí)，應(yīng)按規(guī)定設(shè)置連墻桿或采用增加架體寬度等加強(qiáng)措施。

3.5加強(qiáng)混凝土澆筑施工控制

混凝土澆筑前應(yīng)明確施工方案，澆筑方向應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)方式，確保模板支架受力均衡；嚴(yán)格控制模板支架堆載，防止局部荷載過(guò)程造成支架失穩(wěn)；模板支架拆除時(shí)應(yīng)確保混凝土強(qiáng)度達(dá)到拆模要求，禁止在混凝土未達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求前拆除剪刀撐、水平桿等構(gòu)造措施；混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)模板支架的變形監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)停止作業(yè)，按照應(yīng)急方案采取應(yīng)對(duì)措施。

4　結(jié)論

扣件式鋼管模板支架坍塌事故案例分析表明，鋼管和扣件等構(gòu)配件材料質(zhì)量問(wèn)題，模板施工現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)不當(dāng)引起的支架承載力下降，以及施工現(xiàn)場(chǎng)管理不到位是造成坍塌事故的重要原因，同時(shí)施工方案設(shè)計(jì)考慮不全面、混凝土澆筑施工控制不當(dāng)?shù)纫彩窃斐墒鹿实牧硪灰蛩?。施工、監(jiān)理等各方責(zé)任主體應(yīng)提高風(fēng)險(xiǎn)防控意識(shí)，強(qiáng)化安全管理，重視模板支架專(zhuān)項(xiàng)施工方案編制，確保編制的專(zhuān)項(xiàng)方案能有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，嚴(yán)把模板支架材料審核關(guān)，重視安全技術(shù)交底工作和安裝過(guò)程中的檢查和驗(yàn)收工作，認(rèn)真對(duì)照專(zhuān)項(xiàng)施工方案和規(guī)范要求加強(qiáng)模板支架搭設(shè)過(guò)程中的施工安全控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，并采取有效措施消除隱患，防止模板支架坍塌事故的發(fā)生。

[1]龔照森.扣件式鋼管模板支架抗連續(xù)性倒塌理論分析[D].重慶：重慶大學(xué)，2013.

[2]杜勇.高大模板支架事故分析及安全對(duì)策[D].包頭：內(nèi)蒙古科技大學(xué), 2012.

[3]周繼忠,蔡雪峰.扣件鋼管腳手架高大模板支撐安全事故分析與控制[J].福建工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008,6(1)：18-20.

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Collapse Accident Analysis and Countermeasures of Formwork Supports with Fastener-Type Steel Tubular

LUO Qinyun

(Fujian Provincial Construction Engineering Quality and Safety Supervision Station, Fuzhou 350008)

Formwork supports with fastener-type steel tubular were more widely used in the process of urban construction.Combined with some collapse accidents of formwork supports with fastener-type steel tubular, the accident causes of formwork supports with fastener-type steel tubular were studied, based on the analysis of formwork supports design, material quality of steel tubular and coupler, construction condition, construction control of concrete pouring, personnel’s quality and safety management.A lot of countermeasures are put forward to prevent the collapse accident of formwork supports with fastener-type steel tubular.

Fastener-style steel；Formwork supports；Collapse accident；Accident analysis；Countermeasures

羅欽云(1966.08-)，高級(jí)工程師。

E-mail:875076512@qq.com

2016-03-23

TU7

A

1004-6135(2016)04-0059-04