【摘 要】钢管模板支撑事故在建筑施工现场频频发生，成为建筑施工中群死群伤的危险源之一。因此加强钢管模板支架坍塌事故原因分析及防控措施的研究是十分必要的。本文结合具体实例，从扣件式钢管模板支架设计、钢管及扣件等材质、现场施工搭设规范、混凝土浇筑施工控制及施工现场管理的方面深入分析了模板支架坍塌事故原因，在此基础上提出几点防控措施，可供参考。
【关键词】钢管；支架；施工；坍塌事故；防控措施
引言
近年来，随着城市现代化的发展，扣件钢管式模板支架由于具有通用性强、施工方便、整体刚度较好、承载能力较大等优点，广泛应用于各种高净空、大跨度的现浇钢筋混凝土结构的施工过程中。然而扣件式钢管模板支架坍塌事故的频频发生，给建筑业和社会造成了巨大的财产损失和人员伤亡，严重威胁着建筑工程安全生产的顺利进行。为此我们应该采取切实可行的防控措施，以杜绝坍塌事故的发生。本文将扣件式钢管模板支架坍塌事故实例分析及防控措施展开探讨。
1 钢管模板支架坍塌事故概况
根据住房和城乡建设部近几年发布的全国房屋建筑和市政工程生产安全事故通报情况，当前全国房屋市政工程安全生产形势总体平稳但安全生产形势依然不容乐观，其中模板支架坍塌事故尤为突出，模板支架坍塌事故造成的较大安全事故起数和死亡人数仍占多数(图1)，2015年模板支架坍塌造成的较大事故6起，死亡32人，分别占较大事故总起数的27.27%和总死亡人数的37.65%。
2 实例分析
(1)2013年4月1日，某度假区一期B桥，在梁体混凝土浇筑过程中发生高大模板支架坍塌事故，造成3死4伤。
(2)2013年11月22日，某在建厂区纺丝车间在三层梁板混凝土浇筑过程中发生模板支架坍塌事故，造成3死4伤。
3 扣件式钢管模板支架坍塌原因分析
3.1 模板支架设计问题
(1)对模板支架专项施工方案不重视。有些施工企业在编制模板支架方案时，仅凭借以往的经验来确定计算参数，或盲目套用其他工程项目的模板支架方案，未结合工程项目实际情况充分考虑工程项目特殊性。许多项目的模板支架设计计算脱离了工程实际情况，同时也失去了指导现场施工的作用，这种现象在规模较小施工企业所承接工程项目尤为突出。
(2)模板支架专项施工方案过于简单。模板支架方案不能指导现场施工，如缺少模板支架搭设的布置图和构造详图；未对工程某些特殊工况进行单独验算或详细说明；未结合混凝土浇筑施工方案提出具体要求，未充分考虑混凝土浇筑方法以及混凝土浇筑顺序对模板支架的影响；未提出有针对性的模板施工应急处置方案等。
(3)模板支架设计验算考虑不全。有些模板支架方案不符合规范要求，未按最不利原则考虑荷载组合，荷载计算错误或考虑不全面；未根据工程实际模板支架高度、跨度以及构件截面尺寸等不同条件进行验算；未对模板支架立杆地基承载力及变形情况进行验算；对模板支架立杆直接搭设在楼板上的，未对楼板承载力及变形情况进行验算。
(4)高大模板专项施工方案未组织专家论证。2009年出台的《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质［2009］87号)明确要求高大模板支架工程在实际应用中应当组织专家组进行论证审查。对于坡屋顶结构、楼梯突出屋面间往往容易因高度超过8m形成高大模板，但在实际工程项目施工中却被忽视而未编制高大模板专项方案或未组织专家论证。
3.2 钢管及扣件等材质问题
(1)钢管材料不合格。《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130－2011第3.1.2条规定，脚手架钢管宜采用A48.3×3.6钢管，同时规范附录D对钢管外径及壁厚作出明确要求:外径48.3mm，允许偏差为±0.5mm；壁厚3.6mm，允许偏差±0.36，最小壁厚3.24mm。经调研目前省内进入施工现场的钢管壁厚为负偏差，甚至达不到规范要求。
(2)扣件材料不合格。JGJ130－2011第3.2.2条规定扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N·m时不得发生破坏，第7.3.11条规定在安装时扣件螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m，且不应大于65N·m。如模板坍塌事故项目某度假区一期B桥，扣件施工质量和性能抽检结果表明，施工拧紧扭力矩不足、直角扣件扭转刚度性能不符合标准要求。
(3)可调托撑不合格。JGJ130－2011规定，可调托撑螺杆外径不得小于36mm，受压承载力设计值不应小于40kN，支托板厚不应小于5mm。同时《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162－2008第6.1.9强条规定，螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm。可调托撑外径若达不到规范要求，在安装时不能保证上下同心，对支架的整体受力稳定会产生不利影响。
(4)多次周转使用造成材料缺陷。钢管和扣件等构配件经过多次周转使用后，容易出现开裂、变形、弯曲、锈蚀等严重缺陷，在未能严格履行进场报验程序下，致使外观质量不合格的构配件用于模板支架，承载力明显降低，造成安全隐患。
3.3 现场施工搭设不规范
(1)模板支架立柱支承面处理不符合要求。立柱支承面未做好排水设施造成地基承载力下降，如模板坍塌事故项目某度假区一期B桥，坍塌的模板支架基础位于不利排水且易积水的低洼位置，项目地勘报告和现场调查表明立柱基础垫层下部地基土层为粉质粘土，且在事故发生前历经数次降雨，对模板支架也产生非常不利影响；有些项目地基没有经过夯实或加固处理，或经过处理但未经过试验检测是否满足设计要求；立柱悬空未落地，随意搭接在水平杆位置；立柱直接支撑在楼板上，却未对楼板结构进行加固和承载力设计验算；立柱底部未设置垫板等。立柱支承面处理不规范易造成模板支架立柱受力不均匀及变形，严重的将引起支架局部失稳和整体坍塌。
(2)立杆间距和步距普遍偏大，立柱悬臂端长度超长，不符合方案和规范要求。某度假区一期B桥事故调查结论证明，立柱间距及步距普遍偏大使得模板支架稳定性承载力不满足规范要求，是造成模板坍塌的最直接原因之一。
(3)扣件螺栓拧紧扭力矩普遍达不到规范要求。模板坍塌事故案例中普遍存在该问题，按照JGJ130－2011规范要求，安装时扣件螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m，且不应大于65N·m，工作人员曾在对现场扣件螺栓拧紧扭力矩进行调查抽检时，发现现场搭设的扣件式钢管模板支架大部分扣件螺栓拧紧扭力矩在25～30N·m，未达规范要求。
(4)构造措施存在严重缺陷。事故项目普遍存在未按方案和规范要求设置竖向和水平剪刀撑；未按规定纵横双向设置扫地杆；水平杆缺失或单向交错布置，未按规范要求纵横双向设置；水平拉杆的端部未与四周既有已施工结构顶紧顶牢，整体稳定性差等，极大地降低了扣件式钢管模板支架整体承载力。某在建厂区纺丝车间在三层梁板进行浇筑混凝土作业且混凝土尚未凝固情况下，擅自拆除二层结构柱模，将支架立柱与结构柱之间水平拉结连墙件钢管拆除，引发模板支架失稳并导致模板坍塌，是这起事故发生的直接原因之一。
3.4 混凝土浇筑施工控制不当
模板支架坍塌事故研究表明，坍塌事故往往发生在混凝土浇筑过程中，浇筑路径选择不当是造成模板支架坍塌的一个重要原因，通过对不同混凝土浇筑顺序下的高大模板支架立柱轴力以及支架整体位移情况进行研究分析，得出非对称浇筑混凝土会在浇筑过程中产生较大架体侧移且立柱内力不均匀，易产生局部破坏，混凝土对称浇筑方式有利于保障模板支架体系施工过程中的整体稳定性。模板支架设计通常采用均布荷载计算，而混凝土浇筑路径不同、局部施工荷载超过设计要求等因素将引起支撑系统内力分布不均，当支撑系统局部超过极限承载力时也将引发模板支架坍塌，因此模板支架方案编制过程中也应充分考虑混凝土浇筑方案以及支架受力实际工况，确保模板施工方案有效指导现场施工。
3.5 施工现场管理不到位
(1)模板施工方案编制和审批把关不严。有的施工企业对模板支架搭设不重视，在模板施工方案的编制和审批环节把关不严，致使施工方案与现场实际工况脱节，无法有效指导现场施工。
(2)安全技术交底不到位。施工项目部未能有效开展模板支架施工安全技术交底工作，责任落实不到位，有的项目虽有交底，但仅针对一般的注意事项，未能对模板支架搭设工艺、主要构造技术参数和关键工序等进行交底，使得技术交底流于形式，现场模板搭设与施工方案脱节。
(3)材料进场和使用管理不到位。钢管及扣件材料进场后进场复验不到位，经多次使用出现严重外观质量缺陷的构配件未能及时淘汰，违规投入使用，造成模板支架承载力大幅下降。
(4)检查和验收不到位。施工监理单位项目部管理人员对模板支架搭设检查和验收流于形式，甚至未能到场检查验收仅有纸质签字程序，对施工现场不符合方案和规范要求的隐患问题未能及时发现和改正。
4 模板支架坍塌事故防控措施
为了确保施工和作业人员的安全，有必要进行研究如何有效地防止坍塌事故的发生，本文在对模板坍塌事故原因分析的基础上提出以下几点防控措施。
4.1 提高施工人员素质，强化安全管理
(1)提高风险防控思想意识。模板支架作为一种施工过程中的临时结构，安全性具有较大的不确定性，随时都可能因为搭设过程的安全隐患引起的模板支架坍塌，同时造成群死群伤的重大问题和较大经济损失，引发巨大的社会负面影响。各方责任主体应牢固树立“以人为本、安全第一、预防为主、综合治理、科学管理”的思想，确保安全施工，在模板搭设施工前和施工过程中对施工安全都要有高度的认识，轻视和麻痹大意只会给模板支架施工埋下安全隐患。
(2)加强班组培训和技术交底。坚持先教育、后培训、再上岗的原则，严禁未经培训上岗操作。模板支架搭设作业前，施工企业必须对操作人员及现场施工管理人员就搭设技术参数要求、构造措施、施工安全注意事项等进行安全技术交底，确保模板支架符合方案和设计要求。
4.2 重视模板支架施工专项方案
施工企业应重视模板施工方案编制工作，严把编制和审核关，设计计算时充分考虑最不利荷载组合和混凝土浇筑方法，并对各种不利因素下模板支架立杆地基承载力及变形情况进行全面验算，确保模板支架系统具有足够的承载力、刚度和稳定性，对于高大模板支架专项施工方案还应按要求组织专家论证，确保编制的施工方案能有效指导现场施工。
4.3 严格检查支架构配件质量
严格按规范和施工方案要求对进场的钢管、扣件、可调托撑等构配件质量进行检查，重点检查钢管壁厚和外径、扣件的拧紧扭力矩、可调托撑螺杆外径等，不合格产品不得使用。进入施工现场后第一次使用前对钢管、扣件、可调托撑进行复试检测保证产品合格，对出现开裂、变形、弯曲、锈蚀等严重缺陷的应退场处理，消除原材料缺陷带来的安全隐患。
4.4 加强模板支架安装过程的检查及纠错工作
(1)认真核查支承面承载力。为防止模板支架立柱支承面变形过大或破坏引起整个支架失稳和倒塌，当地基土作为支承面时，应进行平整夯实，并在周边设置排水措施；对于地基承载力未达设计要求的还应进行处理；立柱应垂直落地并设置垫板，严禁悬空搭接在水平杆位置；当支承面为楼板时，应对楼板承载力和变形进行验算，根据验算情况对支承面楼板增设支顶加固措施，对无法满足设计要求的，可采用立柱穿板设置。
(2)严格控制立柱间距、步距及悬臂端长度。立柱间距、步距及悬臂端长度直接影响支架承载力，在模板支架搭设初期应对立柱搭设位置进行定位，安装过程中应设置纵横双向水平杆，确保立柱间距和步距符合要求；检查立柱顶部悬臂端长度，对超长的应加设水平杆。
(3)安装过程中应抽查扣件拧紧扭力矩，确保扣件螺栓拧紧扭力矩达到方案和规范要求。
(4)检查模板支架搭设的构造措施。严格按照方案和规范要求设置竖向和水平剪刀撑、纵横双向水平杆、扫地杆，立柱接长应采用对接连接，水平拉杆端部应与四周既有建筑物顶紧顶牢；当支架高宽比大于规定值时，应按规定设置连墙杆或采用增加架体宽度等加强措施。
4.5 加强混凝土浇筑施工控制
混凝土浇筑前应明确施工方案，浇筑方向应尽可能对称方式，确保模板支架受力均衡；严格控制模板支架堆载，防止局部荷载过程造成支架失稳；模板支架拆除时应确保混凝土强度达到拆模要求，禁止在混凝土未达设计强度要求前拆除剪刀撑、水平杆等构造措施；混凝土浇筑过程中应加强模板支架的变形监测，发现异常情况应停止作业，按照应急方案采取应对措施。
5 结语
综上所述，扣件式钢管模板支架系统是建筑施工常用的支模形式。在施工过程中，施工企业应落实实施责任主体，提高风险防控思想意识，建立健全安全、技术质量管理体系；要根据拟用于模板支撑体系的搭设材料现状进行科学合理的方案编制，并严格按专项施工方案操作；施工中严格控制材料质量，规范检查、验收、使用和拆除等各个环节，并加以监视和控制，以便于及时纠正偏差；同时要加强混凝土浇筑施工控制。这样才可以有效遏制模板支架坍塌事故的发生，确保施工项目的财产安全和生命安全。
参考文献：
[1]段晓丽.浅谈某施工现场模板支撑体系坍塌事故案例分析及预防措施[J].中国科技博览.2014
[2]张敏.浅谈扣件式钢管高支撑模板架的应用[J].科技研究.2014
[3]路灯.浅谈扣件式钢管模板支撑系统安全措施[J].成铁科技.2015
论文作者:潘云辉
论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期
论文发表时间:2016/11/11
标签：支架论文; 模板论文; 扣件论文; 立柱论文; 钢管论文; 混凝土论文; 事故论文; 《低碳地产》2016年7月第14期论文;