模板支架发生坍塌的原因分析及技术安全要求

模板支架发生坍塌的原因分析及技术安全要求

近期建筑施工过程中涉及模板支架的安全生产事故时有发生，造成了重大人员伤亡和巨大财产损失。随着高层建筑日益增多，建筑结构日趋复杂，模板工程在搭设、施工、使用中作业危险因素多，极易发生伤亡事故。本文将从技术原因、直接原因、施工方案原因、管理原因对模板坍塌原因进行分析，并提出模板支架的技术安全要求。

1 模板支架发生坍塌的技术原因

1.1 架体或其杆件、结点实际受到的荷载作用超过了其实际具有的承载能力，特别是稳定承载能力。

1.2 架体由于受到了不应有的荷载作用（侧力、扯拉、扭转、冲砸等），或者架体发生了不应有的设置与工作状态变化（倾斜、滑移和不均衡沉降等），招致发生非原设计受力状态的破坏。

2 模板支架发生坍塌的直接原因

2.1支架因设计和施工缺陷不具有确保安全的承载能力。在正常浇筑和荷载增加的过程中，随时都会在任何首先达到临界/极限应力或变形（位移）的部位发生失稳和破坏，从而引起支架瞬间坍塌。这类支架一旦开始进行混凝土浇筑作业，就面临坍塌破坏的危险境地，且难以监控。除非因已发现显著变形、晃动、或异常声响（连接件、节点开裂、破坏）而立即停止作业、撤离人员，否则事故将不可避免。

2.1 支架因设计或施工原因，使其承载能力没有多大富余。在遇到显著超过设计的荷载作用时，由局部失稳开始，迅即引起模板支架整体坍塌。这种情况多出现在自一侧起向另一侧整体推进并浇筑工艺，并浇筑至高重大梁时和浇筑的最后阶段，过多集中浇捣设备与人员作业时。

2.3 支架因采用的构架尺寸较大，未设水平剪刀撑加强层及竖向斜杆（剪刀撑）设置不够等，造成构架的整体刚度不足。当因局部的模板、木格栅和直接承载横杆发生折断或节点破坏垮塌时，架体承受不了局部垮塌的冲击和扯拉作用，而酿成整体坍塌。

3 安全专项方案缺陷的原因

3.1 编制、审核高大模板支撑系统安全专项施工方案的技术人员对《危险性较大的部分分项工程安全管理办法》及《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督导则》和相关的安全技术标准规范不熟悉、安全专项施工方案没有针对性，不能指导安全施工。

3.2 高大模板支撑系统荷截计算错误或考虑不周。一些施工企业编制的施工方案荷载计算有误；荷载组合未按最不利原则考虑；对泵送混凝土引起的动力荷载在设计计算中不足等，造成模板支撑体系的安全度大幅度下降。

3.3 施工企业安全专项施工方案编制技术人员没有深入施工现场调查、勘察，对高支模区域及边界作业条件和环境不熟悉，对高支模区域的危险源分析不准确，高大模板支撑系统构造体系选择没有针对性，支撑体系本身就没安全可靠性。

3.4 高大模板支撑系统安全专项施工方案文本格式不符合《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建设部【2009】87号文）及《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》（建设部【2009】254号）文的要求，有的就是一本厚厚的计算书，没有绘制相应的平面图、立面图、剖面图和节点大样图，现场施工作业人员根本看不懂计算书，不能指导安全施工。

4 模板支架发生坍塌的安全管理原因

4.1一些施工企业不按规定在施工前编制模板支撑系统安全专项施工方案，有的先按“经验”搭设，待安全专项施工方案批准后，根据按批准的安全专项施工方案整改到位，留下安全隐患。

4.2选用的材料质量不符合要求

建筑施工中模板支架的搭设材料一般采用钢管、扣件、而《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJI30-2011）规定宜采用φ48.3×3.6㎜钢管，扣件应采用可锻铸铁制作。目前，在建筑市场上，许多施工单位使用钢管、扣件均由市场上租赁而来，由于租赁市场的源头缺乏有效控制，名义上是φ48×3.5㎜钢管，实际测量时，不少钢管壁厚实为φ2.8~3.0㎜，甚至有的只有2.5㎜，其轴向抗压能力降低φ18.7~13.3%。钢管使用多年，普碳钢管易锈蚀，局部壁厚也变薄，严重的出现麻坑，影响其承载力，直接导致模板支撑架结构承载能力下降；有些钢管经过多年使用后，钢管产生变形和弯曲，而模板支撑设计时均按直线钢管来考虑，不考虑其弯曲变形的，实际上钢管弯曲后的承载能力大为降低。有些钢管的管端经多次气割或电焊割，端面严重不平整，用作立杆时，在对接扣件部位出现初弯曲，严重影响立柱的承载力，易失稳。有些钢管材质不符合要求，钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送焊接钢管》（GB/T3092）中规定的3#普通钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定。但目前市场上Q235、Q215、Q195钢管经常混杂，难以保证为Q235。有些扣件合格率低，规范JGJI30-2011表5.1.7规定对接扣件抗滑承载力为3.2kN，直角与回转扣件抗滑承载力为8 kN，从现场检查发现，很难达到此规定。

4.3不按安全专项施工方案进行施工

①搭设的支撑体系缺少连墙件、剪刀撑，或搭设的剪刀撑不成体系；无扫地杆；纵模水平杆偏少（普遍采用隔一搭一）或未连成整体；立杆间距过大、立杆搭接、使得支撑体系的整体稳定性无法保证；还有一些施工现场作业人员不重视模板支撑立杆底部的基础处理，雨季施工地基产生明显不均匀沉降，导致模板支撑产生较大的次应力，极易发生垮塌。

②扣件拧紧力矩不符合要求。扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40N•m，且不应大于65M•m，实际施工中很多达不到要求，大多在20N•m，有的只有10多N•m，节点刚度达不到设计要求，造成承载力降低。

③杆件的接头不符合要求。检查时常发现一些工地模架立杆的接头均在同一水平面上。

④斜撑与地面连接处有防滑措施。多数工地在斜撑与地面的接触外不加处理，没有构造措施，大大影响斜撑的受力性能。

⑤立杆顶部自由臂尺寸过大。支撑系统立杆顶部自由臂采用顶托支承的模架，检查时，常发现立杆顶部伸出顶部水平杆的长度过大，严重影响立杆的刚度及水平位移。

⑥周边无拉结。模板支架应与施工区域内及周边已具备一定强度的构件（墙、柱）通过连墙件进行可靠连接，而实际检查中经常未设置。

4.4施工现场安全管理不到位

①有的施工现场将模板支架的搭设工作包给没有取得建筑架子工特种作业操作证的木工，造成模板支架搭设的缺陷。

②有些工地未按有关标准配备专职安全员，有的配备了专职安全员，但模板支撑体系安全专项施工方案施工期间，没有按规定进行有效的现场安全监督。

③高大模板支架搭设前施工单位工程技术负责人未按规定对操作人员进行安全技术交底；搭设过程中也没有分阶段组织检查验收，任由操作人员凭经验随意搭设，高大模板支撑使用前未进行有效的验收。

5 模板支架方案和措施的技术安全要求

任何一起模板支架坍塌事故都有其技术原因和相关施工管理人员的技术安全工作责任。因此，我们在编制技术方案措施时，应当从以下几方面提出技术安全要求：

（1）符合现行标准的技术安全规定。当无相应或可参照的标准规定时，应通过专项试验，分析研究和专家论证确定可行的技术安全规定。

（2）符合工程及施工各阶段的实际情况，计验算项目及采用参数必须覆盖实际存在与可能出现的最不利和危险的情况。

（3）计验算式、荷载和调整系数的取用正确、无遗漏，计算过程无错误。

（4）对材料规格和质量、设置和工作状态、构造和连（拉）接要求、施工工艺和使用条件、杆件变形和基地稳定等一切可能影响支架工作安全的控制事项，均有明确严格的限控指标、要求或措施。

（5）对危险环节、部位、事项和因素有可靠的保险和保护措施，必要时应设监测和监护。

（6）对可能出现的隐患、异常情况与突发事态有全面和充分的考虑，有妥善的应急处置和安全排险救援预案。

（7）有对各级相关人员技术安全责任和及时反馈情况的规定和要求。

6 技术负责人必须做好工程的技术安全工作

无论是模板坍塌事故，还是其他工程安全事故，技术负责人都是事故责任的被追究者之一。

6.1 技术负责人是工程技术安全工程的总管，肩负着工程项目施工方案的决策和技术安全掌管责任，应当把主要精力放在掌管好工程施工的技术安全和努力推动技术进步的工作上，并且应当有职有权，确保达到各项工作要求。当遇到施工安排和经济考虑的矛盾时，也能坚守起码的安全保证要求，确保不出技术安全事故，

6.2 技术负责人应当坚守岗位职责，全力管好、做好工程项目的技术安全工作，努力在确保工程施工安全和推进科技进步与创新方面取得成绩、做出贡献。

7 结束语

综上所述，只要我们在日常的施工管理工作中，认真按照有关标准、规范和施工方案的要求施工，全面落实安全生产责任制努力提高操作人员的技术素质和全员安全意识，高大模板支架坍塌事故是安全可以避免的。