建筑工程模板及支撑系统坍塌的原因分析

摘要：在建筑施工中，由于施工各方主体安全监管不到位，没有认真执行安全技术标准规范，施工中模板支撑失稳倒塌事故时有发生，造成了严重的经济损失和恶劣的社会影响，这不得不引起我们的高度重视。

关键词：模板及支撑系统；安全事故；原因分析

Abstract: In the construction of the main parties, because of the construction safety supervision is not in place, did not seriously implement the standards of safety technology, construction formwork collapse accidents have occurred, causing serious economic loss and bad social impact, it had to pay more attention to our.

Keywords: templates and support system; safety accident; cause analysis

中图分类号：TU71

模板支撑系统坍塌的原因是多方面的，但归纳起来，主要是在安全专项方案设计、安全管理和安全监控三个方面存在缺陷或监管、监控不到位。

一、专项施工方案的问题

1.1 项目部施工中用钢管、扣件搭设水平结构(楼板、梁、阳台)的混凝土模板支架，技术比较成熟，但是对跨度大、空间高、荷载重的模板支架体系进行分析计算重视不够。不少项目部所具体编制的施工组织设计或专项施工方案比较简单，施工时又仅凭经验布置支撑系统，在施工管理不严的情况下，极易发生模板支撑失稳事故。

1.2 受力计算存在问题

1.2.1 计算模型与实际受力情况有出入

目前施工现场模板系统支撑与脚手架很大部份采用Φ48 钢管。对于钢管搭设的模板支撑系统、内外脚手架,在设计计算时,杆件的计算模型和简图与实际受力情况有较大出入。计算时一般假设各杆件交于一点,其节点为铰接,实际上钢管搭设时立杆、横杆及斜杆均用扣件连接,由于一个扣件只能连接两根杆件,各杆件不能交于一个节点上,因此在交接点上产生偏心问题,计算构件图也很难考虑这个问题。模板支撑系统与脚手架和主体进行必要的连接,规范一般要求做到刚性连接,但施工时很难做到刚性连接的要求,而监督人员一般又不对脚手架和模板支撑进行检查,因此存在实际构造做法与计算假设不吻合的现象,理论计算结果与实际受力误差较大。

1.2.2忽略支模架斜杆作用

大多数脚手架和模板支撑系统的倒塌事故,并非由钢管承载能力不足造成,而是由钢管支撑系统失稳或杆件局部失稳造成。而钢管支撑系统失稳是由于斜杆(剪刀撑) 数量不足或布置不合理造成的。规范JGJ 130 —2011 中对钢管支撑系统中斜杆剪刀撑) 一般只提出构造上要求,未列入设计计算要求,因此,支撑系统设计时,大多忽略了对斜杆进行验算,对于搭设高大的支撑系统往往存在抗侧能力不足的问题。特别是混凝土柱与楼层梁板一起浇筑时,其支撑系统的抗侧向变形较差,很容易发生变形、失稳甚至倒塌事故。

1.2.3 不经计算加大立杆节间长度

支撑系统设计时,一般不可能按框架或排架进行计算,施工时剪刀撑也常不按规范构造要求进行布置,大多仅凭施工经验进行布置。现行规范规定“当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55 mm 时,立杆稳定性计算可不考虑此偏心距的影响”。因此,对支撑系统中的立杆通常都按轴心受压杆件进行设计。而在实际施工中,为了减少杆件、加快施工速度,立杆的节间长度一般比设计的长度要大,这样,由于支撑系统的实际偏心距远大于55 mm ,因此施工过程中当某处出现较大局部荷载时极有可能导致立杆失稳引发支撑系统倒塌事故。

由于编制施工方案时许多模板支架的内力分析与实际受力情况不符，这样没有经过科学合理的设计计算，模板与脚手架支撑体系存在强度不足、整体稳定性差的缺陷。模板支架工程实际的梁板荷载分布是中间大、两边小，如在一根两跨横杆的两边跨中有作用力时，三个支点的支承反力中间立杆承受竖向荷载约占全部荷载的60％～70％，两边立杆承受30％-40％，而有些工程施工方案设计时却将荷载进行平均分担，直接导致了中间立杆不能满足安全度的要求。

二、施工管理不到位

2.1管理意识薄弱

不少施工现场项目部对模板支撑系统技术要求观念不强，思想松懈,施工中未按施工组织设计和施工方案进行作业, ,作业人员简化操作程序,管理层又未进行严格检查或检查不彻底,不到位,致使薄弱环节未能及时发现。

2.2作业人员素质较低

现场作业人员更换频繁,建筑施工一线作业人员素质参差不齐, 特别对于新招民工,民工培训和公司安全责任不能及时落实,各项安全措施跟不上；施工中作业人员不按技术交底要求施工。

2.3安全费用投入偏少

建筑市场竞争激烈,压价情况严重,在招标文件中极大多数不提及施工安全投入费用单项,施工企业为了提高中标率,只能采用低价投标,施工中安全投入费用自然减少,施工安全投入费用与国外相比,差距很大。

2.4 材料使用的问题 目前，施工中用于模板与脚手架工程的材料主要有竹(木)胶合板、全钢(组合)大模板和钢管，其中模板支撑以扣件式钢管脚手架为目前应用最为广泛。按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的要求，脚手架钢管采用ф48×3．5 mm焊接钢管或无缝钢管，扣件质量规定连接螺栓拧紧扭力矩达65 N•m时不得发生破坏，连墙件用钢管、型钢或粗钢筋制成。但是，一些地方租赁市场混乱，不合格的钢管、扣件混入工地，加上项目部材料检验把关不严，造成严重安全事故隐患，危及建筑施工安全生产。

建筑施工中使用劣质钢管、扣件，加上使用中的钢管、扣件可能存在的初始缺陷，特别是经过多次周转重复使用后的钢管、扣件质量缺陷更为严重。如：钢管的弯曲、锈蚀、截面缺损、端面不平，扣件的裂缝、破碎等，钢管支撑体系的承载能力大大降低，造成工程质量及安全事故再所难免。 2.5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）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，使用前未进行有效的验收。

三、安全监控不到位

1）有的安全专项施工方案未按规定制定安全监控措施。

2）有的安全监控措施未按要求设置监控点，绘绘监控点布置图；有的设定的预警值、报警值不符合规范要求。

3）有的安全监控措施未按要求明确监控责任人；有的没有明确监测使用的仪器；有的没有规定监控记录内容和达到预警值、报警值时的处置要求。

模板及支撑系统作为建筑施工的主要组成部分，关系着结构的安全和施工人员的生命,任何一件事故的发生，将带来不可估量的损失。作为每一位施工管理人员要从思想上引起足够重视，从原材料进场、验收要严格把关,模板支撑专项设计与架设方案的编制、审批、检查验收应严格按程序执行，对符合高架支模的部位，方案要进行专家论证；施工过程中加强对施工人员的交底、培训；安全监控明确责任，只要管理人员有责任心，政府有关部门加大监管力度,齐抓共管,相信一定会减少或避免坍塌事故的发生。