支模架坍塌事故的分析和预防措施

【摘要】本文通过对目前建筑施工模板工程存在的主要问题进行分析总结，查找原因并给出相应的建议，给现场模板施工的安全管理起穿针引线作用，以期达到减少模板坍塌事故的发生。

【关键词】支模架坍塌事故共性；预防措施

前言：

扣件式钢管支模架是一项比较成熟的工法，普遍用于浇筑混凝土构件搭设的承力支架―支撑架（formwork support），但在实际操作中却仍旧事故频发。远的暂且不说就2014年12月至2015年元月就相继发生了多起支模架坍塌事故，比较典型的案例是2014年12月29日清华附中在建体育馆在钢筋绑扎过程中支模架坍塌夺走10条人命，2015年元月29日江西一所大学楼面坍塌已致一死十六伤，2015年2月9日云南省文山州职教园区学生活动中心坍塌事故，导致5人死亡、8人受伤；经对10起模板坍塌事故随机统计，死亡人数达60余人。

1. 坍塌事故的共性：

通过对支模架坍塌事故的分析，可以发现事故主要发生在混凝土框架结构的大跨度屋盖、中庭屋盖、大截面梁等部位。这些部位又多是大空间，高支模施工，空间跨度多在10M以上，结构跨度多在15M以上。事故主要发生在混凝土浇筑过程，也有部分因模板安装过程中材料集中堆放或支撑架在未能承受一定的荷载之前就进行上部施工（如2014年12月29日清华附中在建体育馆在钢筋绑扎过程中支模架坍塌）而导致坍塌。

2. 坍塌事故的原因：

根据对多起坍塌事故的分析，可以发现事故原因大致包括以下几个方面：

（ 1）施工单位管理不善，专项方案未编制或者粗制滥造，严重偏离实际情况，技术交底没落实，搭设完成无验收或验收走过场；

（2）作为搭设材料的钢管扣件质量不合格或不按规定抽样检测；

（3）支模架体系搭设不符合《建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）》要求，结构三维尺寸偏大，杆件缺失等造成支模架结构刚度降低，承载力低下。

3.此类事故预防措施：

从上面的归纳总结来看，要做到支模架安全施工，必须做到管理、技术两手抓，两手硬。

3.1 管理方面：

（1）项目负责人必须按照现场实际情况，组织相关专业人员编制支模架施工专项方案（提倡采用成熟的软件进行模板支架的设计，以保证模板支架设计的合理性和安全性，浙江省模板支架技术规程DB33/1035-2006配套软件已于2007年通过审查验收），在施工前通过企业技术部门、监理单位的评审。对于支撑高度在8m及以上、搭设跨度18m及以上、施工总荷载10kN/m2及以上、集中线荷载15kN/m及以上、高度大于支撑水平投影宽度且相对独立无联系构件的混凝土模板支撑工程等施工专项方案应按照【危险性较大的分部分项工程安全管理办法--建质（2009）87号】文的规定要求施工单位组织专家对专项方案进行论证。

模板支架专项施工方案应结合工程结构的高度、跨度、荷载和施工工艺等编制，并应包括如下内容：

1.工程概况；

2.支撑系统强度、刚度和稳定性计算（包括扣件抗滑移、地基或楼板承载力验算）；

3.支撑材料的选用、规格尺寸及接头方法、剪刀撑等构造措施；

4.模板支架搭设平面（立面）布置图、细部构造大样图。

（2） 在相关的计算中，钢管壁厚应根据实际检查结果作必要的折减

1.为达到既保证施工安全又能降低工程成本的目的，建议有条件的承包商采用早拆模模板体系（注1）（“承插型模板早拆体系工法”是建设部建建【2001】222号文公布的部级工法），o拆模模板体系的特点是通过特殊的装置达到模板可以先于支架拆除区别于传统意义上的先拆支架后模板的模板体系；

2.搭设支模架的材料进场时，施工单位必须对其进行验收。

钢管、扣件应符合国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定，钢管规格为φ48×3.5mm， 表面应平直，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的痕道，并进行防锈处理。钢管弯曲变形应符合要求。扣件采用可锻铸铁制作的扣件，并进行防锈处理，严禁使用裂缝、变形或螺栓出现滑丝的扣件。对于不符要求的钢管扣件必须拒之门外，防止因材料批量不合格致使支模架承载力不足而引起坍塌事故。

（3）方案在实施前，施工单位要对参与施工与管理的人员做好安全技术交底工作，尤其是要加强构造措施的交底，明确剪刀撑及节点的做法。施工过程中要跟踪检查，对违反施工方案的部位要及时整改，确保工程质量。

3.2 技术方面

为防止模板坍塌事故的发生，除了认真执行【建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）】【建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）】，同时还应注意以下几个方面。

（1） 严禁随意扩大架构参数：

支模架中水平衡杆起着约束立杆变形，对立杆起着侧向支撑，保证架体整体稳定的作用。立杆的计算长度取决于横杆间的步距，直接决定了立杆的承载力。但在支模架坍塌事故中，经常看到立杆间每步水平杆单向交错设置或水平横杆单向设置，这样的做法减少了支模架中钢管用量，也直接导致支模架整体稳定性大幅下降，扫地杆能固定立杆底部，减少立杆的计算长度，增加立杆稳定性。有资料显示无扫地杆的杆件临界力仅是有扫地杆的杆件临界力的0.27倍。

（2）按需设置剪刀撑：

规范JGJ162-2008中，并未把剪刀撑的受力计算在内，通过采用线性屈曲和非线性屈曲分析方法计算支模架稳定承载力，对两种分析结果进行对比，发现剪刀撑在正常使用情况下受力很小，但在失稳瞬间具有较大盈利，对架体整体稳定承载力的影响十分明显，尤其是对底层和顶层水平剪刀撑的影响尤为显著，因此支模架施工必须按照JGJ162-2008加强构造施工，根据要求设置剪刀撑。

（3）支架立杆顶部自由高度要控制：

根据有关试验，随着立杆超出顶层水平杆长度的增大，支架的稳定承载力急剧减小，实际搭设的模板支架立杆自由端长度过大正是造成北京某工程事故的主要原因，对立杆超出顶层水平杆的长度a须控制在300mm以内。

（4）支模架和建筑物拉结：

根据JGJ162-2008 6.2.4中第6条规定，当支架立柱高度超过5m时，应在立柱周围外侧和中间有结构柱的部位，按水平间距6-9m、竖向间距2-3m与建筑结构设置一个固结点。当外部没有固结点时，可按以上水平及竖向间距在周边设揽风绳，揽风绳拉结点要设在纵向与水平连续剪刀撑的交叉处。

4.结语

我们常说：“施工安全三分靠技术、七分靠管理”。在工程施工中，因支模架坍塌事件造成的安全问题屡见不鲜，除了管理缺陷外，还存在因技术不普及导致施工人员在施工中未能意识违规施工会造成的严重后果，因此加快普及施工人员和施工企业技术认识，规范施工过程，强化施工人员的安全意识，对提高工程安全性有着重要的意义。

注1：

早拆模模板体系（early unweaving shuttering）-在模板支架立柱的顶端，采用柱头的特殊构造装置来保证国家现行标准所规定的拆模原则下，达到早期拆除部分模板的体系；

为实现早期拆除楼板模板而采用的一种支模装置和方法，其工作原理就是“拆板不拆柱”，拆模时使原设计的楼板处于短跨（立柱状态小于2m）的受力状态，即保持楼板模板跨度不超过相关规范所规定的跨度要求，这样，只要当混凝土强度达到设计强度的50%时即可拆除楼板模板及部分支撑，而柱间、立柱及可调支座仍保持支撑状态。当混凝土强度达到设计及专项施工方案要求时，再拆去全部竖向支撑。目前正在大力发展并逐步完善这一施工技术。