从事故案例解析建筑模板支撑体系坍塌原因

摘要：本文以北京“西西”工程模板支撑体系坍塌事故为案例，解析了造成建筑模板支撑体系发生坍塌事故的技术原因、直接原因、管理原因和施工管理人员的安全技术责任。关键词：建筑模板支撑体系；坍塌事故；原因解析

Abstract: In this paper, taking Beijing "West" project template support system collapse accident case, analysis of the causes for technical reasons, the collapse accidents of building formwork supports system direct cause, management and construction management personnel safety responsibility.

Key words: the support system of building template；collapse accident；cause analysis

中图分类号： [TL38+3] 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

随着高层建筑日益增多，建筑结构日趋复杂，脚手架与模板工程在搭设、施工、使用中作业危险因素多，极易发生伤亡事故。

有关数据表明，因脚手架与模板问题造成的人身伤亡事故在所有工程施工伤亡事故中所占的比例非常高（约占30%以上），是群死群伤工程事故的高发地。特别是混凝土楼(层)盖模板支架在浇筑中发生的坍塌事故，往往都会造成惨重的人员伤亡、巨大的经济损失和不良的社会影响。不不仅给遇难人员家庭带来难以弥合的创伤，也会严重危及企业的生存与发展。因此，无论从哪个方面来讲，都必须高度重视对模板支架坍塌事故的研究，采取强有力的技术保障和管理措施，预防和杜绝模板支架坍塌事故的发生。

造成建筑模板支撑体系坍塌的原因很多，也非常复杂，总结起来，主要有以下几种：

（1）构造原因；（2）设计计算；（3）材料原因；（4）施工原因；（5）管理原因

下面以北京“西西”工程为例，解析一下模板支撑体系坍塌的原因。

一、事故发生基本情况：

2005年9月5日，北京发生了“西西”工程中庭楼盖模板支架坍塌，造成亡8人伤21人的重大事故，技术和施工的主管人员受到了法律责任追究，在工程技术人员中受到了极大的震动。

北京“西西”工程4＃中庭延连五层、高21.9m、长3×8.4m、宽2×8.4m，楼盖（顶板）面积423.36m2，为四周支于框架梁上的预应力现浇空心楼板（厚550mm），南、北侧边梁分别为0.85m× 0.95m和1.0m×1.3m，东西两侧边梁均为0.6m×0.6m，混凝土总量198.6m3。采用扣件式钢管脚手架模板支撑体系（立杆步距1.5m，立杆间距：板下为1.2~1.5m）.采用混凝土输送泵和两台布料机浇筑。布料机分别设于板外侧的东南角和西南角处，在北端达不到的地方加设溜槽。出于施工安排因素的考虑，在其三面邻跨楼盖混凝土均未浇筑的情况下，项目部确定先浇筑位于其间的中庭楼盖。

浇筑自下午5时开始，至晚上10时10分左右（已接近浇筑完成）时，从楼盖的中偏西南部位突然发生凹陷式垮塌。据现场人员描述：当时看到楼板形成“V”形下折情况，支架立杆多波弯曲并迅速扭转，随即整个楼盖连同布料机一起垮塌下来，砸落在地下一层顶板（首层底板）上，整个过程只延续了数秒钟。坍落的混凝土、钢筋、模板和支架绞缠在一起，形成0.5m～2.0m的堆集，使清理和找人异常困难，至10日凌晨才挖出最后1名遇难人员。事故也招致邻跨的模板和钢筋向中厅下陷，粗大的梁筋（直插于柱中，端部无锚固段）被从柱中拉出达1m左右，地下一层顶板局部严重破坏，框架梁下沉、破损、开裂，其下支架严重变形、歪斜，连地下二层的支撑架也有明显变形。

“西西”工程中庭楼施工平面、楼板截面和破坏起始位置

“西西”工程坍塌现场“西西”工程临边部位支架变形情况

二、事故调查出存在的问题：

1、支架方案未经审批就进行搭设，在报送二稿时，支架已搭设完毕；

2、属应组织专家组论证项目，但没有组织论证审查;

3、监理虽未在方案送审稿上签字，但也没有行文制止搭设和浇筑混凝土；

4、方案未对支架立杆上部自由长度作出限制；

5、支架中间未按规定每隔4排设置一道由底到顶的纵向剪刀撑；

6、扫地杆普遍设置过高（300～500mm）；

7、搭设的随意性突出。支撑（顶）立杆不落地（连到横杆上）或采用搭接接长和一个方向缺横杆设置（有的达3步未设）的情况严重；

8、扣件普遍拧固不紧，多数只有20N·m，最低10N·m，达不到40～65N·m的要求，而扭力矩为30N·m时的承载力将比50N·m降低20%；

9、扣件为“缺斤短两”产品，螺母只有11～13mm（标准为14mm），难以上紧，承载力降低；

10、48mm×3.5mm的实际壁厚以3.0居多，而壁厚每减小0.25mm时，其稳定承载力将降低6.5%；

11、可调顶托的丝杠偏小，只有30～32.7mm，而应为36mm以上；

12、混用碗扣架，普遍未设扫地杆。

三、技术安全调查结论：

1、支架方案编制粗糙，存在严重设计计算缺陷，不能保证施工安全要求；

2、支架立杆伸出长度过大，是造成本次事故的主要原因；

3、支架搭设质量差，造成支撑体系局部承载力严重下降，也是事故产生的主要原因；

4、支架中使用的钢管杆件、扣件、顶托等材料存在质量缺陷，是事故产生的原因之一；

5、在安全保证体系、安全人员配置、模板支架方案审批、安全技术交底、日常安全检查、隐患整改、支架验收等管理环节中存在严重问题，是事故产生的管理原因。

四、通过案例引发的思考

1、引发模板支架坍塌事故的技术原因

单从技术角度来讲：脚手架结构模板支撑体系坍塌破坏之所以会发生，不外乎出现了以下两种情况，或者二者兼而有之：

一是架体或其杆件、节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；

二是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工作状态变化(倾斜、不均匀沉降等)，导致发生非设计受力状态的破坏。

2、引发模板支架坍塌事故的直接起因

主要来自以下三个方面：

（1）支撑体系因设计和施工缺陷，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／极限应力或变形的部位发生失稳和破坏，从而引起支撑体系的瞬间坍塌。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。施工现场没有进行方案设计或设计安全度不够的；仅按脚手架构造搭设的；任由工人单凭经验搭设的以及在搭设中任意扩大尺寸与随意减少杆件的，都属于这一方面；

（2）支撑体系因设计或施工原因，使其承载能力没有多大富裕。

在遇到显著超过设计荷载作用时，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的浇筑工艺，或浇筑至高大梁时，或在浇筑的最后阶段，或过多集中浇捣设备与人员作业时。所谓“被最后一根稻草压跨"的临界加载作用，是其主要特征。

（3）支撑体系因采用的构架尺寸较大、未设水平剪刀撑加强层及竖向剪刀撑设置不够等，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、引发模板支架坍塌事故的技术安全责任

可以说，任何一起模板支架坍塌事故都有其技术原因和相关施管人员的技术安全工作责任。当事故由以技术责任为主引起时，就会被定为技术责任事故。如北京“西西”工程的土建总工误认为立杆伸出长度不大于步距就可以，并又在施工日志和“重大隐患整改通知书”中以文字加以确认时，这是个“技术责任事故"就被定了性。

项目总工是项目技术安全工作的总管。肩负着工程项目施工方案决策和技术安全掌管责任。因此必须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。当受到施工安排和经济考虑的冲击时，也必须坚守住起码的安全保证要求、确保不出技术安全事故的底线!

目前项目总工未能将技术安全工作掌管到位的情况较为普遍，主要表现为工作上的粗和浮；考虑不全面、研究不深入、规定不细致、保障不到位。出于各种原因，项目总工较多难以坐下来、平静下心来研究技术的安全保证问题和仔细审查方案的设计计算，同时有的在一定程度上也缺少相应的技术能力和经验，对设计计算工作生疏，甚至不会计算、看不出问题的也屡见不鲜。这些情况就导致了模板支架方案的编制质量不高，不能提供可靠的技术安全保证，再加之其他技术安全管理不到位，就给工程安全造成了诸多隐患。

4、加强管理、严格控制，杜绝模板支架坍塌事故发生

我们常说：“施工安全三分靠技术、七分靠管理”。这不是说技术只有“三分”的重要性，而是说再完善的技术措施和方案，如果没有强有力的施工管理，不被认真执行，或者可以随意改变，也是难以起到它应有的保障作用。

模板支架坍塌事故之所发生，除前述技术及其管理原因外，还应特别注意以下两个方面的问题：一是不顾安全的违规行为和工作决策与安排问题；二是对大量存在的“习惯性安全隐患"熟视无睹的问题。

违规行为是违反现行建筑生产法律、法规、标准及企业各级安全规章的行为，它是滋生生产安全事故的温床；而不当的施工决策与工作安排问题，将会导致安全保证要求的降低、不安全因素的增加和不安全状态的出现，成为引发事故的直接、主要或重要原因。所谓“习惯性安全隐患”，就是长期存在于施管人员之中的、已变成习惯性做法、习以为常、熟识无睹的施工安全隐患。“习惯性安全隐患”正是工程和技术安全管理工作存在问题的反映。其严重性在于施管人员对这些问题的模糊认识及由此形成对安全生产氛围的削弱。例如，常有以下说法：“过去都是这样干的，也没有出事”；“不知道这样做会有问题"；“我们一直这样做，领导也没管"；“计算没有用”；“用不着那么严，我有经验，不会出事”，等等。可以说，有什么样的认识，就有什么样的管理，因此杜绝事故的发生，必须从提高认识着手，必须从各方面齐抓共管才能从根本上实现。