扣件式鋼管模板支架坍塌事故分析及應對措施

羅欽云

(福建省建設工程質量安全監督總站　福建福州　350008)

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扣件式鋼管模板支架坍塌事故分析及應對措施

羅欽云

(福建省建設工程質量安全監督總站福建福州350008)

結合扣件式鋼管模板支架坍塌事故案例及施工現場調研情況，從扣件式鋼管模板支架設計、鋼管及扣件等材料質量、現場施工搭設情況、混凝土澆筑施工控制、施工管理人員素質和安全管理等因素，分析了扣件鋼管模板支架坍塌事故發生的原因，并提出了扣件式鋼管模板支架坍塌事故防控措施。

扣件式鋼管;模板支架;坍塌;事故分析;應對措施

0　引言

隨著城市建設不斷發展，扣件式鋼管模板支架因安裝拆卸靈活、搬運方便、承載力高、整體剛度好、適用性廣等特點，在現澆混凝土結構施工應用中被廣泛使用[1]，但扣件鋼管腳手架施工過程中容易因整體或局部結構失穩而造成群死群傷的坍塌安全事故，近年來模板支架坍塌引發的群死群傷事故時有發生，本文結合近年發生的幾起扣件式鋼管模板支架坍塌事故對坍塌原因進行分析，并針對扣件式鋼管模板支架施工提出了事故防控措施。

1　扣件式鋼管模板支架坍塌事故概況與實例

1.1概況

根據住房和城鄉建設部近幾年發布的全國房屋建筑和市政工程生產安全事故通報情況，當前全國房屋市政工程安全生產形勢總體平穩但安全生產形勢依然不容樂觀，其中模板支架坍塌事故尤為突出，模板支架坍塌事故造成的較大安全事故起數和死亡人數仍占多數(圖1)，2015年模板支架坍塌造成的較大事故6起，死亡32人，分別占較大事故總起數的27.27%和總死亡人數的37.65%(圖2、3)。

1.2實例

(1)2013年4月1日，漳州市某度假區一期B橋，在梁體混凝土澆筑過程中發生高大模板支架坍塌事故(圖4)，造成3死4傷。

(2)2013年11月22日，長樂市某在建廠區紡絲車間在三層梁板混凝土澆筑過程中發生模板支架坍塌事故(圖5)，造成3死4傷。

2　扣件式鋼管模板支架坍塌原因分析

2.1模板支架設計問題

(1)對模板支架專項施工方案不重視。有些施工企業在編制模板支架方案時，僅憑借以往的經驗來確定計算參數，或盲目套用其他工程項目的模板支架方案，未結合工程項目實際情況充分考慮工程項目特殊性。許多項目的模板支架設計計算脫離了工程實際情況，同時也失去了指導現場施工的作用，這種現象在規模較小施工企業所承接工程項目尤為突出[2]。

(2)模板支架專項施工方案過于簡單。模板支架方案不能指導現場施工，如缺少模板支架搭設的布置圖和構造詳圖；未對工程某些特殊工況進行單獨驗算或詳細說明；未結合混凝土澆筑施工方案提出具體要求，未充分考慮混凝土澆筑方法以及混凝土澆筑順序對模板支架的影響；未提出有針對性的模板施工應急處置方案等。

(3)模板支架設計驗算考慮不全。有些模板支架方案不符合規范要求，未按最不利原則考慮荷載組合，荷載計算錯誤或考慮不全面；未根據工程實際模板支架高度、跨度以及構件截面尺寸等不同條件進行驗算；未對模板支架立桿地基承載力及變形情況進行驗算；對模板支架立桿直接搭設在樓板上的，未對樓板承載力及變形情況進行驗算。

(4)高大模板專項施工方案未組織專家論證。2009年出臺的《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》(建質[2009]87號)明確要求高大模板支架工程在實際應用中應當組織專家組進行論證審查。對于坡屋頂結構、樓梯突出屋面間往往容易因高度超過8m形成高大模板，但在實際工程項目施工中卻被忽視而未編制高大模板專項方案或未組織專家論證。

2.2鋼管及扣件等材質問題

(1)鋼管材料不合格。《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ 130-2011第3.1.2條規定，腳手架鋼管宜采用A48.3×3.6鋼管，同時規范附錄D對鋼管外徑及壁厚作出明確要求：外徑48.3mm，允許偏差為±0.5mm；壁厚3.6mm，允許偏差±0.36，最小壁厚3.24mm。經調研目前省內進入施工現場的鋼管壁厚為負偏差，甚至達不到規范要求。

(2)扣件材料不合格。 JGJ 130-2011第3.2.2條規定扣件在螺栓擰緊扭力矩達到65N·m時不得發生破壞，第7.3.11條規定在安裝時扣件螺栓擰緊扭力矩不應小于40N·m，且不應大于65N·m。如模板坍塌事故項目漳州市某度假區一期B橋，扣件施工質量和性能抽檢結果表明，施工擰緊扭力矩不足、直角扣件扭轉剛度性能不符合標準要求。

(3)可調托撐不合格。 JGJ 130-2011規定，可調托撐螺桿外徑不得小于36mm，受壓承載力設計值不應小于40kN，支托板厚不應小于5mm。同時《建筑施工模板安全技術規范》JGJ162-2008第6.1.9強條規定，螺桿外徑與立柱鋼管內徑的間隙不得大于3mm。可調托撐外徑若達不到規范要求，在安裝時不能保證上下同心，對支架的整體受力穩定會產生不利影響。

(4)多次周轉使用造成材料缺陷。鋼管和扣件等構配件經過多次周轉使用后，容易出現開裂、變形、彎曲、銹蝕等嚴重缺陷，在未能嚴格履行進場報驗程序下，致使外觀質量不合格的構配件用于模板支架，承載力明顯降低，造成安全隱患。

2.3現場施工搭設不規范

(1)模板支架立柱支承面處理不符合要求。立柱支承面未做好排水設施造成地基承載力下降，如模板坍塌事故項目漳州市某度假區一期B橋，坍塌的模板支架基礎位于不利排水且易積水的低洼位置，項目地勘報告和現場調查表明立柱基礎墊層下部地基土層為粉質粘土，且在事故發生前歷經數次降雨，對模板支架也產生非常不利影響；有些項目地基沒有經過夯實或加固處理，或經過處理但未經過試驗檢測是否滿足設計要求[3]；立柱懸空未落地，隨意搭接在水平桿位置；立柱直接支撐在樓板上，卻未對樓板結構進行加固和承載力設計驗算；立柱底部未設置墊板等。立柱支承面處理不規范易造成模板支架立柱受力不均勻及變形，嚴重的將引起支架局部失穩和整體坍塌。

(2)立桿間距和步距普遍偏大，立柱懸臂端長度超長，不符合方案和規范要求。漳州市某度假區一期B橋事故調查結論證明，立柱間距及步距普遍偏大使得模板支架穩定性承載力不滿足規范要求，是造成模板坍塌的最直接原因之一。

(3)扣件螺栓擰緊扭力矩普遍達不到規范要求。模板坍塌事故案例中普遍存在該問題，按照JGJ 130-2011規范要求，安裝時扣件螺栓擰緊扭力矩不應小于40N·m，且不應大于65N·m，周繼忠等[3]曾在對現場扣件螺栓擰緊扭力矩進行調查抽檢時，發現現場搭設的扣件式鋼管模板支架大部分扣件螺栓擰緊扭力矩在25～30N·m，未達規范要求。

(4)構造措施存在嚴重缺陷。事故項目普遍存在未按方案和規范要求設置豎向和水平剪刀撐；未按規定縱橫雙向設置掃地桿；水平桿缺失或單向交錯布置，未按規范要求縱橫雙向設置；水平拉桿的端部未與四周既有已施工結構頂緊頂牢，整體穩定性差等，極大地降低了扣件式鋼管模板支架整體承載力。長樂市某在建廠區紡絲車間在三層梁板進行澆筑混凝土作業且混凝土尚未凝固情況下，擅自拆除二層結構柱模，將支架立柱與結構柱之間水平拉結連墻件鋼管拆除，引發模板支架失穩并導致模板坍塌，是這起事故發生的直接原因之一。

2.4混凝土澆筑施工控制不當

模板支架坍塌事故研究表明，坍塌事故往往發生在混凝土澆筑過程中，澆筑路徑選擇不當是造成模板支架坍塌的一個重要原因[4]，2014年劉莉等[5]通過對不同混凝土澆筑順序下的高大模板支架立柱軸力以及支架整體位移情況進行研究分析，得出非對稱澆筑混凝土會在澆筑過程中產生較大架體側移且立柱內力不均勻，易產生局部破壞，混凝土對稱澆筑方式有利于保障模板支架體系施工過程中的整體穩定性。模板支架設計通常采用均布荷載計算，而混凝土澆筑路徑不同、局部施工荷載超過設計要求等因素將引起支撐系統內力分布不均，當支撐系統局部超過極限承載力時也將引發模板支架坍塌，因此模板支架方案編制過程中也應充分考慮混凝土澆筑方案以及支架受力實際工況，確保模板施工方案有效指導現場施工。

2.5施工現場管理不到位

(1)模板施工方案編制和審批把關不嚴。有的施工企業對模板支架搭設不重視，在模板施工方案的編制和審批環節把關不嚴，致使施工方案與現場實際工況脫節，無法有效指導現場施工。

(2)安全技術交底不到位。施工項目部未能有效開展模板支架施工安全技術交底工作，責任落實不到位，有的項目雖有交底，但僅針對一般的注意事項，未能對模板支架搭設工藝、主要構造技術參數和關鍵工序等進行交底，使得技術交底流于形式，現場模板搭設與施工方案脫節。

(3)材料進場和使用管理不到位。鋼管及扣件材料進場后進場復驗不到位，經多次使用出現嚴重外觀質量缺陷的構配件未能及時淘汰，違規投入使用，造成模板支架承載力大幅下降。

(4)檢查和驗收不到位。施工監理單位項目部管理人員對模板支架搭設檢查和驗收流于形式，甚至未能到場檢查驗收僅有紙質簽字程序，對施工現場不符合方案和規范要求的隱患問題未能及時發現和改正。

3　模板支架坍塌事故防控措施

造成扣件式鋼管模板支架坍塌事故的有多方面的原因，研究如何有效地防止坍塌事故的發生具有重要實際的意義，本文在對模板坍塌事故原因分析的基礎上提出以下幾點防控措施。

3.1提高施工人員素質，強化安全管理

(1)提高風險防控思想意識。模板支架作為一種施工過程中的臨時結構，安全性具有較大的不確定性，隨時都可能因為搭設過程的安全隱患引起的模板支架坍塌，同時造成群死群傷的重大問題和較大經濟損失[6]，引發巨大的社會負面影響。各方責任主體應牢固樹立“以人為本、安全第一、預防為主、綜合治理、科學管理”的思想，確保安全施工，在模板搭設施工前和施工過程中對施工安全都要有高度的認識，輕視和麻痹大意只會給模板支架施工埋下安全隱患。

(2)加強班組培訓和技術交底。堅持先教育、后培訓、再上崗的原則，嚴禁未經培訓上崗操作。模板支架搭設作業前，施工企業必須對操作人員及現場施工管理人員就搭設技術參數要求、構造措施、施工安全注意事項等進行安全技術交底，確保模板支架符合方案和設計要求。

3.2重視模板支架施工專項方案

施工企業應重視模板施工方案編制工作，嚴把編制和審核關，設計計算時充分考慮最不利荷載組合和混凝土澆筑方法，并對各種不利因素下模板支架立桿地基承載力及變形情況進行全面驗算，確保模板支架系統具有足夠的承載力、剛度和穩定性，對于高大模板支架專項施工方案還應按要求組織專家論證，確保編制的施工方案能有效指導現場施工。

3.3嚴格檢查支架構配件質量

嚴格按規范和施工方案要求對進場的鋼管、扣件、可調托撐等構配件質量進行檢查，重點檢查鋼管壁厚和外徑、扣件的擰緊扭力矩、可調托撐螺桿外徑等，不合格產品不得使用。進入施工現場后第一次使用前對鋼管、扣件、可調托撐進行復試檢測保證產品合格，對出現開裂、變形、彎曲、銹蝕等嚴重缺陷的應退場處理，消除原材料缺陷帶來的安全隱患。

3.4加強模板支架安裝過程的檢查及糾錯工作

(1)認真核查支承面承載力。為防止模板支架立柱支承面變形過大或破壞引起整個支架失穩和倒塌，當地基土作為支承面時，應進行平整夯實，并在周邊設置排水措施；對于地基承載力未達設計要求的還應進行處理；立柱應垂直落地并設置墊板，嚴禁懸空搭接在水平桿位置；當支承面為樓板時，應對樓板承載力和變形進行驗算，根據驗算情況對支承面樓板增設支頂加固措施，對無法滿足設計要求的，可采用立柱穿板設置。

(2)嚴格控制立柱間距、步距及懸臂端長度。立柱間距、步距及懸臂端長度直接影響支架承載力，在模板支架搭設初期應對立柱搭設位置進行定位，安裝過程中應設置縱橫雙向水平桿，確保立柱間距和步距符合要求；檢查立柱頂部懸臂端長度，對超長的應加設水平桿。

(3)安裝過程中應抽查扣件擰緊扭力矩，確保扣件螺栓擰緊扭力矩達到方案和規范要求。

(4)檢查模板支架搭設的構造措施。嚴格按照方案和規范要求設置豎向和水平剪刀撐、縱橫雙向水平桿、掃地桿，立柱接長應采用對接連接，水平拉桿端部應與四周既有建筑物頂緊頂牢；當支架高寬比大于規定值時，應按規定設置連墻桿或采用增加架體寬度等加強措施。

3.5加強混凝土澆筑施工控制

混凝土澆筑前應明確施工方案，澆筑方向應盡可能對稱方式，確保模板支架受力均衡；嚴格控制模板支架堆載，防止局部荷載過程造成支架失穩；模板支架拆除時應確保混凝土強度達到拆模要求，禁止在混凝土未達設計強度要求前拆除剪刀撐、水平桿等構造措施；混凝土澆筑過程中應加強模板支架的變形監測，發現異常情況應停止作業，按照應急方案采取應對措施。

4　結論

扣件式鋼管模板支架坍塌事故案例分析表明，鋼管和扣件等構配件材料質量問題，模板施工現場搭設不當引起的支架承載力下降，以及施工現場管理不到位是造成坍塌事故的重要原因，同時施工方案設計考慮不全面、混凝土澆筑施工控制不當等也是造成事故的另一因素。施工、監理等各方責任主體應提高風險防控意識，強化安全管理，重視模板支架專項施工方案編制，確保編制的專項方案能有效指導現場施工，嚴把模板支架材料審核關，重視安全技術交底工作和安裝過程中的檢查和驗收工作，認真對照專項施工方案和規范要求加強模板支架搭設過程中的施工安全控制，及時發現安全隱患，并采取有效措施消除隱患，防止模板支架坍塌事故的發生。

[1]龔照森.扣件式鋼管模板支架抗連續性倒塌理論分析[D].重慶：重慶大學，2013.

[2]杜勇.高大模板支架事故分析及安全對策[D].包頭：內蒙古科技大學, 2012.

[3]周繼忠,蔡雪峰.扣件鋼管腳手架高大模板支撐安全事故分析與控制[J].福建工程學院學報，2008,6(1)：18-20.

[4]徐平.鋼管扣件式模板支撐安全管理要點分析[J].2014，8：8-10.

[5]劉莉,王芳.混凝土澆筑順序對高大模板支撐體系穩定性影響[J].沈陽建筑大學學報，2014，30(1)：115-119.

[6]陳藝,杜美玉.扣件式鋼管腳手架模板支撐體系施工現狀及對策[J].科技創新導報，2010， 45-47.

Collapse Accident Analysis and Countermeasures of Formwork Supports with Fastener-Type Steel Tubular

LUO Qinyun

(Fujian Provincial Construction Engineering Quality and Safety Supervision Station, Fuzhou 350008)

Formwork supports with fastener-type steel tubular were more widely used in the process of urban construction.Combined with some collapse accidents of formwork supports with fastener-type steel tubular, the accident causes of formwork supports with fastener-type steel tubular were studied, based on the analysis of formwork supports design, material quality of steel tubular and coupler, construction condition, construction control of concrete pouring, personnel’s quality and safety management.A lot of countermeasures are put forward to prevent the collapse accident of formwork supports with fastener-type steel tubular.

Fastener-style steel；Formwork supports；Collapse accident；Accident analysis；Countermeasures

羅欽云(1966.08-)，高級工程師。

E-mail:875076512@qq.com

2016-03-23

TU7

A

1004-6135(2016)04-0059-04