高支模的危險性分析與施工控制對策研究

錢承剛

無錫市第五建筑工程有限公司 江蘇 無錫 214101

1 高支模簡況

隨著建設(shè)工程的功能需求和建筑風(fēng)格多樣化的需要，高支模施工越來越多地出現(xiàn)在工業(yè)廠房、民用建筑、學(xué)校、場館、地下等工程中，如何準確識別工程施工中的高支模危險性，成為控制高支模工程群死群傷事故的首要前提。高支模施工必須從設(shè)計、施工、監(jiān)管、監(jiān)測、驗收、拆除各個環(huán)節(jié)進行有效控制，才能對確保安全施工起到至關(guān)重要的作用。

2 高支模施工危險性辨識

2.1 高支模的定義

高支模為建設(shè)工程施工現(xiàn)場混凝土構(gòu)件模板支撐高度超過8 m，或搭設(shè)跨度超過18 m，或施工總荷載大于15 kN/m2，或集中線荷載大于20 kN/m的模板支撐系統(tǒng)。

2.2 高支模的危險性辨識

2.2.1 對于高度和跨度的辨識

高度和跨度容易辨識，達到和超過該數(shù)值就必須組織專家論證。但在具體認定過程中，高度是按結(jié)構(gòu)高度還是建筑高度、搭設(shè)高度來算，存在一定的認識差異，比較普遍的認知是采用建筑層高較為安全合理。對于跨度一般按軸線較為適宜。

2.2.2 施工總荷載和集中線荷載的辨識

對于施工總荷載大于15 kN/m2，或集中線荷載大于20 kN/m，則需要通過計算才能確定，實際施工中，由于高度和跨度未超過上述數(shù)值而未進行論證或者在施工檢查中被叫停的工程屢見不鮮。因未進行專家論證會造成較大的安全隱患，因停工進行專家論證則造成工期和費用的損失。為加強危險性分析，簡化操作，根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)發(fā)現(xiàn)板厚超過350 mm，大梁的截面積超過0.5 m2時必須引起足夠的重視，經(jīng)計算確定是否需要進行專家論證。

下面就工程實際中遇到的相關(guān)問題，通過常用5本規(guī)范做分析對比，通過實例進行論證分析。

3 試算舉例

針對該工程選取板厚350 mm、梁斷面500 mm×1 000 mm進行計算分析。

3.1 以JGJ162—2008《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》計算

3.1.1 厚350 mm板的施工總荷載

活載控制時荷載組合S1=0.9×[1.2×(0.9＋24×0.35＋1.1×0.35)＋1.4×2.5]=13.61 kN/m2。

恒載控制的荷載組合S2=0.9×[1.35×(0.9＋24×0.35＋1.1×0.35)＋1.4×0.7×2.5]=13.97 kN/m2。

兩者取大值，施工總荷載S=max[S1, S2]=13.97 kN/m2＜15 kN/m2。

3.1.2 500 mm×1 000 mm梁的集中線荷載

活載控制時荷載組合S＇1=0.9×0.5[1.2×(0.9＋24×1＋1.5×1)＋1.4×2]=15.51 kN/m。

恒載控制的荷載組合S＇2=0.9×0.5[1.35×(0.9＋24×1＋1.5×1)＋1.4×0.7×2]=16.92 kN/m。

兩者取大值，集中線荷載S＇=max[S＇1, S＇2]=16.92 kN/m2＜20 kN/m2。

3.2 以JGJ130—2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》計算

JGJ 130—2011第4.1.4條規(guī)定：用于混凝土結(jié)構(gòu)施工支撐架上的永久荷載和可變荷載應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準JGJ 162—2008的規(guī)定，因此危險性分析扣件式和模板規(guī)范相同。

3.3 以GB50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》計算

3.3.1 厚350 mm板的施工總荷載

施工總荷載S=[1.35×(0.9＋24×0.35＋1.1×0.35)＋1.4×0.9×2.5]=16.22 kN/m2＞15 kN/m2。

3.3.2 500 mm×1 000 mm梁的集中線荷載

集中線荷載S＇=0.5[1.35×(0.9＋24×1＋1.5×1)＋1.4×0.9×2.5]=19.395 kN/m＜20 kN/m2。

3.4 以JGJ300—2013《建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》計算

3.4.1 厚350 mm板的施工總荷載

活載控制時荷載組合S1=1.2×(0.9＋24×0.35＋1.1×0.35)＋1.4×2.5=15.122 kN/m2。

恒載控制的荷載組合S2=1.35×(0.9＋24×0.35＋1.1×0.35)＋1.4×0.9×2.5=16.22 kN/m2。

兩者取大值，即施工總荷載S=max[S1, S2]=16.22 kN/m2＞15 kN/m2。

3.4.2 500 mm×1 000 mm梁的集中線荷載

活載控制時荷載組合S＇1=0.5[1.2×(0.9＋24×1＋1.5×1)＋ 1.4×2.5]=17.59 kN/m。

恒載控制的荷載組合S＇2=0.5[1.35×(0.9＋24×1＋1.5×1)＋1.4×0.9×2.5]=16.395 kN/m。

兩者取大值，即集中線荷載S＇=max[S＇1, S＇2]=19.395 kN/m2＜20 kN/m2。

3.5 以GB51210—2016《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標準》計算

3.5.1 厚350 mm板的施工總荷載

活載控制時荷載組合S1=1.2×(0.9＋24×0.35＋1.1×0.35)＋1.4×2.5=15.12 kN/m2。

恒載控制的荷載組合S2=1.35×(0.9＋24×0.35＋1.1×0.35)＋1.4×0.7×2.5=15.52 kN/m2。

兩者取大值，即施工總荷載S=max[S1, S2]=15.52 kN/m2＞15 kN/m2。

3.5.2 500 mm×1 000 mm梁的集中線荷載

活載控制時荷載組合S＇1=0.5[1.2×(0.9＋24×1＋1.5×1)＋ 1.4×2.5]=17.59 kN/m。

恒載控制的荷載組合S＇2=0.5[1.35×(0.9＋24×1＋1.5×1)＋1.4×0.7×2.5=19.04 kN/m。

兩者取大值，即集中線荷載S＇=max[S＇1, S＇2]=19.04 kN/m2＜20 kN/m。

3.6 試算結(jié)論

通過對不同規(guī)范荷載的驗算發(fā)現(xiàn)計算不盡相同，以GB 50666—2011和JGJ 300—2013的計算相同且為最大。

對于厚350 mm板的施工總荷載，JGJ 162—2008和JGJ 130—2011施工總荷載達到13.97 kN/m2，GB 51210—2016施工總荷載達到15.22 kN/m2，GB 50666—2011和JGJ 300—2013施工總荷載達到16.22 kN/m2，對照15 kN/m2標準，僅JGJ 162—2008不需要論證，其他規(guī)范均需要論證，這會造成認識上的困惑，有些企業(yè)則會采用JGJ 162—2008的計算來規(guī)避專家論證。

對于5 0 0 m m×1 0 0 0 m m梁的集中線荷載，JGJ 162—2008和JGJ 130—2011集中線荷載經(jīng)計算為16.92 kN/m，GB 51210—2016集中線荷載為19.04 kN/m，GB 50666—2011和JGJ 300—2013集中線荷載為19.40 kN/m，均未超過20 kN/m，但以GB 50666—2011和JGJ 300—2013計算的集中線荷載最大為19.40 kN/m，接近20 kN/m，如果再大一點，也會造成采用JGJ 162—2008和GB 51210—2016計算的集中線荷載不需要論證，而GB 50666—2011和JGJ 300—2013計算的集中線荷載需要論證的困惑。對于臨界梁也會有企業(yè)根據(jù)不同規(guī)范的選擇來規(guī)避專家論證。

鑒于5本規(guī)范之間的不同差異，不同的企業(yè)、項目部在執(zhí)行上會有不同的選擇，主管部門和專家之間也會有不同的意見，怎么解決由于不同規(guī)范之間產(chǎn)生的分歧和亂象，結(jié)合本人多年來參加專家論證的經(jīng)驗，本著確保安全的理念，建議采用GB 50666—2011和JGJ 300—2013的試算比較安全。

同時呼吁，各地主管部門在本地實施專家論證時盡可能地規(guī)范統(tǒng)一，為此給出如下建議：

1）危險性分析執(zhí)行規(guī)范時應(yīng)從嚴控制。

2）各地區(qū)主管部門可以組織本地專家溝通協(xié)調(diào)，規(guī)范本地區(qū)的危險性較大的分部分項工程的執(zhí)行差異，確保地方規(guī)定必須不低于國家標準。比如有些地區(qū)規(guī)定了厚350 mm的板必須進行專家論證，梁斷面達到多大后必須進行專家論證，也不失為一個有效的解決辦法。

3）從住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公布的2018年8月份全國安全生產(chǎn)形勢來看，當(dāng)前安全生產(chǎn)形勢不容樂觀，地方主管部門必須有足夠的擔(dān)當(dāng)，承擔(dān)起規(guī)范地方危險性較大的分部分項工程的執(zhí)行差異，出臺相關(guān)的地方規(guī)定來引導(dǎo)企業(yè)規(guī)范做法。

4）各企業(yè)也應(yīng)該充分研究，對各本規(guī)范的差異，通過規(guī)范本企業(yè)的執(zhí)行標準與做法，從規(guī)范選取、構(gòu)造措施具體化、方案實施落地、施工圖繪制深度、技術(shù)交底的有效性等方面建立企業(yè)執(zhí)行的規(guī)范動作和要領(lǐng)，并組織開展培訓(xùn)。

4 高支模施工控制對策

結(jié)合本公司承建的江蘇通用科技有限公司煉膠車間工程的高支模施工，從編制、審查、組織的專家論證以及論證后的修改體會，以及本人多年來參加無錫市建設(shè)工程危險性較大的分部分項工程積累的專家論證經(jīng)驗，對涉及高支模施工的5本規(guī)范進行充分研究，提出在解決高支模危險性分析后，在高支模施工中需要重視和落實的控制要點與對策[1-4]。

4.1 重視施工前的準備

4.1.1 施工前的準備

首先編制專項施工方案，組織專家論證。重視高支模的設(shè)計和驗算的依據(jù)性、充分性、針對性。在實際工作中，大量的方案編制關(guān)于計算軟件的選用（未更新）和參數(shù)設(shè)置生搬硬套現(xiàn)象相當(dāng)普遍，有的根本就沒有修改，不能針對工程實際，正確設(shè)置合理的參數(shù)選用。

4.1.2 不同規(guī)范的選擇

鑒于高支模施工涉及多本規(guī)范，計算要求不一，根據(jù)本人多年的施工經(jīng)驗和論證經(jīng)驗，目前JGJ 130—2011的規(guī)范要求較嚴，建議對于超高和超重梁的工程，應(yīng)從嚴控制。關(guān)于5本規(guī)范計算的差異對比、選擇的合適與否，也是認識的另一個爭議點，此處不展開。

4.1.3 專家論證工作

方案經(jīng)審批和按專家論證意見修改并經(jīng)專家組長簽字后，做好技術(shù)交底工作。交底的重要依據(jù)是有能指導(dǎo)施工的平面圖、立面圖、剖面圖、節(jié)點詳圖，以及參數(shù)匯總表，并配以文件說明，將方案中的要點在圖紙中展現(xiàn)出來。高支模設(shè)計圖紙也是檢查驗收的重要依據(jù)。

4.1.4 原材料的選擇

嚴格按規(guī)范和計算的鋼管壁厚進行材料進場的檢查，經(jīng)監(jiān)理現(xiàn)場見證取樣送檢，扣件檢測合格方可使用，可調(diào)托撐應(yīng)注明規(guī)格型號，合理選擇。市場上的可調(diào)托撐一般難以達到規(guī)范的要求，對于重型梁可調(diào)托撐的選用尤為重要。項目部需加強材料的進場驗收把關(guān)，對于大型工程材料應(yīng)按批次分批檢驗。對于高支模，建議鋼管壁厚不低于2.7 mm，不得存在負公差。

4.1.5 實現(xiàn)樣板引路

搭設(shè)前實行搭設(shè)標準區(qū)域的樣板施工，全面落實方案的各項要求。當(dāng)操作工人和技術(shù)人員熟練掌握施工搭設(shè)要求和監(jiān)控要點后方可大面積施工。必要時開展質(zhì)量小組QC活動，提升質(zhì)量管理水平。

4.1.6 持證上崗

操作工人必須做到持證上崗、人證合一，從而保證施工搭設(shè)的質(zhì)量和要求。

4.1.7 工具用具的選擇

鑒于實際施工工人較多的采用電動扳手，因此必須使操作工人對電動扳手的使用達到40～65 N·m的標準，操作熟練掌握，工地配備足夠數(shù)量的帶讀數(shù)的力矩扳手用于專項檢查。

4.2 強化高支模支架過程施工

4.2.1 立桿基礎(chǔ)

立桿基礎(chǔ)必須按要求設(shè)置穩(wěn)定、可靠，現(xiàn)場一般以混凝土硬化為主，并應(yīng)做好排水措施，對于立桿落于樓板面的，要確保下部支撐不得拆除或保證有足夠的承載力，對于超重大梁尚需做好上下立桿對齊措施。廠房工程的邊梁外的地坪硬化處理參照室內(nèi)地坪做法，回填土的密實度應(yīng)達到設(shè)計要求，并有檢驗合格報告作驗證。

4.2.2 剪刀撐的設(shè)置

為了保障高支模施工技術(shù)措施的全面落實，應(yīng)重點加強高支模支架搭設(shè)要求，水平剪刀撐和豎向剪刀撐必須同步搭設(shè)。關(guān)于剪刀撐的設(shè)置是高支模構(gòu)造的又一重點，5本規(guī)范關(guān)于構(gòu)造各不相同，根據(jù)本人多年來的論證和施工現(xiàn)場經(jīng)驗，扣件式腳手架的構(gòu)造比較安全。

4.2.3 加強節(jié)點控制

重視立桿頂部的懸臂端搭設(shè)符合規(guī)范要求，嚴格按設(shè)計圖紙進行施工。為了確保架體的穩(wěn)定性，必須做好抱柱工作，每兩步一抱，連接牢固，并延伸二跨。

4.2.4 確保雙向水平桿的設(shè)置

架體的雙向水平桿必須齊全完整，嚴禁缺失。實際施工中操作班組往往圖省事，按經(jīng)驗來操作，為節(jié)約用工省掉另一方向的水平桿，絕大多數(shù)的安全事故均和此有關(guān)，因此必須嚴格控制。

4.2.5 設(shè)置安全防護和通道

對于架體高于10 m的和樓面有洞口處尚應(yīng)在中間設(shè)置安全防護網(wǎng)，確保高處墜落措施落實到位，并做好臨邊洞口的防護工作。同時，搭設(shè)好人員的上下施工通道，以確保安全施工。

4.3 加強高支模工程的過程檢查與驗收

4.3.1 明確驗收責(zé)任人

根據(jù)建質(zhì)辦（2018）31號文，關(guān)于專項施工方案內(nèi)容（七）驗收要求包括：驗收標準、驗收程序、驗收內(nèi)容、驗收人員等。這是新增加的內(nèi)容，必須高度重視。可以看出，該文件對驗收提出了更高的要求，明確了驗收的目的、重要性，將驗收內(nèi)容更加的細化和可執(zhí)行，施工中必須強化施工的過程檢查，明確檢查責(zé)任人和具體人員分工的內(nèi)容部位。檢查做到具體明確，如兩步架進行一次檢查，明確誰負責(zé)等，可以通過編制高支模專項檢查用表來實施檢查。

4.3.2 嚴格按圖施工

加強過程中的搭設(shè)，應(yīng)嚴格按設(shè)計圖紙進行操作檢查，避免后整改造成施工困難。明確檢查的節(jié)點高度和具體要求。

4.3.3 立桿垂直度控制

對于高支模高度較高，如搭設(shè)高度超過10 m以上，立桿的垂直度會出現(xiàn)較大的偏差，對此應(yīng)嚴格控制，加強過程檢查，否則一經(jīng)搭設(shè)調(diào)整相當(dāng)困難。

4.3.4 扣件的力矩檢查

采用鋼管扣件搭設(shè)高大模板支撐系統(tǒng)時，還應(yīng)對扣件螺栓的緊固力矩進行抽查，對梁底扣件應(yīng)進行100%檢查。

4.3.5 建議推廣工具式腳手架的運用

隨著工具式腳手架的興起，越來越多的地方出臺了關(guān)于高支模采用工具式腳手架的地方要求，相信未來必然是發(fā)展趨勢。

4.4 確保高支模的拆除安全

4.4.1 拆除前的交底

高支模的拆除應(yīng)嚴格按專項方案要求進行，拆除前對操作工人進行技術(shù)交底，檢查班組施工人員的持證上崗情況。

4.4.2 拆除的要求

1）高支模的拆除是高支模施工的又一個重要的安全危險源，由于架體高，應(yīng)分區(qū)域拆除，執(zhí)行先支的后拆，后支的先拆的要求，拆除應(yīng)分小組分區(qū)協(xié)調(diào)進行，拆下的材料傳遞地面，嚴禁亂扔亂放。

2）拆除應(yīng)設(shè)置警示區(qū)，并有專人現(xiàn)場監(jiān)管。

3）嚴禁先拆除全部支撐架體，板下留有模板，以后再進行拆除，不規(guī)范的操作極易產(chǎn)生安全隱患引發(fā)安全事故。

4.5 混凝土施工控制要求

在高支模施工中，混凝土施工是其中重要的一道工序。混凝土施工要求往往在方案中籠統(tǒng)簡單，應(yīng)針對不同的梁板結(jié)構(gòu)進行有效的控制。

4.5.1 明確澆筑方式

應(yīng)明確澆筑的設(shè)備和站位，實際中常常會出現(xiàn)因泵車支架支撐失穩(wěn)而造成安全事故。泵管應(yīng)有效固定，與架體分離，不受交叉影響。對于采用布料機的尚需進行支架的安全校核。

4.5.2 確澆筑順序

明確澆筑的順序流向，畫出澆筑的線路圖。不得由施工操作人員隨意確定，應(yīng)確保施工人員明確方案的意圖，做到規(guī)范施工。

4.5.3 分層下料的具體要求

1）對于澆筑的梁的分層厚度和板的堆載的限制要求，應(yīng)具體明確，現(xiàn)實中操作工人往往圖方便進行一次下料，或者往一個方向進行澆筑，極易引起高大模板支撐系統(tǒng)的失穩(wěn)傾斜，引發(fā)安全和質(zhì)量事故。

2）梁的分層一般控制在400 mm以內(nèi)，板面堆載一般控制在150 mm以下，澆筑過程應(yīng)符合專項施工方案要求，并確保支撐系統(tǒng)受力均勻。

4.5.4 強調(diào)先澆筑柱

混凝土澆筑應(yīng)先澆筑柱，待柱混凝土強度達到設(shè)計強度的75%以上，支架與柱進行每兩步一抱結(jié)，增加架體的穩(wěn)定性。

4.5.5 澆筑中的監(jiān)控

混凝土施工前和過程中必須加強監(jiān)測工作，采用儀器進行沉降和位移的有效監(jiān)測，必須設(shè)置出報警值用于監(jiān)控。避免采用人工看模的原始方法，大量的安全事故皆因此而發(fā)生，必須充分重視。一旦出現(xiàn)異常，迅速撤離人員，啟動應(yīng)急救援預(yù)案，進行有效的應(yīng)急措施和處置。應(yīng)急救援預(yù)案必要時應(yīng)進行演練，以確保啟動時的應(yīng)對能充分有效。

4.6 關(guān)于監(jiān)測監(jiān)控

4.6.1 監(jiān)測監(jiān)控的要求

1）支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定編制監(jiān)測方案，包括測點布置、監(jiān)測方法、監(jiān)測人員及監(jiān)測主要儀器設(shè)備、監(jiān)測頻率和監(jiān)測報警值。

2）監(jiān)測的內(nèi)容一般包括支撐結(jié)構(gòu)的位移監(jiān)測和沉降監(jiān)測。

3）位移監(jiān)測的布置可分為基準點和位移監(jiān)測點，其布設(shè)為每個支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置基準點；在支撐結(jié)構(gòu)的頂層、底層及每5步設(shè)置位移監(jiān)測點；監(jiān)測點應(yīng)設(shè)置在角部和四邊的中間位置。

4）監(jiān)測項目的監(jiān)測頻率應(yīng)根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)規(guī)模、周邊環(huán)境、自然條件、施工階段等因素確定，位移監(jiān)測頻率不應(yīng)少于每日1次，內(nèi)力監(jiān)測頻率不應(yīng)少于2 h一次，監(jiān)測數(shù)據(jù)變化量較大或速率加快時，應(yīng)提高監(jiān)測頻率。

5）出現(xiàn)以下緊急情況應(yīng)啟動應(yīng)急救援：監(jiān)測數(shù)據(jù)達到報警值；支撐結(jié)構(gòu)的荷載突然發(fā)生意外變化；周邊場地出現(xiàn)突然的較大沉降或嚴重開裂的異常變化。

6）監(jiān)測報警值應(yīng)采用監(jiān)測項目的累計變化量和變化速率值進行控制。

4.6.2 現(xiàn)實中的問題及對策

1）實際操作中布設(shè)的監(jiān)測點往往無法觀測，如布設(shè)在架體中部位置，由于架體鋼管密集，基本無法進行。

2）為切實解決這一問題，建議布設(shè)應(yīng)有針對性，主要在架體的外圍和向內(nèi)推算可以觀測的位置，有條件的可以采取信息化技術(shù)手段，通過設(shè)置應(yīng)力片等措施解決，實現(xiàn)信息的及時傳輸，這在部分地區(qū)已經(jīng)有推廣應(yīng)用，未來將是發(fā)展的趨勢。

3）鑒于高支模的監(jiān)測監(jiān)控是方案的一個重要組成部分，而實際操作中真正做到有效監(jiān)測的少之又少，或流于形式，有的因方案缺少具體的監(jiān)測方法而無法實施觀測。因此項目部應(yīng)對監(jiān)測監(jiān)控充分重視，配備必要的儀器設(shè)備和明確架體的監(jiān)測方法，保障監(jiān)測的有效性和可實施性。

5 結(jié)語

綜上所述，高支模設(shè)計、施工、檢查、監(jiān)控，需要專業(yè)技術(shù)人員和班組共同去按方案落實。只有在思想上高度重視，行動上嚴格要求，措施到位，責(zé)任到人，嚴格過程控制的有效實施，才能確保高支模施工的質(zhì)量和安全。