高支模坍塌事故致因分析及防控措施研究

趙鵬棟

(甘肅昶通公路養(yǎng)護(hù)科技有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

近年來，隨著我國(guó)大跨度、大空間建筑物的興建，高支模的應(yīng)用越來越廣泛。高支模作為較為常見、危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，具有高技術(shù)難度和高危險(xiǎn)性的特點(diǎn)。高支模坍塌事故也是建筑工程中最為常見的安全生產(chǎn)事故，具有群死群傷、財(cái)產(chǎn)損失大等特點(diǎn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)每年發(fā)生較大及以上的高支模坍塌事故約6.3起，約占房屋市政工程較大安全事故的27.3%，每年約22.3人因此喪生，占房屋市政工程較大安全事故死亡總?cè)藬?shù)的25.9%。因此，針對(duì)性地改進(jìn)高支模施工過程中的技術(shù)、管理及監(jiān)管舉措，提高建筑工程安全管理水平，降低高支模坍塌安全事故的發(fā)生率迫在眉睫。

1 高支模坍塌致因分析

表1總結(jié)了近幾年5起國(guó)內(nèi)典型高支模坍塌事故的基本情況。

表1 近幾年5起國(guó)內(nèi)高支模坍塌事故的基本情況表

將表1中造成高支模坍塌事故的主要原因進(jìn)行梳理歸納，大體可分為原材料方面、方案編制方面、施工管理方面、監(jiān)管方面。高支模坍塌事故的致因魚骨圖如圖1所示。

圖1 高支模坍塌事故致因魚骨圖

1.1 原材料方面

原材料方面的致因主要表現(xiàn)為鋼管質(zhì)量、扣件質(zhì)量以及模板質(zhì)量不合格。對(duì)于一般扣件式支架鋼管，規(guī)范規(guī)定宜采用φ 48.3 mm×3.6 mm鋼管，而實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中大多采用φ 48.3 mm×3.5 mm鋼管。對(duì)多起高支模事故的材料檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，部分支架鋼管的厚度為2.8～3.0 mm，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)厚度。同時(shí)，支模鋼管一般反復(fù)使用，在經(jīng)過多次使用后，可能存在初始的彎曲度、垂直度偏差、微裂縫以及銹蝕嚴(yán)重等情況。而在設(shè)計(jì)時(shí)，支模鋼管是按直線、全部強(qiáng)度和剛度計(jì)算的，未考慮上述缺陷，導(dǎo)致其設(shè)計(jì)強(qiáng)度高于實(shí)際承載能力，這嚴(yán)重加劇了高支模坍塌事故的風(fēng)險(xiǎn)?？奂|(zhì)量不合格主要表現(xiàn)為螺栓擰緊力矩不足，而模板質(zhì)量不合格主要表現(xiàn)為模板原材料為劣質(zhì)板材或存在原始破損等。

1.2 方案編制方面

高支模的專項(xiàng)施工方案一般由施工單位編制，由于相關(guān)人員水平參差不齊，其設(shè)計(jì)方案大多內(nèi)容粗糙，設(shè)計(jì)存在瑕疵且可操作性不強(qiáng)，具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面。

1)設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤、疏漏或設(shè)計(jì)未嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。方案編制人員在編制專項(xiàng)施工方案時(shí)，直接參考或套用舊的計(jì)算方法編制的高支模施工方案(甚至錯(cuò)誤的施工方案)進(jìn)行設(shè)計(jì)編制，導(dǎo)致設(shè)計(jì)極為保守或承載力不足；未采用科學(xué)的荷載設(shè)計(jì)值或荷載組合，如為了計(jì)算方面，將荷載籠統(tǒng)地簡(jiǎn)化為均布荷載，與實(shí)際情況嚴(yán)重不符；在荷載組合時(shí)，影響荷載組合的影響因素考慮不充分、荷載組合的方式不正確，設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際并不相符；方案編制人員自身知識(shí)儲(chǔ)備不夠，對(duì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)理解不足，在進(jìn)行編制時(shí)無法準(zhǔn)確地進(jìn)行取值和分析，導(dǎo)致設(shè)計(jì)存在錯(cuò)誤。

2)高支模設(shè)計(jì)方案缺乏審查、未進(jìn)行論證或未開展技術(shù)交底，導(dǎo)致高支模工程在設(shè)計(jì)的安全性和質(zhì)量管控上的完整性不足，埋下安全隱患。

1.3 施工管理方面

高支模坍塌事故的原因大部分是由于現(xiàn)場(chǎng)管理不到位、施工人員沒有按照施工方案進(jìn)行搭設(shè)與施工造成的。在現(xiàn)場(chǎng)的主要表現(xiàn)為交底工作不到位、未依照設(shè)計(jì)進(jìn)行搭設(shè)以及混凝土未按規(guī)定澆筑。

1)施工單位沒有對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底或技術(shù)交底流于形式，未能對(duì)實(shí)際施工作業(yè)進(jìn)行有效指導(dǎo)；施工人員未經(jīng)培訓(xùn)考試，無證上崗，對(duì)高支模的搭設(shè)并不熟悉；施工人員隨意使用不合材料，未按專項(xiàng)施工方案和規(guī)范進(jìn)行施工等。

2)高支模搭設(shè)不符合要求。掃地桿、剪刀撐、墊塊和立桿等未按設(shè)計(jì)、構(gòu)造或?qū)ｍ?xiàng)施工方案要求進(jìn)行搭設(shè)，掃地桿、剪刀撐或墊塊缺失，立桿的間距、縱橫排數(shù)或橫桿的步距未滿足設(shè)計(jì)要求；搭設(shè)質(zhì)量不符合要求，如扣件螺栓擰緊力矩不足，規(guī)范中要求“力矩不應(yīng)小于40 N·m，且不應(yīng)大于65 N·m”，但在施工現(xiàn)場(chǎng)常常無法保證，甚至某些節(jié)點(diǎn)無扣件連接；立桿的垂直度不足，接頭未錯(cuò)開，導(dǎo)致其承受偏心荷載，與規(guī)范要求的“立桿按軸心受壓計(jì)算”不符；搭設(shè)場(chǎng)地沒有進(jìn)行硬化夯實(shí)，基礎(chǔ)不平整或者立柱的木墊板有空隙等，使得架體的整體穩(wěn)定性不足；連墻件的數(shù)量和質(zhì)量不符合要求，導(dǎo)致其安全性不足。

3)混凝土未按規(guī)定澆筑。采用不對(duì)稱的澆筑方式進(jìn)行高支模混凝土的澆筑而產(chǎn)生內(nèi)力不均及較大架體側(cè)移，隨著澆筑的進(jìn)行，產(chǎn)生突變導(dǎo)致坍塌事故的發(fā)生。

1.4 監(jiān)督管理方面

高支模分項(xiàng)工程的監(jiān)督管理主要包括施工單位管理、監(jiān)理單位的監(jiān)理、政府機(jī)構(gòu)的監(jiān)督以及第三方機(jī)構(gòu)的檢測(cè)等。其中最為常見的問題表現(xiàn)為施工單位現(xiàn)場(chǎng)管理混亂、監(jiān)理單位未全面履責(zé)、政府監(jiān)督不到位以及第三方檢測(cè)、預(yù)報(bào)不及時(shí)等。

受某些不良因素影響或誘導(dǎo)，監(jiān)理單位未能以“客觀、公平、公正、科學(xué)”的原則進(jìn)行執(zhí)業(yè)，未將其監(jiān)理工作落實(shí)到位，甚至存在發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題后，未能將相關(guān)問題上報(bào)有關(guān)單位的情況；政府與行業(yè)主管部門未做好安全監(jiān)督工作；第三方人員的責(zé)任意識(shí)不強(qiáng)，未按規(guī)定進(jìn)行高支模沉降、位移和變形等監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在安全隱患。同時(shí)，目前高支模的安全監(jiān)測(cè)還是以經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀或全站儀等儀器為主要手段進(jìn)行的，而施工現(xiàn)場(chǎng)常常存在遮擋物多、光線不足(尤其是夜間澆筑混凝土)以及人員干擾大的情況，導(dǎo)致出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)無法持續(xù)進(jìn)行、數(shù)據(jù)精度低、預(yù)警滯后以及應(yīng)急反應(yīng)慢等問題，這些都使得高支模的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2 防控措施

通過文獻(xiàn)查閱，結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面對(duì)高支模的坍塌進(jìn)行預(yù)防與控制。

2.1 原材料控制方面

高支模所使用的鋼管、扣件等材料性能應(yīng)符合JGJ-130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》、JGJ162-2016《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》等我國(guó)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計(jì)要求，在入場(chǎng)時(shí)對(duì)其截面尺寸、長(zhǎng)度、質(zhì)量以及外觀等指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，對(duì)于不滿足要求的原材料，嚴(yán)禁入場(chǎng)。同時(shí)，在搭設(shè)前，應(yīng)再次對(duì)高支模所使用的鋼管和扣件進(jìn)行檢查，具體要求如表2所示。而對(duì)于模板等其他材料也應(yīng)滿足國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范和設(shè)計(jì)方法的要求，在入場(chǎng)和搭設(shè)時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格檢查。

表2 扣件和腳手架質(zhì)量檢測(cè)表

2.2 方案編制方面

圖2是高支模工程施工方案的一般編制流程。

圖2 高支模工程施工方案的一般編制流程

高支模工程方案編制時(shí)，應(yīng)由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織，安排現(xiàn)場(chǎng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員來負(fù)責(zé)編制。在熟悉設(shè)計(jì)圖紙、工程建設(shè)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及了解現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件和周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定辯識(shí)出超危大工程分部分項(xiàng)工程清單，嚴(yán)格按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JJ30-2001)和《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ162-2008)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。

對(duì)于高支模工程荷載的計(jì)算，要充分考慮各種不利條件，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判定，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范和實(shí)際情況進(jìn)行選取與組合，同時(shí)組織人員對(duì)方案的計(jì)算和編制結(jié)果進(jìn)行復(fù)核。對(duì)于編制好的施工方案，應(yīng)組織專家進(jìn)行論證與審査。一般情況下，施工單位應(yīng)該組織不少于5人的專家組對(duì)編制好的專項(xiàng)施工方案進(jìn)行論證與審查，專家組應(yīng)提供相關(guān)的書面論證與審查報(bào)告，施工企業(yè)應(yīng)該依據(jù)報(bào)告進(jìn)行完善與補(bǔ)充，經(jīng)總監(jiān)理工程師與技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字確認(rèn)后才能實(shí)施。

2.3 施工方面

高支模工程施工步驟如圖3所示。

圖3 高支模工程施工步驟

1)在高支模進(jìn)行搭設(shè)前，施工單位應(yīng)組織項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人或者編制人員向施工管理人員和施工操作人員進(jìn)行安全技術(shù)交底、安全教育和培訓(xùn)，讓其熟悉工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及危險(xiǎn)性與重要性。

2)高支模的搭設(shè)應(yīng)根據(jù)專項(xiàng)施工方案嚴(yán)格搭設(shè)，不可隨意減少搭設(shè)桿件的數(shù)量與種類，或擴(kuò)大桿件之間的步距。在搭設(shè)過程中，管理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)專項(xiàng)方案的實(shí)施情況進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)不合適時(shí)，應(yīng)立即整改。

3)高支模搭設(shè)完成后，施工單位首先進(jìn)行自檢，監(jiān)理單位必須組織建設(shè)單位、論證專家、施工單位相關(guān)人員進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，監(jiān)理單位應(yīng)組織相關(guān)人員進(jìn)行高支模工程的最終驗(yàn)收。

4)高支?；炷翝仓?yīng)符合相關(guān)規(guī)定，按照混凝土澆筑順序，以減少其最大內(nèi)力，避免因出現(xiàn)不對(duì)稱澆筑而產(chǎn)生較大側(cè)移。同時(shí)，管理人員應(yīng)加強(qiáng)管理，嚴(yán)格要求施工人員按照方案和要求進(jìn)行澆筑，澆筑厚度、振搗器數(shù)量以及澆筑速度也應(yīng)符合相關(guān)要求。

5)高支模的拆除也是管理的重點(diǎn)，在高支模拆除時(shí)，必須嚴(yán)格按照施工方案的要求進(jìn)行。在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)施工情況留置兩組現(xiàn)場(chǎng)同條件養(yǎng)護(hù)試塊(一組的強(qiáng)度作為工程資料使用，一組的強(qiáng)度作為支撐體系拆除時(shí)的依據(jù))；在拆除模板支撐體系前必須對(duì)同條件養(yǎng)護(hù)的試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，由班組長(zhǎng)填寫模板腳手架拆除申請(qǐng)單并附帶混凝土試塊的抗壓強(qiáng)度報(bào)告，項(xiàng)目總工程師審批后方能進(jìn)行腳手架的拆除工作。拆除時(shí)應(yīng)自上而下逐層拆除，同時(shí)拆除的構(gòu)件應(yīng)立即搬運(yùn)至指定地點(diǎn)切忌堆積在混凝土上以防止坍塌。

2.4 監(jiān)督管理方面

1)在高支模施工過程中，要嚴(yán)格落實(shí)監(jiān)理職責(zé)。監(jiān)理單位應(yīng)派遣專業(yè)監(jiān)理工程師對(duì)高支模專項(xiàng)施工方案進(jìn)行嚴(yán)格落實(shí)，遵循“客觀、公平、公正、科學(xué)”的原則，對(duì)各項(xiàng)措施進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z查，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量或安全隱患，應(yīng)立即通知相關(guān)單位與人員并責(zé)令整改，拒不整改時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知建設(shè)單位，下達(dá)停工令，并按照要求進(jìn)行處罰。同時(shí)，監(jiān)理人員也應(yīng)嚴(yán)格做好各項(xiàng)材料、機(jī)械及相關(guān)人員到崗情況的檢查，確保搭設(shè)高支模的材料、機(jī)械等符合施工要求，專職安全質(zhì)量人員全部到崗，以保障高支模架設(shè)與施工時(shí)材料、設(shè)備及人員的安全。此外，高支模架設(shè)完成后，監(jiān)理單位應(yīng)及時(shí)組織建設(shè)單位、施工單位及設(shè)計(jì)單位，并聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的專家進(jìn)行驗(yàn)收，根據(jù)相關(guān)意見督促施工單位進(jìn)行整改，以確保所架設(shè)的高支模符合要求，并通過驗(yàn)收。

2)行業(yè)主管部門應(yīng)按相關(guān)要求嚴(yán)格履行好質(zhì)量安全監(jiān)督職責(zé)，做好質(zhì)量監(jiān)督交底工作，加強(qiáng)高支模的專項(xiàng)施工方案、搭設(shè)過程、驗(yàn)收及施工的審查與監(jiān)督，做到高支模事故可防可控。

3)要加強(qiáng)第三方監(jiān)測(cè)。在高支模施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格依照監(jiān)測(cè)方案要求，對(duì)儀器、測(cè)點(diǎn)量、監(jiān)測(cè)量及監(jiān)測(cè)頻率等開展監(jiān)測(cè)工作，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)超過預(yù)警值，應(yīng)立即通知相關(guān)人員并停止作業(yè)、疏散作業(yè)人員，待危險(xiǎn)解除才可重新施工。同時(shí)，對(duì)高支模的監(jiān)測(cè)，也可采用自動(dòng)化、智能化的新型監(jiān)測(cè)方式對(duì)高支模架設(shè)、施工與拆除進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、超限預(yù)警、危險(xiǎn)報(bào)警、預(yù)防事故、減少損失”的監(jiān)測(cè)目標(biāo)。

3 結(jié)語

本文以高支模坍塌事故為研究對(duì)象，對(duì)其發(fā)生致因及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了分析和探討。高支模雖是建筑工程的臨時(shí)設(shè)施，但其施工要求高、難點(diǎn)多、危險(xiǎn)性大，具有施工多發(fā)性。在高支模施工時(shí)，應(yīng)從原材料控制、方案編制、施工管理、監(jiān)督管理等多個(gè)角度出發(fā)，做到高度重視、精心準(zhǔn)備、科學(xué)施工、嚴(yán)格監(jiān)管，以防止高支模坍塌事故的發(fā)生。