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高大模板支架坍塌事故的原因及预防措施
发布时间:2013/3/25  浏览次数:7836 次  来源: 安全生产部
  在建筑施工中,一些大跨度、大截面梁高大模板工程使用越来越频繁。由于建筑施工各方主体安全监管不到位,没有认真执行安全技术标准规范,施工中模板支撑失稳倒塌事故时有发生,造成了严重的经济损失和恶劣的社会影响,这不得不引起我们的高度重视。
  高大模板支撑系统坍塌的原因是多方面的,但归纳起来,主要是在安全专项方案设计、安全管理和安全监控三个方面存在缺陷或监管、监控不到位。
  (1)造成安全专项方案设计缺陷的原因
  1)编制、审核高大模板支撑系统安全专项施工方案的技术人员对《危险性较大的部分分项工程安全管理办法》及《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督导则》和相关的安全技术标准规范不熟悉、安全专项施工方案没有针对性,不能指导安全施工。
  2)高大模板支撑系统荷截计算错误或考虑不周。一些施工企业编制的施工方案荷载计算有误;荷载组合未按最不利原则考虑;对泵送混凝土引起的动力荷载在设计计算中不足等,造成模板支撑体系的安全度大幅度下降。
  3)施工企业安全专项施工方案编制技术人员没有深入施工现场调查、勘察,对高支模区域及边界作业条件和环境不熟悉,对高支模区域的危险源分析不准确,高大模板支撑系统构造体系选择没有针对性,支撑体系本身就没安全可靠性。
  4)高大模板支撑系统安全专项施工方案文本格式不符合《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建设部【2009】87号文)及《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》(建设部【2009】254号)文的要求,有的就是一本厚厚的计算书,没有绘制相应的平面图、立面图、剖面图和节点大样图,现场施工作业人员根本看不懂计算书,不能指导安全施工。
  (2)安全管理不到位
  1)一些施工企业不按规定在施工前编制模板支撑系统安全专项施工方案,有的先按“经验”搭设,待安全专项施工方案批准后,根据按批准的安全专项施工方案整改到位,留下安全隐患。
  2)选用的材料质量不符合要求
建筑施工中模板支架的搭设材料一般采用钢管、扣件、而《建筑施工扣件式钢管脚下架安全技术规范》(JGJI30-2011)规定宜采用φ48×33.6㎜钢管,扣件应采用可锻铸铁制作。目前,在建筑市场上,许多施工单位使用钢管、扣件均由市场上租赁而来,由于租赁市场的源头缺乏有效控制,名义上是φ48×3.5㎜钢管,实际测量时,不少钢管壁厚实为φ2.8~3.0㎜,甚至有的只有2.5㎜,其轴向抗压能力降低φ18.7~13.3%。钢管使用多年,普碳钢管易锈蚀,局部壁厚也变薄,严重的出现麻坑,影响其承载力,直接导致模板支撑架结构承载能力下降;有些钢管经过多年使用后,钢管产生变形和弯曲,而模板支撑设计时均按直线钢管来考虑,不考虑其弯曲变形的,实际上钢管弯曲后的承载能力大为降低。有些钢管的管端经多次气割或电焊割,端面严重不平整,用作立杆时,在对接扣件部位出现初弯曲,严重影响立柱的承载力,易失稳。有些钢管材质不符合要求,钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)或《低压流体输送焊接钢管》(GB/T3092)中规定的3#普通钢管,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。但目前市场上Q235、Q215、Q195钢管经常混杂,难以保证为Q235。有些扣件合格率低,规范JGJI30-2011表5.1.7规定对接扣件抗滑承载力为3.2kN,直角与回转扣件抗滑承载力为8 kN,从现场检查发现,很难达到此规定。
  3)不按安全专项施工方案进行施工
  ①搭设的支撑体系缺少连墙件、剪刀撑,或搭设的剪刀撑不成体系;无扫地杆;纵模水平杆偏少(普遍采用隔一搭一)或未连成整体;立杆间距过大、立杆搭接、使得支撑体系的整体稳定性无法保证;还有一些施工现场作业人员不重视模板支撑立杆底部的基础处理,雨季施工地基产生明显不均匀沉降,导致模板支撑产生较大的次应力,极易发生垮塌。
  ②扣件拧紧力矩不符合要求。扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40N·m,且不应大于65M·m,实际施工中很多达不到要求,大多在20N·m,有的只有10多N·m,节点刚度达不到设计要求,造成承载力降低。
  ③杆件的接头不符合要求。检查时常发现一些工地模架立杆的接头均在同一水平面上。
  ④斜撑与地面连接处有防滑措施。多数工地在斜撑与地面的接触外不加处理,没有构造措施,大大影响斜撑的受力性能。
  ⑤立杆顶部自由臂尺寸过大。支撑系统立杆顶部自由臂采用顶托支承的模架,检查时,常发现立杆顶部伸出顶部水平杆的长度过大,严重影响立杆的刚度及水平位移。
  ⑥周边无拉结。模板支架应与施工区域内及周边已具备一定强度的构件(墙、柱)通过连墙件进行可靠连接,而实际检查中经常未设置。
  4)施工现场安全管理不到位
  ①有的施工现场将模板支架的搭设工作包给没有取得建筑架子工特种作业操作证的木工,造成模板支架搭设的缺陷。
  ②有些工地未按有关标准配备专职安全员,有的配备了专职安全员,但模板支撑体系安全专项施工方案施工期间,没有按规定进行有效的现场安全监督。
  ③高大模板支架搭设前施工单位工程技术负责人未按规定对操作人员进行安全技术交底;搭设过程中也没有分阶段组织检查验收,任由操作人员凭经验随意搭设,高大模板支撑使用前未进行有效的验收。
  (3)安全监控不到位
  1)有的安全专项施工方案未按规定制定安全监控措施。
  2)有的安全监控措施未按要求设置监控点,绘绘监控点布置图;有的设定的预警值、报警值不符合规范要求。
  3)有的安全监控措施未按要求明确监控责任人;有的没有明确监测使用的仪器;有的没有规定监控记录内容和达到预警值、报警值时的处置要求。
  预防高大模板支架坍塌的措施
  (1)方案编制管理措施
施工单位要建立健全危险性较大工程安全管理制度,认真贯彻落实《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》及《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督导则》和相关安全技术标准规范。施工前按规定对本工程重大危险源进行识别,发现符合《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》中的危险性较大工程,应当组织专业技术人员编制安全专项施工方案。专项施工方案应当包括以下内容:
  1)编制依据:相关法律、法规、规范性文件、标准、规范及图纸(国标图集)、施工组织设计等。
  2)工程概况:高大模板工程特点、施工平面及立面布置、施工要求和技术保证条件,具体明确支横区域、支模标高、高度、支模范围内的梁截面尺寸、跨度、板厚、支撑的地基情况等。
  3)施工计划:施工进度计划、材料与设备计划等。
  4)施工工艺技术:高大模板支撑系统的基础处理、主要搭设方法、工艺要求、材料的力学性能指标、构造设置以及检查、验收要求等。
  5)施工安全保证措施:模板技撑体系搭设及混凝土浇筑区域管理人员组织机械、施工技术措施、模板安装和拆除的安全技术措施、施工技术措施、模板安装和拆除的安全技术措施、施工应急求援预案,模板支撑系统在搭设、钢筋安装、混凝土浇捣过程中及混凝土终凝前后模板支撑体系位移的监测监控措施等。
  6)劳动力计划:包括专职安全生产管理人员、特种作业人员的配置等。
  7)计算书:验算项目及计算内容包括模板、模板支撑系统的主要结构强度和截面特征及各项荷载设计值及荷载组合,梁、板模板支撑系统的强度和刚度计算,梁板下立杆稳定性计算,立杆基础承载力验算,支撑系统支撑层承载力验算,转换层下支撑层承载力验算等。每项计算列出计算简图和截面构造大样图,注明材料尺寸、规格、纵横支撑间距。
  8)相关图纸:包括支模区域立杆、纵横水平杆平面布置图,支撑系统立面图、剖面图,水平剪刀撑布置平面图及竖向剪刀撑盎投影图,梁板支模大样图,支撑体系监测平面布置图及连墙件布设位置及节点大样图等。
  (2)审核论证管理措施
  按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》中编制的安全专项施工方案,不需要组织专家论证审查的,企业技术部门和安全生产监督部门应当认真审查,符合要求的应当签字并报监理单位审核、审批。超过一定规模的危险性较大工程安全专项施工方案,按照上述要求审核、审批后,由施工单位组织专家论证审查。经专家论证审查后的安全专项施工方案,施工单位修改符合要求后经企业总工程师和监理单位总监理工程师签字后方可组织施工。
  (3)验收管理措施
  1)高大模板支撑系统搭设前,应由项目技术负责人组织对需要处理或加固的地基、基础进行验收,并留存记录。
  2)高大模板支撑系统的结构材料应按相关要求进行验收、抽检和检测,并留存记录、资料。
  3)对进场的承重杆件、连接件等材料的产品合格证、生产许可证、检测报告进行复核,并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。
  4)对承重杆件的外观抽检数量不得低于搭设用量的30%,发现质量不符合标准、情况严重的,要进行100%的检验,并随机抽取外观检验不合格的材料(由监理见证取样)送法定专业检测机构进行检测。
  5)采用钢管扣件搭设高大模板支撑系统时,还应对扣件螺栓的紧固力矩进行抽查,抽查数量应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130)的规定,对梁底扣悠扬应进行100%检查。
  6)高大模板支撑系统应在搭设完成后,由项目负责人组织验收,验收人员应包括施工单位和项目两级技术人员,项目安全、质量、施工人员,监理单位的总监和专业监理工程师。验收合格,经施工单位项目技术负责人及项目总监理工程师签字后,方可进入后续工序的施工。
  (4)搭设管理措施
  1)安全专项施工方案实施前,编制人员或工程项目技术负责人应根据专项施工方案和有关规范、标准的要求,对现场管理人员、作业人员进行安全技术交底,并履行签字手续,使他们知道怎样做。
  2)搭设模板支撑架体的作业人员必须取得建筑施工架子工特种作业操作资格证书,持证上岗。作业人员应严格按规范、专项施工方案和安全技术交底书的要求进行操作,并正确配戴相庆的劳动防护用品。
  3)高大模板支撑系统的地基承载力、沉降等应能满足方案设计要求。如遇松软土、回填土,应根据设计要求进行平整、夯实,并采取防水、排水措施,按规定在模板支撑立柱底部采用具有足够强度和刚度的垫板。
  4)对于高大模板支撑体系,其高度与宽度相比大于两倍的独立支撑系统,应加设保证整体稳定的构造措施。
  5)高大模板工程搭设的构造要求应当符合相关技术规范要求,支撑系统立柱接长严禁搭接;应设置扫地杆、纵横向支撑及水平垂直剪刀撑,并与主体结构的墙、柱牢固拉接。
  6)搭设高度2m以上的支撑架体应设置作业人员登高措施。作业面庆按有关规定设置安全防护设施。
  7)模板支撑系统应为独立的系统,禁止与物料提升机、施工升降机、塔吊等起重设施钢结构架体机身及其附着设施相连接;禁止与施工脚手架、物料周转科平台等架体连接。
  (5)使用与检查措施
  1)模板、钢筋及其他材料等施工荷载应均匀堆置,放平放稳。施工总荷载不得超过模板支撑系统设计荷载要求。
  2)模板支撑系统在使用过程中,立柱底部不得松动悬空,不得任意拆除任何杆件,不得任意拆除任何杆件,不得松动扣件,也不得用作缆风绳的拉接。
  3)施工过程中检查项目应符合下列要求:
  ①立柱底部基础应回填夯实;
  ②垫木应满足设计要求;
  ③底座位置应正确,顶托螺杆伸出长度应符合规定;
  ④立柱的规格尺寸和垂直度应符合要求,不得出现偏心荷载;
  ⑤扫地杆、水平拉杆、剪刀撑等设置应符合规定,固定可靠;
  ⑥安全网和各种安全防护设施符合要求。
  (6)混凝土浇筑管理措施
  1)混凝土浇筑前,施工单位项目技术负责人、项目总监确认具备混凝土浇筑的安全生产条件后,签署混凝土浇筑令,方可浇筑混凝土。
  2)框架结构中,柱和梁板的混凝土浇筑顺序,应按先浇筑柱混凝土,后浇筑梁板混凝土的顺序进行。浇筑过程应符合专项施工方案要求,并确保支撑系统受力均匀,避免引起高大模板支撑系统的失稳倾斜。
  3)浇筑混凝土时要派专人进行监测、监控。施工时不要超负荷施工,发现支架沉陷、松动、变形或变形超过预敬值等情况,应当立即停止作业,组织作业人员撤离到安全区域,工程技术人员应当立即研究解决措施并进行处置,确认安全可靠后方可继续施工作业。
  (7)高大模板支撑系统拆除管理措施
  1)高大模板支撑系统拆除前,项目技术负责人、项目总监应核查混凝土同条件试块强度报告,浇筑混凝土达到拆模强度后方可拆除,并履行拆模审批签字手续。
  2)高大模板支撑系统的拆除作业必须自上而下逐层进行,严禁上下层同时拆除作业,分段拆除的高度不应大于两层。设有附墙连接的模板支撑系统,附墙连接必须随支撑架体逐层拆除,严禁先将附墙连接全部或数层拆除后再拆支撑架体。
  3)高大模板支撑系统拆除时,严禁将拆卸的杆件向地面抛掷,应有专人传递至地面,并按规格分类均匀堆放。
  4)高大模板支撑系统搭设和拆除过程中,地面应调协围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁非操作人员进入作业范围。
  综上所述,只要我们在日常的施工管理工作中,认真按照有关标准、规范和施工方案的要求施工,全面落实安全生产责任制努力提高操作人员的技术素质和全员安全意识,高大模板支架坍塌事故是安全可以避免的。
  参考文献:
  [1]中华人民共和国行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中国建筑工业出版社2011.6第一版。
  [2]中华人民共和国住房和城乡建筑部,建质[2009]87号关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》2009
  [3]中华人民共和国住房和城乡建设部建质[2009]254号关于印发《建设工程高大模板支撑监督管理导则》

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