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1、模板工程危险源辨识与控制方旭慧 2012年6月 模板是混凝土结构工程施工的重要临时施工 设施。随着我国高层建筑、大跨度建筑，多层工 业厂房及大型特种结构的发展，对模板工程也提 出了越来越高的要求。高大模板支架也越来越广 泛。根据住房和城乡建设部2009（254）号文规 定：高大模板支撑系统是指建设工程施工现场混 凝土构件模板支撑高度超过8m，或搭设跨度超过 18m，或施工总荷载大于15kN/，或集中线荷 载大于20kN/m的模板支撑系统。2前言各类施工支架在承载和使用中发生坍塌时，大多都会造成相当严重的后果。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
2、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。模板支架是重大伤亡事故的多发领域(1)模板支架坍塌在重大工程建设事故中，一直占有较高的比重。据有关资料的不完全统计：在1992年至1995年 上半年我国共 发生的83起各类坍塌事故中，楼板(支 架)坍塌为16起，占193 ；在1992年全国发生一次 死亡3人以上的重大事故中，楼板倒塌 就造成死亡59人和重伤20人，分别占总数的38和59；在建 筑工程重大安全事故警示录一书收集的2000年到2003年6月发 生的100起一次死亡3人以上的重大事故中，脚手架和支架坍塌事 故为15起，亡66人、伤137
3、人(平均每起亡44人，伤91人)，分 别占15、15.45和43.63o模板支架坍塌在重大工程建设事故 中一直占有较高的比例。 高大厅堂楼(屋)盖模板支架由于作业面上施工管 理人员较多，在发生坍塌时，伤亡人数往往会超 过20人。因此，建设部王树平副司长在总结2008 年的建设安全工作情况时说，在事故总量和死亡 总人数下降的同时，一次死亡3人以上事故反而上 升了17.14。这其中就有模板坍塌事故伤亡人数 的作用，同时也反映出防止重大事故发生的工作 不容松懈。6近年来发生的典型模板支架坍塌事故 近年来，模板支架倒塌造成人员伤亡事故多 发，究其原因，主要有六方面：现场管理不到位 ；方案编制不合理；钢
4、管、扣件等搭设材料不合 格；架体基础承载力不满足要求；支架搭设不符 要求；支撑系统未验收合格就使用。8一、模板工程危险源辨识 模板工程重大危险源可归纳地基与基础、模板支 架立杆及水平杆排布、梁板下构造节点等共14个 子项，34个要素。914个子项 1)模板支架的地基与基础 2)模板支架立杆、水平杆排布 3）梁、板下构造节点 4）模板支架构造措施 5）钢管、扣件、门架、可调托撑等支架搭设材 料 6）作业人员资质 7）柱、墙垂直模板 8）高宽比较大（35）的支模架10 9）后浇带支架 10）倾斜结构支架 11）钢结构架 12）模板支架验收 13）混凝土浇捣部署 14）模板支架使用11子项一：模板支
5、架的地基与基础 模板支架的地基与基础主要包括以下重大危险源 要素：1、回填土没压实或压实不到位 大量工程的模板支架支设在回填土上，现场作业 人员不重视模板支撑立杆基础处理，由于回填土 没有压实、压实不到位，特别是在雨季施工，会 造成模板支架在搭设过程中或砼浇筑过程中回填 土下陷，地基产生明显的不均匀沉降，导致模板 支撑产生较大的次应力，产生砼结构质量问题或 支架倒塌等安全事故。12 2、回填土地基上未浇筑砼层或未设置垫板 回填土地基上没有浇筑砼层或未设置垫板，导致 立杆在集中荷载作用地基承载力不满足要求，造 成支架立杆下沉，产生砼结构质量问题或支架倒 塌等安全事故。13 3、支架立杆不直接落地
6、 不按规范搭设支架，在孔洞、高低跨等位置支架 立杆不直接落地，通过扣件与水平杆或其他立杆 连接转换，使支架的荷载分布发生变化，产生较 大的偏心荷载或弯矩，最终因连接件（扣件）破 坏或水平杆挠度过大而导致支架失稳破坏。14 4、持力层结构不加固直接搭设模板支架 多、高层结构连续施工时，施工层下面结构的模 板架全部拆除，或者将模板支架支设在悬臂结构 上，对下部持力层结构承载未进行验算或验算不 合格且不进行加固就进行支架、钢筋及砼施工， 导致结构挠度增加、开裂、裂缝增加甚至支架倒 坍。15子项二：模板支架立杆、水平杆排布 模板支架立杆、水平杆排布主要包括以下重大危 险源要素： 1、方案中立杆、水平杆
7、排布与实际结构不符。 在编制方案时，未认真核对结构实际尺寸，对复 杂的平面结构没有认真分析，没有绘图或标注分 列尺寸，导致立杆、水平杆的排布不合理，支撑 架与实际结构不匹配。16 2、现场搭设的立杆、水平杆排布与方案不符。 现场施工时，不按方案尺寸与放线搭设，盲目施 工，导致立杆、水平杆搭设尺寸与方案严重不符 ，间距过大，导致支架承载力及稳定性不足。17子项三：梁、板下构造节点 梁、板下构造节点主要包括以下重大危险源要素 ： 1、方案中的结构构件不齐全。 方案编制时，未认真阅图和分析结构构件类型， 未对构件进行有效分类划分，绘制的构造节点大 样不能涵盖所有的构件，造成结构构件遗漏，特 别是超重
8、梁板结构遗漏造成支架按经验搭设造成 安全隐患。18 2、方案中的构造节点不齐全。 方案编制时，未认真阅图的和分析结构构件类型 ，只取单梁作为对象进行分析计算，而对于复杂 结构，如圆弧形、三角形、斜交梁等未进行认真 分析和研究，使得方案的构造节点与实际不符。19 3、构造节点缺乏可操作性。 对于复或不同种类的支架体系（钢管扣件、门架 、碗扣架、钢结构轲等），编制人员经验不丰富 ，也未认真研究或协调，使得绘制的构造节点现 场难以操作或无法操作。20 4、现场不按方案搭设。 施工现场未对施工人员技术交底或搭设过种检查 不力，使得现场搭设方法与方案不符。21子项四：模板支架构造措施 模板支架构造措施主
9、要包括以下重大危险源要素 ： 1、剪刀撑设置缺乏针对性或未设置竖向、水平剪 刀撑。 方案编制时，机械性地引用规范述语，未结合结 构构件分布情况及重要性针对性地描述或绘图表 示，实际搭设不设置剪刀撑或数量偏少或搭设方 法错误，降低了剪刀撑的作用，导致支架整体稳 定性不足。22侧向支撑（剪刀撑）设置不足，导致失稳。图示二坍塌机理坍塌机理坍塌机理坍塌机理扣件规范参照了英国标准，但构造要求没有英国标准 严格。按英国标准，横向框格与纵向框格设斜杆者均占一 半，接近于“几何不可变杆系结构”构造原因 2、拉结点设置缺乏针对性。 支架与周边已完主体拉结点设置未充分研究分析 垂直结构构件的分布情况，仅作机械性描
10、述或图 示，其数量、位置、构造做法与结构不符或缺乏 可操作性。29 3、现场施工构造措施不符合方案和规范要求。 现场施工时，未对施工人员进行技术交底或搭设 过程检查不力，剪刀撑（垂直、水平）、周边拉 结、扫地杆、杆件连接等搭设构造不符合规范和 方案要求。30 立杆连接处是薄弱环节实验表明：对接扣件的承载能力比搭接高2.14倍。 立杆连接处是薄弱环节只要立杆稍有偏心，此处变形就很大，破坏在此首先发生。搭设高度愈大，对接扣件连接节点愈多，侧向变形就愈明显，一旦侧向变形较大时，该节点处产生弯曲变形改变原计算力学数学模型，致使立杆钢管应力突然增大，导致整个支撑系统破坏而发生倒塌事故。典型案例： 演播中
11、心工程由某建筑集团上海分公司施工， 大演播厅舞台屋盖梁底标高为+27.7m，模板支架 材料采用脚手架钢管及扣件，支架立杆最底部标 高为-8.7m，支架高度为36.4m。 2000年10月25日上午在浇筑混凝土过程中模板支 架发生倒塌，造成6人死亡，35人受伤的重大事 故。 事故原因分析 1技术方面 影响钢管支架的整体稳定性的主要因素有：立 杆间距、步距、立杆的接长、连墙件的竖向距离 以及扣件的紧固程度。从现场实测情况看，以上 诸因素完全失控。 1）立杆间距。 没有完全按照施工组织设计中文字要求尺寸搭设 ，有的梁底三排立杆，有的梁底两排立杆，造成 立杆之间受力不均。 2）水平杆步距。 舞台地下室
12、处立杆步距达2.6m，这在一般脚手架 中也是不允许的，尤其位置处在最底部立杆受力 最大处，过大的细长比影响了支架整体稳定性。 上部个别处立杆由于漏设水平杆，使立杆计算长 度达3.9m，如此等等施工隐患，都会造成支架的 局部失稳而导致整体失稳。 3）立杆接长。 按照规定，钢管立杆的接长必须采用对接，且相 邻各接头不应在同一水平面上。而此支架经查， 在27m高度处，立杆接长采用了从水平杆上接长 的做法，使立杆成为悬空，如此严重违章做法， 表明作业人员未经培训，管理人员不懂支架搭设 的基本要求。 4）连墙件的连接。 支架的整体稳定性，在较大的程度上是依靠支架 与建筑结构的牢固连接。而此支架高度达36
13、m以 上，却与周边结构联系不足，也是导致整体失稳 的重要原因。 5）扣件的紧固程度。 扣件是连接钢管的结点，是传递荷载的关键，从 脚手架的荷载试验中看，当扣件紧固力矩为 30Nm时，将比4050Nm力矩的脚手架承载能 力下降20，当紧固力矩再降低时，脚手架将失 去起码的承载能力。而此模板支架所用扣件，不 仅材质不合格(直角扣件经抗滑试验抽测，均达不 到规定标准)，且无扣件紧固程度的检验资料，因 此，支架的整体稳定性无从保障。 6）方木铺设方向 由于大梁底模下的方木采取了顺梁长度方向铺设 ，因而上部荷载不能沿大梁两侧于较大范围内分 布，造成荷载只集中在23排立杆上，立杆超载 导致模板支架整体失稳
14、。 2管理方面 2.1 没有安全保证体系。 大演播厅屋盖混凝土浇筑工程支撑高度高(已达 36m以上)，支撑重量大(主梁与次梁交点处最大 荷载值每平方米达6t以上)，模板支架采用了脚手 钢管及扣件(一般脚手架施工荷载仅为300KN m2)，如此高大模板工程竟无计算，只凭经验随 意搭设，且无人过问，是造成此事故的主要原因 。 2.2 施工现场技术管理混乱，对大型或复杂重要 的混凝土结构工程的模板施工未按程序进行，支 架搭设开始后送交工地的施工方案中有关模板支 架设计方案过于简单，缺乏必要的细部构造大样 图和相关的详细说明，且无计算书；支架施工方 案传递无记录，导致现场支架搭设时无规范可循 ，是造成
15、这起事故的技术上的重要原因。 2.3 施工队伍素质差。 从施工管理人员到操作人员都没认识到模板工 程施工技术的关键，从而放松管理。 2.4 安全监理失职。 经现场检查，无自检、互检、交接检查的原始 资料，混凝土浇筑前，只有对模板、钢筋的隐蔽 工程质量验收，对模板的承力支架无任何检验。 4、门架与钢管扣件架的构造协调措施不到位。 门架与钢管扣件未通过必要的过渡杆件进行构造 协调，使得门架与钢管架独立发挥功能，架体的 整体刚度降低。44子项五：钢管、扣件、门架、可调托撑 等支架搭设材料 钢管、扣件、门架、可调托撑等支架搭设材料主要 包括以下重大危险源要素： 1、钢管、扣件、可调托撑、门式架进场未检
16、验或检 验不合格使用。 由于购买或租用支撑模板的钢管以吨计算，在吨位相 同情况下，内壁薄的钢管要比内壁厚的钢管显得数量 多、长度长，使用内壁不合标准钢管的背后，有着实 实在在的经济利益，导致现场钢管合格率仅在80%左 右。 由于钢管、扣件、可调托撑、门式架是多次周转材料 ，经过多次使用后会锈蚀、弯曲、破损、开裂导致材 料承载力严重下降。45 不同厂家生产的门架，其力学性能参数有所不同 。现场使用的门式架，往往与方案选用产品型号 不符，力学性能低于方案要求。 工程中经常发现现场使用的可调托撑质量不合格 。螺杆外径小于36mm，螺杆与支托板焊接不牢 固，焊缝高度小于6mm，支托板厚度小于5mm 。46钢管质量（壁厚、外径）对支架承载
