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1、,高大支模施工安全技术,东南大学土木工程施工研究所 郭正兴,1 高大支模的合理界定,建设部在危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家审查办法（建质2004213号）中规定了对于高大模板工程必须编制专项施工方案。其中对高大模板工程定义为： 水平混凝土构件模板支撑系统高度超过8m，或跨度超过18m，施工总荷载大于10kN/m2，线荷载大于15kN/m的模板支撑系统。,在澳大利亚昆士兰州的2006模板工程施工规范中，将模板工程分为基本模板工程和特殊模板工程两类。将模板支架高度大于6m以及柱、墙模独立高度大于6m的模板工程列为特殊模板工程，并规定只有职业工程师才能设计特殊模板工程 。 高大模板工程所指
2、的对象可以界定为：模板支架高度大于6m，或梁等水平构件自重线荷载大于15kN/m，或板等水平构件自重面荷载大于10kN/m2，或柱、墙等竖向构件独立支模高度大于6m的模板工程。,仅从建设部审查办法规定的字面上理解应为考虑钢筋混凝土构件自重、模板和支架自重和施工活载的总荷载，即框架大梁的尺度约为4001300mm，楼板厚度约为360mm以上。 实际工程中，高大支模安全的把握的确与支模的空间尺度有关，4001300mm的非预应力框架梁跨度可达13m。当支模高度在5m以下时，可将梁线荷载和板面荷载值可适当调大考虑；但当支模高度超过15m时，应将梁线荷载和板面荷载调小考虑为高大支模。 南京江宁区有一工
3、程18m高的支模架发生了整体坍塌事故，浇筑的大梁尺寸仅为3501200mm，由此说明应注意高大支模架因架体高度的变化引发从量变到质变的特殊情况。,2008年6月27日15时左右，由常州阳湖工程建设有限公司施工、常州阳湖建设监理有限公司监理的常州市武进区湖塘镇长虹村虹北消费品综合市场工地，发生高支模架坍塌的较大建筑施工事故，造成5人死亡，11人不同程度受伤。,据了解，该市场的甲方为武进区湖塘镇政府，建筑面积约4000平方米，在建4层，高约20米，工程于2007年11月20日开工。事故初步原因为该工程施工方常州阳湖工程建设有限公司组织人员在约20米高的楼面进行混凝土施工时，东北角支模架突然发生坍塌
4、所致，倒塌面积约80平方米。 对于事故原因，有工人认为认为可能是因为楼顶浇注点过高，下面的支模架钢管无法支撑已浇注的混凝土重量。,2008年6月30日下午2点多钟，海口大同路有一正在建设的建筑部分楼板坍塌，所幸无人受伤。海口市建设局有关负责人表示，他们会指示质量安全监督站负责人前往现场调查。 这个工程是海南电网海口供电公司调度综合楼工程，施工单位是海南省第六建筑工程公司，工程总造价6100万元。目前，该建筑三楼顶部部分坍塌，很多钢筋都被折弯，而旁边还有多名工人正在施工。,对于海口市大同路一在建工地大楼模板坍塌事件，经省质量安全监督总站与施工、监理等单位人员组成调查组，勘查坍塌事故现场。调查结果
5、显示， 施工单位未完全按经审批的模板方案施工安装钢管门型架，缺少水平撑、斜支撑和剪刀撑，钢管节点安装不规范，是造成这次局部楼板模板坍塌的主要原因。另外，建设单位监管不到位，模板工程未报监理验收签字，即开始施工，没有及时检查和制止。 省质监总站已对此次坍塌事故作出处理决定：对海南省第六建筑工程公司下达局部暂停施工整改通知书，记录不良行为一次;对上海新宇工程建设监理有限公司记录不良行为一次。,2 认识几种经典高支模坍塌模式,（1）大梁下支模架立杆间间隔设置单向水平杆的坍塌模式,根据2000年10月26日新浪网报道 在昨天上午10时许，位于南京市龙蟠中路与大光路交汇处、正在浇铸混凝土准备封顶的南京电
6、视台演播中心演播厅的天顶，在一声巨响中訇然倒塌，数十名施工人员瞬间被埋进了钢管和混凝土形成的“山包”中。 截至记者发稿时止，已有39位伤者被送往医院抢救，其中5人死亡(据悉，死者中1人为南京电视台摄像记者)，另有2人下落不明。,南京10.25模板坍塌事故 梁下立杆每步的双向水平杆间隔1根立杆设置,南京电视台演播中心大演播厅模板支架整体倒塌事故 2000年10月25日上午9:30发生事故，死6人，重伤11人，轻伤24人 双向井式屋盖平面尺寸：24m26.8m，大梁500 16001850mm 钢管扣件排架支模，梁底支模高度约为36m（地下室两层）。,2000年10月25日上午9:30发生事故，事
7、故现场300多吨倒塌的钢管堆积如山。,南京电视台演播中心大演播厅模板支架整体倒塌技术原因分析 事故发生后，查看残存钢管支架的底部均无扫地杆 架子底部步高约1.8m，在地坑处步高达2.6m，且无扫地杆,无扫地杆,事故发生后，查看残存钢管支架的立杆连续4根钢管接头在同一高度 架子底部与周边支架的水平连系杆很少，立杆的横向约束很弱,对接扣件在同一位置,查看地下室二层残存钢管支架，板下钢管立杆间距10001000mm，梁下立杆增加密度为500，但水平连系杆未增加，增加的立杆横向约束少，无效,另一向无水平杆,南京电视台演播中心大演播厅模板支架整体倒塌技术原因分析 查看地下室二层残存钢管支架，大梁下每1m
8、增加的立杆均未增加横向水平杆 架子每步的水平杆与周边的砼墙体为抵住，架子的晃动量大,南京江宁9.01模板支架倒塌事故 梁下立杆每步的双向水平杆间隔2根立杆设置,2004年“9.01”南京江宁工地模板支撑整体坍塌，死5人，伤17人。,另一方向有水平杆,无,无,有,另方向无,另方向无,另方向有,缺水平杆,缺水平杆,无扫地杆，水平连系杆一个方向设置，另一个方向每隔两根立杆设置,南京江宁“9.01”模板支架整体坍塌事故点评,2004年9月1日晚22时48分，由江苏龙海建工集团有限公司承建、由江苏振星工程监理有限公司监理的江苏商业管理干部学院江宁校区现代教育中心工程，在浇筑两幢框架楼间913轴线廊道顶层
9、屋面梁板混凝土时，发生了模板支架系统整体坍塌的恶性事故。造成作业人员22人伤亡，其中5人死亡（现场死亡2人，3人经医院抢救无效死亡），3人重伤，14人轻伤。,（1）支模面积（扣除原外脚手架面积）1617.21317.224.21.3236m2 （2）支模架高度：18m （3）计算扣件钢管搭设数量： 立杆：236根18m4248m （基本尺寸：1m1m方格网）水平杆：纵向18根13m10步2340m （隔两根立杆设置） 横向4根17.2m10步688m 合计： 7276m （4）施工单位租用： 6m管1000根 3m管200根 4m管200根 总延长米7400m,（5）楼面结构自重： 楼板：27
10、.2m3 梁： 57.26m3 合计：（27.257.26）2.52t/m3213t,原因分析 （1）水平杆搭设 纵向每步均设置，总延 18根13m10步2340m 横向每隔两根立杆设置，总延米 4根17.2m10步688m （按每跨均设，总延米 13根17.2m10步2236m） 经技术分析，该支模系统整体坍塌的直接原因为南北向水平杆仅搭设所需用量的30，造成有50%的立杆长细比过大，整体支承刚度严重不足而发生整体坍塌。,（2）构造处理 该支架搭设不规范，查看现场无扫地杆、无剪刀撑、未与东西向主体结构有效拉结，造成造成该高支模架承载能力下降。 （3）工程管理 无专门施工方案、无计算书、无专家
11、论证、无书面交底、无搭设验收、总监未发浇筑令即浇筑混凝土、监理未要求整改、发现浇筑混凝土未要求停工。 结论性意见 这是一起模板支撑系统整体刚度严重不足而造成失稳坍塌的安全事故,（2）大面积厚板下立杆间每步水平杆单向交错设置的坍塌模式,河西中央公园地下室顶板模板支架倒塌事故 板下立杆每步水平杆单向交叉设置,2005年4月，南京河西中央公园地下室顶板厚400，柱帽处厚1000，地下两层，负一层支模高度为6m，死1人。,另一方向无水平杆,无扫地杆,水平杆设置不合理，数量少一半。步高1.8m，间距双向1000,无剪刀撑引起连续跨塌，支架倾斜,2006年10月8日南京江宁翠屏国际城会所模板支架整体坍塌，
12、300m2，死1人,江宁会所模板支架坍塌事故 立杆上的水平钢管极少设置,塌陷的区域,虽支模高度为6m,水平几乎仅单项设置,通报说，2007年9月6日14时10分，河南省郑州市富田太阳城二期家居广场中心工程，在施工过程中采光井模板支撑系统突然垮塌，造成7人死亡、17人受伤。该工程建设单位为郑州市振兴房地产开发有限公司，施工单位为郑州市振兴建筑安装有限公司，监理单位为郑州市恒兴工程监理公司。,初步调查认定，该事故是一起安全生产责任事故。存在的主要问题：一是施工人员未严格按照施工方案和标准规范搭设模板支撑系统，方案要求现浇梁下立杆间距为0.4m0.4m，实际搭设1.3m1.3m，并且缺少剪刀撑和扫地
13、杆；二是监理单位现场监管不力，未及时制止施工人员违规作业行为；三是施工单位在浇捣混凝土过程中施工工序错误，造成局部受力集中，超过模板支撑系统承载能力。,（3）排架顶部立杆悬臂过长的坍塌模式,2005年9月5日晚10时10分左右，北京西西工程4#地高大厅堂顶盖模板支架在浇注接近完成时发生整体垮塌，酿成死亡8人、伤21人的特大伤亡事故。,北京西西工程4#地高大厅堂顶板模板支架垮塌事故,北京西西工程4#地项目2#组团中部911轴（宽28.4m）和BE轴（总长25.2m）是处于地上15层、总高21.8m的高大厅堂，顶板为支于四周框架梁上的预应力现浇空心楼板（厚550mm，板内预埋400mm，长500m
14、m的GBF管），南侧边梁KL17截面850mm950mm、北侧边梁KL22截面1000mm1300mm,东西两侧边梁K27和K30均为600mm600mm 。顶板面积为423.36m2,混凝土总量198.6m3。,北京西西工程4#地项目的高大支模架平面布置图,用可调托轴心受压,2a,h,悬臂过大,根据图纸进行支架荷载计算可得到以下数值：GBF空心板换算高度376mm，恒载+活载为16.4KN/m2，每根立杆最大轴压力23.6KN 扣件架规范5.6.2条规定，模板支架立杆的计算长度取 lo= h+ 2a，该计算式表明，必须严格控制a值，否则，将会出现超过受压杆件的容许长细比(为210)和严重降低
15、支架（立杆）稳定承载能力的危险情况。由于施工方案中未规定模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度（即a值），致使自由长度严重过大(8月14日的施工日志中讲有2m多高；8月15日的安全隐患整改紧急通知指出为2m2.5m；9月8日的调查询问笔录记载为1.2m-1.5m,1、实际搭设模板支架立杆顶部伸出长度过大是造成本次事故的主要原因。 2、调查发现现场模板支架搭设质量很差：如个别节点无扣件连接、扣件螺栓拧紧扭力矩普遍不足、立杆搭接或支撑于水平杆上、缺少剪刀撑、步距超长等；从周边模板支架搭设质量看，缺少扫地杆、顶部自由端超长、横杆随意缺失等搭设质量问题随处可见。支架搭设质量差可能造成支
16、撑体系局部承载力严重下降，也是事故产生的主要原因之一。 3、现场搭设模板支架中使用的钢管杆件、扣件、顶托等材料存在质量缺陷，是事故产生的原因之一。,在其他构造条件与“西西”工程构造一致的条件下，分别计算不同悬臂长度下支架整体稳定承载力极限值（东南大学计算） 表1 稳定承载力与悬臂长度间关系,（4）排架顶部水平杆与立杆扣件滑脱坍塌模式,高架桥模板支架坍塌事故案例,据现代快报2004年1月16日报道，赛虹桥立交桥被南京人称之为标志性建筑之一，昨天凌晨，当施工人员在立交桥东延中华门段高架桥浇注水泥桥面时，近百米的桥面突然发生整体坍塌，造成正在施工的数十名工人受伤，但伤者均没有生命危险。记者发稿时，抢险工作仍在进行，事故原因也在调查中。,2004年元月15日凌晨2点南京双桥门高架雨花铁路站附近一跨模板支架垮塌,该事故重伤4人，轻伤近20人。,该事故模板支架为扣件钢管
