模板坍塌事故預(yù)防及救險(xiǎn)措施淺析

1、 模板坍塌事故預(yù)防及救險(xiǎn)措施淺析 模板坍塌事故是建筑施工中極易引發(fā)群體傷亡的危急源之一，尤其隨著城市現(xiàn)代化的進(jìn)展，大層高的建筑越來越多，一些高度大于4.5m，且采納扣件式鋼管模板支撐架的模板工程頻頻發(fā)生了坍塌事故，造成重大的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。 2000年11月16日某紡織公司正在澆筑砼的鍋爐房屋面平臺(tái)突然發(fā)生壩塌事故，造成11人死亡、2人重傷、1人輕傷，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)257.5萬元。該屋面排架支撐采納48×3.5的鋼管搭設(shè)。熱電廠架搭設(shè)基本以主梁軸線為基準(zhǔn)，距梁軸線0.5m左右兩側(cè)設(shè)置兩根立桿，其余部分以間距不超過1.8m為原則平均安排立桿間距，立桿間距實(shí)際最大值為1.7m左右，水

2、平桿的豎向間距為1.8m左右。立桿大部分采納對(duì)接扣件上下搭接，僅在接近屋面板模板部位，為了調(diào)整高度而采納兩個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件作搭接。據(jù)勘查，水平桿在縱橫方向每隔一個(gè)步距均缺設(shè)一根，排架支撐中沒有設(shè)置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐。排架搭設(shè)沒有設(shè)計(jì)計(jì)算文件及指導(dǎo)施工的書面技術(shù)文件。 據(jù)屋面結(jié)構(gòu)平面分析，得出排架支撐最大受載區(qū)域大體為3.25m2（2.5×1.3m），其下部支撐立桿為2根48×3.5的鋼管。下面按建筑施工扣件式鋼管腳手架平安技術(shù)規(guī)范（JGJ1302021）對(duì)架體進(jìn)行力學(xué)分析： （一）荷載分析 （1）結(jié)構(gòu)靜荷載 主梁 0.4×1.5×1.3=0.78m3 次梁

3、 0.25×0.9×2.5=0.563m3 樓板 （2.5×1.3）­（0.4×1.3）­（2.1×0.25）×0.12=0.27m3 （0.78+0.563+0.27）×25000=40325N （2）木模板荷載 3.25×300=975N （3）施工活荷載 3.25×1000=3250N 1.2+1.4=54110N 傳遞至單根立桿的荷載為27055N （二）穩(wěn)定分析 有鋼管、扣件作排架的支撐設(shè)計(jì)必需進(jìn)行具體的受力分析和計(jì)算，是施工平安管理中的強(qiáng)制性要求，這對(duì)于本平安支撐高度大于4

4、.5m的高支撐架尤為重要。而模板支撐的實(shí)際搭設(shè)處理與理論計(jì)算假定是否相近又是極其重要的計(jì)算依據(jù)。由于采納扣件相互連接，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都存在一系列的可變因素，如偏心、位移、結(jié)實(shí)扭矩不足等，這些因素均影響到計(jì)算中桿件長細(xì)比的確定。長細(xì)比的難以確定直接影響桿件的穩(wěn)定分析。因此，實(shí)際工程中的計(jì)算模式的假定必需嚴(yán)格按最有利于平安的角度動(dòng)身。 由于軸心受壓桿件的長細(xì)比按規(guī)范要求應(yīng)限制在=150之內(nèi)，也就是當(dāng)考慮鋼管的計(jì)算長度l02370mm時(shí)，才能符合規(guī)范要求。若要滿意此要求，就必需在計(jì)算桿件兩端形成良好的鉸接狀態(tài)（如安裝水平剪刀撐，形成水平剛度較強(qiáng)的狀態(tài)）。本案例支撐水平桿步距雖要求為1800mm，但實(shí)際水平

5、桿“在縱橫方向每隔一個(gè)步距均缺設(shè)一根”，因此按2步高作為“良好的鉸接狀態(tài)”進(jìn)行驗(yàn)算，則=（2×1800）/15.78=228，查表， =0.146。 穩(wěn)定驗(yàn)算：N/（ ·A）=378.8N/mm2f=205N/mm2。 以上分析不難看出事故的技術(shù)緣由主要是： 1本案例屋面設(shè)計(jì)標(biāo)高較大，離地面達(dá)21m，與二層平臺(tái)（標(biāo)高+4.50m）間距達(dá)16.5m。因此，支撐豎向高度較大，采納ø48×3.5鋼管作豎向立桿，水平間距1.01.7m明顯過大，水平桿上下間距1.8m，沒有設(shè)置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐，導(dǎo)致支撐系統(tǒng)整體性極差，即沒有形成牢靠的空間受力結(jié)構(gòu)。 2在未計(jì)

6、入施工中泵送砼直接對(duì)模板支撐的沖擊力時(shí)，支撐立桿受力已達(dá)27kN以上。假設(shè)鋼管立桿的計(jì)算長度為3600mm，則鋼管穩(wěn)定驗(yàn)算中的計(jì)算值已達(dá)378.8N/mm2，此值已大大超過235鋼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值205N/mm2和屈服強(qiáng)度值235Nmm2。因此支撐立桿已不穩(wěn)定，發(fā)生坍塌事故已是必定。 在我國，扣件式風(fēng)管模板支撐架是建筑施工中常用的支撐方式，但由于缺少相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使現(xiàn)有的設(shè)計(jì)計(jì)算存在著不確定、擔(dān)心全的因素，尤其是對(duì)于支撐高度大于4.5m的梁板模板支撐架，更是由于平安技術(shù)和事故預(yù)案的不完善，導(dǎo)致模板坍塌事故頻頻發(fā)生。加上施工現(xiàn)場(chǎng)缺乏必要的緊急救援系統(tǒng)，無法在坍塌事故發(fā)生后準(zhǔn)時(shí)施救，以至于

7、造成大量的人員傷亡，為預(yù)防模板坍塌事故的發(fā)生，確保扣件式鋼管模板支撐架的使用平安和施工人員平安，有必要對(duì)同類事故的預(yù)案編制內(nèi)容和緊急救援系統(tǒng)的建立進(jìn)行分析及探討。 第一部分 預(yù)案編制 （一）保證架體穩(wěn)定的構(gòu)造措施 關(guān)于扣件式鋼管模板支撐架的設(shè)計(jì)計(jì)算，僅在近期頒布實(shí)施的建筑施工扣件式鋼管腳手架平安技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2021）中5·6條作了一些計(jì)算規(guī)定，但規(guī)定是借鑒了國外近似“幾何不行變桿系結(jié)構(gòu)”力學(xué)模型的計(jì)算方法，由于我國現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)常用的扣件式鋼管模板支撐架的構(gòu)造要求沒有國外標(biāo)準(zhǔn)那樣嚴(yán)格，加上扣件鋼管的安裝質(zhì)量受人為因素的影響較大，使得按規(guī)定傳統(tǒng)習(xí)慣搭設(shè)的扣件式鋼管模板支撐架

8、不易達(dá)到“幾何不行變桿系結(jié)構(gòu)”的力學(xué)要求。因此，若按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)計(jì)算支撐架，還必需通過構(gòu)造手段來提高架的整體剛度，以保證架體的使用平安。 （1）必需設(shè)置縱橫向掃地桿和梁下縱橫向水平桿。由于依據(jù)有關(guān)試驗(yàn)，如不設(shè)置這二項(xiàng)桿件，立桿的極限承載力量將下降11.1%。設(shè)置時(shí)應(yīng)留意：縱向掃地桿應(yīng)采納直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm處的立桿上，橫向掃地桿慶采納直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。 為保證立桿的整體穩(wěn)定，還必需在安裝立桿的同時(shí)設(shè)置縱、橫向水平桿。 （2）支撐架的步距以0.91.5m為宜，且最大不能超過1.8m。由于支撐架步距的大小與立桿的極限承載力之間存在近似反比的線性關(guān)系，當(dāng)施

9、工荷載較大時(shí)，適當(dāng)縮小縱橫向水平桿的步距，以削減立桿的長細(xì)比，則可充分發(fā)揮鋼管的強(qiáng)度，使其更為經(jīng)濟(jì)合理。依據(jù)測(cè)算，桿件的計(jì)算長度增大一倍則其極限承載力將降低50%70%。 （3）模板支撐架立桿應(yīng)優(yōu)先使用對(duì)接接長的方式。立桿接長的方式有對(duì)接和搭接兩種，依據(jù)有關(guān)測(cè)試，對(duì)接的最大承載力是搭接的3倍多。 此外，值得留意的是當(dāng)頂部立桿使用搭接接上時(shí)，由于模板上的荷載是直接作用在支撐架頂層橫桿上，并通過扣件與鋼管間接的磨擦力將力傳到立桿上的，又由于扣件所能傳遞的力較小，且有肯定的偏心，致使支撐架整體受力性能較差。此時(shí)搭接接長的構(gòu)造要求是：扣件間距應(yīng)大小800mm，且每根立桿的允許荷載以小于12kN為宜。

10、在搭設(shè)支撐架時(shí)還應(yīng)留意，立桿和水平桿的接長位置應(yīng)做到相鄰桿錯(cuò)開，且不在同一步跨內(nèi)。 （4）立桿的間距不得超過支撐設(shè)計(jì)規(guī)定，且最大不超過1m，并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑施工扣件式鋼管腳手架平安技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2021）的規(guī)定。 立桿底部支承結(jié)構(gòu)必需具有支承上層荷載的力量。當(dāng)用樓板作支承結(jié)構(gòu)時(shí)，由于模板支承立桿所承受的施工荷載往往大于樓板的設(shè)計(jì)荷載，因此要以計(jì)算確定保持兩層或多層立桿。為合理傳遞荷載，立桿底部應(yīng)設(shè)置木墊板，并且使上下層立桿處在同一垂直線上。 （5）必需合理設(shè)置剪刀撐。剪刀撐有利于提高架體的整體穩(wěn)定，特殊是支撐高度大于4.5m的支撐架，合理設(shè)置剪刀撐能有效防止泵送砼對(duì)模板支撐的

11、沖擊所造成的架體整體失穩(wěn)。依據(jù)相關(guān)試驗(yàn)表明，合理設(shè)置剪刀撐的支撐體系其極限承載力量可提高17%。因此，滿堂的模板支承架應(yīng)沿架體四周外立面滿設(shè)豎向剪刀撐，豎向剪刀撐均由底至頂連續(xù)設(shè)置。支撐架較高時(shí)，或者高寬比6時(shí)，為提高架體的整體剛度，在架體頂部、底部設(shè)掃地桿處、以及中部每隔46m處必需設(shè)置滿堂水平剪刀撐，剪刀撐必需與立桿相連接。 （6）嚴(yán)格掌握支撐架的變形，確保架體的穩(wěn)定性。除架體承載引起架體變形外，還有地基的不勻稱沉降導(dǎo)致立桿受力不均發(fā)生局部失穩(wěn)。模板下部的支撐梁變形過大，也會(huì)引起支撐架的變形。 當(dāng)特別結(jié)構(gòu)施工或支撐荷載較大時(shí)，支撐架要盡可能通過已具備肯定強(qiáng)度的相鄰構(gòu)件（墻、柱等）實(shí)施卸載，

12、并盡量與建筑物實(shí)現(xiàn)牢靠連接。 （二）保證施工平安的管理措施 （1）模板支撐工程必需做到先設(shè)計(jì)后施工。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括： a.支撐系統(tǒng)強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮： 模板及支撐重量 砼及鋼筋自重 施工人員和設(shè)備荷載 砼傾倒和振搗產(chǎn)生的荷載 風(fēng)荷載 并按荷載的最不利狀態(tài)和組合計(jì)算。 還必需以單扣件抗滑力小于8.5kN、雙扣件抗滑力小于12kN，對(duì)扣件連接點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算。 b.支承模板支撐系統(tǒng)的樓、地面等的強(qiáng)度計(jì)算。 c.支撐材料的選用、規(guī)格尺寸、接頭方法、水平桿步距和剪刀撐設(shè)置等構(gòu)造措施。 d.繪制支撐布置圖、細(xì)部構(gòu)造大樣圖。 e.砼澆筑方法及程序、模板支撐的安裝拆除挨次以及其他平安技術(shù)措施。 f.支撐系統(tǒng)安

13、裝驗(yàn)收方法和標(biāo)準(zhǔn)。 （2）將模板支撐工程施工列入危急作業(yè)管理范圍。在簽發(fā)“砼澆筑令”前，除對(duì)模板體系驗(yàn)收外，還必需對(duì)支撐體系實(shí)施整體驗(yàn)收，且技術(shù)設(shè)計(jì)人員必需參加驗(yàn)收。 （3）細(xì)心設(shè)計(jì)砼澆筑方案，確保模板支撐均衡受載，并優(yōu)先考慮從中部開頭向四周擴(kuò)展的澆筑方法。在砼澆筑過程中，應(yīng)派專業(yè)技術(shù)人員觀測(cè)模板、支撐系統(tǒng)的應(yīng)力、變形狀況，發(fā)覺特別應(yīng)馬上停工排險(xiǎn)。 （4）對(duì)重點(diǎn)防范部位必需制訂事故預(yù)案。 扣件式鋼管模板支撐架坍塌重點(diǎn)防范部位一般包括： 支撐高度大于4.5m或者高寬比6的支撐架 社會(huì)影響較大工程。如市區(qū)中心、市民密集區(qū)、重大公共設(shè)施項(xiàng)目等。 特別結(jié)構(gòu)工程如大跨度、大截面框架梁、大截面懸挑梁板、大跨度大面積澆筑的梁板結(jié)構(gòu)等。 作業(yè)環(huán)境惡劣、施工人員集中、施