建筑模板支架坍塌的原因、教训及支架方案的编制要求

潘卫忠 盘锦水漫建筑设计有限公司 124200

建筑模板支架坍塌的原因、教训及支架方案的编制要求

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本文主要阐述了建筑模板支架坍塌的原因及造成的危害，同时也说明了只有科学编制方案，精心计算和精心施工，建筑模板支架坍塌事故是可以避免的。

坍塌；施工荷载；稳定性；教训；分项系数；加强层；保证度

随着我国改革开放的不断深入，国力的不断增强，经济的发展，一些高大的楼堂馆舍拔地而起，国家呈现出生机勃勃的繁荣景象。但由于工程技术人员的科技含量低，施工人员不按支架方案施工或施工方案不合理，一些建筑工程模板支架的坍塌事故屡见不鲜，给国家和人民群众的生命财产安全带来极大的危害和经济的重大损失，这就要求我们下大力气，认真加以解决。下面就建筑模板支架坍塌的原因、教训以及支架方案的编制要求简单加以论述。

一、建筑模板支架坍塌的原因

造成坍塌事故的因素大体从以下几个方面加以论述:

1、模板支架施工方案未经审批就进行搭设，特别是“危险性较大工程”施工方案又未经专家组论证。

2、报审的模板支架方案及设计计算存在严重问题，项目和施工技术负责人对控制立杆伸出长度a值的要求概念模糊。

⑴未按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的规定计算L o并控制a值。技术人员误认为a值为最上一步的步距，而实际a值是支架立杆上部伸出顶横杆之上的自由长度。

⑵施工活荷载的分项系数（1.4）和永久荷载的分项系数（1.2）取值不对，计算值偏小。

⑶未按进场钢管的实际壁厚计算，使立杆的稳定承载力不够。

⑷支架中间未按规定设置由底到顶的纵向剪力撑。

⑸有些工程未根据工程条件采取与周边已有结构进行可靠拉结，以提高支架稳定性的措施。

⑹方案编辑粗糙，无细部作法和节点详图。方案的针对性和可操作性差，无检查标准和要求。

⑺混凝土的浇筑方案不合理。

3、施工操作和安全管理中存在很多问题。

⑴很多支架未见任何剪力撑，能与周边结构拉结的，未进行拉结。

⑵很多工程支架上部采用在搭接短立杆上设顶托、立杆不落地，直接支于横杆上。

⑶支架未按步距双向设置横杆，有的部位只有一个方向设置横杆，或为不连续的断头横杆。

⑷施工现场支架的实际步距和跨距大于设计步距和跨距，不安全状态相当严重。

⑸扣件架和碗扣架混用，且普遍未设扫地杆，有的虽设扫地杆，但离地高度一般为200mm，未达到300～500mm。

⑹脚手架基础不符合有关标准的规定。

⑺扣件普遍拧固不紧，均未达到40N. m 的要求。

⑻浇筑混凝土时，混凝土堆料过多，超过25kN。

4、支架材质问题

⑴有些施工现场 48*3.5的钢管，实际壁厚为3.0mm，甚至个别的钢管壁厚还小于3.0，而实际钢管的稳定承载力是3. 5m m壁厚进行计算的，这样承载力大约会降低13%左右。

⑵扣件多数是“缺斤短两”的产品，从一些事故现场扣件的断口可以看出有明显铸造缺陷。而扣件上螺母的厚度大多为11～13mm，有的才为9m m，均小于14±0.5mm的标准要求，使其难以上紧。

⑶支架可调托撑的螺杆偏细。

⑷不同品种脚手架杆件混用，且所用碗扣件存在立杆的碗扣头缺上碗扣、限位销等部位，横杆断裂和连接套管变形等问题。这些劣质杆配件，却还用于工程上。

二、教训

1、必须高度重视高大模板支架的设计和施工安全；

2、必须高度重视技术安全工作；

3、必须确保施工安全技术文件的严格执行；

4、重视和支持技术人员的工作和履行职责；

5、必须抓紧并尽快解决支架材料的质量问题；

6、必须纠正重经济效益、轻技术安全的倾向。

三、模板支架施工方案的编制要求

1、把握梁板模板支架工程施工安全特点，综合考虑技术安全因素，选择和确定安全可靠的施工方案。

⑴梁、板模板支架工程的施工安全具有以下共同特点：

①关系施工安全的影响因素较多，危险性较大，是重大伤亡事故的多发领域；

②立杆和竖向受压构件失稳破坏是主要危险。一旦出现失稳，会迅速发生坍塌破坏，楼盖上、下的施工人员几乎无躲避和撤离的时间；

③支架在结构和构造、节点和连接、基础和连结、搭设偏差和作用点对中偏差等方面存在的薄弱部位和潜在隐患，都会在超载或偏载作用的激发下，出现危险的事态变化；

④混凝土浇筑工艺（特别是顺序、浇筑层厚度和浇筑速度）对支架承载安全的影响不可忽视；

⑤支架的隐患必须消除于开始浇筑混凝土前，因一旦开始浇筑作业，就难以及时发现和安全地对支架进行维修加固工作。

⑵模板支架的技术安全因素

基于梁板模板支架工程的上述特点，在考虑其设计、搭设和承载要求时，就必须全面地综合考虑以下各方面的技术安全因素，以选择和确定安全可靠的施工方案。

①模板下分布梁的布置及其承载（强度和挠度）和传递、分布荷载作用的能力，确保其传给支架的荷载作用基本符合计算值；

②支架结构的承载模式及特点，以及适应其承载模式和特点要求的最佳或合理的构造参数；

③立杆或竖向受压构件的约束条件、计算长度或稳定承载能力；

④节点性能、构架的整体刚度和内力重分配的能力；

⑤造成支架荷载、内力变化和不均与分布的各种影响因素；

⑥造成支架整体及杆件和节点承载能力降低的各种影响因素；

⑦造成局部的危险超载或偏载以及冲击力和侧力作用的各种因素；

⑧杆件的原有变形和支架的安装变形与搭设偏差，对支架工作安全的影响；

⑨其他在设计中予以考虑，但却不能忽视的影响因素。

2、依据支架结构的工作承载特点，加强构造设计，提高支架的整体性、稳定性和内力调整能力。

这是支架方案设计中最为重要、同时也是极易出现各种疏漏的环节。到位的和适当加强的构造措施，不仅可以确保支架结构的承载设计要求，而且也可以弥补设计计算工作的不足，提高支架承受异常作用的能力。在细化支架的方案设计中，应从以下方面加强构造设计，提高支架的整体性、稳定性和内力调整能力：

⑴加强高重大梁之下与楼盖外围（或边侧）支架构造，通过适当缩小柱距、步距和加强斜杆、剪力撑设置，使其在满足相应部位承载要求的同时，还应成为在整个支架之中具有较强的构架刚度，能起到劲性墙构的作用。

⑵加强支架顶步架构造并严格限制立杆位于顶横杆之上地伸出长度。

由于支架顶部各部位的内力分布异常会出现相当程度的不均匀情况，一些部位会出现高于1.5倍计算值的荷载作用，因此，应加强顶步支架的整体性构造措施，通过加强水平和竖向斜杆与剪力撑的设置以加强其整体刚度（形成加强层）和提高其抵抗侧向变形和内力调整的能力。顶横杆应尽量接近立杆顶端设置，可调顶托丝杆的伸出长度必须控制在规定之内。

⑶加强重集中荷载（集中点荷载≥25kN）之下分布梁和支架的构造。应采用具有足够刚度的分布梁（宜采用工字或对称截面型刚梁）按一分二，二分四、四分八的方式将其分散后作用于其下支架顶部上，不宜相当集中地传给其下支架中部的立杆上。位于支架顶部的1～3步架应适当缩小步距和加强竖向、水平的斜杆或剪力撑设置，传其形成能适应巨大内力分布和抗侧向变形要求的加强层。

⑷拉通双向横杆。支架各层横杆（两个方向的水平杆）必须拉通，避免间断，横杆接头应靠近立杆。当支架含有柱距和步距不同的部分时，宜采用倍（分）数关系尺寸（如0.5L和L,0.5h和h），以便能有一半的横杆可以全架拉通。

⑸高支架设置水平加强层。高支架除扫地杆层和顶步架设置斜杆、剪力撑加强外，还应每隔8～12m设置一个水平加强层，以加强构架的整体性和对竖向受压杆件的约束。

⑹按整体性和稳定性要求设置水平杆、斜杆和剪力撑。

⑺确保节点连接的构造和安装质量达到设计要求，必要时增设辅助杆、配件。

3、确保设计安全的各项计算应全面、清晰、正确和到位。

在编制梁、板模板专项施工方案时，其各项计算应达到以下要求：

⑴符合标准规定和工程的实际情况；

⑵计、验算项目应符合要求、无遗漏；

⑶支架之中具有不同结构形式、构造尺寸和荷载情况的组成部分和部位都已包括在计算项目中；

⑷验算都已选择了最不利的部位，保证不会存在其他比已验算者更为不利的部位；

⑸在计、验算中已全面考虑了各种因素的影响，相应计入了适合的调整系数；

⑹计算公式正确，计算结果已经反复核实无误；

⑺计算结果达到了规定的安全保证度，即达到了相当于采用“单一系数法”计算时安全系数K≥1.5（强度计算）和K≥2.0(稳定计算)的要求，并已根据对难控因素的考虑，也适当提高了对保证度的要求；

⑻各项计算条理清晰、各项数据齐全，便于审查核对；

⑼计算结构与实架实验结果相符，或者已根据各项检验和实架实验结果，对原计算结果进行修正调整；

⑽计算结果和各项施工限控要求汇编成表，便于施工监控。

4、应按严格执行支架的设计与措施规定和必须将安全隐患与潜在危险消除于开始混凝土浇筑作业之前的要求，加强各阶段的检查和验收工作，同时制定好在浇筑期间的安全监护（控）措施。

由于梁、板模板支架、特别是高支架的坍塌事故几乎都发生在浇筑混凝土的途中，且极其短暂、几乎无逃避的时间，因此必须按照将一切安全隐患和潜在危险都应消除于开始混凝土作业之前的要求，加强专项施工方案的检查、验收和施工监护（控）措施，并应达到以下各项要求：

⑴将实现设计和施工安全的限控要求（即设计参数和措施的控制项目）转为具体的检查验收项目及内容，纳入检查验收之中；

⑵采取严格的、多阶段检查验收方法，按工序、按阶段、按进程（搭设到的部位）制定检查验收要求，避免隐患和误差的累积；

⑶确定各阶段检查验收工作的责任制，落实到人和落实到书面记录（认签）工作上；

⑷将检查的要求和整改措施细化后，纳入方案的附件中。

在制定浇筑混凝土期间的安全监控措施时，应注意以下几点：

①禁止在浇筑作业进行之中、监护人员进入支架之中进行检查和维护工作。必须采取安全的方式进行监测（视）工作；

②需要进入支架中进行检查工作时，必须停止浇筑作业或在其间歇时间内，并有安全监护和安全撤出的措施；

③在浇筑作业开始后，因发现问题，需要对支架进行调整加固时，应有经过审定签字的加固措施。

5、按施工安全和技术创新要求加强支架的试验和研究工作。

由于目前在高大复杂楼（屋）盖模板和安装支架的设计和施工安全方面，还存在着许多急需研究解决的课题，因此在编制重大支架工程的专项施工方案时，一般都需要进行一些必要的材料与构配件检验和基本构架与实架实验，测定构配件、节点的实际性能和支架的实际承载力，以确定应采用的设计方法和计算系数以及解决其他“吃不太准”和“不甚放心”的问题，确保支架的承载安全。

6、提高编制水平，严格审批要求：

⑴提高编制水平，就是应从以下几个方面提高梁板模板支架专项方案初稿（一版）的编制水平：

①编制人员应当熟悉和掌握有关的规范、规定和知识，依据工程条件，施工要求、技术安全工作的关键环节和难点做好方案编制工作；

②方案应在综合考虑全面性、可行性、可靠性和合理性要求的基础上，做到条理清晰、重点突出、计算正确和措施到位；

③要想编制合理、正确的方案，以下部分必须阐述和分析到位：

A实现技术和安全要求的关键环节、难点与需要解决好的问题；

B初选方案的分析比较和择定方案的要求；

C支架的结构特点和承载安全的保证要求与控制措施；

D支架的荷载和内力分析；

E设计计算方法和采用的调整系数；

F设计计算结果的安全可靠性（保证度）分析；

G检测和实架实验工作的要求与成果分析；

H构造的保证（控制与加强）措施；

I施工限控指标和规定；

J施工安全管理规定与安全责任制；

K检查验收和异常情况应急处置规定。

④在文字方面应达到通顺、用词准确和前后呼应，减少重复和赘述，避免前后脱节和矛盾；在图表方面应做到清晰和与文字说明相辅相成；在计算方面应做到反复校对无误。

⑵严格审批要求就是应按以下要求严格履行审定程序和审核（查）职责，确保方案达到编制的要求：

①一般应采取以下审批程序：提出初稿——初稿校队和审核——出报审稿——按审批意见修改出报批一稿——组织专家但审查论证——按论证意见修改后出报批二稿——必要时请专家再审、签字——正式批准。即一般模板支架方案应经过三稿（初稿、送审稿、报批稿）定案，“危险性较大”的模板支架工程则需四稿以上才能定稿，并正式用于施工。

②审核工作应注意以下的重点审查要求：

A选用方案的可行性、合理性和先进性，是否存在不可行或不安全的缺陷；

B支架结构和构造的合理性，是否存在计算覆盖不住或保证不了的薄弱部位；

C荷载计算的正确性，是否存在荷载计算不实的情况；

D强度和稳定性验算的正确性，是否存在采用公式不对、少取调整系数、计算误差或未达到安全保证（可靠）度要求的情况；

E浇筑方案的安全性，是否对支架的安全产生不利影响；

F施工安全措施和检查验收规定是否到位；

G其他不符合编制要求的重要问题。

模板支架安全方案的编制是一项重要的工作，只有领导重视、科学编制、反复推敲、多次论证，符合要求后才能指导施工，只有这样才能保证模板支架不能坍塌、施工作业人员的生命安全才能得到保障、国家和个人的财产才能免遭损失，工程才能顺利进行。

[1] 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范.JGJ130-2001.中国建筑工业出版社. 2001.

[2] 建筑施工梁板模板支架设计和施工安全管理暂行规定（建议稿）.2006.

[3] 施工手册.第四版.中国建筑工业出版社.2003.

[4] 建筑施工脚手架实用手册. 中国建筑工业出版社.1994.