高支模坍塌事故致因分析及防控措施研究

赵鹏栋

(甘肃昶通公路养护科技有限公司，甘肃 兰州 730000)

0 引言

近年来，随着我国大跨度、大空间建筑物的兴建，高支模的应用越来越广泛。高支模作为较为常见、危险性较大的分部分项工程，具有高技术难度和高危险性的特点。高支模坍塌事故也是建筑工程中最为常见的安全生产事故，具有群死群伤、财产损失大等特点。根据统计数据，我国每年发生较大及以上的高支模坍塌事故约6.3起，约占房屋市政工程较大安全事故的27.3%，每年约22.3人因此丧生，占房屋市政工程较大安全事故死亡总人数的25.9%。因此，针对性地改进高支模施工过程中的技术、管理及监管举措，提高建筑工程安全管理水平，降低高支模坍塌安全事故的发生率迫在眉睫。

1 高支模坍塌致因分析

表1总结了近几年5起国内典型高支模坍塌事故的基本情况。

表1 近几年5起国内高支模坍塌事故的基本情况表

将表1中造成高支模坍塌事故的主要原因进行梳理归纳，大体可分为原材料方面、方案编制方面、施工管理方面、监管方面。高支模坍塌事故的致因鱼骨图如图1所示。

图1 高支模坍塌事故致因鱼骨图

1.1 原材料方面

原材料方面的致因主要表现为钢管质量、扣件质量以及模板质量不合格。对于一般扣件式支架钢管，规范规定宜采用φ 48.3 mm×3.6 mm钢管，而实际现场中大多采用φ 48.3 mm×3.5 mm钢管。对多起高支模事故的材料检测发现，部分支架钢管的厚度为2.8～3.0 mm，远低于设计厚度。同时，支模钢管一般反复使用，在经过多次使用后，可能存在初始的弯曲度、垂直度偏差、微裂缝以及锈蚀严重等情况。而在设计时，支模钢管是按直线、全部强度和刚度计算的，未考虑上述缺陷，导致其设计强度高于实际承载能力，这严重加剧了高支模坍塌事故的风险。扣件质量不合格主要表现为螺栓拧紧力矩不足，而模板质量不合格主要表现为模板原材料为劣质板材或存在原始破损等。

1.2 方案编制方面

高支模的专项施工方案一般由施工单位编制，由于相关人员水平参差不齐，其设计方案大多内容粗糙，设计存在瑕疵且可操作性不强，具体表现在两个方面。

1)设计出现错误、疏漏或设计未严格依照相关规范、标准进行设计。方案编制人员在编制专项施工方案时，直接参考或套用旧的计算方法编制的高支模施工方案(甚至错误的施工方案)进行设计编制，导致设计极为保守或承载力不足；未采用科学的荷载设计值或荷载组合，如为了计算方面，将荷载笼统地简化为均布荷载，与实际情况严重不符；在荷载组合时，影响荷载组合的影响因素考虑不充分、荷载组合的方式不正确，设计方案与现场实际并不相符；方案编制人员自身知识储备不够，对规范和标准理解不足，在进行编制时无法准确地进行取值和分析，导致设计存在错误。

2)高支模设计方案缺乏审查、未进行论证或未开展技术交底，导致高支模工程在设计的安全性和质量管控上的完整性不足，埋下安全隐患。

1.3 施工管理方面

高支模坍塌事故的原因大部分是由于现场管理不到位、施工人员没有按照施工方案进行搭设与施工造成的。在现场的主要表现为交底工作不到位、未依照设计进行搭设以及混凝土未按规定浇筑。

1)施工单位没有对施工人员进行技术交底或技术交底流于形式，未能对实际施工作业进行有效指导；施工人员未经培训考试，无证上岗，对高支模的搭设并不熟悉；施工人员随意使用不合材料，未按专项施工方案和规范进行施工等。

2)高支模搭设不符合要求。扫地杆、剪刀撑、垫块和立杆等未按设计、构造或专项施工方案要求进行搭设，扫地杆、剪刀撑或垫块缺失，立杆的间距、纵横排数或横杆的步距未满足设计要求；搭设质量不符合要求，如扣件螺栓拧紧力矩不足，规范中要求“力矩不应小于40 N·m，且不应大于65 N·m”，但在施工现场常常无法保证，甚至某些节点无扣件连接；立杆的垂直度不足，接头未错开，导致其承受偏心荷载，与规范要求的“立杆按轴心受压计算”不符；搭设场地没有进行硬化夯实，基础不平整或者立柱的木垫板有空隙等，使得架体的整体稳定性不足；连墙件的数量和质量不符合要求，导致其安全性不足。

3)混凝土未按规定浇筑。采用不对称的浇筑方式进行高支模混凝土的浇筑而产生内力不均及较大架体侧移，随着浇筑的进行，产生突变导致坍塌事故的发生。

1.4 监督管理方面

高支模分项工程的监督管理主要包括施工单位管理、监理单位的监理、政府机构的监督以及第三方机构的检测等。其中最为常见的问题表现为施工单位现场管理混乱、监理单位未全面履责、政府监督不到位以及第三方检测、预报不及时等。

受某些不良因素影响或诱导，监理单位未能以“客观、公平、公正、科学”的原则进行执业，未将其监理工作落实到位，甚至存在发现相关问题后，未能将相关问题上报有关单位的情况；政府与行业主管部门未做好安全监督工作；第三方人员的责任意识不强，未按规定进行高支模沉降、位移和变形等监测，导致不能及时发现存在安全隐患。同时，目前高支模的安全监测还是以经纬仪、水准仪或全站仪等仪器为主要手段进行的，而施工现场常常存在遮挡物多、光线不足(尤其是夜间浇筑混凝土)以及人员干扰大的情况，导致出现现场监测无法持续进行、数据精度低、预警滞后以及应急反应慢等问题，这些都使得高支模的现场监测没有发挥应有的作用。

2 防控措施

通过文献查阅，结合自身工作经验，笔者认为可从以下几个方面对高支模的坍塌进行预防与控制。

2.1 原材料控制方面

高支模所使用的钢管、扣件等材料性能应符合JGJ-130-2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、JGJ162-2016《建筑施工模板安全技术规范》等我国现行相关标准规定和设计要求，在入场时对其截面尺寸、长度、质量以及外观等指标进行严格检测，对于不满足要求的原材料，严禁入场。同时，在搭设前，应再次对高支模所使用的钢管和扣件进行检查，具体要求如表2所示。而对于模板等其他材料也应满足国家现行规范和设计方法的要求，在入场和搭设时进行严格检查。

表2 扣件和脚手架质量检测表

2.2 方案编制方面

图2是高支模工程施工方案的一般编制流程。

图2 高支模工程施工方案的一般编制流程

高支模工程方案编制时，应由项目技术负责人组织，安排现场有实践经验的人员来负责编制。在熟悉设计图纸、工程建设法律法规和标准规范以及了解现场工程地质条件和周边环境的基础上，对照标准规定辩识出超危大工程分部分项工程清单，严格按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JJ30-2001)和《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)进行设计与计算。

对于高支模工程荷载的计算，要充分考虑各种不利条件，不能仅凭经验进行判定，应严格根据规范和实际情况进行选取与组合，同时组织人员对方案的计算和编制结果进行复核。对于编制好的施工方案，应组织专家进行论证与审査。一般情况下，施工单位应该组织不少于5人的专家组对编制好的专项施工方案进行论证与审查，专家组应提供相关的书面论证与审查报告，施工企业应该依据报告进行完善与补充，经总监理工程师与技术负责人签字确认后才能实施。

2.3 施工方面

高支模工程施工步骤如图3所示。

图3 高支模工程施工步骤

1)在高支模进行搭设前，施工单位应组织项目技术负责人或者编制人员向施工管理人员和施工操作人员进行安全技术交底、安全教育和培训，让其熟悉工程的重点、难点以及危险性与重要性。

2)高支模的搭设应根据专项施工方案严格搭设，不可随意减少搭设杆件的数量与种类，或扩大杆件之间的步距。在搭设过程中，管理人员应当对专项方案的实施情况进行跟踪监控，发现不合适时，应立即整改。

3)高支模搭设完成后，施工单位首先进行自检，监理单位必须组织建设单位、论证专家、施工单位相关人员进行检查验收，验收合格后，监理单位应组织相关人员进行高支模工程的最终验收。

4)高支模混凝土浇筑应符合相关规定，按照混凝土浇筑顺序，以减少其最大内力，避免因出现不对称浇筑而产生较大侧移。同时，管理人员应加强管理，严格要求施工人员按照方案和要求进行浇筑，浇筑厚度、振捣器数量以及浇筑速度也应符合相关要求。

5)高支模的拆除也是管理的重点，在高支模拆除时，必须严格按照施工方案的要求进行。在施工现场应根据施工情况留置两组现场同条件养护试块(一组的强度作为工程资料使用，一组的强度作为支撑体系拆除时的依据)；在拆除模板支撑体系前必须对同条件养护的试块进行抗压强度试验，当试验强度满足设计强度后，由班组长填写模板脚手架拆除申请单并附带混凝土试块的抗压强度报告，项目总工程师审批后方能进行脚手架的拆除工作。拆除时应自上而下逐层拆除，同时拆除的构件应立即搬运至指定地点切忌堆积在混凝土上以防止坍塌。

2.4 监督管理方面

1)在高支模施工过程中，要严格落实监理职责。监理单位应派遣专业监理工程师对高支模专项施工方案进行严格落实，遵循“客观、公平、公正、科学”的原则，对各项措施进行科学严谨的检查，一旦发现质量或安全隐患，应立即通知相关单位与人员并责令整改，拒不整改时，应及时通知建设单位，下达停工令，并按照要求进行处罚。同时，监理人员也应严格做好各项材料、机械及相关人员到岗情况的检查，确保搭设高支模的材料、机械等符合施工要求，专职安全质量人员全部到岗，以保障高支模架设与施工时材料、设备及人员的安全。此外，高支模架设完成后，监理单位应及时组织建设单位、施工单位及设计单位，并聘请经验丰富的专家进行验收，根据相关意见督促施工单位进行整改，以确保所架设的高支模符合要求，并通过验收。

2)行业主管部门应按相关要求严格履行好质量安全监督职责，做好质量监督交底工作，加强高支模的专项施工方案、搭设过程、验收及施工的审查与监督，做到高支模事故可防可控。

3)要加强第三方监测。在高支模施工过程中，应严格依照监测方案要求，对仪器、测点量、监测量及监测频率等开展监测工作，一旦发现监控数据超过预警值，应立即通知相关人员并停止作业、疏散作业人员，待危险解除才可重新施工。同时，对高支模的监测，也可采用自动化、智能化的新型监测方式对高支模架设、施工与拆除进行监测，实现“实时监测、超限预警、危险报警、预防事故、减少损失”的监测目标。

3 结语

本文以高支模坍塌事故为研究对象，对其发生致因及应对措施进行了分析和探讨。高支模虽是建筑工程的临时设施，但其施工要求高、难点多、危险性大，具有施工多发性。在高支模施工时，应从原材料控制、方案编制、施工管理、监督管理等多个角度出发，做到高度重视、精心准备、科学施工、严格监管，以防止高支模坍塌事故的发生。