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浅谈扣件式钢管高大模板系统的施工安全管理

2014-05-27 16:29  来源:建筑时报   编辑:admin  点击:次   [我要评论]

  □黄亦兵
  
  随着城市建设的快速发展,许多大跨度、超高超重的建筑结构型式在工程中越来越常见,高大模板支撑系统的应用也越来越广泛,但是高大模板支撑系统属于建筑施工重大危险源范畴,由此产生的安全管理问题也随之而来。据统计,2013年国内建筑(含市政)领域内发生支模架坍塌事故57起,死亡106人,其中死亡3人以下一般事故42起;死亡3人以上、10人以下较大事故15起。支模架坍塌已成为发生频率仅次于高处坠落的第二大类建筑安全事故,事故造成的生命财产安全损失巨大。因此,不论是建筑施工企业,还是政府监督机构,很有必要对模板支撑系统的安全管理进行深入研究分析,归纳事故成因,制定安全措施。
  
  一、模板支撑系统坍塌成因分析
  
  根据各地支模架坍塌事故成因调查资料反映,以扣件式钢管模板支撑系统为例,支模架失稳坍塌的原因主要集中在以下几方面:
  
  1.模板系统支撑材料不合格
  
  施工现场使用的钢管及扣件达不到模板专项方案提出的要求,甚至远低于国家有关标准明确的钢管材质、重量、壁厚尺寸等规定。根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)规定,脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091中规定的Q235普通钢管,钢管的钢材质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235级钢的规定。扣件应采用可锻铸或铸钢制作,其质量和性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定。
  
  2.支撑系统三维尺寸大于施工方案
  
  工程项目部为了节省成本投入,加之施工、监理企业对模板支撑系统安全管理不够重视,现场搭设的模板支撑系统的三维尺寸往往偏大,这些问题主要表现在:①立杆排距超过设计值。②大梁底两侧立杆间距偏大或未设置立杆。③步距超过计算要求。模板支撑系统三维尺寸偏大,降低了支撑系统的承载能力,同时使支撑系统的立杆、水平杆的负荷剧增,极易造成模板系统整体失稳。
  
  3.支撑系统构造上偷工减料严重
  
  据了解,目前建筑工地支模架搭设施工普遍以“包干制”形式存在。承包人为了减少人工及材料投入,往往会出现偷工减料的行为。偷工主要表现为立杆竖向接头位置设置在同一水平面上、立杆加长(非顶步)未采用对接连接、水平及竖向剪刀撑连接扣件数量减少、扣件螺栓拧紧力矩不足、架体与周边结构的拉结点缺少等。减料主要表现为扫地杆、水平、竖直剪刀撑缺少或未设置,纵横向水平杆缺少一道,梁底水平小横杆缺少,梁侧穿墙螺杆间距过大等。模板系统偷工减料的行为将直接影响架体的安全性和稳定性,其影响在高大支模架中尤为突出。
  
  4.混凝土浇筑施工工艺不当
  
  在模板支撑系统按照方案要求搭设完成后,混凝土浇筑的施工顺序、施工工艺、施工保护等也对支模架的安全性与稳定性造成直接影响,主要表现在: (1)柱子、梁板未分开浇筑。
  
  (2)柱子混凝土尚未形成一定强度就进行梁板混凝土浇筑,柱脚砼压力过大造成炸模甚至整个架体失稳。
  
  (3)梁板混凝土未对称浇筑,形成偏心荷载,造成架体失稳。
  
  (4)混凝土集中堆放导致局部荷载超出设计荷载,造成坍塌事故。
  
  (5)泵管未采取保护隔离措施,直接设置在架体上,振动摇晃导致扣件松动、架体失稳。
  
  二、高大模板系统施工安全技术要点
  
  1.高大模板系统的辨识
  
  按照住建部《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》(建质[2009]254号)文件规定,所称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8米,或搭设跨度超过18米,或施工总荷载大于15千牛/平方米,或集中线荷载大于20千牛/平方米的模板支撑系统。根据支撑系统受力模式,具体可分为排架顶部水平杆传力模式与排架顶端设置可调托座传力模式,普通工业和民用建筑中前者使用较为普及。
  
  2.专项方案编制及审核管理
  
  (1)支撑系统验算选型。方案编制前应熟悉施工图纸,对高支模区域的结构梁、板、层高等进行梳理,整理出该工程线荷载和集中荷载超大的梁,对此部分梁需按照连续三跨梁进行验算。按照安全、经济适用的原则选择支撑系统,一般建筑采用扣件式钢管脚手架系统,部分特殊结构、超大梁、超大荷载结构可选用碗扣式和门式脚手架。
  
  (2)专项方案应切实可行。方案一般由文字部分和图纸部分组成,其中文字部分内容主要包括:工程概况、编制依据、支模架设计范围及特点、施工部署、支撑架形式选用及设计、支模架构造要求及措施、支撑架的搭设及拆除、支撑系统检查和验收要求、模板支撑系统监测监控措施、安全管理与维护措施、质量保证措施、文明施工措施、应急预案及各工况计算书等内容。
  
  (3)制作模板系统节点详图。根据计算书要求采用CAD软件设计高支模搭设的平面图、剖面图、大梁支模详图及节点详图,形象直观的三维图纸,反映高支模搭设的要求和节点做法,便于指导施工。如在设计梁下立杆间距时,需要根据梁截面尺寸确定,原则大梁下立杆间距为截面宽度左右各外伸200毫米设置(如500毫米宽的梁,梁底两侧立杆间距则为900毫米)。沿梁的跨度方向立杆间距根据排架设置,若梁计算不能满足可采用增设支撑立杆(要求必须设置两根)或梁的跨度方向进行加密(与排距成倍数关系)。
  
  3.专项方案专家论证审查
  
  方案编制审核完毕,施工单位应召集业主、监理单位管理人员及相关专业专家对方案进行论证审查。论证主要针对支撑架施工荷载取值、架体布置情况、搭设参数汇总表、不同形式支撑架连接方式、与周围结构拉结、特殊部位的处理措施等进行评审,并提出方案改进意见。论证完毕后,根据专家提出的意见,须对原方案进行修正完善,并再次提交企业技术负责人、总监理工程师进行审核确认。
  
  4.支撑系统的搭设管理
  
  支撑系统的搭设施工必须由经过国家现行标准《特殊作业人员安全技术考核管理规则》考核合格的专业架子工搭设,项目部应该对作业班组及操作人员进行“先教育、后培训、再上岗”。架体钢管一般采用符合《碳素结构钢》GB/T700技术要求的Q235钢的规定,外表平直光滑,无裂纹、分层、变形扭曲,且具有生产厂家的产品检验合格证或租赁单位的质量保证证明。
  
  5.支撑系统的验收与整改
  
  支模系统的验收程序是整个流程中最为关键的环节,这将直接影响到支模架的使用安全。验收主要是根据专项施工方案,对支撑系统的选材、构造、扣件紧固、架体基础稳定以及模梁板支模拼缝等内容进行复核。在项目部班组、项目技术负责人、企业负责人分别进行验收合格后,汇报给总监理工程师进行确认,验收合格后方可进入下一道工序。对于验收中存在的问题,施工单位必须按照“三定原则”,对验收中存在的问题进行彻底整改,监理单位做好监督检查工作,确保支撑系统安全稳固。
  
  6.混凝土浇筑管理
  
  由于模板支撑系统设计过程中是按照理论的均布荷载进行的,而实际施工中其施工荷载的不均匀性、随机性,极易导致支撑系统的整体或局部失稳,导致坍塌事故的发生。基于工程安全质量考虑,混凝土浇筑应遵循分段分层、均匀对称的原则,具体如下:①先完成周边结构的砼浇筑,将高支模架与周边结构固定连接,增加整体的稳定性;②板浇筑过程中应左右对称向中间进行浇筑,且应连续浇筑成形,使模板支撑系统整体均匀受力;③混凝土泵管必须采取保护隔离措施,防止泵送时引起振动摇晃,导致扣件送动、架体失稳等。
  
  三、结束语
  
  高大模板支撑系统作为建筑施工重大危险源,因其应用广泛、危险性大等特点,已成为建筑行业施工安全管理中的重点。不管是建筑企业本身,还是建筑安全监督部门,应积极引导工程项目部严格执行现行国家有关标准、规范等规定,规范专项方案审批及施工验收程序,控制影响施工安全的关键环节,有效降低高大模板支撑系统的潜在安全风险。

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