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【摘 要】 如何控制高大模板支撑施工质量和安全，是近年建筑同行广泛重视的问题。本文对扣件式钢管模板高大支撑系统倒塌事故案例的原因进行认真分析, 并提出对扣件式钢管模板高大支撑施工安全控制方法。
【关键词】 高大模板；安全；质量；控制
【中图分类号】 TU714 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123（2012）03-125-02
随着我国经济建设的迅猛发展，各地工程建设的规模都不断扩大。越来越多的高层建筑为了满足所需内部空间建筑功能的需求，超高、超大、超长等属高大模板支撑已在建筑施工过程中被广泛应用。因此，如何控制高大模板支撑施工质量和安全已是建筑行业内的普遍重视的问题。但尽管如此，高大支撑系统倒塌事故仍时有发生。
1 典型案例
案例一：2004年1月15日凌晨2点，南京赛虹桥立交桥东延中华门段高架桥施工中在浇筑混凝土连续梁桥面时，近百米的桥面突然发生扣件式钢管支模架的整体坍塌，造成正在施工的数10名工人受伤。
案例二：2004年9月1日晚22时48分，江苏商业管理干部学院南京江宁校区现代教育中心工程， 在浇筑两幢框架楼间9～13轴线廊道顶层屋面梁板混凝土时，发生了扣件式钢管支模架整体坍塌的恶性事故，造成作业人员22人伤亡。
案例三：2005年4月，南京河西中央公园工程地下室施工时发生了大面积扣件式钢管模板支架整体坍塌事故，造成1人死亡。该地下室的顶板厚400mm，柱帽处局部板厚1000mm，地下2层，负1层支模高度仅为6m。
案例四：2008年11月7日下午5 点半左右，位于南京江宁区龙眠大道的南京地铁一号线南延线工程TA15 标段地面高架桥箱梁碗扣式钢管模板支撑架在预压过程中发生坍塌事故，支架中间有形成约约40m2的坍塌区域，是一起比较少见的预压过程中碗扣式支撑架整体坍塌的事故。
2 案例分析
原因一：支架顶部扣件抗滑力不足，最顶层直角扣件滑脱
原因分析：查看事故现场的已坍塌的扣件式钢管模板支撑架，可以说该架体构造基本完整。但是，顶部梁板下的150mm×150mm的大木枋均搁置在扣件式钢管支模架最顶层的水平杆上，通过连接顶层水平杆与立杆的直角扣件摩擦力传递施工荷载。对于这种钢管支架顶层水平杆传力支模形式的扣件式钢管支模架，其施工安全性首先要满足顶部扣件抗滑力的要求。
如果支撑结构局部区域扣件节点产生滑移，那么混凝土构件的模板支撑面就会形成局部凹陷，浇筑的混凝土自高向低流向凹陷区域，从而导致支撑架体下沉而坍塌破坏。
通过事后调查发现，作为最关键的架体顶部传力双扣件的拧紧力矩未作为架子搭设人员的安全交底点，也未作为施工技术人员和监理人员的严格检查点，由于支架顶部扣件抗滑力不足，导致支撑架体在混凝土浇筑至接近顶板基本完成时发生了整体下沉而缓慢坍塌。
原因二：水平杆单向交错布置，导致其长细比过大
原因分析：该工程坍塌的扣件式钢管模板支模架支模高度为18m，搭设的架体平面基本尺寸为纵横向1000×1000mm，水平杆步高为1800mm。实际搭设时，为了节省材料，施工单位采用水平杆单向交错布置的形式，而不是规范要求的双向正交布置。东西向的水平杆每步均设，南北向的水平杆每3跨（间隔2根立杆）设置，并且没有布置扫地杆。
事故调查结果表明，该高支模架整体坍塌的直接原因是由于南北向水平杆仅搭设所需用量的30％，造成有50%的立杆未能形成双向约束，导致其长细比过大，模板支撑系统整体刚度严重不足而造成失稳坍塌。
原因三：未设纵向剪刀撑，导致支架的连片倾斜倒塌
原因分析：查看现场的残存支架， 基本架体尺寸为立杆水平间距1000×1000mm布置，水平杆步高1800mm，未设纵向剪刀撑，支架搭设时每步高处仅为单向设置水平杆，但上下步高处为相互正交，并且未设置扫地杆。
事故调查结果表明，未设纵向剪刀撑，以及水平杆上下步高处单向设置，导致了在泵送混凝土管给予初始水平冲击力下，支撑结构抗侧刚度严重不足，出现了支架的连片倾斜倒塌。
原因四：立杆悬臂段长度过大，架体失稳。
原因分析：该工程模板支撑架专项方案设计采用每个重约1.5t的沙袋预压，预压荷载为箱梁自重的1.2倍，然而实际上由于雨水浸泡，每个沙袋实际重量为1.7t。查看事故现场，其架体构造基本满足要求，然而立杆（可调）顶部支撑点距离最顶层水平杆的距离为650mm。
调查结果表明支撑结构失稳的主要原因为顶部悬臂段长度过大造成支架上部刚度薄弱，支撑结构顶部局部失稳导致支架坍塌。
3 高支模架安全控制要点
3.1 组织技术人员开展风险识别。由于扣件钢管脚手架模板高支撑支撑架是一个较复杂的临时结构体系，存在着众多不确定的因素。因此，在施工专项方案制定前，施工单位应组织技术管理人员学习图纸、技术规范和标准，对现场进行查勘，对施工条件进行分析，明确工程特点、难点，开展风险识别与评估，制定应对策略和应急措施。
3.2 认真制定扣件式钢管高大模板支撑方案。施工企业必须根据工程结构形式、施工荷载大小、立杆支承面条件、施工方式、混凝土施工方法、现场施工条件和气象条件等认真制定高大模板支撑施工专项方案，充分考虑各种荷载因素，包括诱发荷载和安装偏差荷载等，并按最不利荷载组合进行计算设计，确保高大模板支撑系统具有足够的承载能力、刚度和稳定性。高大模板支撑系统受力模式应采用立杆顶端可调支托传力，支撑设计时应根据高大模板支撑特点，考虑支撑立杆的压缩变形和温度变化的影响。高大模板支撑专项施工方案内容应包括:计算书、模撑平面布置、立面布置、构造详图、施工搭设方法与构造要求、混凝土施工方法、浇筑路径与顺序、模板支撑拆除方法、顺序及要求、高大模板应急预案和应急措施，并按《建设工程安全生产管理条例》要求认真组织不少于5人的技术专家到施工现场对高大模板支撑专项施工方案进行论证，以确保方案的科学性、可行性和安全性。 3.３ 加强对班组培训与技术交底。扣件钢管脚手架的搭设施工必须由专业施工队伍承担，施工人员必须持有建筑脚手架搭设特种作业上岗证。必须坚持先教育、后培训、再上岗的原则，严禁无证人员上岗操作。作业前，施工企业和项目部必须对操作班组人员及现场施工管理人员就施工技术专项方案、搭设要求、构造要求、技术参数和安全质量注意事项等进行书面和口头技术交底。
3.4 严格检查钢管和扣件的质量。
3.4.1 严格检查进场的钢管、扣件，必须具有产品生产许可证、质量合格检测证明和厂家标识，杜绝假冒、伪劣的钢筋和扣件进场。
3.4.2 重点检查钢管和扣件的壁厚、外观及其力学性能。对壁厚或承载力达不到设计要求的、出现弯曲变形、裂缝、严重腐蚀的钢管和扣件应及时责令退场，严禁使用。
4 重视高大模板搭设施工过程及验收
高大模板施工方案必须经监理审核和专家论证后才能实施，在施工搭设和验收阶段，应重点做好以下几点：①在施工前做好施工班组的技术交底，安全技术交底，必须严格按照已审核批准的方案进行施工；②对使用在高大模板搭设的钢管、扣件、顶托等材料均必须严格检查，钢管应选用外径48mm，壁厚不得小于3mm，钢管不得弯曲变形，严禁使用有裂缝、变形的的扣件，顶托螺栓外径与钢管内径的间隙应小于3mm，以免因间隙过大造成顶托偏心受力，增加不稳定因素。③在施工过程中应同步监督搭设过程，特别是在搭设过程中要及时检查勿漏搭设纵横水平拉杆、水平剪刀撑等杆件，避免在搭设完成验收时再要求增加杆件，那时钢管因过长被纵横扫地杆和拉杆阻挡而很难搬运到需要部位，极易造成班组整改抵触情绪，从而加大后续工作的难度。④验收时应注意以下几点:顶托距离最上面一道水平杆不宜超过300mm，扫地杆距底板应在200mm 内，立杆接长必须对接，严禁搭接。立杆、水平杆、剪刀撑斜杆的接头应错开在不同的框格层中，立杆步距不应超过1.5m，架体四周与建筑物应形成可靠连接，以减少架体搭设高度对稳定性的不利影响，竖直方向按每层楼面或沿柱高不大于4m设置一道连墙件，水平方向按每3跨设置一道连墙件。剪刀撑是防止支模架中纵横变形的重要构件，合理设置剪刀撑还可以增强支模架的整体刚度，提高支模架承载能力，因此现场架体四边与中间沿纵、横向全高全长从两端开始每隔四排立杆应设置一道剪刀撑，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面倾角应在45~60度之间。⑤高大模板搭设完成后验收时还应特别做好对扣件螺栓拧紧扭力矩进行检查，扣件螺栓拧紧扭力矩不足是目前各工地模板及外架搭设的一个通病，此项工作往往要反复多次验收才能达到要求。⑥在砼浇捣过程中，应加派值班人员，发现问题及时停止施工，并及时调校、顶紧、加固支撑体系，确保支撑体系的稳定。⑦在高大模板拆模前，必须在该层砼强度达到100%，并经总监工程师书面签署同意后，方可拆除。
5 其余事项审核
除了验算模板支架计算的正确与否，还应在高大模板施工方案审核中还应注意以下几点:
5.1 混凝土浇筑方案审核：混凝土浇筑方案是否正确合理，直接影响到模板支撑的安全稳定，应注意审核砼浇捣施工顺序和路线，避免因砼浇捣线路不正确而产生较大的单向侧压力，同时应明确施工监测通道设置和施工监测(监控)措施等。
5.2 方案中应有超高、超大梁下节点详图和整体支架搭设布置图等，以便于工人和现场管理人员操作和检查指导。
6 结语
事故案例调查分析证明，钢管、扣件本身的质量问题及施工现场管理不到位是造成事故的重要原因。在施工中加强过程检查，并在混凝土浇筑施工过程中对高大模板支撑系统实施监测，可以及时发现不安全隐患，采取有效措施，以大大减少扣件钢管脚手架高大模板支撑安全事故的发生。
参考文献
1 JGJ130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(2002年版)
[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
2 谢其盛等.我国建筑脚手架现状及其发展方向[J].建筑机械化， 2006
(9)：17～21
3 吴远东等.扣件式钢管高大模板支撑结构坍塌事故分析及预防措施
[J].江苏建筑，2011(144)：11～15
【关键词】 高大模板；安全；质量；控制
【中图分类号】 TU714 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123（2012）03-125-02
随着我国经济建设的迅猛发展，各地工程建设的规模都不断扩大。越来越多的高层建筑为了满足所需内部空间建筑功能的需求，超高、超大、超长等属高大模板支撑已在建筑施工过程中被广泛应用。因此，如何控制高大模板支撑施工质量和安全已是建筑行业内的普遍重视的问题。但尽管如此，高大支撑系统倒塌事故仍时有发生。
1 典型案例
案例一：2004年1月15日凌晨2点，南京赛虹桥立交桥东延中华门段高架桥施工中在浇筑混凝土连续梁桥面时，近百米的桥面突然发生扣件式钢管支模架的整体坍塌，造成正在施工的数10名工人受伤。
案例二：2004年9月1日晚22时48分，江苏商业管理干部学院南京江宁校区现代教育中心工程， 在浇筑两幢框架楼间9～13轴线廊道顶层屋面梁板混凝土时，发生了扣件式钢管支模架整体坍塌的恶性事故，造成作业人员22人伤亡。
案例三：2005年4月，南京河西中央公园工程地下室施工时发生了大面积扣件式钢管模板支架整体坍塌事故，造成1人死亡。该地下室的顶板厚400mm，柱帽处局部板厚1000mm，地下2层，负1层支模高度仅为6m。
案例四：2008年11月7日下午5 点半左右，位于南京江宁区龙眠大道的南京地铁一号线南延线工程TA15 标段地面高架桥箱梁碗扣式钢管模板支撑架在预压过程中发生坍塌事故，支架中间有形成约约40m2的坍塌区域，是一起比较少见的预压过程中碗扣式支撑架整体坍塌的事故。
2 案例分析
原因一：支架顶部扣件抗滑力不足，最顶层直角扣件滑脱
原因分析：查看事故现场的已坍塌的扣件式钢管模板支撑架，可以说该架体构造基本完整。但是，顶部梁板下的150mm×150mm的大木枋均搁置在扣件式钢管支模架最顶层的水平杆上，通过连接顶层水平杆与立杆的直角扣件摩擦力传递施工荷载。对于这种钢管支架顶层水平杆传力支模形式的扣件式钢管支模架，其施工安全性首先要满足顶部扣件抗滑力的要求。
如果支撑结构局部区域扣件节点产生滑移，那么混凝土构件的模板支撑面就会形成局部凹陷，浇筑的混凝土自高向低流向凹陷区域，从而导致支撑架体下沉而坍塌破坏。
通过事后调查发现，作为最关键的架体顶部传力双扣件的拧紧力矩未作为架子搭设人员的安全交底点，也未作为施工技术人员和监理人员的严格检查点，由于支架顶部扣件抗滑力不足，导致支撑架体在混凝土浇筑至接近顶板基本完成时发生了整体下沉而缓慢坍塌。
原因二：水平杆单向交错布置，导致其长细比过大
原因分析：该工程坍塌的扣件式钢管模板支模架支模高度为18m，搭设的架体平面基本尺寸为纵横向1000×1000mm，水平杆步高为1800mm。实际搭设时，为了节省材料，施工单位采用水平杆单向交错布置的形式，而不是规范要求的双向正交布置。东西向的水平杆每步均设，南北向的水平杆每3跨（间隔2根立杆）设置，并且没有布置扫地杆。
事故调查结果表明，该高支模架整体坍塌的直接原因是由于南北向水平杆仅搭设所需用量的30％，造成有50%的立杆未能形成双向约束，导致其长细比过大，模板支撑系统整体刚度严重不足而造成失稳坍塌。
原因三：未设纵向剪刀撑，导致支架的连片倾斜倒塌
原因分析：查看现场的残存支架， 基本架体尺寸为立杆水平间距1000×1000mm布置，水平杆步高1800mm，未设纵向剪刀撑，支架搭设时每步高处仅为单向设置水平杆，但上下步高处为相互正交，并且未设置扫地杆。
事故调查结果表明，未设纵向剪刀撑，以及水平杆上下步高处单向设置，导致了在泵送混凝土管给予初始水平冲击力下，支撑结构抗侧刚度严重不足，出现了支架的连片倾斜倒塌。
原因四：立杆悬臂段长度过大，架体失稳。
原因分析：该工程模板支撑架专项方案设计采用每个重约1.5t的沙袋预压，预压荷载为箱梁自重的1.2倍，然而实际上由于雨水浸泡，每个沙袋实际重量为1.7t。查看事故现场，其架体构造基本满足要求，然而立杆（可调）顶部支撑点距离最顶层水平杆的距离为650mm。
调查结果表明支撑结构失稳的主要原因为顶部悬臂段长度过大造成支架上部刚度薄弱，支撑结构顶部局部失稳导致支架坍塌。
3 高支模架安全控制要点
3.1 组织技术人员开展风险识别。由于扣件钢管脚手架模板高支撑支撑架是一个较复杂的临时结构体系，存在着众多不确定的因素。因此，在施工专项方案制定前，施工单位应组织技术管理人员学习图纸、技术规范和标准，对现场进行查勘，对施工条件进行分析，明确工程特点、难点，开展风险识别与评估，制定应对策略和应急措施。
3.2 认真制定扣件式钢管高大模板支撑方案。施工企业必须根据工程结构形式、施工荷载大小、立杆支承面条件、施工方式、混凝土施工方法、现场施工条件和气象条件等认真制定高大模板支撑施工专项方案，充分考虑各种荷载因素，包括诱发荷载和安装偏差荷载等，并按最不利荷载组合进行计算设计，确保高大模板支撑系统具有足够的承载能力、刚度和稳定性。高大模板支撑系统受力模式应采用立杆顶端可调支托传力，支撑设计时应根据高大模板支撑特点，考虑支撑立杆的压缩变形和温度变化的影响。高大模板支撑专项施工方案内容应包括:计算书、模撑平面布置、立面布置、构造详图、施工搭设方法与构造要求、混凝土施工方法、浇筑路径与顺序、模板支撑拆除方法、顺序及要求、高大模板应急预案和应急措施，并按《建设工程安全生产管理条例》要求认真组织不少于5人的技术专家到施工现场对高大模板支撑专项施工方案进行论证，以确保方案的科学性、可行性和安全性。 3.３ 加强对班组培训与技术交底。扣件钢管脚手架的搭设施工必须由专业施工队伍承担，施工人员必须持有建筑脚手架搭设特种作业上岗证。必须坚持先教育、后培训、再上岗的原则，严禁无证人员上岗操作。作业前，施工企业和项目部必须对操作班组人员及现场施工管理人员就施工技术专项方案、搭设要求、构造要求、技术参数和安全质量注意事项等进行书面和口头技术交底。
3.4 严格检查钢管和扣件的质量。
3.4.1 严格检查进场的钢管、扣件，必须具有产品生产许可证、质量合格检测证明和厂家标识，杜绝假冒、伪劣的钢筋和扣件进场。
3.4.2 重点检查钢管和扣件的壁厚、外观及其力学性能。对壁厚或承载力达不到设计要求的、出现弯曲变形、裂缝、严重腐蚀的钢管和扣件应及时责令退场，严禁使用。
4 重视高大模板搭设施工过程及验收
高大模板施工方案必须经监理审核和专家论证后才能实施，在施工搭设和验收阶段，应重点做好以下几点：①在施工前做好施工班组的技术交底，安全技术交底，必须严格按照已审核批准的方案进行施工；②对使用在高大模板搭设的钢管、扣件、顶托等材料均必须严格检查，钢管应选用外径48mm，壁厚不得小于3mm，钢管不得弯曲变形，严禁使用有裂缝、变形的的扣件，顶托螺栓外径与钢管内径的间隙应小于3mm，以免因间隙过大造成顶托偏心受力，增加不稳定因素。③在施工过程中应同步监督搭设过程，特别是在搭设过程中要及时检查勿漏搭设纵横水平拉杆、水平剪刀撑等杆件，避免在搭设完成验收时再要求增加杆件，那时钢管因过长被纵横扫地杆和拉杆阻挡而很难搬运到需要部位，极易造成班组整改抵触情绪，从而加大后续工作的难度。④验收时应注意以下几点:顶托距离最上面一道水平杆不宜超过300mm，扫地杆距底板应在200mm 内，立杆接长必须对接，严禁搭接。立杆、水平杆、剪刀撑斜杆的接头应错开在不同的框格层中，立杆步距不应超过1.5m，架体四周与建筑物应形成可靠连接，以减少架体搭设高度对稳定性的不利影响，竖直方向按每层楼面或沿柱高不大于4m设置一道连墙件，水平方向按每3跨设置一道连墙件。剪刀撑是防止支模架中纵横变形的重要构件，合理设置剪刀撑还可以增强支模架的整体刚度，提高支模架承载能力，因此现场架体四边与中间沿纵、横向全高全长从两端开始每隔四排立杆应设置一道剪刀撑，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面倾角应在45~60度之间。⑤高大模板搭设完成后验收时还应特别做好对扣件螺栓拧紧扭力矩进行检查，扣件螺栓拧紧扭力矩不足是目前各工地模板及外架搭设的一个通病，此项工作往往要反复多次验收才能达到要求。⑥在砼浇捣过程中，应加派值班人员，发现问题及时停止施工，并及时调校、顶紧、加固支撑体系，确保支撑体系的稳定。⑦在高大模板拆模前，必须在该层砼强度达到100%，并经总监工程师书面签署同意后，方可拆除。
5 其余事项审核
除了验算模板支架计算的正确与否，还应在高大模板施工方案审核中还应注意以下几点:
5.1 混凝土浇筑方案审核：混凝土浇筑方案是否正确合理，直接影响到模板支撑的安全稳定，应注意审核砼浇捣施工顺序和路线，避免因砼浇捣线路不正确而产生较大的单向侧压力，同时应明确施工监测通道设置和施工监测(监控)措施等。
5.2 方案中应有超高、超大梁下节点详图和整体支架搭设布置图等，以便于工人和现场管理人员操作和检查指导。
6 结语
事故案例调查分析证明，钢管、扣件本身的质量问题及施工现场管理不到位是造成事故的重要原因。在施工中加强过程检查，并在混凝土浇筑施工过程中对高大模板支撑系统实施监测，可以及时发现不安全隐患，采取有效措施，以大大减少扣件钢管脚手架高大模板支撑安全事故的发生。
参考文献
1 JGJ130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(2002年版)
[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
2 谢其盛等.我国建筑脚手架现状及其发展方向[J].建筑机械化， 2006
(9)：17～21
3 吴远东等.扣件式钢管高大模板支撑结构坍塌事故分析及预防措施
[J].江苏建筑，2011(144)：11～15