建筑工程模板系統(tǒng)的安全控制方法

1、建筑工程模板系統(tǒng)的安全控制方法建筑工程施工中的模板工程由模板、支架兩部分構(gòu)成,是施工時使用的臨時結(jié)構(gòu)物。模板的作用,是使混凝土成型,使硬化后的混凝土具有設(shè)計所要求的形狀和尺寸,支架部分的作用是保證模板形狀和位置并承受模板和新澆混凝土的重量以及施工荷載。模板工程施工在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中占有重要的位置，它量大面廣，模板費用約占結(jié)構(gòu)費用的1/51/4。且其支設(shè)的安全與否直接影響工程進度與質(zhì)量。因此其安全問題不可小視。近幾年 ,我國新建的房屋建筑工程中,砌體結(jié)構(gòu)及預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本從人們的視角中消失了，鋼結(jié)構(gòu)仍需一段發(fā)展時間。因此， 現(xiàn)在的建筑工程中采用現(xiàn)澆混凝土的比重越來越大,因而模板工程也隨著

2、大量增加。但由于技術(shù)與管理工作未能跟上,再加上模板工程用的料具短缺,因此許多工程模板質(zhì)量是不符合施工驗收規(guī)范與檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)的。正因如此,模板工程坍塌事故頻繁發(fā)生。如201 年 月 日，某建筑公司在某大樓施工過程中發(fā)生一起模板支撐系統(tǒng)整體坍塌事故，造成6 人死亡、11 人重傷， 24 人輕傷。又如201 年 月 日，某新廠區(qū)工地，某建筑公司施工，在廠區(qū)主樓工地，以商品混凝土現(xiàn)澆屋面，因支模鋼管失穩(wěn)，導(dǎo)致整個屋面倒塌，13 人死亡，十多人受傷。這些都是血的教訓(xùn)，使我們不得不重視模板支撐體系的安全問題。1、引起模板安全問題的幾個原因1.1、 忽視材料質(zhì)量混凝土的質(zhì)量好壞,很大程度取決于模板工程的質(zhì)量

3、,因此對模板工程質(zhì)量的驗評也是有標(biāo)準(zhǔn)的。模板質(zhì)量首先要求模板及其支撐系統(tǒng)有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,再就是對模板接縫、截面尺寸、表面平整度等的偏差要在允許偏差范圍內(nèi)。由于忽視模板工程質(zhì)量,不僅影響混凝土的質(zhì)量,而且還由于模板及其支撐系統(tǒng)的強度、剛度和穩(wěn)定性的嚴(yán)重不足,致使模板坍塌事故頻繁發(fā)生。模板工程的材料問題主要是指以下兩種材料：1.1.1 、扣件合格率低由于目前工程中所采用的大都為扣件式鋼管模板支撐體系。因此扣件的質(zhì)量尤為重要。在工程中采用的扣件主要有直角扣件，旋轉(zhuǎn)扣件和對接扣件三種。規(guī)范規(guī)定對接扣件抗滑載力為 3.2KN,直角與旋轉(zhuǎn)扣件抗滑承載力為8.0KN。 而現(xiàn)場檢查結(jié)果很難達到此規(guī)

4、定，在搭設(shè)中扣件出現(xiàn)裂縫或變形屢有發(fā)生，從而直接導(dǎo)致其抗滑承載力的下降。1.1.2 、 鋼管質(zhì)量 鋼管是扣件式鋼管支架體系中最重要的受力構(gòu)件。鋼管壁厚變?。涸谑袌錾喜少彽?48*3.5mm鋼管，實際壁厚往往只有 3.03.2mm,甚至更小，其軸向抗壓能力降低 13.3%8.4%。另外，鋼管 未做好防銹措施，多年使用后，局部壁厚也減薄。鋼管彎曲：經(jīng)過多年使用后，鋼管將產(chǎn)生變形和彎曲，而設(shè)計時均按直線鋼管來考慮，使支撐系統(tǒng)存在很大的隱患。1.2、 不進行模板計算模板的支撐系統(tǒng),要使鋼筋混凝土構(gòu)件在未具有承受荷載能力之前,能保證安全地支承可能施加在模板上的所有荷載,能夠保證支撐的穩(wěn)定性，且使構(gòu)件不超

5、過規(guī)范規(guī)定的撓度。因此,模板工程（特別是那些大空間、大跨度、大體型構(gòu)件的模板工程）要在制作與安裝前進行模板設(shè)計。不僅要計算模板及支撐立柱的強度和剛度,還要在設(shè)計中,從構(gòu)造上使支撐系統(tǒng)達到具有足夠的穩(wěn)定性。模板工程設(shè)計須經(jīng)公司一級主管部門的技術(shù)負(fù)責(zé)人審查批準(zhǔn),然后按批準(zhǔn)后的模板設(shè)計組織實施。1.3、 忽視構(gòu)造措施在 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范中， 對模板支撐系統(tǒng)的一些桿件并沒有特定的計算公式來確定其搭設(shè)方法（比如剪刀撐）， 而是提出了構(gòu)造要求。但這并不代表這些桿件可以不用設(shè)置。恰恰相反，這些桿件對整個支撐系統(tǒng)有著致關(guān)重要的作用，它們直接影響到整個支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 比如剪刀撐和掃地桿的

6、設(shè)置。而實際工程中往往不是忽略設(shè)置就是未按規(guī)范要求設(shè)置。1.4、 操作隨意性在模板支撐系統(tǒng)失穩(wěn)倒塌的事故中，很大一部分是由于現(xiàn)場操作隨意而引起的。 立桿的間距過大、立桿不垂直等這些通病通常不是由于設(shè)計出錯而引起的，而是由于現(xiàn)場操作時未按方案進行搭設(shè)。有些則是操作時在擰緊扣件時沒有達到規(guī)定的螺栓擰緊力矩，過小導(dǎo)致扣件松動， 過大則導(dǎo)致扣件螺栓出現(xiàn)滑絲。這些都嚴(yán)重影響了扣件的抗滑承載力。1.5、 可變荷載過大模板支撐系統(tǒng)的計算方案是根據(jù)支架上的荷載大小來設(shè)計的。一般恒荷載的大小是好控制的，但是活荷載的可變因素就較多。實際工程中，由于荷 載過大引起失穩(wěn)的大多是一些大梁下的支撐立桿。由于大梁的截面較大

7、， 且現(xiàn)在的混凝土施工工藝一般采用商品混凝土泵送施工，在澆搗混凝土?xí)r，如沒有控制好澆搗順序，一下子把混凝土澆到12m 高，或混凝土泵送所產(chǎn)生的壓力對模板產(chǎn)生較大的沖擊力，使支架上的荷載瞬間增大，而且超過設(shè)計值，這樣極易造成支撐系統(tǒng)局部失穩(wěn)甚至整體倒塌。1.6、 管理原因施工現(xiàn)場項目管理人員對模板支撐系統(tǒng)技術(shù)要求觀念不強,隨意簡化操作程序 ,未進行嚴(yán)格檢查或檢查不徹底?，F(xiàn)場管理人員更換頻繁,存在技術(shù)交底和安全培訓(xùn)不到位現(xiàn)象。建筑市場壓價情況嚴(yán)重,施工中安全投入費用與國外相比,差距很大。1.7、 模板拆除在模板支撐體系坍塌事故中，很大一部分是由于在拆除過程中的施工不當(dāng)引起的。主要表現(xiàn)有：混凝土還沒

8、有達到一定的強度就拆模。模板拆除后不按規(guī)定地點放置或隨意拋置模板構(gòu)件。拆模時，未按順序，在非承重構(gòu)件前拆除承重構(gòu)件，造成支撐體系失穩(wěn)。拆模時，未設(shè)置臨時支撐。2、安全控制措施2.1、 、材料控制2.1.1 、扣件嚴(yán)防價格便宜的偽劣扣件進入現(xiàn)場，并按規(guī)定進行抽檢試驗，合格后方可投入使用。按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范嚴(yán)格管理。新扣件應(yīng)有生產(chǎn)許可證、法定檢測單位的測試報告和產(chǎn)品質(zhì)量合格證。當(dāng)對扣件質(zhì)量有懷疑時，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼管腳手架扣件（GB15831）的規(guī)定抽樣檢測。舊扣件使用前應(yīng)進行質(zhì)量檢查，有裂縫、變形的 嚴(yán)禁使用，出現(xiàn)滑絲的螺栓必須更換。新、舊扣件均應(yīng)進行防銹處理。2.1.2

9、、 鋼管鋼管在使用前必須嚴(yán)格檢查，并按規(guī)定進行抽檢試驗，合格后方可投入使用。新鋼管的檢查應(yīng)符合下列規(guī)定：（ 1）應(yīng)有產(chǎn)品質(zhì)量合格證（2）應(yīng)有質(zhì)量檢驗報告，鋼管材質(zhì)檢驗方法應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)金屬拉伸試驗方法（ GB/T 228）的有關(guān)規(guī)定，應(yīng)采用先行國家標(biāo)準(zhǔn)直縫電焊鋼管（GB/T 1373）或低壓流體輸送用焊接鋼管（GB/T 3092）中的3 號普鋼管，其質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 700）中Q235-A級鋼的規(guī)定。 （ 3）鋼管表面應(yīng)平直光滑，不應(yīng)有裂縫、結(jié)疤、分層、錯位、硬彎、毛刺、壓痕和深的劃道。（4）鋼管外徑、壁厚、端面的等的偏差，應(yīng)在允許偏差內(nèi)。（5）鋼管必須涂有防銹漆。舊鋼管

10、的檢查應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）表面銹蝕深度應(yīng)在0.5mm以內(nèi)。銹蝕檢查應(yīng)每年一次。檢查時， 應(yīng)在銹蝕嚴(yán)重的鋼管中抽取三根，在每根銹蝕嚴(yán)重的部位橫向截取取樣檢查，當(dāng)銹蝕深度超過規(guī)定值時不得使用。（ 2）鋼管彎曲變形應(yīng)在規(guī)定值內(nèi)。2.2、 設(shè)計控制扣件式鋼管模板支架支撐系統(tǒng)必須有設(shè)計計算和搭設(shè)方案。計算得內(nèi)容一 般為：立桿的強度、剛度、穩(wěn)定性，扣件的抗滑力，水平桿的強度和撓度 驗算，立桿地基承載力或支撐立桿的樓面的承載力。2.2.1 設(shè)計荷載作用于模板支撐系統(tǒng)上的荷載可分為永久荷載（恒荷載）與可變荷載（活荷載）。永久荷載（恒荷載）包括：模板、支架自重（按實際情況計算或查相關(guān)手冊） ， 新澆混凝土自重

11、，鋼筋自重，操作平臺跳板等?？勺兒奢d （活荷載）包括： 施工人員及施工設(shè)備荷載，振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，以及風(fēng)荷載等。2.2.2 立桿計算長度建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定， 模板支架立桿的計算長度l0=h+2a,其中h為支架立桿的步距，a為模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點的長度。2.2.3 立桿間距、步距立桿的間距、步距選擇在扣件式鋼管支架系統(tǒng)中特別重要。間距、 步距的大小直接影響到立桿的穩(wěn)定性。當(dāng)然， 在確定立桿的步距和間距前，仍需驗算扣件的抗滑力是否能滿足。只有當(dāng)立桿穩(wěn)定性和扣件抗滑力同時滿足要求時，才能最終確定立桿的間距和步距。2.2.4 扣件抗滑力在一般的扣件

12、式鋼管支架體系中，荷載的傳遞途徑一般為：梁板自重及施工荷載一背檔一橫桿（水平桿）一立桿。而橫桿則是通過直角扣件傳給立桿的。所以必須驗算直角扣件的抗滑能力，以保證荷載傳遞的可靠性。在規(guī)范中一個直角扣件的抗滑承載力設(shè)計值為8.00KN， 兩個則為12.00KN 。在常規(guī)搭設(shè)時，支架立桿的承載力比扣件的抗滑承載力要大。所以， 對于扣件鋼管支架，扣件的抗滑力往往決定了立桿的間距和步距。除了需計算直角扣件的抗滑承載力外，還需計算用于剪刀撐及立桿搭接的旋轉(zhuǎn)扣件和對接扣件的抗滑承載力。旋轉(zhuǎn)扣件的抗滑承載力和直角扣件一樣均為8.00KN,而對接扣件貝肝目對要小的多，為 3.20KN。2.2.5 立桿地基承載力

13、模板支架體系中，所有的荷載均是通過立桿作用在地基上的。因此必須驗證立桿的地基承載力。在施工中，當(dāng)立桿支撐在砂土或回填土上時，立桿底部必須設(shè)置木墊塊，禁止使用磚及脆性材料鋪墊；當(dāng)立桿支撐在混凝土基礎(chǔ)上時，應(yīng)驗算混凝土的抗壓強度；當(dāng)立桿支撐在樓面上時，必須驗算樓面的承載能力。包括：抗彎、 抗剪、 局壓等。 對于高架或重架支模時，可對支撐樓面預(yù)先加固（如加密支撐樓面下的立桿等）或采取其它措施保證樓面的承載能力滿足要求。2.2.6 水平桿的強度和撓度驗算在扣件式鋼管支架中，大多數(shù)水平桿起著連結(jié)作用，以保證支撐體系的整體穩(wěn)定性，所以受力也不會太大。但梁下的一排小橫桿卻受到很大的力，這也是我們需要驗算的地

14、方。由于有些大跨度的梁的截面很大，其自重當(dāng)然也是相當(dāng)?shù)拇?，因此必須驗算梁底小橫桿的強度和撓度。2.3、 構(gòu)造措施目前關(guān)于扣件式鋼管模板支撐架的設(shè)計計算，僅在2001 年頒布的實施的建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范( JGJ130 2001)中5.6條做了一些計算規(guī)定，但規(guī)定是借鑒了國外近似“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu)”力學(xué)模型的計算方法，而我國常用的扣件式鋼管模板支撐架的構(gòu)造要求則沒有國外標(biāo)準(zhǔn)那樣標(biāo)準(zhǔn)，加上扣件鋼管的安裝質(zhì)量受人為因素的影響較大，使得按傳統(tǒng)習(xí)慣搭設(shè)的扣件式鋼管模板支撐架不易達到“幾何不可變桿系結(jié)構(gòu) ”的力學(xué)要求。因此，若按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計計算支撐架，還必須通過構(gòu)造手段來提高支撐系統(tǒng)的整

15、體剛度和穩(wěn)定性，以保證架體的使用安全。2.3.1 立桿必須設(shè)置縱、橫向掃地桿因為根據(jù)有關(guān)試驗，如不設(shè)置這兩項桿件，立桿的極限承載能力將下降11.1%。設(shè)置時應(yīng)注意：縱向地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大于 200mm 處的立桿上。橫向地桿應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向地桿下方的立桿上。為保證立桿的整體穩(wěn)定，還必須在安裝立桿的同時設(shè)置縱、橫向水平桿。當(dāng)立桿基礎(chǔ)不在同一高度上時，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長到邊坡的距離不應(yīng)小于 500mm。立桿底層步距不應(yīng)大于2m。2.3.2 支撐架的步距控制支撐架的步距不宜大于1.8m， 立桿底層步距不應(yīng)大于2m。 因為支撐架步距的大小與立桿的極限承載力之

16、間存在近似反比的線性關(guān)系，當(dāng)施工荷載較大時， 適當(dāng)縮小縱橫向水平桿的步距，以減小立桿的長細(xì)比，則可充分發(fā)揮鋼管的強度，使其更為經(jīng)濟合理。根據(jù)測算，桿件的計算長度增大一倍則其極限承載力將降低50%70%。2.3.3 模板支撐架立桿接長方式選擇立桿接長的方式有對接和搭接兩種，根據(jù)有關(guān)測試，對接的最大承載力是搭接的 3 倍多， 故應(yīng)優(yōu)先選用對接接長。當(dāng)頂部立桿使用搭接接長時，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的摩擦力將力傳到立桿上的，由于扣件所能傳遞的力較小，且有一定的偏心，致使支撐架整體受力性能較差。搭接接長構(gòu)造要求是：扣件間距應(yīng)大于1000mm， 且每根立桿的允許荷載以

17、小于12KN 為宜。 此外， 在搭設(shè)時應(yīng)注意，立桿和水平桿的接長位置應(yīng)做到相鄰桿錯開，且不在同一步跨內(nèi)。2.3.4 立桿間距的控制立桿的間距不得超過支撐設(shè)計規(guī)定，且不宜超過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安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130 2001)的規(guī)定。 立桿底部支承結(jié)構(gòu)必須具有支承上層荷載的能力。立桿接長除頂層頂步外， 其余各層各步接頭必須采用對接扣件連接。支架立桿應(yīng)豎直設(shè)置，2m高度的垂直允許偏差為15mm。設(shè)在支架立桿根部的可調(diào)底座，當(dāng)其伸出長度超過300mm 時，應(yīng)采取可靠措施固定。當(dāng)梁模板支架立桿采用單根立桿時，立桿應(yīng)設(shè)在梁模板中心線處，其偏心距不應(yīng)大于25mm。由于模

18、板支承立桿所承受的施工荷載往往大于樓板的設(shè)計荷載，因此要以計算確定保持兩層或多層立桿。為合理傳遞荷載，立桿底部還應(yīng)設(shè)置木墊塊，并且使上下層立桿處于在同一垂直線上。2.3.5 必須合理設(shè)置剪刀撐設(shè)立剪刀撐有利于提高架體的整體穩(wěn)定，特別是支撐高度大于4.5m的支撐架。 合理設(shè)置剪刀撐能有效防止泵送混凝土對模板支撐的沖擊所造成的架體整體失穩(wěn)，根據(jù)相關(guān)試驗表明，設(shè)置有剪刀撐的支撐體系其極限承載能力可提高17%，因此，滿堂的模板支撐架更應(yīng)沿架體四周外立面滿設(shè)豎向剪刀撐，豎向剪刀撐均應(yīng)由底部至頂連續(xù)設(shè)置。支撐架較高時，或者高寬比A6時，為提高架體的整體剛度，必須在架體的頂部、底部設(shè)地桿處以及中部每隔46m

19、處設(shè)置滿堂水平剪刀撐，剪刀撐必須與立桿相連接。2.3.6 嚴(yán)格控制支撐架的變形，確保架體的穩(wěn)定性除架體承載引起架體變形外，還有因地基的不均勻沉降導(dǎo)致立桿受力不均勻發(fā)生局部失穩(wěn)，模板下部的支撐梁變形過大，也會引起支撐架的變形。當(dāng)特殊結(jié)構(gòu)施工或支撐荷載較大時，支撐架要盡可能通過已具備一定強度的相鄰構(gòu)件（墻、 柱等） 實施卸載，并盡量與建（構(gòu)） 筑物實現(xiàn)可靠連接。2.4、 荷載控制模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑時,應(yīng)避免材料、機具、工具過于集中堆放。在任何情況下,模板支架承受的荷載均不得超過荷載設(shè)計值。在混凝土未達到一定強度時，不可在樓面上堆放重型設(shè)備。2.5、 操作控制在扣件式鋼管支撐系統(tǒng)中，設(shè)計

20、固然重要，但具體操作也至關(guān)重要。稍有不慎，便會引起坍塌事故。在現(xiàn)場施工中，主要掌握以下6 個要點：在模板腳手架方案設(shè)計與施工中，要使荷載 （包括自重、靜載荷和施工載荷等 ）的傳力線路非常明確，要優(yōu)先選用集中荷載直接傳遞到豎向主支撐桿上，其偏心愈小愈好。支模架的設(shè)計與架設(shè)須做到豎直橫平，將不直度、不平度控制在誤差范圍內(nèi)。最上部的水平支撐要與豎向建筑結(jié)構(gòu)頂牢，或與豎向支撐連接牢靠，要使垂直荷載的水平分力以最短的線路傳遞到豎向結(jié)構(gòu)或豎向桿件上。在支撐系統(tǒng)中，斜拉桿和斜支撐至關(guān)重要，尤其是在高大空間的支撐架設(shè)中， 足夠數(shù)量的斜拉桿和斜支撐是保證支撐整體穩(wěn)定的重要設(shè)防，必須架設(shè)牢靠。支撐系統(tǒng)的根部或底部

21、須平整、堅固、 結(jié)實， 要有符合設(shè)計要求的墊板和堅固的支座，要防止支撐底部沉陷；外腳手架與建筑結(jié)構(gòu)連接的部位一定要連接牢靠。特殊部位要有安全設(shè)防和安全警示標(biāo)牌。2.6、 加強施工管理加強對模板支撐系統(tǒng)技術(shù)管理與安全管理。模板工程支架應(yīng)先設(shè)計后施工。模板設(shè)計包括支撐系統(tǒng)穩(wěn)定計算、支撐的樓地面強度計算、構(gòu)造措施和材料種類等,并應(yīng)考慮現(xiàn)場各種不利條件重視斜向支撐,增加模板支撐系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。模板設(shè)計不僅要有計算書,而且要對細(xì)部構(gòu)造畫出大樣,包括材料選用、規(guī)格尺寸、接頭方法、水平橫桿布置間距和剪刀撐設(shè)置要求等。模板施工技術(shù)方案,須包括模板制作、安裝、拆卸的安全措施,以及安全交底。嚴(yán)格按照模板設(shè)計技術(shù)方案進行操作,不準(zhǔn)隨意更改,如存在問題,必須經(jīng)模板設(shè)計人員同意或經(jīng)上一級技術(shù)主管批準(zhǔn)后方可進行。使用過程中,必須及時進行檢查和監(jiān)視,一旦發(fā)現(xiàn)變形超過允許范圍,必須停止使用,經(jīng)檢查和修復(fù)后方可重新使用。鋼管在使用前應(yīng)先檢查,過度變形和嚴(yán)重磨損的鋼管不得使用。達不到鎖扣能力的扣件不能使用。注意事項：(