高支模坍塌事故的教训及安全监督

高支模坍塌事故的教训及加强安全监督措施

郭正兴（东南大学土木工程学院）

1 概述

在具体工程项目施工中经常遇到大截面和大跨度的梁板混凝土结构施工的高大支模安全施工问题。该部分施工的安全成为业主、现场施工人员和监理人员关注的重点，也是一个安全控制的难点。

建设部在《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家审查办法》（建质〔2004〕213号）中规定了对于高大模板工程必须编制专项施工方案。其中对高大模板工程定义为：水平混凝土构件模板支撑系统高度超过8m，或跨度超过18m，施工总荷载大于10kN/m2，线荷载大于15kN/m的模板支撑系统。

尽管政府和行政管理部门三申五令强调高大支模的安全施工，但还时有发生高大支模的整体坍塌事故。本文从几起支模坍塌事故的教训谈如何在现场施工中抓高支模的安全施工。

2 几起典型高支模整体坍塌事故

2.1“10.25”事故

2000年10月25日上午 9:30左右，市电视台新演播大厅在屋盖砼浇筑中发生了高支模的整体坍塌重大事故（简称“10.25”事故，图1），造成6人死亡，11人重伤，24人轻伤。该屋盖的平面尺寸为24m×26.8m，双向预应力梁井式楼盖。Y向预应力大梁有两根，截面尺寸为500×1600～1850mm；X向有大梁5根，截面尺寸为400×1600mm。屋盖板厚130mm。屋盖顶面标高29.30～29.575m，大梁梁底的支模高度约为36m（地下室两层，高度为-8.7m）。

该事故发生的技术原因分析有以下几点：

（1）对超高支模的重要性和严重性认识不足是事故产生的深层次原因。大演播厅的屋盖其支模高度达36m，双向井式楼盖的跨度达25m左右，其大梁高度为1800mm左右，这些重要的高支模技术参数对有一定工程经验的项目施工人员和监理人员都会引起足够的重视。但该工程的项目部人员警觉明显不够，监理人员的警觉也不够。

（2）对扣件式钢管搭设的排架支撑的承载力决定因素认识不足是事故产生的主要技术原因。该工程的楼盖施工有简单的模板支架方案，一般板下立杆间距为800×800mm，步高为1800mm；大梁下立杆间距增为400mm，步高为900mm。但实际搭设时有变动，立杆的基本尺寸临时改为1000×1000mm，步高统一为1800mm，地下室地坑处局部步高达2.6m。大梁下虽增设间距为500的立杆，但凡增设的立杆均缺与之垂直交叉的水平杆连系（图2），支架的承载力没有得到根本的提高。

（3）搭设的支架构造不合理是事故产生的又一主要原因。查看事故现场残存的支架，无扫地杆，相邻的连续5根立杆的钢管接头对接在同一高度，未见设置剪刀撑，大梁底模下也未设置必要的均匀分配荷载的横向水平木枋等。

图1 “10.25”高支模坍塌图2 梁下加密钢管缺增加连系水平杆

2.2 江宁“9.01”事故

2004年9月1日晚22时48分，商业管理干部学院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，发生了模板支架系统整体坍塌的恶性事故（图3）。造成作业人员22人伤亡，其中5人死亡（现场死亡2人，3人经医院抢救无效死亡），3人重伤，14人轻伤。

该工程坍塌的结构部分为东西两个教学楼的联络通道顶屋盖，跨度为16m，楼板厚100mm，反梁的尺寸为350mm×1200。支模架高18m，搭设的架体基本尺寸为纵横向1m×1m，步高1.8m。实际搭设时，东西向的水平杆每步均设，南北向的水平杆每三跨（每隔两根立杆）设置。查东侧由同一支模作业队搭设的两层空间的已浇混凝土支架（图4）说明了坍塌支架的基本构造。经技术分析，该支模系统整体坍塌的直接原因为南北向水平杆仅搭设所需用量的30％，造成有50%的立杆长细比过大，模板支撑系统整体刚度严重不足而造成失稳坍塌。

另外，该工程高支模的支架搭设构造极不规，查看现场无扫地杆、无剪刀撑、未与东西向主体结构有效拉结，造成造成该高支模架承载能力下降。工程管理上，该工程也有诸多漏洞。无专门施工方案，无计算书，无专家论证，无书面交底，无搭设验收，浇筑混凝土时总监未发浇筑令，监理未要求整改，发现浇筑混凝土后监理未要求停工。

图3 “9.01”高支模坍塌事故图4 现场东侧类似两层楼空间未塌支模架

2.3 河西中央公园工程事故

2005年4月，河西中央公园工程地下室施工发生了大面积模板支架整体坍塌事故（图5），死1人。该地下室的顶板厚400mm，柱帽处局部板厚1000mm，地下两层，负一层支模高度为6m。

该工程的支模高度不大，但支模面积特别大。地下室负二层施工时采用了先浇柱，后浇板的方法。由于工期特别紧，在负一层施工时，改用柱和板的混凝土一次性浇筑。分析事故的主要原因为：

（1）搭设的支架水平杆严重不足，查看现场的残存支架，基本架体尺寸为双向1m×1m，步高1.8m。水平杆的搭设每步高处仅为单向设置，但上下步高处为相互正交（图6）。

由此，将正常的立杆承载力计算长度加大一倍，导致6m高的钢管支撑接近极限承载力。

（2）搭设的构造不全，扫地杆未设，纵向剪刀撑未设。在泵送混凝土管给予初始水平冲击力下，整体支架的抗水平力严重不足，出现了支架的连片倾斜倒塌（图7）。

图5 河西中央公园坍塌事故图6 支架水平杆单向设置图7 连片轻斜的支架

2.4 高架桥事故

2004年1月15日凌晨2点，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支模架的整体坍塌（图8），造成正在施工的数十名工人受伤。

查看事故现场的已坍塌的支模架，其架体属扣件式钢管支架。搭设的架体步高为1.6m，桥墩的墩梁处搭设架体的基本尺寸为双向600mm×600mm，纵向的箱室梁腹板部位的架体基本尺寸为600mm×900mm，板下基本尺寸为900mm×900mm。每步的双向水平杆均不少，因此，该架体基本完整。细问架子的搭设，因工程接近年关，搭设工人回乡心切，架子搭设速度很快，顶部梁板下的150mm×150mm的大木枋均搁置在扣件钢管顶部的水平杆上，而作为最关键的传力双扣件的拧紧力矩均未作为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，因此，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。

图8 高架桥的支模架整体坍塌

3 高大支模整体坍塌事故的教训

总结几起典型的高支模架的整体坍塌事故，有几下几点共性的教训：

（1）在高支模架的架体中，目前采用的主要架体形式为扣件式钢管支架，碗扣式钢管支架以及门式钢管支架。从已发生的国坍塌高支模架事故来看，主要集中在用扣件钢管搭设的支模架。扣件钢管支架有搭设灵活，适应复杂结构支模的优点；但也有搭设随意性大，受作业工人影响大的缺点。因此，应将扣件钢管搭设的高支模架作为安全管理的重点。

（2）在构成架体的立杆和水平杆中，水平杆的搭设随意性太大，木工搭设往往依一般低层混凝土结构支模的经验去搭设高支模架，水平杆一个方向均设，另一个与之正交的方向每隔两跨（隔一根立杆）或三跨（隔两根立杆）设置，也从整体上大大削弱了架体的整体刚度和承载能力。从支架坍塌速度集中在4～5秒之就可以看出架体的缺陷之严重。事故之后看有些高支模架都是必垮无疑的。

（3）在搭设架体基本尺寸合理时，扣件钢管架的承载能力主要是由顶部扣件的抗滑能力决定的。高架桥的坍塌事故说明了即使架体基本完善，但若对这种架子的受力特点认识不足，在架体顶部承受荷载大时，还有可能发生坍塌事故。

（4）构造措施完善能有效提高高支模架的整体承载能力。在房屋建筑工程中发生的几例坍塌事故均为支架构造搭设有严重缺陷的。

（5）要充分重视在城市边缘地区的高支模架的安全，这些地区由于土地价格相对较低，建设速度发展快，常有属于高到支模的混凝土结构出现，但施工队伍相对较弱，施工分布广，也造成工程管理上的盲点。

4 加强高支模安全监督的措施

4.1高支模方案审批阶段重视手续完备及专家论证

工程施工单位和监理在接手工程项目时，首先要认真查看有无属于高支模的混凝土结构施工。若有高支模的容，应按以下几个方面加强方案阶段的监督：