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建筑施工模板支撑体系安全技术

杨一伟

近几年来，随着我国建筑业迅猛发展，模板支撑体系坍塌事故时有发生，这些事故一旦发生，就会造成群死群伤，给国家和人民的生命财产造成巨大的损失。模板坍塌事故发生的主要原因如下：

一、在设计、计算方面，以下问题易导致坍塌事故发生

1、部分项目计算方法不正确，荷载的取值和验算未严格按规范要求进行，对泵送砼、砼浇筑方法等影响因素考虑不周，未按最不利原则确定荷载组合。

2、个别项目计算书内容与实际不符，设计计算直接利用其他项目的计算成果，存在“张冠李戴”现象。

3、大部分项目未对立杆地基承载力进行验算，支撑体系的立杆直接搭设在楼面上的，也没有对楼面承载力进行验算，对局部受力状况也未验算。

4、计算模式与实际搭设状况不一致。如立杆的稳定性计算，方案中立杆接长按对接接头考虑，但实际搭设中立杆接长采用搭接，立杆顶部基本未设置可调顶托，普遍存在直接利用横杆和扣件承受荷载的搭设形式，计算时按立杆轴向受力计算而未考虑偏心受力影响，现场也没有对偏心受力杆件采取加固补强措施。

5、相当部分的工程项目计算书中钢管截面特性是按照标准钢管取值，而目前市场上流通使用的钢管壁厚基本上达不到规范要求，计算时未考虑钢管壁厚不足所带来的钢管承载力下降这种不利因素。

6、有不少施工企业错把计算书当成施工方案，文字成了方案的主要

表达方式，很少有图或没有图。由于文字表述不够直观，设计意图难以表达清楚，令操作人员无所适从，任意搭设，导致不同水平的施工人员搭设的支撑系统不一样，不能像工程图纸那样，不论哪个施工企业施工，建成的建筑物是完全一样的。

典型事故案例：

2019年9月5日，北京西西工程4号地项目，支模高度21m，在进行高大厅堂顶盖混凝土浇筑时，模板支撑体系坍塌，造成8人死亡、21人受伤（图1），造成事故的根本原因是计算错误。

图1 北京西西工程4号地项目模板支撑体系因计算错误导致坍塌

二、模板支撑体系搭设材料不符合要求，是导致模板坍塌事故发生的重要原因

1、有的施工现场所使用的钢管、扣件的生产许可证、产品质量合格证明、检测证明等相关资料不全。进场的钢管、扣件使用前，未能按有关技术标准规定进行抽样送检。

2、钢管、扣件由于使用时间较长，周转次数较多，再加上保护意识不强，外观质量差，部分磨损、锈蚀、变形、开裂的钢管、扣件仍在使用。

3、现场使用的钢管壁厚达不到规范要求，基本上都存在负偏差。

在模板支撑体系倒塌事故中，扣件常常发生断裂（图2），钢管因壁厚很薄发生严重变形（图3）。搭设材料不符合要求是导致模板坍塌事故发生的重要原因。

图2 事故现场变形损坏的不合格扣件

图3 事故现场变形损坏的不合格钢管

典型事故案例：

2019年4月30日，长沙上河国际商业广场裙楼天井浇注顶盖混凝土时，21米高的模板支撑系统坍塌，8人死亡、3人受伤，直接经损失339.4万元（图4）。模板支撑体系搭设材料的质量不符合规范要求就是事故直接原因之一。

图4 长沙上河国际商业广场裙楼天井顶盖因搭设材料不合格导致

模板支撑体系坍塌

三、在构造措施上，以下问题易导致坍塌事故发生

1、水平杆设置不符合要求，有的主节点处没有水平杆。很多模板支撑体系坍塌事故是由于水平杆件缺失造成的。例如：在南京电视台演播大厅坍塌事故和江宁“9.01”模板坍塌事故中，主节点处缺少水平杆件是导致事故的重要原因之一（图5）。

少水平杆

图5 南京电视台演播大厅模板事故中，残存的架体主节点处缺少水平

杆

2、扫地杆、垫板和底座设置不符合规范要求。有的模板支撑体系未按照规范要求设扫地杆、垫木和底座（图6）。

图6 模板支撑体系未设置扫地杆、垫板和底座

3、立杆接长采用搭接不符合规范要求（图7），应采用对接扣件连接。

有的立杆顶部没有采用U型可调支托，而是在立杆顶部采用立杆搭接。这种做法不仅因立杆偏心额外增加了弯矩，而且会因为搭接扣件的抗滑力小于上部立杆承受的荷载，使得上部立杆向下滑动，从而导致模板支撑体系变形、坍塌。例如图8所示。

图7 立杆顶端搭接滑脱导致南京赛虹桥立交桥工程坍塌

图8 立杆顶端搭接滑脱导致坍塌

4、有的工程将梁的荷载先传到梁下的横向短水平杆，再由该水平杆传给立杆（图9）。这种做法不仅额外增加了水平杆的弯矩，而且扣件的抗滑力未必能满足荷载要求，极易导致梁下扣件的滑脱，从而引发坍塌事故。

正确的做法是应将钢管立杆直接顶在梁下，如图10所示。严禁通过水平杆将梁的荷载传到立杆上。

图9 梁下立杆的错误做法

图10 梁下立杆的正确做法

5、有的支撑体系未设置剪刀撑或剪刀撑设置不符合要求，使得支撑体系整体稳定性差，导致事故发生。如图11所示：

图11 未设置剪刀撑导致支撑体系倒塌

典型事故案例：

2019年2月14日，广西医科大学图书馆二期工程浇筑演讲厅舞台屋面混凝土时，模板支撑系统突然坍塌，坍塌高度约24米，7人死亡、7人受伤（图12）。未设置水平剪刀撑、横向剪刀撑以及纵向剪刀撑严重不足是导致事故的直接原因之一。

图12 广西医科大学图书馆二期工程因剪刀撑不符合要求坍塌

6、施工顺序不符合要求。不少工程模板支撑体系的墙柱和梁板同时浇筑，使模板支撑体系没有抗击水平里的支撑点，导致事故发生。

在施工中，墙、柱应先浇注，等墙、柱混凝土达到一定强度，足以抵抗梁、板模板体系施工中产生的水平荷载后，再浇注梁、板混凝土。

施工时，水平杆应和墙、柱顶紧、拉牢，做可靠连接，防止模板支撑体系产生位移。

典型事故案例：

2019年12月21日，上海德华金属网带有限公司扩建厂房时，在浇筑混凝土过程中，发生倒塌事故，造成3死7伤（图13）。事故原因之一是柱和梁板同时浇筑，没有侧向水平支撑点。

图13 梁、柱、板同时浇注导致上海德华金属网带有限公司扩建厂房坍

塌

7、主、次梁和板下的立杆间距不统一、纵横不成行，导致梁下立杆没有水平横杆连接，缺少了侧向水平支撑，而梁下立杆受力最大，致使架体的整体稳定性大大降低，导致事故发生。许多事故案例印证了大多数的模板支撑体系坍塌是从梁的部位开始的。

梁和板的立柱，其纵横向间距应成倍数（图14）或相等（图15）。

图14 板下立杆间距是梁下立杆间距的倍数

图15 梁下立杆间距与板下立杆间距相等

8、立杆、水平杆件、剪刀撑三维尺寸间距过大，是导致模板支撑体系坍塌的重要原因。

典型事故案例：