高支模坍塌事故致因分析及防控措施研究

趙鵬棟

(甘肅昶通公路養(yǎng)護(hù)科技有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

近年來，隨著我國大跨度、大空間建筑物的興建，高支模的應(yīng)用越來越廣泛。高支模作為較為常見、危險性較大的分部分項工程，具有高技術(shù)難度和高危險性的特點。高支模坍塌事故也是建筑工程中最為常見的安全生產(chǎn)事故，具有群死群傷、財產(chǎn)損失大等特點。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國每年發(fā)生較大及以上的高支模坍塌事故約6.3起，約占房屋市政工程較大安全事故的27.3%，每年約22.3人因此喪生，占房屋市政工程較大安全事故死亡總?cè)藬?shù)的25.9%。因此，針對性地改進(jìn)高支模施工過程中的技術(shù)、管理及監(jiān)管舉措，提高建筑工程安全管理水平，降低高支模坍塌安全事故的發(fā)生率迫在眉睫。

1 高支模坍塌致因分析

表1總結(jié)了近幾年5起國內(nèi)典型高支模坍塌事故的基本情況。

表1 近幾年5起國內(nèi)高支模坍塌事故的基本情況表

將表1中造成高支模坍塌事故的主要原因進(jìn)行梳理歸納，大體可分為原材料方面、方案編制方面、施工管理方面、監(jiān)管方面。高支模坍塌事故的致因魚骨圖如圖1所示。

圖1 高支模坍塌事故致因魚骨圖

1.1 原材料方面

原材料方面的致因主要表現(xiàn)為鋼管質(zhì)量、扣件質(zhì)量以及模板質(zhì)量不合格。對于一般扣件式支架鋼管，規(guī)范規(guī)定宜采用φ 48.3 mm×3.6 mm鋼管，而實際現(xiàn)場中大多采用φ 48.3 mm×3.5 mm鋼管。對多起高支模事故的材料檢測發(fā)現(xiàn)，部分支架鋼管的厚度為2.8～3.0 mm，遠(yuǎn)低于設(shè)計厚度。同時，支模鋼管一般反復(fù)使用，在經(jīng)過多次使用后，可能存在初始的彎曲度、垂直度偏差、微裂縫以及銹蝕嚴(yán)重等情況。而在設(shè)計時，支模鋼管是按直線、全部強度和剛度計算的，未考慮上述缺陷，導(dǎo)致其設(shè)計強度高于實際承載能力，這嚴(yán)重加劇了高支模坍塌事故的風(fēng)險?？奂|(zhì)量不合格主要表現(xiàn)為螺栓擰緊力矩不足，而模板質(zhì)量不合格主要表現(xiàn)為模板原材料為劣質(zhì)板材或存在原始破損等。

1.2 方案編制方面

高支模的專項施工方案一般由施工單位編制，由于相關(guān)人員水平參差不齊，其設(shè)計方案大多內(nèi)容粗糙，設(shè)計存在瑕疵且可操作性不強，具體表現(xiàn)在兩個方面。

1)設(shè)計出現(xiàn)錯誤、疏漏或設(shè)計未嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。方案編制人員在編制專項施工方案時，直接參考或套用舊的計算方法編制的高支模施工方案(甚至錯誤的施工方案)進(jìn)行設(shè)計編制，導(dǎo)致設(shè)計極為保守或承載力不足；未采用科學(xué)的荷載設(shè)計值或荷載組合，如為了計算方面，將荷載籠統(tǒng)地簡化為均布荷載，與實際情況嚴(yán)重不符；在荷載組合時，影響荷載組合的影響因素考慮不充分、荷載組合的方式不正確，設(shè)計方案與現(xiàn)場實際并不相符；方案編制人員自身知識儲備不夠，對規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)理解不足，在進(jìn)行編制時無法準(zhǔn)確地進(jìn)行取值和分析，導(dǎo)致設(shè)計存在錯誤。

2)高支模設(shè)計方案缺乏審查、未進(jìn)行論證或未開展技術(shù)交底，導(dǎo)致高支模工程在設(shè)計的安全性和質(zhì)量管控上的完整性不足，埋下安全隱患。

1.3 施工管理方面

高支模坍塌事故的原因大部分是由于現(xiàn)場管理不到位、施工人員沒有按照施工方案進(jìn)行搭設(shè)與施工造成的。在現(xiàn)場的主要表現(xiàn)為交底工作不到位、未依照設(shè)計進(jìn)行搭設(shè)以及混凝土未按規(guī)定澆筑。

1)施工單位沒有對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底或技術(shù)交底流于形式，未能對實際施工作業(yè)進(jìn)行有效指導(dǎo)；施工人員未經(jīng)培訓(xùn)考試，無證上崗，對高支模的搭設(shè)并不熟悉；施工人員隨意使用不合材料，未按專項施工方案和規(guī)范進(jìn)行施工等。

2)高支模搭設(shè)不符合要求。掃地桿、剪刀撐、墊塊和立桿等未按設(shè)計、構(gòu)造或?qū)ｍ検┕し桨敢筮M(jìn)行搭設(shè)，掃地桿、剪刀撐或墊塊缺失，立桿的間距、縱橫排數(shù)或橫桿的步距未滿足設(shè)計要求；搭設(shè)質(zhì)量不符合要求，如扣件螺栓擰緊力矩不足，規(guī)范中要求“力矩不應(yīng)小于40 N·m，且不應(yīng)大于65 N·m”，但在施工現(xiàn)場常常無法保證，甚至某些節(jié)點無扣件連接；立桿的垂直度不足，接頭未錯開，導(dǎo)致其承受偏心荷載，與規(guī)范要求的“立桿按軸心受壓計算”不符；搭設(shè)場地沒有進(jìn)行硬化夯實，基礎(chǔ)不平整或者立柱的木墊板有空隙等，使得架體的整體穩(wěn)定性不足；連墻件的數(shù)量和質(zhì)量不符合要求，導(dǎo)致其安全性不足。

3)混凝土未按規(guī)定澆筑。采用不對稱的澆筑方式進(jìn)行高支模混凝土的澆筑而產(chǎn)生內(nèi)力不均及較大架體側(cè)移，隨著澆筑的進(jìn)行，產(chǎn)生突變導(dǎo)致坍塌事故的發(fā)生。

1.4 監(jiān)督管理方面

高支模分項工程的監(jiān)督管理主要包括施工單位管理、監(jiān)理單位的監(jiān)理、政府機構(gòu)的監(jiān)督以及第三方機構(gòu)的檢測等。其中最為常見的問題表現(xiàn)為施工單位現(xiàn)場管理混亂、監(jiān)理單位未全面履責(zé)、政府監(jiān)督不到位以及第三方檢測、預(yù)報不及時等。

受某些不良因素影響或誘導(dǎo)，監(jiān)理單位未能以“客觀、公平、公正、科學(xué)”的原則進(jìn)行執(zhí)業(yè)，未將其監(jiān)理工作落實到位，甚至存在發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題后，未能將相關(guān)問題上報有關(guān)單位的情況；政府與行業(yè)主管部門未做好安全監(jiān)督工作；第三方人員的責(zé)任意識不強，未按規(guī)定進(jìn)行高支模沉降、位移和變形等監(jiān)測，導(dǎo)致不能及時發(fā)現(xiàn)存在安全隱患。同時，目前高支模的安全監(jiān)測還是以經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀或全站儀等儀器為主要手段進(jìn)行的，而施工現(xiàn)場常常存在遮擋物多、光線不足(尤其是夜間澆筑混凝土)以及人員干擾大的情況，導(dǎo)致出現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測無法持續(xù)進(jìn)行、數(shù)據(jù)精度低、預(yù)警滯后以及應(yīng)急反應(yīng)慢等問題，這些都使得高支模的現(xiàn)場監(jiān)測沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2 防控措施

通過文獻(xiàn)查閱，結(jié)合自身工作經(jīng)驗，筆者認(rèn)為可從以下幾個方面對高支模的坍塌進(jìn)行預(yù)防與控制。

2.1 原材料控制方面

高支模所使用的鋼管、扣件等材料性能應(yīng)符合JGJ-130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》、JGJ162-2016《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》等我國現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計要求，在入場時對其截面尺寸、長度、質(zhì)量以及外觀等指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢測，對于不滿足要求的原材料，嚴(yán)禁入場。同時，在搭設(shè)前，應(yīng)再次對高支模所使用的鋼管和扣件進(jìn)行檢查，具體要求如表2所示。而對于模板等其他材料也應(yīng)滿足國家現(xiàn)行規(guī)范和設(shè)計方法的要求，在入場和搭設(shè)時進(jìn)行嚴(yán)格檢查。

表2 扣件和腳手架質(zhì)量檢測表

2.2 方案編制方面

圖2是高支模工程施工方案的一般編制流程。

圖2 高支模工程施工方案的一般編制流程

高支模工程方案編制時，應(yīng)由項目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織，安排現(xiàn)場有實踐經(jīng)驗的人員來負(fù)責(zé)編制。在熟悉設(shè)計圖紙、工程建設(shè)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及了解現(xiàn)場工程地質(zhì)條件和周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上，對照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定辯識出超危大工程分部分項工程清單，嚴(yán)格按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JJ30-2001)和《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ162-2008)進(jìn)行設(shè)計與計算。

對于高支模工程荷載的計算，要充分考慮各種不利條件，不能僅憑經(jīng)驗進(jìn)行判定，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范和實際情況進(jìn)行選取與組合，同時組織人員對方案的計算和編制結(jié)果進(jìn)行復(fù)核。對于編制好的施工方案，應(yīng)組織專家進(jìn)行論證與審査。一般情況下，施工單位應(yīng)該組織不少于5人的專家組對編制好的專項施工方案進(jìn)行論證與審查，專家組應(yīng)提供相關(guān)的書面論證與審查報告，施工企業(yè)應(yīng)該依據(jù)報告進(jìn)行完善與補充，經(jīng)總監(jiān)理工程師與技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字確認(rèn)后才能實施。

2.3 施工方面

高支模工程施工步驟如圖3所示。

圖3 高支模工程施工步驟

1)在高支模進(jìn)行搭設(shè)前，施工單位應(yīng)組織項目技術(shù)負(fù)責(zé)人或者編制人員向施工管理人員和施工操作人員進(jìn)行安全技術(shù)交底、安全教育和培訓(xùn)，讓其熟悉工程的重點、難點以及危險性與重要性。

2)高支模的搭設(shè)應(yīng)根據(jù)專項施工方案嚴(yán)格搭設(shè)，不可隨意減少搭設(shè)桿件的數(shù)量與種類，或擴大桿件之間的步距。在搭設(shè)過程中，管理人員應(yīng)當(dāng)對專項方案的實施情況進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)不合適時，應(yīng)立即整改。

3)高支模搭設(shè)完成后，施工單位首先進(jìn)行自檢，監(jiān)理單位必須組織建設(shè)單位、論證專家、施工單位相關(guān)人員進(jìn)行檢查驗收，驗收合格后，監(jiān)理單位應(yīng)組織相關(guān)人員進(jìn)行高支模工程的最終驗收。

4)高支模混凝土澆筑應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，按照混凝土澆筑順序，以減少其最大內(nèi)力，避免因出現(xiàn)不對稱澆筑而產(chǎn)生較大側(cè)移。同時，管理人員應(yīng)加強管理，嚴(yán)格要求施工人員按照方案和要求進(jìn)行澆筑，澆筑厚度、振搗器數(shù)量以及澆筑速度也應(yīng)符合相關(guān)要求。

5)高支模的拆除也是管理的重點，在高支模拆除時，必須嚴(yán)格按照施工方案的要求進(jìn)行。在施工現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)施工情況留置兩組現(xiàn)場同條件養(yǎng)護(hù)試塊(一組的強度作為工程資料使用，一組的強度作為支撐體系拆除時的依據(jù))；在拆除模板支撐體系前必須對同條件養(yǎng)護(hù)的試塊進(jìn)行抗壓強度試驗，當(dāng)試驗強度滿足設(shè)計強度后，由班組長填寫模板腳手架拆除申請單并附帶混凝土試塊的抗壓強度報告，項目總工程師審批后方能進(jìn)行腳手架的拆除工作。拆除時應(yīng)自上而下逐層拆除，同時拆除的構(gòu)件應(yīng)立即搬運至指定地點切忌堆積在混凝土上以防止坍塌。

2.4 監(jiān)督管理方面

1)在高支模施工過程中，要嚴(yán)格落實監(jiān)理職責(zé)。監(jiān)理單位應(yīng)派遣專業(yè)監(jiān)理工程師對高支模專項施工方案進(jìn)行嚴(yán)格落實，遵循“客觀、公平、公正、科學(xué)”的原則，對各項措施進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z查，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量或安全隱患，應(yīng)立即通知相關(guān)單位與人員并責(zé)令整改，拒不整改時，應(yīng)及時通知建設(shè)單位，下達(dá)停工令，并按照要求進(jìn)行處罰。同時，監(jiān)理人員也應(yīng)嚴(yán)格做好各項材料、機械及相關(guān)人員到崗情況的檢查，確保搭設(shè)高支模的材料、機械等符合施工要求，專職安全質(zhì)量人員全部到崗，以保障高支模架設(shè)與施工時材料、設(shè)備及人員的安全。此外，高支模架設(shè)完成后，監(jiān)理單位應(yīng)及時組織建設(shè)單位、施工單位及設(shè)計單位，并聘請經(jīng)驗豐富的專家進(jìn)行驗收，根據(jù)相關(guān)意見督促施工單位進(jìn)行整改，以確保所架設(shè)的高支模符合要求，并通過驗收。

2)行業(yè)主管部門應(yīng)按相關(guān)要求嚴(yán)格履行好質(zhì)量安全監(jiān)督職責(zé)，做好質(zhì)量監(jiān)督交底工作，加強高支模的專項施工方案、搭設(shè)過程、驗收及施工的審查與監(jiān)督，做到高支模事故可防可控。

3)要加強第三方監(jiān)測。在高支模施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格依照監(jiān)測方案要求，對儀器、測點量、監(jiān)測量及監(jiān)測頻率等開展監(jiān)測工作，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)超過預(yù)警值，應(yīng)立即通知相關(guān)人員并停止作業(yè)、疏散作業(yè)人員，待危險解除才可重新施工。同時，對高支模的監(jiān)測，也可采用自動化、智能化的新型監(jiān)測方式對高支模架設(shè)、施工與拆除進(jìn)行監(jiān)測，實現(xiàn)“實時監(jiān)測、超限預(yù)警、危險報警、預(yù)防事故、減少損失”的監(jiān)測目標(biāo)。

3 結(jié)語

本文以高支模坍塌事故為研究對象，對其發(fā)生致因及應(yīng)對措施進(jìn)行了分析和探討。高支模雖是建筑工程的臨時設(shè)施，但其施工要求高、難點多、危險性大，具有施工多發(fā)性。在高支模施工時，應(yīng)從原材料控制、方案編制、施工管理、監(jiān)督管理等多個角度出發(fā)，做到高度重視、精心準(zhǔn)備、科學(xué)施工、嚴(yán)格監(jiān)管，以防止高支模坍塌事故的發(fā)生。