李 冬(甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州 730050)
模板支架體系通常是指廣泛用于新澆混凝土及鋼筋混凝土構(gòu)件成型的模板以及支承模板的一整套完整的構(gòu)造體系。其中,用于接觸混凝土并控制混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)既定尺寸、形狀和位置的體系構(gòu)造部分稱(chēng)之為模板;而用于支持和固定模板的桁架、桿件、金屬連接件、工作便橋等則構(gòu)成了模板的支架體系。因此,模板支架體系在混凝土及鋼筋混凝土工程施工過(guò)程中屬于施工輔助措施,是當(dāng)代混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的一種臨時(shí)結(jié)構(gòu)。
從工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理的各個(gè)角度來(lái)看,工程模板支架體系自設(shè)計(jì)至施工整個(gè)階段實(shí)施的合理與否,對(duì)工程安全施工和成本控制有著至關(guān)重要的影響,這些影響主要體現(xiàn)在:
1)從施工技術(shù)角度來(lái)看,模板支架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施合理與否,直接控制了混凝土及鋼筋混凝土構(gòu)件是否能夠按照設(shè)計(jì)要求的尺寸和形狀完成。因此,施工單位模板支架體系的搭設(shè)對(duì)于能否按相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求完成施工內(nèi)容起著決定性作用。
2)從施工安全管理的角度來(lái)看,近年來(lái),由于模板支架體系失穩(wěn)造成的混凝土工程坍塌事故屢見(jiàn)不鮮,并且這些事故往往造成了嚴(yán)重的人員傷亡,有的甚至致使整個(gè)項(xiàng)目毀損,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失,也帶來(lái)了很?chē)?yán)重的社會(huì)負(fù)面效應(yīng)。
3)從工程實(shí)施成本控制的角度來(lái)看,據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析,在高層民用建筑的實(shí)施過(guò)程中,現(xiàn)澆混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模板支架體系的實(shí)施費(fèi)用,占現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)的15%~30%,其用工工日總量占整個(gè)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)總用工量的45%左右,對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的民用建筑工程,建立模板支架和進(jìn)行鋼筋連接作業(yè)所占的工時(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了相應(yīng)結(jié)構(gòu)物的混凝土澆筑所用工時(shí)。
因此模板支架體系的設(shè)計(jì)與實(shí)施是否規(guī)范、合理,是目前建筑工程混凝土及鋼筋混凝土施工中不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
混凝土構(gòu)件的施工離不開(kāi)模板支架體系的搭設(shè),然而近些年模板支架體系事故的頻繁發(fā)生嚴(yán)重威脅著建筑工程的安全生產(chǎn),已成為我國(guó)施工生產(chǎn)安全質(zhì)量事故多發(fā)的部位之一。根據(jù)中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《2012年房屋市政工程生產(chǎn)安全事故情況通報(bào)》,2012年全國(guó)共發(fā)生房屋建筑及市政工程生產(chǎn)安全事故487起、死亡624人。其中,模板事故26起,占總數(shù)的5.34%,全國(guó)2012年施工安全事故發(fā)生部位情況如圖1所示。
圖1 全國(guó)2012年施工安全事故發(fā)生部位情況
其中,全國(guó)共發(fā)生房屋市政工程生產(chǎn)安全較大及以上事故29起、死亡121人,比去年同期事故起數(shù)增加4起、死亡人數(shù)增加11人,同比分別上升16.00%和10.00%。在全年發(fā)生的較大及以上生產(chǎn)安全事故中,模板支架系統(tǒng)坍塌事故10起,占事故總數(shù)的34.48%;死亡35人,占死亡人數(shù)總數(shù)的28.93%[1]。例如,2012年12月31日21時(shí)03分,上海軌道交通金橋停車(chē)場(chǎng)房建工程檢修聯(lián)合庫(kù)施工過(guò)程中發(fā)生模板支架體系坍塌事故,造成5人死亡、7人重傷、10人輕傷,直接經(jīng)濟(jì)損失約700余萬(wàn)元。
根據(jù)現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)工程模板支架方案的審批、論證和驗(yàn)收的相關(guān)規(guī)定,結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)模板支架體系的搭設(shè)特點(diǎn),在對(duì)已發(fā)生的一些工程模板支架體系的安全事故進(jìn)行分析之后,可以發(fā)現(xiàn),模板支架體系安全事故發(fā)生的主要原因表現(xiàn)為以下三個(gè)方面:
1)模板支架體系的設(shè)計(jì)計(jì)算和專(zhuān)項(xiàng)施工方案的編制存在嚴(yán)重的責(zé)任問(wèn)題。
通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),在模板支架體系的設(shè)計(jì)計(jì)算和專(zhuān)項(xiàng)施工方案的編制中,普遍存在以下四種情況:
第一,模板立桿的穩(wěn)定性計(jì)算有較多錯(cuò)誤,多數(shù)情況下出現(xiàn)了荷載漏加、計(jì)算長(zhǎng)度不符合工程施工設(shè)計(jì)圖紙要求;
第二,剪刀撐、掃地桿等構(gòu)造措施未按安全技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì),多采用以往模板支架的搭設(shè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),缺乏有力的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)支持,直接影響了模板支架的整體承載性能;
第三,設(shè)計(jì)過(guò)程和專(zhuān)項(xiàng)施工方案的編制紙上談兵,未結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,未提出與周邊已有建筑進(jìn)行可靠拉接的技術(shù)措施,直接影響了模板支架的整體穩(wěn)定性;
第四,多數(shù)工程項(xiàng)目模板支架的搭設(shè)無(wú)細(xì)部節(jié)點(diǎn)做法及節(jié)點(diǎn)詳圖;沒(méi)有立桿、剪刀撐平面布置圖和縱、橫兩方向剖面圖等主要施工圖紙。
2)支架等主要材料質(zhì)量不合格,未能滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求。
通過(guò)對(duì)建筑材料市場(chǎng)和建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)用于混凝土模板支架體系的支架鋼管,壁厚多數(shù)都不滿足鋼管的壁厚標(biāo)準(zhǔn),存在明顯的偷工減料情況。由于國(guó)內(nèi)鋼管市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,一些廠家為了搶占市場(chǎng),對(duì)鋼管的生產(chǎn)采用減少壁厚的方式來(lái)降低價(jià)格,例如壁厚3.5mm的鋼管,實(shí)際生產(chǎn)壁厚只有3.1mm左右,實(shí)際購(gòu)買(mǎi)的鋼管壁厚名不副實(shí),同時(shí)再經(jīng)過(guò)多年使用,鋼管局部由于生銹腐蝕,壁厚進(jìn)一步變薄。而設(shè)計(jì)時(shí)仍然按照3.5mm的壁厚進(jìn)行設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),這會(huì)直接導(dǎo)致支架鋼管的抗壓能力降低13%~19%。
支架鋼管在生產(chǎn)、加工和運(yùn)輸過(guò)程中,廠家操作不規(guī)范,施工現(xiàn)場(chǎng)鋼管多次周轉(zhuǎn)使用,不按規(guī)定的周轉(zhuǎn)次數(shù)報(bào)廢,致使支架鋼管產(chǎn)生了局部的彎曲和變形,從而使支架的初始偏心矩大大增加。而設(shè)計(jì)時(shí)支架鋼管還是按直線鋼管來(lái)計(jì)算,造成誤差,使鋼管的實(shí)際承載力大大降低。
支架鋼管的扣件合格率低。據(jù)調(diào)查,目前施工現(xiàn)場(chǎng)的多數(shù)鋼管扣件不能達(dá)到《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)對(duì)于接扣件抗滑承載力及直角與回轉(zhuǎn)扣件抗滑承載力的要求,合格率很低。據(jù)另一項(xiàng)調(diào)查顯示,支架鋼管扣件的合格率只有10%,甚至更低[2]。
3)模板支架體系的設(shè)計(jì)模型理想化,未能全面考慮施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中的多種不利因素。
模板支架系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)高處混凝土及鋼筋混凝土構(gòu)件的施工中,由于受到支架鋼管長(zhǎng)度的限制,需要在搭設(shè)過(guò)程中采用對(duì)接扣件。然而,鋼管對(duì)接扣件的使用必然會(huì)使鋼管在對(duì)接處穩(wěn)定性降低,對(duì)接不規(guī)范還會(huì)產(chǎn)生較大的偏心距。而設(shè)計(jì)過(guò)程往往忽略了對(duì)接扣件對(duì)支架鋼管的不利影響,致使模板支架系統(tǒng)的失穩(wěn)在此發(fā)生的概率大大增加。
同時(shí),若模板支架體系搭設(shè)高度較高時(shí),往往會(huì)因?yàn)椴僮髡`差等因素使支架鋼管存在側(cè)向位移,致使支架的節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生彎曲變形,進(jìn)而改變?cè)W(xué)計(jì)算模型,導(dǎo)致支架鋼管所承受的應(yīng)力發(fā)生顯著變化。又由于模板支架體系往往在設(shè)計(jì)時(shí)就缺少側(cè)向約束,故側(cè)向穩(wěn)定性能較差,在外部荷載的作用下,整個(gè)建筑物模板支架體系易發(fā)生失穩(wěn)而側(cè)向倒塌的事故。
4)施工現(xiàn)場(chǎng)缺乏安全管理措施
施工現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部缺乏模板支架系統(tǒng)的安全管理措施,存在執(zhí)行模板支架系統(tǒng)相關(guān)安全規(guī)范的觀念不強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員缺乏安全培訓(xùn)的情況。同時(shí)發(fā)現(xiàn),施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)模板支架體系的搭設(shè)過(guò)于依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn),簡(jiǎn)化搭設(shè)程序,施工作業(yè)人員不重視,不嚴(yán)格檢查。還有,由于建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,施工企業(yè)低價(jià)中標(biāo)導(dǎo)致施工安全管理措施費(fèi)用的投入無(wú)法得到保證等,都成為模板支架體系質(zhì)量安全事故的誘因之一[2]。
綜上所述,經(jīng)過(guò)對(duì)模板支架安全事故的分析后,發(fā)現(xiàn)安全事故發(fā)生的主要原因包括:模板支架體系缺乏準(zhǔn)確完整的專(zhuān)項(xiàng)施工方案,計(jì)算過(guò)程不準(zhǔn)確;鋼管和扣件的質(zhì)量不合格和施工現(xiàn)場(chǎng)管理不到位,未對(duì)模板支架體系搭設(shè)給予足夠的重視等。因此,解決的方法總結(jié)如下:
1)編制完整、準(zhǔn)確并切合實(shí)際的專(zhuān)項(xiàng)施工方案是預(yù)防模板支架安全事故的先決條件;
建筑工程模板支架體系專(zhuān)項(xiàng)施工技術(shù)方案的編制應(yīng)遵循“施工企業(yè)結(jié)合工程實(shí)際情況,在充分研究相關(guān)工程設(shè)計(jì)資料和實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上,由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人牽頭,依據(jù)《危險(xiǎn)性較大工程安全專(zhuān)項(xiàng)施工方案編制及專(zhuān)家論證審查辦法》建質(zhì)[2004]213號(hào)的相關(guān)要求”進(jìn)行編制,編制完成后應(yīng)及時(shí)舉行專(zhuān)家論證會(huì),由專(zhuān)家對(duì)專(zhuān)項(xiàng)施工方案的安全性和可行性進(jìn)行論證,直至滿足規(guī)定后方可予以實(shí)施[3]。
模板支架體系施工的專(zhuān)向施工方案主要內(nèi)容應(yīng)包括:工程概況、編制依據(jù)、模板支架體系的設(shè)計(jì)方案、模板支架體系的驗(yàn)算、模板支架體系施工準(zhǔn)備、模板支架體系的搭設(shè)、模板支架體系的安全管理和相關(guān)計(jì)算書(shū)等內(nèi)容。其中,計(jì)算書(shū)中的內(nèi)容應(yīng)包括主要混凝土構(gòu)件(如混凝土梁、混凝土板)各自的模板支架體系計(jì)算書(shū)。計(jì)算書(shū)的內(nèi)容還應(yīng)結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,對(duì)潛在危險(xiǎn)源進(jìn)行調(diào)查后,考慮最不利荷載的組合進(jìn)行編制。
2)嚴(yán)格監(jiān)管鋼管、扣件等材料的采購(gòu)和管理程序,杜絕劣質(zhì)材料和應(yīng)報(bào)廢材料用于模板支架體系中。
企業(yè)在進(jìn)行鋼管和扣件的采購(gòu)中要嚴(yán)格管理進(jìn)貨渠道,材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)認(rèn)真核查材料“三證一書(shū)”,即:生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品合格證、工業(yè)產(chǎn)品備案證、生產(chǎn)企業(yè)資質(zhì)證書(shū)”,并對(duì)材料進(jìn)行外觀檢查和見(jiàn)證取樣復(fù)測(cè),保證材料滿足設(shè)計(jì)要求的力學(xué)性能。
由于鋼管、扣件等材料屬于周轉(zhuǎn)性材料,所以嚴(yán)格按照鋼管和扣件的規(guī)定周轉(zhuǎn)次數(shù)使用,企業(yè)應(yīng)建立《周轉(zhuǎn)性材料管理制度》,由專(zhuān)人負(fù)責(zé)對(duì)鋼管、支架等材料進(jìn)行管理、檢查,對(duì)超過(guò)使用次數(shù)的材料應(yīng)當(dāng)及時(shí)申報(bào)報(bào)廢。
3)強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)操作人員和管理人員的安全意識(shí),建立模板支架體系實(shí)施的專(zhuān)項(xiàng)安全管理制度和應(yīng)急體制。
對(duì)從事模板支架體系搭設(shè)的操作人員在施工前進(jìn)行安全生產(chǎn)知識(shí)培訓(xùn),由技術(shù)人員強(qiáng)調(diào)安全生產(chǎn)的重點(diǎn),提高操作人員的安全操作意識(shí)。
建立模板支架體系搭設(shè)階段、使用階段和拆除階段的安全管理規(guī)章制度,并指定專(zhuān)人負(fù)責(zé)對(duì)模板支架體系各階段的實(shí)施情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查,填報(bào)檢查記錄,對(duì)不合格內(nèi)容做到“及時(shí)檢查、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)糾正”的“三及時(shí)”,保證施工安全。
成立專(zhuān)項(xiàng)安全事故應(yīng)急小組,指定小組成員,建立詳細(xì)的事故責(zé)任制和事故匯報(bào)制度,編制模板支架體系的專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案。
建筑工程模板支架體系雖然屬于建筑工程中的措施項(xiàng)目,也是一項(xiàng)常見(jiàn)的臨時(shí)項(xiàng)目,但是,對(duì)模板支架體系的施工實(shí)施是否符合工程實(shí)際情況、是否符合設(shè)計(jì)要求,直接決定了工程混凝土構(gòu)件的質(zhì)量和施工現(xiàn)場(chǎng)的施工安全。所以,分析各種模板支架體系安全事故產(chǎn)生的原因,并以此尋找符合工程實(shí)際的預(yù)防措施,進(jìn)而建立嚴(yán)格的安全管理制度,能夠有效的保障建筑工程模板支架體系的安全實(shí)施。
[1] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.2012年房屋市政工程生產(chǎn)安全事故情況通報(bào) [EB/OL].http://www.mohurd.gov.cn/zxydt/201302/t20130205_212805.html
[2]林家樑.建筑工程模板支架體系及其事故倒塌原因探討[J].河南建材.2008,(1).32-33+37
[3]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.危險(xiǎn)性較大工程安全專(zhuān)項(xiàng)施工方案編制及專(zhuān)家論證審查辦法(建質(zhì)[2004]213號(hào))[S].2004