徐 磊
上海市虹口區(qū)建筑業(yè)管理中心 上海 200082
隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快,工程建設(shè)中各種新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)。作為建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督機(jī)構(gòu),必須順應(yīng)時(shí)代步伐,適時(shí)調(diào)整工程監(jiān)管的重心和方向,在實(shí)際工作中需重點(diǎn)關(guān)注傳統(tǒng)的施工工藝能否在安全可控的狀態(tài)下滿足新型建筑的施工建造要求,如若無法滿足,能否利用新工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝,達(dá)到既能滿足安全要求,又能滿足施工建造需求。
承插型盤扣式模板支撐體系構(gòu)造簡(jiǎn)單、裝拆方便、施工成本低于其他形式模板支架,在建筑工程中逐步推廣。該體系在安全監(jiān)管方面的研究較少,必須系統(tǒng)地分析該體系在工程實(shí)踐中易出現(xiàn)的安全隱患,從源頭提出安全監(jiān)督預(yù)防控制措施,為該體系在工程中的大力推廣應(yīng)用保駕護(hù)航。
2018年6月24日16時(shí)35分,上海市某區(qū)大型房地產(chǎn)綜合開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目發(fā)生一起混凝土屋面澆筑時(shí)模板支架坍塌事故,致1人死亡、2人重傷、7人輕傷,直接經(jīng)濟(jì)損失逾213萬元。
根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2010年至2020年上半年,我國發(fā)生的42起各類坍塌事故中,模板支撐體系坍塌事故共11起,占26.2%。
在建設(shè)工程領(lǐng)域模板支架坍塌事故一直占有較高的比例,綜合大量模板支撐體系坍塌事故原因分析,大致有以下影響因素。
鋼管扣件在周轉(zhuǎn)裝卸的過程中,受到外力、天氣、拆卸以及運(yùn)輸?shù)韧饨缫蛩赜绊?,部分鋼管產(chǎn)生嚴(yán)重彎曲變形,鋼管壁銹蝕,扣件配件螺母滑絲,墊圈缺失、損壞等異常現(xiàn)象。
2019年6月初,上海市專門開展了鋼管扣件專項(xiàng)檢查,發(fā)現(xiàn)部分在建項(xiàng)目鋼管力學(xué)性能合格率為88.4%,對(duì)接扣件力學(xué)性能合格率為92.3%,直角扣件力學(xué)性能合格率為65.4%,旋轉(zhuǎn)扣件力學(xué)性能合格率為42.3%,所有扣件配件質(zhì)量不合格率(含墊圈缺失)為89.7%[1]。上述數(shù)據(jù)反映出扣件質(zhì)量問題突出,特別是旋轉(zhuǎn)扣件和扣件配件的質(zhì)量不合格率非常高。在新項(xiàng)目施工時(shí),出于各種原因,施工方并未剔除這類不合格扣件。
上海市對(duì)鋼管壁厚采取分類、分區(qū)域管理,即普通防護(hù)欄桿壁厚不小于2.75 mm、模板支撐系統(tǒng)鋼管壁厚不小于3.00 mm、腳手架壁厚不小于3.24 mm。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施中,由于施工單位管理不規(guī)范,往往發(fā)生用壁厚小的鋼管代替壁厚大的鋼管,給模板支架帶來安全隱患。
由于鋼管、扣件生產(chǎn)廠家為追求利潤(rùn)最大化,在生產(chǎn)過程中盡可能地控制材料用量,造成所生產(chǎn)的鋼管、扣件壁厚和質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或以負(fù)公差為標(biāo)準(zhǔn),也是造成普通鋼管和扣件質(zhì)量先天不足的一大原因。
上述上海市某區(qū)大型房地產(chǎn)綜合開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目模板支架坍塌致人死亡事故調(diào)查報(bào)告顯示,事故直接原因就是部分主梁、次梁底部未按規(guī)定布置梁底立桿,水平桿、剪刀撐局部缺失,掃地桿全部未設(shè)。
安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)日常對(duì)在建項(xiàng)目的安全監(jiān)督檢查發(fā)現(xiàn),部分項(xiàng)目填寫的模板支架驗(yàn)收記錄表中的驗(yàn)收內(nèi)容與專項(xiàng)施工方案設(shè)計(jì)參數(shù)不一致,部分項(xiàng)目甚至未填寫模板支架驗(yàn)收記錄表,或者未記錄模板支架驗(yàn)收實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),參建各方未出具相關(guān)驗(yàn)收意見等。部分項(xiàng)目參建單位模板支架驗(yàn)收工作形同虛設(shè)。
綜上所述,傳統(tǒng)模板支撐體系受到鋼管以及輔材等材料自身因素、人為因素以及其他外界因素的制約,工程實(shí)踐應(yīng)用時(shí)仍存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。特別對(duì)于搭設(shè)高度5 m及以上、搭設(shè)跨度10 m及以上、施工總荷載10 kN/m2及以上、集中線荷載15 kN/m及以上、高度大于支撐水平投影寬度且相對(duì)獨(dú)立無聯(lián)系構(gòu)件的混凝土模板支撐工程,其安全風(fēng)險(xiǎn)更是呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。
與傳統(tǒng)的鋼管扣件式模板支撐體系比較,承插型盤扣式鋼管支架優(yōu)勢(shì)如下。
1)桿件橫向連接方式主要是通過立桿上的連接盤與水平桿、斜桿的桿端扣接頭輔以插銷的形式進(jìn)行連接,桿件豎向連接方式則是立桿一端所設(shè)的連接套管與所要連接的立桿桿件以套接方式進(jìn)行連接。有效避免鋼管扣件式模板支撐體系在使用過程中,因扣件及其配件質(zhì)量不合格導(dǎo)致扣件連接失效等情況發(fā)生。
2)承插型盤扣式鋼管支架構(gòu)配件及其規(guī)格在設(shè)計(jì)之初就已采用“模數(shù)化”設(shè)計(jì)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般來說,立桿盤扣節(jié)點(diǎn)間距按照0.5 m模數(shù)設(shè)置,橫桿長(zhǎng)度按照0.3 m模數(shù)設(shè)置。搭設(shè)過程中,能夠嚴(yán)格控制立桿間距、水平桿步距等施工設(shè)計(jì)參數(shù),不至于因人為因素主導(dǎo)造成架體搭設(shè)較為隨意等情況發(fā)生。
3)承插型盤扣式鋼管支架搭設(shè)過程較為便捷,俗稱“搭積木”,省去了鋼管扣件式模板支撐體系由于鋼管進(jìn)場(chǎng)尺寸不匹配需現(xiàn)場(chǎng)二次加工成形及在搭設(shè)過程中扣件連接緊固所需時(shí)間,加快了施工生產(chǎn)進(jìn)度,提高了施工生產(chǎn)效率,有利于提升鋼管及其構(gòu)配件的周轉(zhuǎn)次數(shù)和周轉(zhuǎn)利用率。
4)從經(jīng)營市場(chǎng)來說,目前普通鋼管腳手架租賃是按照鋼管長(zhǎng)度來計(jì)費(fèi),承插型盤扣式模板支撐體系租賃是按照質(zhì)量來計(jì)費(fèi)。從經(jīng)濟(jì)角度來考慮,也給承插型盤扣式模板支撐體系的推廣提供了良好的市場(chǎng)環(huán)境。
承插型盤扣式模板支撐體系較傳統(tǒng)模板支撐體系構(gòu)造簡(jiǎn)單,裝拆方便,對(duì)于工期要求較嚴(yán)格的項(xiàng)目來說,具有一定的優(yōu)勢(shì)。某大學(xué)綜合體育館項(xiàng)目建設(shè)單位在施工合同簽訂時(shí)明確了施工工期,不能按期履約將受到極大的經(jīng)濟(jì)處罰,施工單位對(duì)各種方案進(jìn)行利弊分析后,最終決定采用承插型盤扣式模板支撐體系。
某大學(xué)綜合體育館項(xiàng)目,主體建筑為地上3層、地下1層,總建筑面積約2.88萬 m2。其中,地上建筑面積約2.05萬 m2,地下建筑面積約0.83萬 m2,建筑總高度23.995 m。
地上3層局部為高支模區(qū)域,此區(qū)域內(nèi)局部框架梁截面尺寸設(shè)計(jì)成超重梁形式,其截面尺寸分別為700 mm×2 000 mm、700 mm×2 500 mm、400 mm×500 mm、250 mm×500 mm,梁底支架搭設(shè)高度13.75 m。上部結(jié)構(gòu)超重超高梁支架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式為厚400 mm地下室底板,混凝土強(qiáng)度為C35。地上3層結(jié)構(gòu)區(qū)域超重超高梁支架平面布置如圖1所示。
圖1 地上3層結(jié)構(gòu)區(qū)域超重超高梁支架平面布置
本項(xiàng)目實(shí)施之初,擬采用鋼管扣件式模板支撐體系,在綜合考慮建設(shè)單位的工期要求后發(fā)現(xiàn),若使用鋼管扣件式模板支撐體系會(huì)導(dǎo)致整體施工進(jìn)度滯后,導(dǎo)致在合同所簽訂的施工工期內(nèi)無法按時(shí)履約。本工程模板支架搭設(shè)高度超過8 m,且局部框架梁為超重梁,屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程,采用傳統(tǒng)鋼管扣件式模板支撐體系風(fēng)險(xiǎn)較大。
施工單位在對(duì)各類模板支撐架體搭設(shè)方案進(jìn)行綜合比選后,最終選定承插型盤扣式模板支撐體系。具體方案如下。
3.2.1 立桿
立桿作為垂直荷載的主要傳遞者,結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件之一,通過設(shè)計(jì)計(jì)算采用材質(zhì)為Q345A的φ48 mm×3.0 mm鋼管,其上每間隔0.5 m焊接有1組連接盤,用于與水平桿、斜桿連接。
3.2.2 水平桿
水平桿作為水平荷載的主要傳遞構(gòu)件,經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)算,采用材質(zhì)為Q235A的φ48 mm×2.5 mm鋼管合金鑄造成形的扣接頭、插銷焊接而成。
3.2.3 可調(diào)底座
可調(diào)支座用于使架體結(jié)構(gòu)的水平高度保持一致,立桿處于垂直受力狀態(tài),將立桿所承擔(dān)的集中荷載分散到支架基礎(chǔ)之上。
3.2.4 斜桿
斜桿與立桿上的連接盤進(jìn)行扣接,由材質(zhì)為Q195(Q235B)的φ33 mm×2.5 mm鋼管及桿端扣接頭組成。
3.2.5 頂托內(nèi)支撐桿
頂托內(nèi)支撐桿用于支撐梁、板下方木格柵,采用φ48 mm×3.0 mm普通鋼管。
建筑工程中的材料對(duì)建筑工程質(zhì)量有決定性的影響,建筑材料在使用前必須進(jìn)行檢驗(yàn),以防留下安全隱患,對(duì)于承插型盤扣式模板支撐體系而言,在搭設(shè)前必須對(duì)鋼管、構(gòu)配件以及搭設(shè)完成的支撐體系進(jìn)行全面驗(yàn)收,以確保后續(xù)的使用安全。
3.3.1 鋼管驗(yàn)收
1)進(jìn)場(chǎng)鋼管應(yīng)有產(chǎn)品質(zhì)量合格證、質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告,特別是鋼管材質(zhì)檢驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1591—2018《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》、GB/T 700—2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》以及GB/T 11352—2009《一般工程用鑄造碳鋼件》[2]的規(guī)定。
2)鋼管應(yīng)無裂紋、凹陷、銹蝕,不得采用對(duì)接焊接鋼管;鋼管應(yīng)平直,直線度允許偏差應(yīng)為管長(zhǎng)的1/500,兩端面應(yīng)平整,不得有斜口、毛刺。
3)鋼管使用前應(yīng)對(duì)其壁厚進(jìn)行抽檢,抽檢比例不低于30%。對(duì)于壁厚減小量超過10%的應(yīng)予以報(bào)廢,不合格比例大于30%的,應(yīng)擴(kuò)大抽檢比例,不合格比例大于50%的,應(yīng)100%檢驗(yàn)。
4)架體桿件及其他構(gòu)配件表面應(yīng)進(jìn)行熱鍍鋅,且表面應(yīng)光滑,在連接處不得有毛刺、滴瘤和多余結(jié)塊。
3.3.2 配件驗(yàn)收
1)連接盤、扣接頭、插銷以及可調(diào)螺母的調(diào)節(jié)手柄采用碳素鑄鋼制造時(shí),其材料的機(jī)械性能不得低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11352—2009《一般工程用鑄造碳鋼件》中,牌號(hào)為ZG230-450的構(gòu)件的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率的要求。
2)應(yīng)有生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品質(zhì)量合格證;應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11352—2009《一般工程用鑄造碳鋼件》的規(guī)定抽樣檢測(cè)。
3)鑄鋼制作的連接盤的厚度不得小于8 mm,鋼板沖壓制作的連接盤厚度不得小于10 mm,允許尺寸偏差±0.5 mm;鑄件表面應(yīng)光滑,不得有砂眼、縮孔、裂紋、澆冒口殘余等缺陷,表面黏砂應(yīng)清除干凈;沖壓件不得有毛刺、裂紋、氧化皮等缺陷。
4)各焊縫有效高度應(yīng)符合規(guī)定,焊縫應(yīng)飽滿,焊藥應(yīng)清除干凈,不得有未焊透、夾渣、咬肉、裂紋等缺陷。
5)可調(diào)底座(托座)表面宜浸漆或冷鍍鋅,涂層應(yīng)均勻、牢固。
3.3.3 模板支架驗(yàn)收
1)應(yīng)根據(jù)經(jīng)批準(zhǔn)的模板支架專項(xiàng)施工方案進(jìn)行驗(yàn)收,重點(diǎn)關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際搭設(shè)情況與方案的符合性。
2)現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)檢查模板支架是否按照專項(xiàng)施工方案及JGJ 231—2010《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》相應(yīng)的基本構(gòu)造要求設(shè)置斜桿??烧{(diào)底座(托座)伸出水平桿的懸臂長(zhǎng)度必須符合設(shè)計(jì)限定要求,水平桿桿端扣接頭應(yīng)銷緊,立桿基礎(chǔ)應(yīng)符合要求,立桿與基礎(chǔ)間無松動(dòng)或懸空現(xiàn)象。
3)檢查驗(yàn)收的主要項(xiàng)目、技術(shù)要求等參見文獻(xiàn)[2]附表,本文不贅。
作為工程安全監(jiān)督人員,必須熟悉模板支架相關(guān)技術(shù)規(guī)范并依據(jù)經(jīng)批準(zhǔn)的專項(xiàng)方案進(jìn)行安全監(jiān)督。本文根據(jù)此前成功的工程案例,總結(jié)出以下承插型盤扣式模板支撐體系安全監(jiān)督要點(diǎn)。
超過一定規(guī)模的承插型盤扣式模板支撐體系,施工單位應(yīng)對(duì)其編制專項(xiàng)施工方案并組織專家論證,然后對(duì)專項(xiàng)施工方案進(jìn)行修改通過后,由施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人審核簽字、加蓋公章,并由總監(jiān)理工程師審查簽字、加蓋執(zhí)業(yè)印章后方可實(shí)施。作為安全監(jiān)督人員應(yīng)重點(diǎn)把控專項(xiàng)施工方案的編制、審批到具體實(shí)施。
鋼管(配件)進(jìn)場(chǎng)時(shí),應(yīng)有生產(chǎn)廠家出具的生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品質(zhì)量合格證等質(zhì)保資料;鋼管(配件)入庫前,應(yīng)比對(duì)其型號(hào)、規(guī)格、尺寸、材質(zhì)、外徑(壁厚)允許偏差等基本參數(shù)以及感觀質(zhì)量是否符合相關(guān)行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求;鋼管(配件)使用之前,是否按照相關(guān)行業(yè)規(guī)范要求委托有資質(zhì)的第三方工程質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽樣檢測(cè),并應(yīng)由其出具相應(yīng)的合格質(zhì)量證明文件。
模板支架基礎(chǔ)對(duì)于支架的整體穩(wěn)定極為關(guān)鍵,工程監(jiān)督人員現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查時(shí),應(yīng)重點(diǎn)檢查基礎(chǔ)是否符合設(shè)計(jì)要求,并應(yīng)平整堅(jiān)實(shí),立桿與基礎(chǔ)間應(yīng)無松動(dòng)、懸空現(xiàn)象,底座、支墊應(yīng)符合規(guī)定;搭設(shè)的架體三維尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,搭設(shè)方法和斜桿、鋼管剪刀撐等設(shè)置應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定;可調(diào)托座和可調(diào)底座伸出水平桿的懸臂長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)限定要求;水平桿桿端扣接頭與立桿連接盤的插銷應(yīng)擊緊至所需插入深度的標(biāo)志刻度。
支架安拆人員必須持證上崗,并在作業(yè)之前,對(duì)作業(yè)班組進(jìn)行安全技術(shù)交底。登高作業(yè)時(shí),必須做好個(gè)人安全防護(hù)措施。支架搭設(shè)、拆除及混凝土澆筑期間,應(yīng)設(shè)置警戒區(qū)域和警示標(biāo)志,并由現(xiàn)場(chǎng)專職安全管理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù),嚴(yán)禁無關(guān)人員隨意進(jìn)入施工區(qū)域。應(yīng)當(dāng)對(duì)支架進(jìn)行經(jīng)常性的檢查和維修保養(yǎng),定期進(jìn)行支架地基基礎(chǔ)的沉降觀測(cè),發(fā)現(xiàn)支架有缺陷或存在安全隱患時(shí)必須及時(shí)采取相關(guān)措施,當(dāng)支架缺陷或安全隱患可能危及人身安全時(shí),必須停止作業(yè)。遇臺(tái)風(fēng)、暴雨天氣,天氣過程結(jié)束后,及時(shí)對(duì)支架進(jìn)行仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)、變形、損壞或脫落等現(xiàn)象應(yīng)派人立即進(jìn)行修復(fù),并重新組織驗(yàn)收[3-4]。
本文首先系統(tǒng)地分析了傳統(tǒng)模板支撐體系容易坍塌的原因,總結(jié)了傳統(tǒng)模板支撐體系的不足,再結(jié)合多個(gè)在建項(xiàng)目使用承插型盤扣式模板支撐體系的先行先試實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)地提出了承插型盤扣式模板支撐體系安全監(jiān)督的要點(diǎn)。從工程安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)的日常巡視檢查來看,該體系相較于鋼管扣件式模板支撐體系在工期、資源節(jié)約等方面優(yōu)勢(shì)較為明顯。而且通過多個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐,系統(tǒng)化地提出監(jiān)督要點(diǎn)并付諸實(shí)施后,日常監(jiān)督時(shí)開具的整改條目數(shù)量也大幅減少。