模板坍塌事故預(yù)防及救險(xiǎn)措施淺析

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模板坍塌事故是建筑施工中極易引發(fā)群體傷亡的危險(xiǎn)源之一，尤其隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，大層高的建筑越來(lái)越多，一些高度大于4.5m，且采用扣件式鋼管模板支撐架的模板工程頻頻發(fā)生了坍塌事故，造成重大的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。 2000年11月16日某紡織公司正在澆筑砼的鍋爐房屋面平臺(tái)突然發(fā)生壩塌事故，造成11人死亡、2人重傷、1人輕傷，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)257.5萬(wàn)元。該屋面排架支撐采用Φ48×3.5的鋼管搭設(shè)。熱電廠架搭設(shè)基本以主梁軸線為基準(zhǔn)，距梁軸線0.5m左右兩側(cè)設(shè)置兩根立桿，其余部分以間距不超過(guò)1.8m為原則平均分配立桿間距，立桿間距實(shí)際最大值為1.7m左右，水平桿的豎向間距為1.8m左右。立桿大部分采用對(duì)接扣件上下搭接，僅在接近屋面板模板部位，為了調(diào)整高度而采用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件作搭接。據(jù)勘查，水平桿在縱橫方向每隔一個(gè)步距均缺設(shè)一根，排架支撐中沒(méi)有設(shè)置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐。排架搭設(shè)沒(méi)有設(shè)計(jì)計(jì)算文件及指導(dǎo)施工的書面技術(shù)文件。

　　據(jù)屋面結(jié)構(gòu)平面分析，得出排架支撐最大受載區(qū)域大體為3.25m2（2.5×1.3m），其下部支撐立桿為2根Φ48×3.5的鋼管。下面按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130—2001）對(duì)架體進(jìn)行力學(xué)分析：

（一）荷載分析

　?。?）結(jié)構(gòu)靜荷載

　　主梁 0.4×1.5×1.3=0.78m3

　　次梁 0.25×0.9×2.5=0.563m3

　　樓板 [（2.5×1.3）­（0.4×1.3）­（2.1×0.25）]×0.12=0.27m3

　?。?.78+0.563+0.27）×25000=40325N ……………①

　?。?）木模板荷載

　　3.25×300=975N ……………………………………②

　　（3）施工活荷載

　　3.25×1000=3250N …………………………………③

　　1.2[①+②]+1.4③=54110N

　　傳遞至單根立桿的荷載為27055N

（二）穩(wěn)定分析

　　有鋼管、扣件作排架的支撐設(shè)計(jì)必須進(jìn)行詳細(xì)的受力分析和計(jì)算，是施工安全管理中的強(qiáng)制性要求，這對(duì)于本安全支撐高度大于4.5m的高支撐架尤為重要。而模板支撐的實(shí)際搭設(shè)處理與理論計(jì)算假定是否相近又是極其重要的計(jì)算依據(jù)。由于采用扣件相互連接，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都存在一系列的可變因素，如偏心、位移、堅(jiān)固扭矩不足等，這些因素均影響到計(jì)算中桿件長(zhǎng)細(xì)比的確定。長(zhǎng)細(xì)比的難以確定直接影響桿件的穩(wěn)定分析。因此，實(shí)際工程中的計(jì)算模式的假定必須嚴(yán)格按最有利于安全的角度出發(fā)。

　　由于軸心受壓桿件的長(zhǎng)細(xì)比按規(guī)范要求應(yīng)限制在λ=150之內(nèi)，也就是當(dāng)考慮鋼管的計(jì)算長(zhǎng)度l0≤2370mm時(shí)，才能符合規(guī)范要求。若要滿足此要求，就必須在計(jì)算桿件兩端形成良好的鉸接狀態(tài)（如安裝水平剪刀撐，形成水平剛度較強(qiáng)的狀態(tài)）。本案例支撐水平桿步距雖要求為1800mm，但實(shí)際水平桿“在縱橫方向每隔一個(gè)步距均缺設(shè)一根”，因此按2步高作為“良好的鉸接狀態(tài)”進(jìn)行驗(yàn)算，則λ=（2×1800）/15.78=228，查表， =0.146。

　　穩(wěn)定驗(yàn)算：N/（ ·A）=378.8N/mm2>f=205N/mm2。

　　以上分析不難看出事故的技術(shù)原因主要是：

　　1．本案例屋面設(shè)計(jì)標(biāo)高較大，離地面達(dá)21m，與二層平臺(tái)（標(biāo)高+4.50m）間距達(dá)16.5m。因此，支撐豎向高度較大，采用ø48×3.5鋼管作豎向立桿，水平間距1.0~1.7m明顯過(guò)大，水平桿上下間距1.8m，沒(méi)有設(shè)置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐，導(dǎo)致支撐系統(tǒng)整體性極差，即沒(méi)有形成可靠的空間受力結(jié)構(gòu)。 　2．在未計(jì)入施工中泵送砼直接對(duì)模板支撐的沖擊力時(shí)，支撐立桿受力已達(dá)27kN以上。假設(shè)鋼管立桿的計(jì)算長(zhǎng)度為3600mm，則鋼管穩(wěn)定驗(yàn)算中的計(jì)算值已達(dá)378.8N/mm2，此值已大大超過(guò)~235鋼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值205N/mm2和屈服強(qiáng)度值235Nmm2。因此支撐立桿已不穩(wěn)定，發(fā)生坍塌事故已是必然。