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摘要：由于人们对扣件式钢管高大模板支架的认识不足, 理论研究不到位, 导致近年来在我国许多省市不断发生模板支撑架坍塌事件。总结分析钢管高大模板支撑结构坍塌事故技术原因，对减少和防治我国高大模板支架坍塌等重大工程灾害、推动建筑行业高大混凝土结构的安全施工、促进我国建筑行业的可持续发展有着重要作用。本文主要结合高支模架坍塌事故实例，总结高大模板支撑结构坍塌事故技术原因，并提出应对技术措施，以供参考。
关键词：高支模支架；坍塌；技术分析；措施
中图分类号：B845.67 文献标识码：A 文章编号：
随着我国改革开放的不断深入和城市建设的不断发展，城市高层建筑拔地而起，建设工程成为城市发展的重要指标。但由于工程技术人员的科技含量不高。施工人员不按支架方案施工或施工方案不合理，建筑施工现浇混凝土结构高大模板支撑结构坍塌事故时有发生，不仅给国家和人民群众的生命财产安全带来极大的危害和经济的重大损失，还带来不良的社会负面影响。因此，如何有效防止高大支模架的突发性整体坍塌事故成为工程建设者的关注热点。
一、高支模架坍塌案例及技术分析
（1）水平杆单向交错布置导致支模架承载力不足
在使用扣件式钢管支架作为高大模板支撑结构时，为了节省材料，施工单位常采用水平杆单向交错布置的形式，而不是按规范要求的双向正交布置，常常因此导致支模架承载力不足造成模板支撑结构整体坍塌。
2004年9月江苏某建设工程在浇筑两幢框架楼间9～13轴线廊道顶层屋面梁板混凝土时，发生了扣件式钢管支模架整体坍塌的恶性事故，造成作业人员严重伤亡。该工程坍塌的结构部分为东西两个楼群的联络通道顶屋盖。跨度为16m，楼板厚100mm，最大梁截面的尺寸为350mm×l200mm。楼面结构钢筋混凝土构件自重为213t。
扣件式钢管模板支模架支模高度为l8 m，搭设的架体平面基本尺寸为纵横向1000mm×1000mm，水平杆步高为1800mm。实际搭设时，东西向的水平杆每步均设，南北向的水平杆每3跨(间隔2根立杆)设置，并且没有布置扫地杆。事故调查结果表明，该高支模架整体坍塌的直接原因是由于南北向水平杆仅搭设所需用量的30％。造成有50％的立杆未能形成双向约束。导致其长细比过大，模板支撑系统整体刚度严重不足而造成失稳坍塌。
（2）最顶层直角扣件滑脱
2004年1月南京某高架桥施工中在浇筑混凝土连续梁桥面时，近百米的桥面突然发生扣件式钢管支模架的整体坍塌，造成正在施工的数10名工人受伤，根据工程资料，桥墩的墩梁处模板支撑架立杆的基本平面尺寸为600mm×600mm，纵向的箱室梁腹板部位的模板支撑架立杆基本尺寸为600mm×900mm，板下模板支撑架立杆基本尺寸为900mm×900mm。
由于顶部梁板下的150mm×150mm的大木枋均擱置在扣件式钢管支模架最顶层的水平杆上，通过连接顶层水平杆与立杆的直角扣件摩擦力传递施工荷载，对于这种钢管支架顶层水平杆传力支模形式的扣件式钢管支模架，其施工安全性首先要满足顶部扣件抗滑力的要求。如果支撑结构局部区域扣件节点产生滑移，那么混凝土构件的模板支撑面就会形成局部凹陷，浇筑的混凝土自高向低流向凹陷区域，从而导致支撑架体下沉而坍塌破坏。
事故调查结果表明，该事故发生的原因是最关键的架体顶部传力双扣件的拧紧力矩未作为架子搭设人员的安全交底点，也未作为施工技术人员和监理人员的严格检查点，由于支架顶部扣件抗滑力不足，导致支撑架体在混凝土浇筑至接近顶板基本完成时发生了整体下沉而缓慢坍塌。
（3）未设置剪刀撑
2001年11月北京某建筑工程内天井屋盖模板倒塌事故，该工程为四层全现浇钢筋框架结构，中心部分为24.5m×l2m天井，内天井屋盖标高为14.9m。因为管理不严，未做模板计算，在浇注天井混凝土施工中，由于模板支撑系统失稳，导致屋盖混凝土坍塌。
事故调查结果表明，该工程施工中未按有关规定对模板支架立柱的接长和将立柱支撑在足够强度和稳定的结构上，对高度超过5m以上的支架立柱时，不仅应设置水平支撑，同时还必须设置剪刀撑，以确保其整体稳定性。该工程模板支架坍塌事故直接原因是由支架立柱失稳引起，而立柱失稳原因除立柱接长做法不符合要求外，主要是未设置必要的剪刀撑。模板支架立柱并非只承受轴向压力，当混凝土在模板上运输和浇筑过程中产生的水平力，如果没有剪刀撑来支撑将会造成立杆失稳，如果水平支撑的步距过大，将造成立杆长细比过大也会导致失稳。该工程模板支架只设置立柱未设置剪刀撑，施工中造成的水平力使支架产生位移变形，造成模板支架的整体失稳，导致坍塌事故。
二、高支模架防坍塌技术措施
由于钢管高支模架是由各个构配件施工现场组拼成支撑结构体系的，其支撑结构力学性能受人为因素以及经济性因素影响较大，相比于常规结构形式更易发生坍塌事故。如何有效防止钢管高支模架整体坍塌事故的发生是工程建设者及管理者关心的热点问题，根据上述钢管高大模板支撑结构坍塌事故的研究，笔者提出预防高支模架坍塌的几点技术措施。
（1）重视专项施工方案的编制
钢管高支模架专项施工方案作为指导现场高支模架的搭设的指南，应当重视专项施工方案的编制。而要编制出好的高大支模方案应注意以下几点：(1)正式编制专项施工方案前，首先应对高支模架施工对象的混凝土结构形式有一个总体的把握，然后在此基础上，结合混凝土结构形式以及施工现场实际情况，综合考虑安全性、经济性等要素，合理选择适合该工程的支撑结构形式。(2)在专项方案工程概述中，一定要将结合高大支模施工对象的混凝土结构叙述清楚。如高大构件部位、构件尺寸、施工高度、周边结构状况和混凝土施工条件等，在方案中应能提供一目了然的高大支模结构概况图。(3)对支模关键部位，如大梁下或厚板下的底、侧模与钢管支架的具体固定和支撑传力关系应表达清楚，在方案中应最终形成清楚的关键节点支模构造图，便于指导现场施工和质量控制。(4)由于钢管支模架作为临时性结构的特殊性，施工中不安全的因素很多，因此在设计计算的基础上，方案中应明确具体的一系列构造措施。如剪刀撑、扫地杆、加密区域设置、与周边混凝土结构连接等措施。(5)专项施工方案编制，应优先采用传力直接、传力可靠的支模架或其他支模方式，如采用支撑架顶部插入可调托，使得支撑结构立杆呈轴心受压状态，可提高支撑结构承载力，并受架子搭设人员人为影响较小。(6)专项施工方案应明确高大支模架安装、验收、拆除等施工程序、方法及安全措施。
（2）材料质量控制
钢管高支模架材料质量问题是造成模板支架坍塌事故发生的一个重要原因。钢管高支模架材料一般为租赁流转使用，如扣件钢管架，其租赁费用扣件论只、钢管论米计算日租。出于经济利益的考虑。一些生产厂家48mm钢管的壁厚没有达到规范要求的3.5mm；加上施工周转使用后，钢管的锈蚀进一步使壁厚减薄，达到2．5 mm～3.0 mm。扣件的质量较差，扣件的自重逐渐降低，如直角扣件从1.35k/只降低至0.9 k/只，致使有的扣件拧紧力矩≥50 N·m时，扣件盖板发生崩裂现象。
施工单位在按施工方案搭设支模架前，应加强对钢管高支模架材料质量的控制，首先须购买、租用具备生产厂家许可证、产品质量合格证明、检测证明和产品标识的钢管及扣件；其次，在使用前应按有关技术标准的规定，按批次进行抽样、检测，不使用有严重质量缺陷的材料应用于施工难度高的高大支模架。
（3）控制构造措施要求
高大模板支撑架体在设计计算的基础上，应控制有关的构造措施要求，明确支模架搭设质量检查重点。
1)双向水平杆布置钢管高支模架一定要保证立杆每步均布置双向水平杆，以形成完整的空间框架支撑受力体系。工程实践经验表明，在常规结构支模时，支撑高度不高，支撑荷载较小时，水平杆上下层间隔正交布置或每隔l根或2根立杆设置双向水平杆，一般能够满足承载力的要求。然而，对支模高度高，混凝土截面尺寸较大的模板支撑架而言，未加双向水平杆，导致不能对立杆起到双向约束的作用。常因支撑抗侧刚度不足而坍塌破坏，坍塌事故案例说明了这一点，因此高支模架要求布置双向水平杆。
2)扫地杆布置
坍塌事故现场查看结果表明，很多坍塌的高大支模架均未布置扫地桿，或扫地杆距离地面高度过大，不能对支撑架底部立杆形成有效约束。未设扫地杆易导致支撑结构底部刚度不足而破坏，因此，对于钢管高支模架，要求在立杆底部距离地面约300 mm左右的位置布置双向扫地杆，保证模板支撑结构的承载力。
3)剪刀撑布置
混凝土浇筑过程中。常因泵管抖动或大截面梁侧模板受风荷载作用产生水平力，会因水平杆、立杆组成的框架受力体自身的抗侧刚度不足导致支撑结构整体侧向倒塌。因此，应在架体四周以及架体内部每隔6-9跨布置竖向剪刀撑，并在梁截面尺寸较大的支撑架体区域布置竖向剪刀撑。同时对于支撑高度高的支撑架(≧20 m)，应自顶层向下每隔4～6步设置与立杆扣接的水平剪刀撑防止支撑架扭转坍塌，提高支撑结构的安全性。
4)布置加强区域
为提高高大支模架的安全性，可采取适当减小最顶1层或最底1层水平杆的步距，以加强支撑结构局部薄弱区域的刚度，提高安全性。对于大面积浇筑的高支模架，可在支撑荷载相对集中的区域布置加强核心区域，避免支撑结构迅速整体坍塌。
（4）重视施工过程控制
高大模板支撑架应重视施工过程控制，包括支架搭设、验收、拆除等工序的质量。首先，应重视专项施工方案的实施。高大支模架的安全，除了应该编制出优秀的专项施工方案外，还应在施工阶段加强按方案实施，避免搭设的随意性，增加支架整体坍塌的风险，同时在方案实施中，应重视支撑架与周边混凝土结构的有效拉结、设置必要的竖向和水平向剪刀撑和设置扫地杆等构造措施。其次，建立高大支模架的验收制度。在浇筑混凝土前全面检查支架、验收，未经验收。支架不得使用。对重点部位重点检查，未达到设计要求的必须坚决返工或采取有效措施加固。最后，浇筑混凝土过程中，要加强观察，发现有变形、沉降、松动或异常响声等情况时必须作出处理后方可允许施工。
三、结束语
由于目前很多建筑工程缺少可靠的支撑系统安全技术措施，从而造成高大模板支架整体倒塌事故频频发生。因此，施工单位必须对高大模板支撑系统进行精确的设计计算和构造处理，必须要有专项施工方案，施工时必须严格按照施工方案施工，高大模板支撑体系必须严格执行国家有关规定“采取周密可靠的安全技术措施”加强现场管理。要通过认真设计计算和严格施工操作控制好高大模板支撑体系的强度、刚度和稳定性，杜绝高大模板支撑体系坍塌事故的发生。
参考文献
[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.建筑施工安全事故案例分析[M]．北京：中国建筑工业出版社，20l0.
[2]姜敏.从模架坍塌事故谈预防措施[J].建筑施工，2008，30(6).
[3]陈安英,郭正兴.扣件式钢管高大支模架坍塌事故分析[J].建筑技术，2008，39(12)．
[4]谢建军,王建宏.模板支架倒塌事故分析与对策[J].施工技术，2004，(2)：35～37．
关键词：高支模支架；坍塌；技术分析；措施
中图分类号：B845.67 文献标识码：A 文章编号：
随着我国改革开放的不断深入和城市建设的不断发展，城市高层建筑拔地而起，建设工程成为城市发展的重要指标。但由于工程技术人员的科技含量不高。施工人员不按支架方案施工或施工方案不合理，建筑施工现浇混凝土结构高大模板支撑结构坍塌事故时有发生，不仅给国家和人民群众的生命财产安全带来极大的危害和经济的重大损失，还带来不良的社会负面影响。因此，如何有效防止高大支模架的突发性整体坍塌事故成为工程建设者的关注热点。
一、高支模架坍塌案例及技术分析
（1）水平杆单向交错布置导致支模架承载力不足
在使用扣件式钢管支架作为高大模板支撑结构时，为了节省材料，施工单位常采用水平杆单向交错布置的形式，而不是按规范要求的双向正交布置，常常因此导致支模架承载力不足造成模板支撑结构整体坍塌。
2004年9月江苏某建设工程在浇筑两幢框架楼间9～13轴线廊道顶层屋面梁板混凝土时，发生了扣件式钢管支模架整体坍塌的恶性事故，造成作业人员严重伤亡。该工程坍塌的结构部分为东西两个楼群的联络通道顶屋盖。跨度为16m，楼板厚100mm，最大梁截面的尺寸为350mm×l200mm。楼面结构钢筋混凝土构件自重为213t。
扣件式钢管模板支模架支模高度为l8 m，搭设的架体平面基本尺寸为纵横向1000mm×1000mm，水平杆步高为1800mm。实际搭设时，东西向的水平杆每步均设，南北向的水平杆每3跨(间隔2根立杆)设置，并且没有布置扫地杆。事故调查结果表明，该高支模架整体坍塌的直接原因是由于南北向水平杆仅搭设所需用量的30％。造成有50％的立杆未能形成双向约束。导致其长细比过大，模板支撑系统整体刚度严重不足而造成失稳坍塌。
（2）最顶层直角扣件滑脱
2004年1月南京某高架桥施工中在浇筑混凝土连续梁桥面时，近百米的桥面突然发生扣件式钢管支模架的整体坍塌，造成正在施工的数10名工人受伤，根据工程资料，桥墩的墩梁处模板支撑架立杆的基本平面尺寸为600mm×600mm，纵向的箱室梁腹板部位的模板支撑架立杆基本尺寸为600mm×900mm，板下模板支撑架立杆基本尺寸为900mm×900mm。
由于顶部梁板下的150mm×150mm的大木枋均擱置在扣件式钢管支模架最顶层的水平杆上，通过连接顶层水平杆与立杆的直角扣件摩擦力传递施工荷载，对于这种钢管支架顶层水平杆传力支模形式的扣件式钢管支模架，其施工安全性首先要满足顶部扣件抗滑力的要求。如果支撑结构局部区域扣件节点产生滑移，那么混凝土构件的模板支撑面就会形成局部凹陷，浇筑的混凝土自高向低流向凹陷区域，从而导致支撑架体下沉而坍塌破坏。
事故调查结果表明，该事故发生的原因是最关键的架体顶部传力双扣件的拧紧力矩未作为架子搭设人员的安全交底点，也未作为施工技术人员和监理人员的严格检查点，由于支架顶部扣件抗滑力不足，导致支撑架体在混凝土浇筑至接近顶板基本完成时发生了整体下沉而缓慢坍塌。
（3）未设置剪刀撑
2001年11月北京某建筑工程内天井屋盖模板倒塌事故，该工程为四层全现浇钢筋框架结构，中心部分为24.5m×l2m天井，内天井屋盖标高为14.9m。因为管理不严，未做模板计算，在浇注天井混凝土施工中，由于模板支撑系统失稳，导致屋盖混凝土坍塌。
事故调查结果表明，该工程施工中未按有关规定对模板支架立柱的接长和将立柱支撑在足够强度和稳定的结构上，对高度超过5m以上的支架立柱时，不仅应设置水平支撑，同时还必须设置剪刀撑，以确保其整体稳定性。该工程模板支架坍塌事故直接原因是由支架立柱失稳引起，而立柱失稳原因除立柱接长做法不符合要求外，主要是未设置必要的剪刀撑。模板支架立柱并非只承受轴向压力，当混凝土在模板上运输和浇筑过程中产生的水平力，如果没有剪刀撑来支撑将会造成立杆失稳，如果水平支撑的步距过大，将造成立杆长细比过大也会导致失稳。该工程模板支架只设置立柱未设置剪刀撑，施工中造成的水平力使支架产生位移变形，造成模板支架的整体失稳，导致坍塌事故。
二、高支模架防坍塌技术措施
由于钢管高支模架是由各个构配件施工现场组拼成支撑结构体系的，其支撑结构力学性能受人为因素以及经济性因素影响较大，相比于常规结构形式更易发生坍塌事故。如何有效防止钢管高支模架整体坍塌事故的发生是工程建设者及管理者关心的热点问题，根据上述钢管高大模板支撑结构坍塌事故的研究，笔者提出预防高支模架坍塌的几点技术措施。
（1）重视专项施工方案的编制
钢管高支模架专项施工方案作为指导现场高支模架的搭设的指南，应当重视专项施工方案的编制。而要编制出好的高大支模方案应注意以下几点：(1)正式编制专项施工方案前，首先应对高支模架施工对象的混凝土结构形式有一个总体的把握，然后在此基础上，结合混凝土结构形式以及施工现场实际情况，综合考虑安全性、经济性等要素，合理选择适合该工程的支撑结构形式。(2)在专项方案工程概述中，一定要将结合高大支模施工对象的混凝土结构叙述清楚。如高大构件部位、构件尺寸、施工高度、周边结构状况和混凝土施工条件等，在方案中应能提供一目了然的高大支模结构概况图。(3)对支模关键部位，如大梁下或厚板下的底、侧模与钢管支架的具体固定和支撑传力关系应表达清楚，在方案中应最终形成清楚的关键节点支模构造图，便于指导现场施工和质量控制。(4)由于钢管支模架作为临时性结构的特殊性，施工中不安全的因素很多，因此在设计计算的基础上，方案中应明确具体的一系列构造措施。如剪刀撑、扫地杆、加密区域设置、与周边混凝土结构连接等措施。(5)专项施工方案编制，应优先采用传力直接、传力可靠的支模架或其他支模方式，如采用支撑架顶部插入可调托，使得支撑结构立杆呈轴心受压状态，可提高支撑结构承载力，并受架子搭设人员人为影响较小。(6)专项施工方案应明确高大支模架安装、验收、拆除等施工程序、方法及安全措施。
（2）材料质量控制
钢管高支模架材料质量问题是造成模板支架坍塌事故发生的一个重要原因。钢管高支模架材料一般为租赁流转使用，如扣件钢管架，其租赁费用扣件论只、钢管论米计算日租。出于经济利益的考虑。一些生产厂家48mm钢管的壁厚没有达到规范要求的3.5mm；加上施工周转使用后，钢管的锈蚀进一步使壁厚减薄，达到2．5 mm～3.0 mm。扣件的质量较差，扣件的自重逐渐降低，如直角扣件从1.35k/只降低至0.9 k/只，致使有的扣件拧紧力矩≥50 N·m时，扣件盖板发生崩裂现象。
施工单位在按施工方案搭设支模架前，应加强对钢管高支模架材料质量的控制，首先须购买、租用具备生产厂家许可证、产品质量合格证明、检测证明和产品标识的钢管及扣件；其次，在使用前应按有关技术标准的规定，按批次进行抽样、检测，不使用有严重质量缺陷的材料应用于施工难度高的高大支模架。
（3）控制构造措施要求
高大模板支撑架体在设计计算的基础上，应控制有关的构造措施要求，明确支模架搭设质量检查重点。
1)双向水平杆布置钢管高支模架一定要保证立杆每步均布置双向水平杆，以形成完整的空间框架支撑受力体系。工程实践经验表明，在常规结构支模时，支撑高度不高，支撑荷载较小时，水平杆上下层间隔正交布置或每隔l根或2根立杆设置双向水平杆，一般能够满足承载力的要求。然而，对支模高度高，混凝土截面尺寸较大的模板支撑架而言，未加双向水平杆，导致不能对立杆起到双向约束的作用。常因支撑抗侧刚度不足而坍塌破坏，坍塌事故案例说明了这一点，因此高支模架要求布置双向水平杆。
2)扫地杆布置
坍塌事故现场查看结果表明，很多坍塌的高大支模架均未布置扫地桿，或扫地杆距离地面高度过大，不能对支撑架底部立杆形成有效约束。未设扫地杆易导致支撑结构底部刚度不足而破坏，因此，对于钢管高支模架，要求在立杆底部距离地面约300 mm左右的位置布置双向扫地杆，保证模板支撑结构的承载力。
3)剪刀撑布置
混凝土浇筑过程中。常因泵管抖动或大截面梁侧模板受风荷载作用产生水平力，会因水平杆、立杆组成的框架受力体自身的抗侧刚度不足导致支撑结构整体侧向倒塌。因此，应在架体四周以及架体内部每隔6-9跨布置竖向剪刀撑，并在梁截面尺寸较大的支撑架体区域布置竖向剪刀撑。同时对于支撑高度高的支撑架(≧20 m)，应自顶层向下每隔4～6步设置与立杆扣接的水平剪刀撑防止支撑架扭转坍塌，提高支撑结构的安全性。
4)布置加强区域
为提高高大支模架的安全性，可采取适当减小最顶1层或最底1层水平杆的步距，以加强支撑结构局部薄弱区域的刚度，提高安全性。对于大面积浇筑的高支模架，可在支撑荷载相对集中的区域布置加强核心区域，避免支撑结构迅速整体坍塌。
（4）重视施工过程控制
高大模板支撑架应重视施工过程控制，包括支架搭设、验收、拆除等工序的质量。首先，应重视专项施工方案的实施。高大支模架的安全，除了应该编制出优秀的专项施工方案外，还应在施工阶段加强按方案实施，避免搭设的随意性，增加支架整体坍塌的风险，同时在方案实施中，应重视支撑架与周边混凝土结构的有效拉结、设置必要的竖向和水平向剪刀撑和设置扫地杆等构造措施。其次，建立高大支模架的验收制度。在浇筑混凝土前全面检查支架、验收，未经验收。支架不得使用。对重点部位重点检查，未达到设计要求的必须坚决返工或采取有效措施加固。最后，浇筑混凝土过程中，要加强观察，发现有变形、沉降、松动或异常响声等情况时必须作出处理后方可允许施工。
三、结束语
由于目前很多建筑工程缺少可靠的支撑系统安全技术措施，从而造成高大模板支架整体倒塌事故频频发生。因此，施工单位必须对高大模板支撑系统进行精确的设计计算和构造处理，必须要有专项施工方案，施工时必须严格按照施工方案施工，高大模板支撑体系必须严格执行国家有关规定“采取周密可靠的安全技术措施”加强现场管理。要通过认真设计计算和严格施工操作控制好高大模板支撑体系的强度、刚度和稳定性，杜绝高大模板支撑体系坍塌事故的发生。
参考文献
[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.建筑施工安全事故案例分析[M]．北京：中国建筑工业出版社，20l0.
[2]姜敏.从模架坍塌事故谈预防措施[J].建筑施工，2008，30(6).
[3]陈安英,郭正兴.扣件式钢管高大支模架坍塌事故分析[J].建筑技术，2008，39(12)．
[4]谢建军,王建宏.模板支架倒塌事故分析与对策[J].施工技术，2004，(2)：35～37．