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脚手架模板支撑事故形式

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1.影响钢管扣件脚手架模板支撑体系的主要要素分析

1.1建筑周转材料的质量差异

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)、《建筑施工模板安全技术规程》(JGJ162—2008)的要求,搭设脚手架所使用的建筑钢管宜为Φ48×3.6(而2011年新规范发布前,施工现场钢管标准规格为Φ48×3.5),扣件重量应不少于1.25kg。但实际施工中,由于材料供应商投机取巧、锈蚀未及时清理钢管、配件未及时补充等多方面原因,钢管和扣件达标率低下。2010年以来,湖北省多起安全事故中都出现建筑钢管、建筑扣件质量不达标的问题。2010年十月份,湖北省建设工程质量安全监督总站委托省检测中心对襄樊、宜昌、十堰等地区的中心城区在建房屋建筑工程用钢管和扣件进行随机抽测,共抽测12组钢管、14组扣件,其中钢管仅有6组尺寸和力学性能符合国家标准;14组旋转扣件13组不合格,14组十字扣件1组不合格,14组对接扣件9组不合格。钢管、扣件是建筑脚手架和模板支撑的基本元件,其质量直接影响脚手架、模板支撑的承载强度和稳定性。

1.2计算模式的局限性

1.2.1计算模式实际受力模式有差异

钢管扣件式脚手架的计算,是将体系简化为质地均匀刚性杆件和铰接点组成的体系来计算的,但杆件的计算模型和简图与实际受力情况有较大差别。首先,计算中各杆件节点是按交于一点的铰接点考虑,但实际中各杆件的连接不能交于一点,加之施工中杆件的垂直度一般只靠肉眼观察,甚至可能超出《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)第5.1.4条的规定,杆件实际上大都是偏心受力,直接影响到立杆稳定性的计算。

1.2.2杆件强度存在局部刚度削减

不同类型的扣件定锁扣力差别明显,特别是连接扣件的定锁扣力仅为2.5kN,与钢管本身强度相差较大,然而在计算中是杆件按一体化计算,极易忽视连接扣件了杆件的强度和刚度的削弱。

1.2.3抗侧能力定量计算困难

对于高大模板支撑体系,往往需要增设纵横向的剪刀撑,这一部分在规范上一般只提出构造要求,设计中往往忽视验算。特别是高大模板支撑系统往往存在抗侧能力不足而引起倾覆,而这多因未进行定量分析。

1.3专项方案设计的疏漏

1.3.1方案设计存有缺项

住建部《高大模板设计导则》中对专项方案的编制内容作出了具体规定,但在方案编制中,一些问题没能得到应有的重视。编制专项方案时,由于梁板高度的变化,往往将部分梁板下的支撑设计为搭接钢管顶撑或抬梁式支撑,致使扣件成为主要受力构件,下部杆件成为偏心受力;专项方案中未通盘考虑砼作业顺序,只规定了砼料的堆积高度,对平推浇筑时产生的侧向挤压应力缺乏考虑,工程实际中由于浇筑不当而临时加固支撑体系的情形时有发生;尤其是对杆件、模板的允许变形缺乏具体控制值和失效判定标准,对模板支撑变形超过规定值时的应急措施缺乏具体的规定。

1.3.2不按实际工况进行计算

方案设计中钢管、扣件等往往刻板地按照标准值取值,而实际工程中绝大部分钢管、扣件的规格属于负偏差,造成抗压和失稳计算与实际工况不相符合。另外,大部分方案中忽视基础沉降的控制。

1.4现场操作质量缺乏控制

现场调查表明,绝大部分工程在材料选用、模板验收和模板使用过程中均缺乏严格控制,施工过程粗放,未按照《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》的要求进行施工和管理。在材料选用时,钢管的平直度、锈蚀度以及扣件配件的合格与否,仅凭肉眼观察,未对进场的承重杆件、连接件等材料的产品合格证、生产许可证、检测报告进行复核,并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。模板支撑体系验收时,绝大部分未按规范规定,《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130)的规定,对扣件螺栓的紧固力矩进行抽查,对梁底扣件进行100%检查。对立杆的垂直度、横杆的水平度以及步距、间距等只进行肉眼观测,极易出现擅自加大间距、步距的情况;在砼浇筑过程中,检查人员只根据肉眼观察构件变形情况,根据经验判定支撑受力状态,缺乏科学的监测。

2.改进对策

2.1加强对原材料的管理

尽量选择合格的钢管、扣件、顶撑等,受市场条件所限,无法选择合格材料时,应挑选负偏差范围内型号基本一致的钢管和扣件,并且在投入使用前仔细检查更换零件,清理污垢和锈迹,调直钢管,保障架体符合设计要求。

2.2合理设定计算参数

按照实际钢管尺寸设定计算参数,根据钢管扣件的质量状况适当放大对应的选择保险系数,超过一定规模的危险性较大的高大模板支撑体系,应对所使用的钢管、扣件进行力学性能检测,根据检测结果设计专项方案。另外,加强对一般支模体系中架体设计值和使用情况的收集整理,形成对应不同的框架梁大小、支撑高度的架体搭设常量表,为模板支撑设计提供参考。

2.3改进模板支撑体系

对于超过一定规模的危险性较大的高大模板支撑体系,梁下杆件必须直接顶撑,并考虑将设为双立杆中间夹横杆的体系,以消除偏心受力状态;有条件的工程可以设计类似物料提升机支柱的通用型的钢支架,直接固结在下层梁板并顶撑在梁下,其它支撑体系与其连接,改单杆件桁架体系为杆件——刚性单元桁架体系,增强架体强度和刚度。

2.4设置合理的监控措施

在梁下受力最大和较大部位安装固定的观测标志,规定合理变形值、警戒变形值、失效变形值,派专人观测,及时根据变形情况采取措施。对于超过一定规模的危险性较大的高大模板支撑体系,条件允许的情况下,宜设置应力应变观测体系,观测变形并收集数据。

2.5健全施工过程管理

组织方案编制人员参加的架体搭设前的放线检查和搭设完成后的验收检查,施工过程中强化扣件的拧紧力矩、梁下立杆垂直度和间距、顶撑伸出长度、架体步距、剪刀撑连续性、扫地杆完整度等的检查,保障架体搭设质量。

3.结语

钢管扣件式脚手架模板支撑体系作为一项广泛使用的常规施工技术,由于材料、设计、施工过程的多种缺陷,极易造成较大生产安全事故,必须引起高度重视,在不断完善管理环节的同时,通过大量积累施工数据,形成经验设计参数值,以弥补计算简式的不足。

作者:周伟单位:湖北省建设工程质量安全监督总站

时代建筑杂志责任编辑:田老师    阅读:人次
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