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文档简介
主讲人:李晓华建筑施工模板工程讲座2021年2月模板工程1模板的种类2现浇结构中常用的模板3模板的撤除4平安本卷须知第4章
混凝土结构工程第1页模板工程的根本要求模板工程对施工本钱的影响显著。一般工业与民用建筑中,平均1m3砼需用模板7.4m2,模板费用约占砼工程费用的34%。在砼结构施工中选用合理的模板形式、模板结构及施工方法,对加速砼工程施工和降低造价有显著效果。模板是使砼构件按几何尺寸成型的模型板,施工中要求能保证结构和构件的形状、位置、尺寸的准确;具有足够的强度、刚度和稳定性;装拆方便能屡次周转使用;接缝严密不漏浆。第11讲
模板工程翻模施工1
模板的种类模板系统的组成:包括模板板块和支架两大部份。模板板块是由面板、次肋、主肋等组成。支架那么有支撑、桁架、系杆及对拉螺栓等不同的形式。
按材料分:有木模板、竹模板、钢木模板、钢模板、塑料模板、铸铝合金模板、玻璃钢模板等。
按工艺分:有组合式模板、大模板、滑升模板、爬升模板、永久性模板以及飞模、模壳、隧道模等。第11讲
模板工程1.1
组合式模板组合模板是一种工具式的定型模板,由具有一定模数的假设干类型的板块、角模、支撑和连接件组成,拼装灵活,可拼出多种尺寸和几何形状,通用性强,适应各类建筑物的梁、柱、板、墙、根底等构件的施工需要,也可拼成大模板、隧道模和台模等。1模板的种类组合式钢模板组合式钢模板
组合式钢模板钢定型模板由边框、面板、横肋组成,面板为2.3~2.5mm的钢板,模板类型主要有平面模板、阴角模板、阳角模板和连接模板,连接件主要有U型卡、钩头螺栓、对拉螺栓和扣件等。钢模板一次性投资大,需屡次周转使用才有经济效益,工人操作劳动强度大,回收及修整的难度大,钢定型模板已逐渐较少使用。钢定型模板U型卡钩头螺栓对拉螺栓阴角模板1.1组合式模板
钢木定型模板面板由钢板改为复塑竹胶合板、纤维板等,自重比钢模轻1/3,用钢量减少1/2,是一种针对钢模板投资大、工人劳动强度大的改进模板。钢框木模板钢框复塑竹胶合模板钢框木定型模板组合的大模板1.1组合式模板1.2
覆塑竹胶合模板
覆塑竹胶合模板是目前广泛使用的一种模板。有单面覆塑和双面覆塑,规格为2440~1220mm,厚度10~12mm。竹胶合模板组织严密、坚硬强韧,板面平整光滑,可钻可锯、耐低温高温,可用于施工现浇清水砼专用模板。1模板的种类酚醛树脂胶合板模板竹胶合板模板铺设楼面模板胶合板面板的单张板块大,不易变形,外表覆膜后增加了耐磨和重复使用次数。胶合板有木胶合板和竹胶合板,厚度有12mm、15mm、18mm、20mm等。但胶合板作为模板也带来重复使用次数不多,造成资源浪费等新的问题。覆膜胶合板
工地上用胶合板做面板,用50×100mm做胶合板模板面板的楞木成为目前主流模板工程材料。胶合板木枋可调钢支柱8页
用胶合板拼接的梁板模板,为防止板块间拼缝的漏浆,用双面胶条粘贴填缝。1.3
模壳是用于钢筋砼密肋楼板的一种工具式模板。密肋楼板由薄板与间距较小的密肋组成,模板的拼装难度大,且不经济。采用塑料或玻璃钢按密肋楼板的规格尺寸加工成需要的模壳,那么具有一次成型、屡次周转的便利。模壳成品堆场密肋楼板模壳安装密肋楼板浇筑砼前采用模壳的密肋楼板1模板的种类
塑料模壳作为模板主要应用在密肋钢筋混凝土楼盖的施工中,模板采用增强的聚丙烯塑料制作,其周转使用次数达60次以上。模壳的主要规格为1200×1200mm、1500×1500mm。塑料模壳与钢管支架顶部的可调托配合使用,可实现提早拆模,一般混凝土达50%设计强度即可拆模。1.4工具式支撑
是采用各种工具式的定型桁架、支撑、托具、卡具等组成模板的支架系统,节约材料、扩大施工空间、加快施工进度。
⑴桁架:可搁置在墙上、梁侧模板横档上,以支撑梁或板的模板。组合式桁架使用时两榀一组,跨度可调范围为2.5~3.5m。荷重较大时可多榀成组排放;结构跨度超过桁架最大跨度时,可在中间加支柱后连续安装桁架。轻型钢桁架轻型钢桁架1模板的种类
⑵支柱:常用支柱一为顶撑,二为井架。顶撑有木制瑟琶撑和活动式钢管支撑,活动钢管支撑的可调高度为1.5~3.6m,每档调节高度为100mm。荷重较大或高度较大时,一般搭设扣件式钢管井架或排架。见右图:可调式钢管支柱梁下顶撑1.5工具式支撑独立钢管支撑组成的支架系统散支散拆的木工字梁顶板模板体系1.5工具式支撑
⑶夹具及卡具:常用的有工具式柱箍和组合式梁卡具。柱箍亦称定位夹箍,用角钢、槽钢、扁钢或木方制成,是直接支承或夹紧各类柱模的支承件。可调柱模板的柱箍1.5工具式支撑无支座柱箍带支座柱箍阳角斜拉杆柱模套箍1.5
永久性模板又称一次消耗模板,即在现浇砼结构浇筑后不再撤除,有的模板与现浇结构叠合成共同受力构件。永久性模板分为压型钢板和配筋的砼薄板两种,多用于现浇钢筋砼楼〔屋〕面板,永久性模板简化了现浇结构的支模工艺,改善了劳动条件,节约了拆模用工,加快了工程进度,提高了工程质量。压型钢板组合楼板示意图压型钢板作永久性模板1模板的种类2
现浇结构中常用的模板根底的特点是高度小而体积较大。第11讲
模板工程2.1根底模板模板安装前,应核对根底垫层标高,弹出根底的中心线和边线,将模板中心线对准根底中心线,然后校正模板上口标高,符合要求后要用轿杠木搁置在下台阶模板上,斜撑及平撑的一端撑在上台阶模板的背方上,另一端撑在下台阶模板背方顶上。阶形独立根底模板安装2.1.1柱下单独根底模板混凝土阶梯柱脚施工的吊模杯形根底模板杯芯模两侧要钉上轿杠木,以便搁置在上台阶模板上,杯芯模不设底模板,以利杯口底部砼振捣。弹出根底中线安装根底模板高质量的柱下独立根底2.1根底模板下阶模板上阶模板杯芯模板平撑轿杠木轿杠木钢管背方钢管背方2.1.3条形根底模板先核对垫层标高,在垫层上弹出根底边线,将模板对准根底边线垂直竖立,模板上口拉通线,校正调平无误后用斜撑及平撑将模板钉牢;有地梁的条形根底,上部可用工具式梁卡固定,也可用钢管吊架或轿杠木固定。台阶型根底要保证上下模板不发生相对位移。土质良好时,阶型根底的最下一阶可采用原槽浇筑。2.1根底模板2.2
柱模板⑴弹线及定位:先在根底面(楼面)弹出柱轴线及边线,同一柱列那么先弹两端柱,再拉通线弹中间柱的轴线及边线。按照边线先把底盘固定好,然后再对准边线安装柱模板。
柱子的特点是断面尺寸不大而高度较大。2现浇结构中的常用模板
⑵柱箍的设置:为防止砼浇筑时模板发生鼓胀变形,柱箍应根据柱模断面大小经计算确定,下部的间距应小些,往上可逐渐增大间距,但一般不超过1.0m。柱截面尺寸较大时,应考虑在柱模内设置对拉螺栓。柱子木模板
竖向结构施工——柱模板混凝土浇筑中由于浇筑速度快,柱模板也要承受很大的侧压力,一般矩形柱截面单侧边长大于700mm时需设穿柱拉杆。
对于矩形截面的混凝土柱,一般采用胶合板面板做模板,50×100木枋做竖内楞,双钢管和钢筋拉杆做柱箍。用双钢管和钢筋拉杆做柱箍2.2柱模板花辨形墩柱模板拼装现场矩形柱模板支设现场⑷柱高≥4m时,柱模应四面支撑,柱高≥6m时,不宜单根柱支撑,宜几根柱同时支撑组成构架。⑸对于通排柱模板,应先装两端柱模板,校正固定后,再在柱模板上口拉通线校正中间各柱模板。柱模门子板独立柱模板的校正
⑶柱模板须在底部留设清理孔,沿高度每2m开有砼浇筑孔和振捣孔。
独立柱模板的支撑2.2柱模板
柱模的关键要解决垂直度、施工时的侧向稳定、砼浇筑时的侧压力问题,同时方便砼浇筑、垃圾清理和钢筋绑扎等。可调截面钢柱模板桥墩定型钢模板桥墩定型钢模板2.2柱模板高架桥桥墩模板安装2.2柱模板2现浇结构中的常用模板2.3梁模板梁的特点是跨度大、宽度小而高度大。梁模板及支撑系统要求稳定性好,有足够的强度和刚度,不产生超过标准允许的变形。⑴梁模板应在复核梁底标高、校正轴线位置无误后进行。⑵梁底板下用顶撑(琵琶撑)支设,顶撑间距视梁的断面大小而定,一般0.8~1.2m,顶撑之间应设水平拉杆和剪刀撑,使之互相拉撑成为一整体,当梁底距地面高度大于6m时,应搭设排架或满堂红脚手架支撑;为确保顶撑支设的坚实,应在夯实的地面上设置垫板和楔子。T形梁支模⑶梁侧模下方应设置夹木,将梁侧模与底模板夹紧,并钉牢在顶撑上。梁侧模上口设置托木,托木的固定可上拉(上口对拉)或下撑(撑于顶撑上),梁高度≥700mm时,应在梁中部另加斜撑或对拉螺栓固定。有斜撑的梁模板2.3梁模板梁底模板及支架预应力大梁的钢管排架支模
用扣件钢管做梁板模板的支模架是目前国内主流的支模方式,其优点为搭设灵活,通用性强,缺点为扣件的传力不直接,受人为因素影响大。混凝土梁底模混凝土楼板底模
⑷当梁的跨度≥4m时,梁模板的跨中要起拱,起拱高度为梁跨度的1~3‰。2.3梁模板大梁模板的支设2.4
板模板
板模板一般面积大而厚度不大,板模板及支撑系统要保证能承受砼自重和施工荷载,保证板不变形、不下垂。
⑴底层地面应夯实,底层和楼层立柱应垫通长脚手板,多层支架时,上下层支柱应在同一竖向中心线上。2现浇结构中的常用模板⑵模板铺设方向从四周或墙、梁连接处向中央铺设。⑶为方便拆模,木模板宜在两端及接头处钉牢,中间尽量不钉或少钉。⑷阳台、挑檐模板必须撑牢拉紧,防止向外倾覆、确保平安。2.4板模板桁架支设楼板模板用定型钢模板支设楼板模板⑸楼板跨度大于4m时,模板的跨中要起拱,起拱高度为板跨度的1~3‰。
要保证扣件钢管排架的承载力,控制立杆的步高、顶层扣件的拧紧力矩和每步的双向水平杆不少搭是关键。步高顶层扣件拧紧双向水平杆均有2.5
墙模板⑴根据边线先立一侧模板并临时支撑固定,再立另一侧模板。2现浇结构中的常用模板⑶预留门窗洞口的模板应有锥度,安装牢固,既不变形,又易于撤除。⑵墙体模板的对拉螺栓要设置内撑式套管(防水砼除外),一是确保对拉螺栓重复使用,二可控制墙体厚度。墙体模板安装先立一侧模板并临时固定绑扎墙体钢筋再立另一侧模板⑷墙体模板高度较大时,应留出一侧模板分段支设,不能分段支设时,应在浇筑的一侧留设门子板,留设方法同柱模板,门子板的水平间距一般为2.5m。
剪力墙模板安装⑸为预留墙体洞口而设在模板内的内套模板要设置排气孔。2.5墙模板竖向结构施工——墙模板墙模板的特点为混凝土的浇筑速度快,模板侧压力大,应充分注意模板竖内楞、钢管横外楞以及对拉螺栓的间距,防止胀模和炸模。木枋内楞C型钢内楞
地下室混凝土外墙施工支模,由于墙高、墙身厚,应注意控制混凝土的浇筑速度,防止胀模。模板设计计算中,根据模板面板厚度,以内竖楞为模板面板的支点,取面板一定宽度为计算单元宽度,可按三跨连续梁计算,以此可确定内竖楞的间距。依面板厚度,确定内竖楞间距单元宽度计算外双钢管横楞间距计算单元宽度
计算外双钢管横肋间距时,以一根内竖楞为等效梁单元,以外横钢管为内竖楞梁的支点,也可按三跨连续梁计算,以此确定外横楞的间距。计算单元宽度计算对拉螺栓间距
确定内外模对拉螺栓间距时,以双钢管外横肋为等效梁,计算单元宽度为两横肋间间距,以对拉螺栓为该梁的支点。
地下室混凝土外墙内外模板间的对拉螺栓上通常按需要焊接止水片,防止沿拉杆形成渗水通道。焊接的止水片穿墙拉杆2.6
楼梯模板
楼梯与楼板相似,但又有其支设倾斜、有踏步的特点。
楼梯模板的梯步高度要一致,尤其要注意每层楼梯最上一步和最下一步的高度,防止由于粉面层厚度不同而形成梯步高度差异。施工前应根据设计放样,施工时先装平台梁板模板、再装楼梯斜梁和楼梯板底模板、然后装楼梯外帮侧板,最后装踏步侧板。板式楼梯模板2现浇结构中的常用模板板式楼梯的底模板2.7
大模板
大模板是一种大尺寸的工具式模板,常用于剪力墙、筒体、桥墩的施工。由于一面墙用一块大模板,装拆均起重机械吊装,故机械化程度高、减少用工量和缩短工期。全钢大模板钢木大模板2现浇结构中的常用模板大模板由面板、次肋、主肋、支撑桁架及稳定装置组成。面板要求平整、刚度好;板面须喷涂脱模剂以利脱模。两块相对的大模板通过对销螺栓和顶部卡具固定;大模板存放时应翻开支撑架,将板面后倾一定角度,防止倾倒伤人。大模板的存放2.7大模板翻开支撑架模板后倾存放大模板的构造2.8飞模〔台模、桌模〕
飞模(其外形如桌,亦称台模、桌模)是一种大型工具式模板,适用于大进深、大柱网、大开间的钢筋砼楼盖施工,尤其适用现浇板柱结构(无梁楼盖)的施工。施工要求用起重设备从已浇筑砼的楼板下吊运飞出至上层重复使用,故称飞模。钢管组合式飞模跨越式飞模示意图2现浇结构中的常用模板飞模分有支腿飞模和无支腿飞模两类,国内常用有支腿飞模,设有伸缩式或折叠式支腿。飞模有钢管组合式飞模、门式架飞模、跨越式桁架飞模。飞模要求一次组装、重复使用,简化模板支拆工序,节约模板支拆用工。飞模在施工中不再落地,以免造成施工场地紧张。飞模转层飞模在楼间整体移动2.9飞模(台模)液压滑动模板(简称滑模)主要用于现场浇筑钢筋砼竖向、高耸的和建(构)筑物,如烟囱、筒仓、高桥墩、电视塔、竖井等。施工占地面积小、速度快、可大量节约模板和劳动力,降低工程本钱。2.9液压滑动模板液压滑升模板系统示意图
液压滑动模板由模板系统、平台系统和滑升系统组成。模板系统包括模板、围圈和提升架组成,用于成型砼;平台系统包括操作平台、辅助平台、内外吊脚手架,是施工操作场所;滑升系统包括支承杆、液压千斤顶、高压油管和液压控制台,是滑升动力装置。2现浇结构中的常用模板工作原理:滑动模板(高1.5~1.8m)通过围圈与提升架相连,固定在提升架上的千斤顶(35~120kN)通过支承杆(Φ25钢筋~Φ48钢管)承受全部荷载并提供滑升动力。滑升施工时,依次在模板内分层(30~45cm)绑扎钢筋、浇筑砼,并滑升模板。滑升模板时,整个滑模装置沿不断接长的支承杆向上滑升,直至设计标高;滑出模板的砼出模强度已能承受自重和上部新浇筑砼重量,保证出模砼不致塌落变形。水泥库液压滑模施工2.9液压滑动模板2.10
爬升模板爬升模板(简称爬模),是一种适用于现浇钢筋砼竖向、高耸建(构)筑物施工的模板工艺,其工艺优于液压滑模。爬升模板系统示意图
工作原理:以建筑物的钢筋砼墙体为支承主体,通过附着于已浇筑完成的钢筋砼墙体上的爬升支架或大模板,利用连接爬升支架与模板的爬升设备,使一方固定,另一方相对运动,交替向上爬升,以完成模板的爬升、下降、就位和校正等工作。2现浇结构中的常用模板爬模按爬升方式可分为“有架爬模〞(模板爬架子、架子爬模板)和“无架爬模〞(模板爬模板)。爬模的爬升工艺流程图2.10爬升模板
爬模按爬升设备可分为电动爬模和液压爬模。液压爬模自带液压顶升系统,液压系统可使模板架体与导轨间形成互爬,从而使液压自爬模稳步向上爬升,液压自爬模在施工过程中无需其它起重设备,操作方便,爬升速度快,平安系数高。是高耸建筑物施工时的首选模板体系。液压自爬模板
2.10爬升模板爬模工艺施工桥塔爬模近景2.10爬升模板2.11悬臂模板
悬臂模板主要用于大坝、桥墩、砼挡土墙、冷却塔以及地下人防砼衬砌等结构的模板施工。●
模板可整体后移,便于清理摸板及绑扎钢筋。
●
模板可利用微调使其与砼贴紧,防止漏浆及错台
。
●
模板可相对支撑架上下左右调节,使用灵活。利用斜撑模板可前后倾斜,最大角度为30°砼的侧压力全部由预埋件承担,不需设拉筋。施工中的悬臂模板及支架2现浇结构中的常用模板2.12
隧道模隧道模是同时浇筑竖向结构和水平结构的大型工具式模板,它能将各开间沿水平方向逐段整体浇筑,结构的整体性、抗震性好,施工速度快。隧道模有全隧道模
和半隧道模
两种。
全隧道模又称为隧道衬砌台车,
因其自重大,推移时需铺设轨道,目前逐渐少用。2现浇结构中的常用模板
半隧道模
由两个半隧道模组成,在两个半隧道模之间增加一块插板,可以组合成各种开间需要的宽度。溪洛渡导流洞衬砌施工三维景像半隧道模板的单元角模2.12隧道模4模板的撤除砼成型并养护一段时间、当强度到达一定要求时,即可撤除模板。模板的撤除日期取决于砼硬化的快慢、模板的用途、结构的性质及环境温度。及时拆模可提高模板周转率、加快工程进度;过早拆模,砼会变形、断裂,甚至造成重大质量事故。现浇结构的模板及支架的撤除,如设计无规定时,应符合以下规定:第11讲
模板工程4.1撤除要求应在砼强度能保证其外表及棱角不因拆模板而受损坏时,方可撤除;对后张法预应力砼结构构件,侧模宜在预应力张拉前撤除。
侧模底模及支架撤除时的砼强度应符合设计要求,设计无要求时,应在与结构同条件养护的砼试块到达以下规定时方可撤除。构件类型构件跨度(m)达到设计的砼立方体抗压强度标准值的百分率(%)板≤2≥50>2,≤8≥75>8≥100梁、柱、壳≤8≥75>8≥100悬臂构件-≥100底模及支架撤除时的砼强度要求4.1撤除要求
底模及支架4.2
拆模顺序应遵循“先支后拆、后支先拆〞,“先非承重部位、后承重部位〞以及自上而下的原那么。重大复杂模板的撤除,事前应制定撤除方案。单块组拼的应先撤除钢楞、柱箍和对拉螺栓等连接件、支撑件,从上而下逐步撤除;预组拼的应撤除两个对角的卡件,并临时支撑,再撤除另两个对角的卡件,挂好吊钩,撤除临时支撑,方能脱模起吊。4模板的撤除4.2.1柱模的撤除单块组拼的在撤除对拉螺栓、大小钢楞和连接件后,从上而下逐步水平撤除;预组拼的应先挂好吊钩,检查所有连接件是否撤除后,方能撤除临时支撑,脱模起吊。4.2撤除顺序组合式钢模板的撤除竹胶合模板的撤除4.2.2墙模的撤除先撤除梁侧模,再撤除楼板底模,最后撤除梁底模。撤除跨度较大的梁下支柱时,应从跨中开始分别拆向两端。4.2撤除顺序多层楼板支柱的撤除:上层楼板正在浇筑砼时,下一层楼板的模板支柱不得撤除,再下一层楼板模板的支柱,仅可撤除一局部;跨度4m及4m以上的梁下均应保存支柱,其间距不得大于3m。梁模板的撤除
梁、板模板与构件同条件下养护的砼试块4.3拆模本卷须知⑴拆模时,操作人员应站在平安处,以免发生平安事故。⑵拆模时应防止用力过猛、过急,严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬,以免损坏砼外表或模板。4模板的撤除⑶撤除的模板及配件应有专人接应传递并分散堆放,不得对楼层形成冲击荷载,严禁高空抛掷。⑷模板及支架清运至指定地点,应及时加以清理、修理,按尺寸和种类分别堆放,以便下次使用。禁止上下同时作业主动避让吊物模板工程的平安至关重要,做必要的模板工程设计计算是保证模板根本承载力的根底。2005年5月南京河西中央公园地下室施工发生了模板支架整体坍塌事故,死1人。支架的整体倾斜倒塌,说明了重视模板支架的构造措施〔设扫地杆、剪刀撑等〕的必要性。上河国际B区超高支模架坍塌事故
承包商将长沙上河国际商业广场B区中庭钢化玻璃结构顶盖改为砼结构,并安排无支模架搭设资质的工人进行超高支模架的搭设。2021年4月30日12:47,因模板支撑系统失稳,导致约21m高的整个支模系统坍塌,11名工人随屋面及支撑架从高空坠落,其中8人死亡、3人受伤。施工中的上河国际商业广场超高支模架坍塌示意图检查院对承包商〔湖南长大建设集团〕、监理〔长沙建设工程监理〕、业主方的8名责任人提起公诉,3人涉嫌重大事故责任罪。坍塌现场照片高达21m的中庭各类施工支架在承载和使用中发生坍塌时,大多都会造成相当严重的后果。特别是混凝土楼(层)盖模板支架在浇筑中发生的坍塌事故,往往都会造成沉重的人员伤亡、巨大的经济损失和不良的社会影响。不不仅给遇难人员家庭带来难以弥合的创伤,也会严重危及企业的生存与开展。因此,无论从哪个方面来讲,都必须高度重视对模板支架坍塌事故的研究。建筑施工模板支架坍塌事故的解析和预防采取强有力的技术保障和管理措施,预防和杜绝模板支架坍塌事故的发生。
下面我谈三个问题:
1模板支架是重大伤亡事故的多发领域;
2引发模板支架坍塌事故的技术原因和技术责任;
3加强管理、严格控制,杜绝模板支架坍塌事故发生。建筑施工模板支架坍塌事故的解析和预防1模板支架是重大伤亡事故的多发领域(2)近年来发生的典型模板支架坍塌事故
2000年10月25日。南京某演播厅屋盖(面积624平米,高38m,其中地上高29.3米)模板支架(高36.4米),在浇筑刚过中部大梁后突然发生坍塌,整个过程仅延续4秒钟,造成6人死亡、25人受伤。
图1显示出了发生坍塌的工程部位。如此高大的模板支架工程竟无设计和计算,任由工人凭经验搭设,立杆间距达1.5m以上,步距1.5~2.Om(漏设水平杆的竟达3.9m),且均未设置扫地杆。显示了发生坍塌的工程部位。如此高大的模板支架工程竟无设计和计算,任由工人凭经验搭设,立杆间距达1.5m以上,步距1.5~2.Om(漏设水平杆的竟达3.9m),且均未设置扫地杆。图1显示了发生坍塌的工程部位。如此高大的模板支架工程竟无设计和计算,任由工人凭经验搭设,立杆间距达1.5m以上,步距1.5~2.Om(漏设水平杆的竟达3.9m),且均未设置扫地杆。(2)近年来发生的典型模板支架坍塌事故
2005年9月5日。北京西西工程当楼盖浇筑快接近完成时,从楼盖中部偏西南部位突然发生凹陷式坍塌(图2),造成死亡8人、重伤21人的重大事故。现场人员当时看到楼板形成V形下折情况和支架立杆发生多波弯曲并迅速扭转后,随即整个楼盖连同布料机一起垮塌下来,落砸在地下一层顶板(首层底板)上,坍落的混凝土、钢筋、模板和支架绞缠在一起,形成0.5—2.0m高的堆集,使找人和清理异常困难,至10日凌晨才挖出最后一名遇难者。中庭楼盖的坍塌也招致邻跨的钢筋和模板向中庭下陷,粗大的梁筋被从柱子中拉出达lm多;在冲砸之下,首层底板局部严重损坏、相应框架梁下沉、破损、开裂,支架严重变形。地下二层顶板和支架的相应部位也有明显的损伤和变形。图3~图8分别示出了坍塌现场全貌、局部、清理场面和支架变形情况。事故的5名责任人分别被判3~4年,责任企业不得不进行重组改貌。
图3西西工程坍塌现场全貌〔一〕图4西西工程坍塌现场全貌〔二〕图5西西工程坍塌现场局部图6西西工程坍塌现场清理情况图7西西工程临边部位支架变形情况图8西西工程相应地下结构的支架受损与变形情况
2007年2月12日。广西医学大学图书馆演讲厅(面积为450m2、高约24m)在浇筑屋盖混凝土时,模板支架突然坍塌,14人坠下被埋,造成7死7伤(图9、图10)。图9广西医大图书馆演讲厅坍塌现场〔一〕图10广西医大图书馆演讲厅坍塌现场二2007年6月13日。广州珠江黄埔天桥东二环六标段,钢管支架在预压时发生坍塌(图11),造成2死2伤。图11黄埔大桥模板支架在预压时坍塌现场2007年9月6日。郑州富田太阳城工程中庭模板支架突然垮坍(图12),造成7死17伤。初步认定为一平安生产责任事故,主要问题为:1)未严格执行施工方案和标准规定,梁下立杆间距方案设计为0.4m,实际搭设为1.3m;2)监理监管不力;3)浇筑工艺程序有问题。
图12富田太阳城坍塌事故现场2021年3月13日。西安法门寺一期工程正圣门东A区高大厅堂梁板楼盖,支模高度达20.5m,采用扣件式钢管支架,没有设置垂直和水平剪刀撑,在浇筑至板中间部位时,突然发生坍塌,正在作业的十几名工人,瞬间如自由落体般地被摔坠至地面,造成3人死亡、6人受伤图13法门寺工程模板坍塌事故现场2021年3月13日。西安法门寺一期工程正圣门东A区高大厅堂梁板楼盖,支模高度达20.5m,采用扣件式钢管支架,没有设置垂直和水平剪刀撑,在浇筑至板中间部位时,突然发生坍塌,正在作业的十几名工人,瞬间如自由落体般地被摔坠至地面,造成3人死亡、6人受伤图14法门寺工程模板支架立杆弯曲情况
湖南凤凰堤溪沱江大桥支架坍塌事故,死47人、伤20人,主要原因为折除的顺序和时间不当。图15
凤凰堤溪大桥坍塌现场图16南京赛虹立交桥中华门段高架桥模板支架坍塌福建南平顺昌县在建大桥坍塌事故
图17顺昌在建大桥坍塌事故现场图18郑州郑东新区商业楼坍塌事故现场图19鹿城段铁路高架桥在移动中倒塌事故现场〔3〕多发事故的根本特点1〕在相应领域长期存在引发事故的环境、条件、因素和大量隐患;2〕同类事故不断发生;3〕相同或相近原因事故反复发生。
2引发模板支架坍塌事故的技术原因和技术责任建筑施工模板支架坍塌事故的解析和预防2引发模板支架坍塌事故的技术原因和技术责任〔1〕模板支架发生坍塌的技术原因模板支架发生坍塌的技术原因或内在机理,可以归纳为以下一段话:单从技术角度来讲:脚手架结构模板支架坍塌破坏之所以会发生,不外出现了以下两种情况,或者二者兼而有之:一是架体或其杆件、节点实际受到的荷载作用超过了其实际具有的承载能力,特别是稳定承载能力;二是架体由于受到了不应有的荷载作用(侧力、扯拉、扭转、冲砸等),或者架体发生了不应有的设置与工作状态变化(倾斜、滑移和不均衡沉降等),招致发生非原设计受力状态的破坏。造成实际荷载及其作用大于设计值的主要因素列于表1中。〔1〕模板支架发生坍塌的技术原因表1造成实际荷载及其作用大于设计值的主要因素类别造成大于设计值的主要因素实际荷载1)劲性钢筋和高配筋率结构件未调增自重标准值;2)实际出现了未予考虑、但数值较大的施工设备和堆料荷载;3)在局部作业面上集中了过多的人员、浇筑和振捣设备;4)其他实际值显著大于设计值的因素;5)出现未予考虑的荷载实际发生的荷载作用1)未按最不利受载部位(如梁交汇处)计算;2)任意加大立杆间距;3)相邻顶部支点的标高不一致,造成作用不同步和不均衡受载,高位者承受过大的荷载作用;4)支架立杆未按与集中荷载作用点对中或集中荷载轴线对称要求设置,产生较大的偏心作用;5)浇筑工艺不符合稳定、逐层和均衡加载的要求,或临时做违反这一要求的改变〔1〕模板支架发生坍塌的技术原因在施工中架体可能出现不应有的设置与工作状态变化列于表2中。表2架体不应出现的主要设置与工作状态变化类别脱离或影响设计的变化架体设置状态1)设置基地出现过大的不均匀沉降,造成部分立杆脱空、虚支或滑移;2)支架立杆底部未设置支垫或支垫不合格;3)未按规定设置扫地杆或设置不合格;4)高支架未设置必要的附着拉结或整体稳定措施;5)在毗邻地区进行地下工程施工及其他危及支架设置安全的因素架体工作状态1)安装偏差(特别是立杆的垂直偏差)过大;2)未设置专门承传水平荷载作用的措施;3)在遭受强力自然力(风、雨、雪、地震等)之后未做检查、调整和加固;4)出现其他不应有的工作状态变化〔1〕模板支架发生坍塌的技术原因使架体实际承载力能力降低的主要因素列于表3中。
表3使架体实际承载能力降低的主要因素类别造成低于设计值的主要因素构架情况1)使用减料、劣质、变形、磨损的杆件和连接件;2)构架节点和杆件连接不合格;3)立杆伸出长度过大;4)横杆漏设;5)梁、板支架的立秆间距和步距不配合;横杆不能按设计要求连通;6)随意加大构架参数;7)未按规定设置竖向和水平斜杆(剪刀撑)或设置不合格;8)混用互不配合的不同架种材料;9)扫地杆过高支座和体型1)可调托、底座丝杆直径偏小、工作长度偏大;2)搭设高度增加造成降低因素的不利累积;3)高宽比过大降低其整体稳定性〔2〕引发模板支架坍塌的直接起因引发模板支架坍塌的直接起因,大致来自以下3个方面:第一方面——支架因设计和施工缺陷,不具有确保平安的承载能力。在正常浇筑和荷载增加的过程中,随时都会在任何首先到达临界/极限应力或变形(位移)的部位发生失稳和破坏,从而引起支架瞬间坍塌。这类支架一旦开始进行混凝土浇筑作业,就面临坍塌破坏的危险境地,且难以监控。除非因已发现显著变形、晃动或异常声响(连接件、节点开裂、破坏)而立即停止作业、撤离人员,那么事故将不可防止。没有进行方案设计或设计平安度不够的,按脚手架构造搭设的、任由工人单凭经验搭设的和在搭设之中任意扩大尺寸与随意减少杆件的支架,就属于这一方面;〔2〕引发模板支架坍塌的直接起因引发模板支架坍塌的直接起因,大致来自以下3个方面:第二方面——支架因设计或施工原因。使其承载能力没有多大富裕。在遇到显著超过设计的荷载作用时,由局部失稳开始,迅即引起模板支架整体坍塌。这种情况多出现在自一侧起向另一侧整体推进浇筑工艺、并浇筑至高重大梁时和在浇筑的最后阶段、过多集中浇捣设备与人员作业时。所谓“被最后一根稻草压跨"的临界加载作用,是其主要特征;〔2〕引发模板支架坍塌的直接起因引发模板支架坍塌的直接起因,大致来自以下3个方面:第三方面——支架因采用的构架尺寸较大、未设水平剪刀撑加强层及竖向斜杆〔剪刀撑)设置不够等,造成构架的整体刚度缺乏。当因局部的模板、木格栅和直接承载横杆发生折断或节点破坏垮塌时,架体承受不了局部垮塌的冲击和扯拉作用,而酿成整体坍塌。〔2〕引发模板支架坍塌的直接起因根据以上三个方面起因、并结合表1一表3所分析的事故因素,可将模板支架坍塌事故的直接起因和主要诱发点列入表4中。
表4模板支架坍塌的直接起因和主要诱发点直接起因主要诱发点1.支架不具有确保正常施工安全要求的承载能力2.实际的荷载作用超过了支架的设计承载能力;3.支架不具有抵抗局部垮塌作用的整体刚度1)直接承载横杆(φ48)的跨度1.2m;2)立杆伸出长度a>0.5μh;3)横杆漏设或者未按设计规定要求连通;4)未设扫地杆或设置过;5)立杆接头处于步距中;6)节点安装不合格或紧固不够;7)未设水平、竖向剪刀撑(斜杆)或设置不符合要;8)使用缺斤短两、劣质、变形、有损伤杆件和连接件;9)使用不符合要求的可调托底座或者其丝杆的工作长度>300mm;10)采用不安全的浇筑工艺和程序;11)过多集中设备和人员作业〔3〕模板支架坍塌的类型划分模板支架坍塌的技术类型一般可按以下构成划分:坍塌类型=直接的技术起因+诱发点+坍塌破坏模式其中的直接起因和诱发点已见表4所列,但其工程与内容表述尚需继续补充、调整和完善,而坍塌破坏的模式那么初步列于表5中,其工程和表述也需进一步补充、调整和完善。〔3〕模板支架坍塌的类型划分表5支架坍塌破坏的模式序坍塌破坏模式123456支架顶部失稳造成的整体(局部)坍塌破坏;支架底部失稳造成的整体(局部)坍塌破坏;支架失稳造成的整体(局部)坍塌破坏;支架架体破坏造成的整体(局部)垮塌破坏;支架过大沉降变形造成的整体(局部)垮塌破;支架过大侧移造成的整体倾覆垮塌破坏〔3〕模板支架坍塌的类型划分在描述模板支架坍塌的技术原因类型时,应防止按上述组合式的机械垒砌,应尽量按直接起因、诱发点、破坏模式之间的有机连系并以通顺的文字加以界定。例如北京西西工程模板支架坍塌事故的类型就可以定为:“由各种明显的设计和施工存在的技术平安缺陷、特别是立杆伸出长度过大引发支架上部失稳所造成的模板支架整体坍塌事故"这一表述不仅较为确切地描述了坍塌破坏的模式,同时也较为全面和准确地界定了事故发生的技术原因。但在多数情况下,因缺少相应的目击证言和支架最早破坏部位的勘察材料,而难以确定其诱发点时,可以将直接起因和多种可能的诱发点综合在一起,做出不失全面性和符合性的概述。〔4〕模板支架坍塌事故的技术平安责任可以说,任何一起模板支架坍塌事故都有其技术原因和相关施管人员的技术平安工作责任。当事故由以技术责任为主引起时,就会被定为技术责任事故。如北京西西工程的土建总工误认为立杆伸出长度不大于步距就可以,并又在施工日志和“重大隐患整改通知书〞中以文字加以确认时,这是个“技术责任事故"就被定了性。目前对技术平安责任尚无明确的界定规定。一般说来,技术平安责任就是表6所列施工方案和措施的8项技术平安要求应予履行的责任。当对由技术平安问题做为直接或主要原因引发的事故追究法律责任时,表7所列各项违反技术平安要求的行为和过失,将是追究相关人员技术平安责任的切人点。〔4〕模板支架坍塌事故的技术平安责任表6施工方案和措施应予到达的技术平安要求序方案和措施的技术安全要求12345678符合现行标准的技术安全规定。当无相应或可参照的标准规定时,应通过专项试验、分析研究和专家论证确定可行的技术安全规定;符合工程及施工各阶段的实际情况,计验算项目及采用参数必须覆盖住实际存在与可能出现的最不利和危险的情况;计验算式、荷载和调整系数的取用正确、无遗漏,计算过程无错误;对材料的规格和质量、设置与工作状态、构造和连(拉)结要求、施工工艺和使用条件、杆件变形和基地稳定等一切可能影响支架工作安全的控制事项,均有明确严格的限控指标、要求或措施;对危险的环节、部位、事项和因素有可靠的保险和保护措施,必要时应设监测或监护;对可能出现的隐患、异常情况与突发事态有全面和充分的考虑,有到位的应急处置和安全排险救助预案;有对各级相关人员技术安全责任和及时反馈情况的规定或要求;有对方案、措施实施情况的考察、记录、研究和总结要求〔4〕模板支架坍塌事故的技术平安责任表7追究相关人员技术平安责任的切入点序追究技术安全责任的切人点123456789方案措施编制粗糙、内容欠缺,不具有操作性;方案措施严重脱离工程和施工实际情况,失去对施工的控制作用;方案措施中存在违反标准和规定的突出问题;方案措施中存在已引发过去支架坍塌事故的不当设计和错误施工做法;在支架设计计算中存在影响安全的重要疏漏和错误;对缺少可靠依据的关键事项未做试验和论证,草率决定;没有全面、明确提出技术安全限控要求,使得施工未能进行相应的控制;对改变、调整方案措施的处置不当,招致新的问题出现;其他工作失职或缺陷所造成的隐患和事故因素〔5〕工程总工必须管好、做好工程的技术平安工作不仅模板坍塌事故,但凡一切工程平安事故,工程总工都是事故责任的被追究者之一。工程总工是工程技术平安工作的总管。肩负着工程工程施工方案决策和技术平安掌管责任。应当把主要精力放在掌管好工程施工的技术平安和努力推动技术进步的工作上;并且应当有职有权,确保到达各项工作要求。当受到施工安排和经济考虑的冲击时,也能坚守住起码的平安保证要求、确保不出技术平安事故的底线!目前工程总工未能将技术平安工作掌管到位的情况较为普遍,主要表现为工作上的粗和浮;考虑不全面、研究不深入、规定不细致、保障不到位。出于各种原因,工程总工较多难以坐下来、平静下心来研究技术的平安保证问题和仔细审查方案的设计计算,且大多也缺少按需要进行专项试验和课题研究的相应条件,难以在推进技术改善、进步和创新方面施展才干。而在一定程度上缺少相应的技术能力和经验,对设计计算工作生熟、甚至不会计算,看(查)不出问题、拿不起工作的也不鲜见。这些情况就导致了模板支架方案措施的编制质量不高,不能提供可靠的技术平安保证和其他技术平安管理不到位的问题,成为以工程总工为载体的平安工作隐患。〔5〕工程总工必须管好、做好工程的技术平安工作因此,我想在这里说两句话:第一句:希望工程总工坚守岗位职责,全力管好、做好工程工程的技术平安工作,努力在确保工程施工平安和推进科技进步与创新方面取得成绩、做出奉献;第二句:希望工程和企业领导高度重视、大力支持和积极帮助工程总工做好他们的本职工作,给他们提供履职尽责、发挥才干和迅速提高的条件与时机。这也是企业生存和开展的重要支撑。建筑施工模板支架坍塌事故的解析和预防
3加强管理、严格控制,杜绝模板支架坍塌事故发生3加强管理、严格控制,杜绝模板支架坍塌事故发生〔1〕引发模板支架坍塌事故的管理原因和管理责任我们常说:“施工平安三分靠技术、七分靠管理〞。这不是说技术只有“三分〞的重要性,技术肯定要占“七分〞以上。但是,再完善的技术和方案、措施,如果没有强有力的施工管理,不被认真执行,或者可以随意改变,也是难以起到它应有的保障作用。而技术管理又是施工管理的重要组成局部。模板支架坍塌事故之所发生,除前述技术及其管理原因外,还有多个方面的管理原因,其中应特别注意以下两个方面的问题:一是不顾平安的违规行为和工作决策与安排问题;二是对大量存在的“习惯性平安隐患"熟识无赌的问题。当以管理问题为主引发事故时,就是管理责任事故。3加强管理、严格控制,杜绝模板支架坍塌事故发生〔1〕引发模板支架坍塌事故的管理原因和管理责任违规行为是违反现行建筑生产法律、法规、标准及企业各级平安规章的行为,它是滋生生产平安事故的温床;而不当的施工决策与工作安排问题,将会导致平安保证要求的降低、不平安因素的增加和不平安状态的出现,成为引发事故的直接、主要或重要原因。也是以工程经理为载体的平安工作隐患.其主要的常见表现列于表8中。3加强管理、严格控制,杜绝模板支架坍塌事故发生〔1〕引发模板支架坍塌事故的管理原因和管理责任表8违规、不当决策和经理工作稳患的主要常见表现方面主要常见表现违规行为1)违反现行法规、标准和规章;1)违规承包,层层转包,以包代管;3)没有施工方案或不经论证、审批;4)违章开(施)工,指挥和作业;5)不提供或不使用安全护品;6)未按安全要求进行交底、培训和教育;7)不进行或放松检查验收工作;8)无安全应急预案不当的决策和安排1)降低安全要求投标和承包;2)使用不具资质的队伍和人员;3)降低方案措施的安全保证要求;4)削减安全工作投入;5)决定使用不合格材料、机具和护品;6)不顾安全,强令赶工、抢工和交叉施工;7)随意改变施工方案和安排;8)对异常情况和突发事态做出错误处置其他以经理为载体的安全工作稳患1)存在对安全工作“讲起来重要,做起来次要,忙起来不要”的通病;2)侥幸思想,“经验”作怪,丧失安全警惕性和对隐患大量存在的危机感3)时常会做出狠抓进度、效益而忽视安全要求的决定;4)长时间较少介入,对技术安全和设计计算变得生疏3加强管理、严格控制,杜绝模板支架坍塌事故发生〔1〕引发模板支架坍塌事故的管理原因和管理责任所谓“习惯性平安隐患〞,就是长期存在于施管人员之中的、已变成习惯性做法、习以为常、熟识无睹的生产(施工)平安隐患。其在模板支架坍塌事故中的常见表现列于表9中。从中可以看出,习惯性平安隐患正式工程和技术平安管理工作存在问题的反映。其严重性在于施管人员对这些问题的模糊认识及由此形成对平安生产气氛的削弱和销蚀。例如,常有以下说法:“过去都是这样干的,也没有出事〞;“不知道这样做会有问题〞;“我们一直这样做,领导也没有管";“计算没有用〞;“用不着那么严,我有经验,不会出事〞,等等。可以说,有什么样的认识,就有什么样的管理,必须从提高认识着手。3加强管理、严格控制,杜绝模板支架坍塌事故发生表9“习惯性平安隐患"在支架坍塌事故中的常见表现序常见表现1不编制方案,任由工人凭经验搭设;2按一般满堂脚手架做法搭设重载和高大支架;3不对进场材料进行检查验收;4“来者不拒",使用不合格、有变形和缺陷的材料5不设扫地杆或设置过高;6不控制立杆的伸出长度7不控制可调支座丝杆的直径和工作长度;8立杆采用搭接接长;9临时加设悬空(连在横杆上)支顶立杆;10横杆直接承传重型梁板荷载;序常见表现11相接架体构架尺寸不配合,横杆不能拉通12随意去掉构架结构横杆和斜杆(剪刀撑);13节点未按规定要求装设和紧固;14立杆底部不设座、垫,部分立杆悬空或不稳;15架体垂直和水平偏差过大;16随意
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