几何不变体系的高大模板支撑量化检查

基于几何不变体系的高大模板支撑量化检查方法探讨 卢创郁 ， 管学义（潮州市建筑工程安全监督站，广东 潮州 ） 摘要本文通过几何不变构造措施下的高大模板支撑体系危险区域的分析指出目前高大模板检查存在的问题，并从量化验收及检查方面提出了可行的方法和经验，为判定高大模板搭设是否安全提供了更为可靠的技术数据。关键词 几何不变体系；高大模板支撑； 量化验收 ； 计算方法A Discussion For Quantitative inspection methodon Lofty Formwork Support based on geometric invariant systemLu Chuang-yu，Guan Xue-yi（N0.2 Construction Safety Supervision Station of Chaozhou）Abstract: The text presents analysis for the danger zone of the lofty formwork support system by using geometric invariant measure, points out problems existing in the lofty formwork inspection, putting forward a feasible methodology and experience from quantify acceptance and inspection, provides a more reliable technical data to judge the safty of putting up lofty formwork.Keywords:Geometric invariant system ；Lofty Formwork Support； Quantitative acceptance ； Calculation 高大模板支撑体系是指搭设高度8米以上（含8米），搭设跨度18米（含18米），施工总荷载超过15KN/m2的模板工程，是住房建设部“危险性较大的分部分项工程中较易发生坍塌事故”的重点整治对象。高大模板支撑体系设计及搭设是模板工程施工安全重要环节，是整个工程项目正常施工的重要保证。近年来，由于监管不力，加之施工观念的错误，模板支撑体系搭设和受力分析不当造成模板倒塌的安全事故屡有所见。为有效防止高大模板倒塌造成群死群伤事故，我们查阅大量资料，并参考建筑施工模板安全技术规范（JGJ 1622008）和林伊宁高级工程师在建筑安全2009年第6、7期发表的系列文章提出的力学模型，从工程实际出发探寻适合高大模板支撑体系的受力特点和量化检查方法，意欲以合理的构造措施，使得模板工程技术先进、经济合理、安全生产、方便适用。1.高大模板支撑体系危险区域辨识现行模板施工安全计算软件均按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）和建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）偏重于立杆间距计算，而稳定系数计算公式并未充分考虑架体的整体高度整体线刚度（总回转刚度），实际操作中往往忽视了剪刀撑对增强整体线刚度和构成几何不变体系的重要作用，力学模型的错误指导下的搭设方法必然导致模板支架倒塌。按照林伊宁提出高大模板支撑体系实际力学模型，架体上部1/3高度处弯矩最大、下部1/3高度处为立杆基础稳定的关键区域，这是支撑体系应重点监控的对象。根据我们实际监管的实践，架体上部1/3高度处因模板封闭后光线较暗，且传统思维习惯上认为重点受力部位是在基础而忽视了上部1/3高度处是传递弯矩的关键部位，导致立杆搭设过密仍不能达到力学稳定性能，这就必须采取保证几何不变体系的构造措施来确保施工安全，重点对该区域实施严格控制，并实施量化管理。2.事前控制措施事前控制是保证高大模板支架搭设前期准备工作能够有条不紊地进行，使后续施工满足量化管理的要求，有利于整个搭设过程的质量安全控制。2.1施工方案的设计和审查。高大模板支撑体系专项施工方案的制订是否符合工程实际是做好事前控制的关键，因而不单要对方案内容要作严格把关，该施工方案除符合危险性较大分部分项工程安全管理办法第七条规定外，还必须要有搭设平面图（水平杆、水平剪刀撑位置图）、大梁下梁跨方向立面图和梁截面剖面图、立杆基础处理详图以及构建几何不变体系构造措施。与此同时，施工方案的审批和审查也必须十分严格，对审查手续和审查记录等要认真对待，对于审查手续不齐全、不真实或审查无书面记录身份证不规范等均应按“一票否决”予以判定为零分项。2.2安全技术交底。进行安全技术交底是做好事前控制的重要环节。如果作业人员对施工内容没有了解和掌握，容易发生施工错误而造成翻工、重做或重复加固仍不能达到设计要求，甚者还会发生安全事故。因此，有必要在开工前进行安全技术交底以提高现场作业人员的安全意识和防护水平。安全技术交底必须注意有效提高作业人员的技术水平，除施工单位自身技术交底外，作为安全监督管理部门可根据工程规模的大小和危险程度，将安全培训由施工企业集中培训搬到施工现场，变施工办公现场为临时安全培训场所，并利用施工现场的实体安全状况进行现场讲解，既有现场实际操作又有理论学习，更好解决作业工人因工作关系无法参加企业集中培训的客观情况，从而调动了作业人员参加学习的积极性。3.量化验收及检查标准的制定模板支撑体系的验收是对支撑搭设施工可靠性和实用性的一次系统检查，这项验收不应只是简单地用文字填写是否符合要求，而是必须对模板支撑施工的安全行为和实体安全进行量化验收，以数据说话，使工程事故原因调查有数有据，科学可靠，利于科学开展工作。模板支撑施工的将量化验收检查可分为高大模板支撑验收表和高大模板工程安全检查评分表两项内容以适应不同层次的监督验收。3.1 高大模板支撑体系验收表（附表1）。该表是在施工经验和概率分析的基础上设定检查允许误差，按危险程度分为主控项目和一般项目，用量化的手段进行实测实量，改变以往忽略了构造措施的习惯性做法。在误差设置上主控项目也有允许偏差，且比一般项目更为严格，重点是将涉及支撑体系是否几何不变休系和传递弯矩、水平力最大的安全构造措施、自由端顶托伸出长度等项目列为主控项目，同时兼顾弯矩较小部分的基础扫地杆及其他抱柱、悬挑部分的构造措施列为一般检查项目，在量上进行严格控制。主要适应工程项目部、监理单位的验收，是验收部门收集工程实际情况的第一手资料，按照验收表的具体要求进行检查和填写，做到真实反映工程实际情况。（1）主控项目是必须严格控制确保施工安全的重点项目，应保证所有检验点达到规定要求方可认定合格。（2）一般项目要求80%以上的检查点（处）必须符合要求并且不得有明显的安全隐患，在偏差值范围内评定为合格。（3）高大模板支撑体系的检查组数按浇筑面积1000平方米为计算单位，每超过1000平方米应增设1组检查数据；对于浇筑面积不足1000平方米的，保证项目不足10点（处）的应全数检查，一般项目必须检查5点（处）以上，且所有检测点（处）必须符合要求，才能评定为合格。2.2 高大模板工程安全检查评分表（附表2）。该表主要供施工单位质安管理部门、监理或安监站的日常监督检查，本表作为做为实施建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）中模板工程专项检查的有效补充，记录及评定安全等级的依据。本表制订是参照检查评分表的模式，将影响安全的关键项目列为保证项目，其他项目为一般项目，适于检查部门在施工员自检完毕后，有针对性地进行动态检查扣分，通过检查评分达到量化评价的目的。（1）高大模板支撑体系属于建筑施工现场的重大危险源，按照“安全第一，预防为主”的方针，必须对在检查标准的基础将保证项目做出更为严格的要求，即保证项目有一项不得分或小计得分不足50分时，此检查评分表不得分，以突出这些项目的重要性。（2）检查项目小计必须达到80分（含80分）以上且不出现零分项方为合格，达到90分以上为优良。4.实体安全检查方法和数据计算4.1立杆间距的测量应包括梁跨度纵向和截面竖向、板下双向间距测量。传统的做法是用钢尺直接测量二根立杆，这种不科学的测量方法往往会引起不必要的争议，应该将测量方法进行改进使其更科学、更符合工程实际。经多方探讨，大梁跨度纵向立杆间距测量可参照钢筋测量方式，检测模数由1米进行放大，沿大梁跨度纵向立杆间距以每5跨为一个测点，允许偏差按下式计算：梁L- 5Lo200mm （1）式中 梁下立杆间距允许偏差 L实测长度L0每跨理论计算长度板下立杆间距测量则采用板净面积内立杆根数计算法，允许误差可按下式计算：板N实-N理0式中 板板下立杆允许偏差 N实实测立杆数量 N理理论计算立杆数量，其中N理S板/S杆，S板为板理论净面积， S杆为单根立杆承受面积4.2构成几何不变体系的剪刀撑检查必须重点对大梁纵向、水平向、梁截面竖向剪刀撑。截面竖向剪刀撑和水平剪刀撑则按照受力大小和架体高度调整设置方式，重点加强架体高度上下1/3高度处水平剪刀撑和集中力作用处竖向剪刀撑的连续设置。如设置截面竖向“之”字形剪刀撑宜按隔跨相反方向搭设，水平剪刀撑则按高度具体情况调整，但在同一高度必须连续设置。板下则只设置水平剪刀撑并注意要与大梁立杆连成整体。4.3检查垂直度可采用2米靠尺测量，并量测立杆间距是否符合附表1的允许误差。其他剪刀撑搭设则采用目测的方法检查是否连续设置，检查完毕后应由专人记录数据或拍照做为资料存档。5.结束语。总而言之，高大模板支撑体系几何不变体系构造措施就是将大梁及板下等危险区域变成空间网架体系，将梁、板下的立杆、水平杆与构成几何不变体系的剪刀撑之间连成一个平放并竖起的“塔吊”空间体系，方便施工，使之更适合施工实际情况。改变传统习惯上过分重视立杆间距片面忽视剪刀撑等构造措施，使支撑体系在垂直或者水平力作用下，不因扣件松脱变形发生几何变形倒塌事故，量化检查和验收，确保安全。参考文献：1中华人民共和国建设部.（JGJ130-2001）建筑施工式钢管脚手架安全技术规范（2002年版）M. 北京：中国建筑工业出版社，2001.Ministry of Construction of the Peoples Republic of China. （JGJ130-2001）Technical code for safety of steel tubular scaffold with couplers in consrtuction(2002 edition) S Beijing: China Architecture & Building Press, 2005. (in Chinese)2中华人民共和国住房和城乡建设部.（JGJ162-2008）建筑施工模板安全技术规范 M.北京：中国建筑工业出版社，2008Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the Peoples Republic of China . （JGJ162-2008）Technical Code for safety of forms in ConstructionS .Beijing: China Architecture & Building Press, 2008. (in Chinese)3 林伊宁. 模板支架倒塌的原因及其预防措施J.建筑安全，2008，7Lin Yining. The Cause and Preventive Measures of the Formwork Bracket Collapse J Construction Safety,2008,7 (in Chinese)4 林伊宁. 模板支架内力分析和几何不变的支架架体J.建筑安全，2009，67Lin Yining.The Internal force analysis of Formwork Bracket and Geometric Constant Frame Body of the Bracket J Construction Safety,2009,6-7 (in Chinese)作者简介卢创郁（1974），男，广东潮州人，广东省潮州市建筑工程安全监督站高级工程师 ，电话：（0768）地址：广东省潮州市潮州大道建设大厦2楼电话：邮编：邮箱：附表1 高大模板支撑体系验收表Schedule 1 Lofty Formwork Support System Acceptance Form工程名称执行标准或文件施工单位项目经理监理单位总监理工程师施工技术规范或文件规定施工单位检查评定记录分项评定主控项目1专项方案经不少5人起专家论证并出具书面指导意见第9-11条2专项方案审批审查手续齐全第12条3安全技术交底会议有详细记录第15条4进场杆件、扣件抽检合格第6.1.1条5允许偏差立杆间距梁下纵向200mm梁下横向20mm板立杆根数与设计值比较0根垂直度1/1000, 20mm自由端长度(包括可调顶托支座)300mm竖向剪刀撑梁跨纵向连续设置梁截面横向每隔一跨水平剪刀撑架体上部1/3高度（框架梁）连续设置架体下部1/3 高度（框架梁）连续设置架体上下1/3高度 (板)连续设置架体中间（梁、板）每隔一步一般项目6允许偏差剪刀撑角度45-60度建筑物悬挑部分连续设置扫地杆梁及板下双向设置水平拉杆搭接长度1000mm抱柱构造架体与柱相接每隔一步距设置施工单位检查评定结果专业工长（施工员）施工班组长 年 月 日监理（建设）单位验收结论 年 月 日附表2 高大模板工程安全检查评分表Schedule 2 Lofty Formwork Support Engineering Safety Inspection Score Sheet序号检查项目扣 分 标 准应得分数扣减分数实得分数1保证项目施工方案高大模板工程施工方案未经专家论证的扣20分专项方案审批、审查手续不齐全或者审查过程无书面记录的扣8分专项方案