施工现场脚手架、模架体系生产事故.pptx

施工现场脚手架 模架体系生产事故特点 安全管理 安全技术管理及预防对策知识 魏铁山电话 E mail weitieshan 2014年4月 前言 随着我国国民经济的增长及城市现代化建设的发展 越来越多的建筑工程通过高大空间来营造壮美的豪迈气势和震撼的艺术效果 为此 高大模板支撑结构空间结构体系及各种高大脚手架 新型脚手架的应用也越来越多 采用超常规高大模板现浇混凝土施工的情况也越来越多 但是由于人们对该体系的认识不足 理论研究不到位 不按方案搭设及脚手架材料质量等诸多问题 导致近年来在我国许多省市不断发生模板支撑结构坍塌 脚手架倒塌等事件 如 北京西西工程2005年 事故 贵阳国际会议展览中心工程2010年 事故 北京密云县雾灵山庄工程2010年 事故 大连蓝湾三期2011年 10 事故 上海地铁12号线金桥停车场工程2012年 12 31 事故及北京华电热电有限公司生产实验楼工程2013年 1 6 事故等 使人深感震惊和不安 并造成严重的经济损失和不良的社会影响 为此 事故的屡次发生引起住建部和各地建设主管部门对高支模的高度重视 并着手在全方位对模板支撑体系作系统的研究 所以对模板支架空间结构体系失效机理及其安全性控制理论进行研究具有重大的经济和社会意义 第一节 模板支架 组装式脚手架垮塌事故原因分析 当前国内房建领域的平面模板支撑系统主要由扣件式钢管架体 碗扣式钢管架体单独或配合组成 尤其是扣件式钢管架体由于具有高灵活性 低成本等优势而应用广泛 但受到扣件式钢管的材料缺陷 支搭随意的影响 架体坍塌事故时有发生 本课件收集的近20起事故绝大多数都是扣件式钢管架体事故 对其发生原因进行了深入分析 找出了导致模板支撑系统坍塌事故的深层原因 从而可加深对建筑模板支撑系统 组装式脚手架安全的整体认识 促进模板支撑系统 组装式脚手架的施工安全使用 典型事故案例分析 典型事故一 2005年9月5日22点10分1 工程概况 北京西西工程4 地项目2 组团中部9 11轴 宽2 8 4m 和B E轴 总长25 2m 是处于地上1 5层 总高21 8m的高大厅堂 顶板为支于四周框架梁上的预应力现浇空心楼板 厚550mm 板内预埋 400mm 长500mm的GBF管 南侧边梁KL17截面850mm 950mm 北侧边梁KL22截面1000mm 1300mm 东西两侧边梁K27和K30均为600mm 600mm 顶板面积为423 36m2 混凝土总量198 6m3 2 严重程度 造成8人死亡以及多人受伤的较大生产安全事故 3 造成事故主要原因 1 架体稳定性计算错误 模板支架使用支撑结构计算公式 2 构成架体的主要材料不合格 钢管 扣件 可调托撑 3 架体构造上未执行规范和方案 存在明显缺陷 缺少剪刀撑 未与结构有效连接 4 审批论证验收均未按相关规定执行 未论证 监理未坚持原则 浇筑时无监管人员 未与主体结构及相邻架体连接 要求壁厚3 5mm的钢管实际厚度不足2 8mm 丝杠过细造成不垂直受力而变成压弯杆件 仅存支撑结构体未见设置剪刀撑 典型事故二 2010年3月14日上午11时30分1 工程概况 贵阳市国际会议展览中心项目位于贵州省贵阳市金阳新区迎宾路以南 观山东路以北 长岭北路以西 总建筑面积97 63万平方米 由38个大型单体建筑组成 总投资近亿元 由中建总公司四局总承包 该中心的a2会展中心展馆B2 C3之间的连廊 高13米 宽18米 全长68米 框架结构 在浇筑混凝土时整体垮塌 2 严重程度 事故共造成7人死亡 1人重伤 3 造成事故主要原因 1 擅自改变浇注顺序 梁 板 柱同时浇筑 2 构成架体的主要材料不合格 钢管 扣件 可调托撑 3 架体构造上存在明显构造缺陷 缺少与结构的连接 个别部位甚至未设剪刀撑 4 事故发生时现场无监督管理人员 架体未见剪刀撑 杆件间距过大 梁 板 柱同时浇筑混凝土 典型事故三 2010年6月11日22点40分1 工程概况 该建筑位于北京市密云县雾灵山庄内麒麟会馆东侧 为会议中心的配套用房 内有羽毛球馆 网球馆等多个场馆 框剪结构 发生坍塌的是计划中网球馆的位置 事发时工人们正在11 4米高的房顶上进行顶板浇筑作业 有当事工人称 正在施工的顶板曾出现微微震颤 但他们并未在意 当晚10点40分 随着 砰 的一声巨响 面积达到416平方米的顶板整体坍塌 据知情人介绍 事发时 现场有13名作业工人 2 严重程度 事故导致正在现场作业的10名工人受伤 另有1人被埋在废墟下身亡 3 造成事故主要原因 1 方案无针对性 借用一类似内蒙古工程方案 2 架体构造缺陷严重 缺少与结构的连接 局部甚至未设剪刀撑 3 混凝土浇筑错误 梁 板 柱同时浇筑 4 监督管理缺失 事故发生时现场无监管人员 5 主要材料不合格 钢管 扣件 可调托撑 明显柱与梁板体系同时浇筑 垮塌的架体明显未与结构连接 要求壁厚3 5毫米的钢管只有2 8毫米 直径要求36毫米 实际测量只有28毫米 典型事故四 2011年10月8日13时40分1 工程概况 大连蓝湾三期B1 B9 A62 楼工程一标段工程B 1 住宅楼底部地下车库 该区域位于三期项目的西北部 是住宅楼地下室外延部分 层高5 6米 采用现浇混凝土施工 本次施工应浇筑的混凝土面积600平方米 事故发生时 已完成400平方米的顶板混凝土浇注 2 严重程度 造成13人死亡 4人重伤 1人轻伤 直接经济损失1237 72万元 3 造成事故主要原因 1 地下车库入口处的剪力墙与顶板为混凝土同时浇筑 2 模板支撑系统搭设存在严重缺陷 缺少剪刀撑 3 监督管理缺失 事故发生时现场无监管人员 墙与顶板共同浇筑混凝土 残留架体未见设置剪刀撑 典型事故五 2012年12月31日21时03分1 工程概况 上海市地铁12号线金桥停车场项目 框架剪力墙结构 占地面积32 4公顷 发生事故的为机修车间 长240米宽77米 建筑面积19510平方米 顶板标高12 9米 先浇筑了下半截柱 然后浇筑上半截柱及梁板 共有3台混凝土泵车及一台塔吊同时操作 浇注速度较快 2 严重程度 共造成5人死亡 18人受伤 3 造成事故主要原因 1 模板支撑系统存在缺陷 如立杆间距方案要求400mm 实际搭设为800mm 扩大了一倍 钢管 扣件存在质量缺陷 2 交底 验收 检查均未到位 3 浇筑混凝土时施工方 监理方领导不在现场 4 抢工期多头浇筑速度过快 5 柱与梁板同时浇筑 杆件间距过大 混凝土大面积流淌状垮塌显然是浇筑速度过快 典型事故六 2013年1月6日下午16时10分1 工程概况 华电 北京 热电有限公司生产实验楼 综合办公楼工程网球场为框架结构 结构柱为700 700 柱距8000mm 6000mm 柱间梁400 1100 D J轴 轴线长40m 1 4轴 轴线长22m 结构二层至屋顶高度15 44m 楼板由叠合梁与现浇混凝土肋梁组成 高度650 700 折合顶板厚度280mm 现场施工时柱 梁 板同时浇筑 采用汽车泵泵送混凝土 计划浇筑混凝土340m3 浇筑方向为 由南向北 由D轴向J轴 浇筑时间为 上午约8 00开始 下午16 10分坍塌 坍塌时浇筑部位在H轴 事发时已浇筑数量为300m3 2 严重程度 造成死亡1人 伤6人的生产安全事故 3 造成事故主要原因 1 违章改变浇筑顺序 梁 板 柱同时浇筑 2 主要材料不合格 钢管 扣件 可调托撑 3 构造缺陷 缺少与结构的连接 局部甚至未设剪刀撑 4 监理单位未坚持原则 明显与相邻结构无连接措施 杆件间距大 未设剪刀撑 500毫米的自由端竟达到1 7米 没有正火的生铁扣件直接脆断 典型事故七 2009年1月12日15时50分1 工程概况 贵州福泉市利森水泥有限公司1月12日 9名工人在支撑结构上进行水泥厂的基础施工建设 修建的是一根高约30米的空心水泥柱 并通过机械设备搅拌好水泥混凝土后 从水泥柱的顶端往里面浇灌水泥混凝土 水泥柱底部距离地面高约20米 正下方是一个直径10米 深3米左右的基坑 17时50分左右 水泥柱突然爆裂 支撑结构模板失去支撑垮塌 2 严重程度 造成8人死亡 2人受伤的生产安全事故 3 造成事故主要原因 1 施工人员未严格按照施工方案和标准规范搭设模板支撑系统 杆件间距过大 缺少剪刀撑 材料不合格 2 施工单位违反专项方案改变施工工序 柱和梁同步浇筑 3 监理单位现场监管不力 未督促施工人员按照规范要求的施工工序和施工方案进行施工 梁 板 柱同时浇筑混凝土 杆件间距大 未设置剪刀撑 典型事故八 2010年1月3日14时20分1 工程概况 昆明新机场工程中的配套引桥工程 是连接机场高速路终点与航站楼的进出港系统 线路全长9541 69米 其中桥梁全长4527 31米 分东 西引桥 环形设计 设计车速30 40公里 小时 设计荷载为城 A级 抗震设防烈度为8度 其上部结构为现浇预应力混凝土连续箱梁 下部结构为柱式墩及灌注桩 经批复的项目概算为4 7亿元 配套引桥工程共分三个标段 其中发生垮塌事故的A3标段全长3787 3米 共42垮 桥面面积53799平方米 项目造价1 3亿元 工程模板支撑结构采用的是碗扣式方法 支搭高度约为7 5米 2 严重程度 事故造成7人死亡 8人重伤 26人轻伤 3 造成事故主要原因 1 模板支撑系统架体构造有严重缺陷 未设置剪刀撑或剪刀撑间距过大 2 模板支撑系统安装违规 碗扣未咬合或未做限位 3 主要材料不合格 钢管 碗扣 扣件 4 砼浇筑方式违反规范规定 从箱梁高处向低处浇筑 5 模板支撑系统计算错误 碗扣架按扣件架计算 6 安全管理不到位 施工单位和监理单位未及时认真督促劳务公司整改模板支撑系统搭设中不符合规范的问题 锈蚀严重的架体 已经垮塌的架体未与相邻结构或架体连接 架体未见明显剪刀撑 典型事故九 2010年3月10日22时47分1 工程概况 山东省泰安邱家店旅游项目 事发现场原是一个地处山前平原上的石灰石采石场 占地约130多亩 四周农田环绕 地势平坦 采石区经长期负挖开采 地面形成了2个深坑 其中较深的一个直径约50多米 深36米 呈不规则状 二坑相距不足百米 之间有2条宽7 8米 深约10 13米的深沟相通 该项目计划将二条深沟和深坑进行顶封复土 上面进行造园绿化 下面开发成洞穴漂流游乐 供旅游观光娱乐之用 前期筹备资金50万元 模板支架为钢管扣件式 2 严重程度 造成6人死亡 3人受伤的生产安全事故 3 造成事故主要原因 1 项目建设无施工组织设计 模板支撑无安全专项施工方案 2 未按照规范搭设模板支撑系统 杆件间距过大 未设置剪刀撑 3 模板支撑系统地基失稳 部分竖向支撑系统设在软土地基上 导致支撑悬空 现浇混凝土承重后造成局部失稳 下沉 拖拉整个架体失稳 4 钢管 扣件不合格 架体未见明显剪刀撑 杆件间距明显过大甚至缺少横向水平杆 典型事故十 2010年5月17日日15时57分1 工程概况 发生塌方的建筑为中国工商银行股份有限公司汕尾分行培训综合楼 该建筑地上共9层 建筑高度33 9米 占地面积1118 76平方米 建筑面积8928 83平方米 当时 该建筑正面右侧的第5 8层 数十名工人正在浇筑钢筋混凝土框架结构 随着 轰 的一声 4个楼层局部发生坍塌 坍塌面积约500平方米 造成10多人被埋压 2 严重程度 造成6人死亡 7人受伤的生产安全事故 3 造成事故主要原因 1 未按规范搭设模板支撑系统 杆件间距过大 未设置剪刀撑 2 主要材料不合格 钢管 扣件 可调托撑 3 现场管理 检查不到位 施工单位未履行安全生产主体责任 监理单位没有按照监理职责落实监理责任 4 违章改变浇筑顺序 梁 柱同时浇筑 杆件间距过大 未设置剪刀撑 柱与梁板同时浇筑混凝土 典型事故十一 2010年1月12日7时50分1 工程概况 安徽省芜湖市华强配送中心工程项目工程造价853 65万元 建筑面积5544平方米 为单层框架结构 其中 东段高跨部分 1 7轴 结构标高11 9米 西段低跨部分 7 9轴 结构标高6 0米 配送中心工程中标工期150天 合同工期120天 2009年10月18日开工建设 9时10分左右 监理单位送达监理通知单 要求 因模板及支撑系统存在安全隐患 不得擅自进行该部位混凝土浇筑 施工单位未予理会 10时30分左右 现场发现6轴梁附近有下沉现象 施工单位指派劳务公司带领11名架子工到正在作业的1 7轴屋面模板下加固支撑 约11时50分 已浇筑混凝土部位的支撑系统垮塌 正在屋面作业的部分工人随已浇筑的钢筋混凝土和部分坍塌的模板支架坠落 与同时在1 7轴屋面模板下实施加固支撑2 严重程度 事故造成8人死亡 8人受伤 3 造成事故主要原因 1 现场搭设的模板支撑体系存在重大安全隐患 其立杆间距 剪刀撑设置 扫地杆设置和水平拉结的设置均不符合该工程的模板支撑专项方案的要求加上主要材料缺陷 在混凝土浇筑过程中 靠6轴梁C轴附近的钢管首先出现局部失稳 导致整个支撑系统失稳垮塌 2 施工单位在明知梁底出现下沉的情况下 不仅未组织人员撤离危险区域 反而强令工人冒险到正在进行浇筑作业的模板下对支撑系统进行加固作业 3 施工单位未落实高大模板工程专项施工方案的专家论证 有关人员审签 方案交底 验收等制度 在高大模板专项施工方案既未进行专家论证又未经项目总监理工程师和建设单位负责人签字同意且未详细交底的情况下 由工人根据经验进行搭设 在模板支撑系统没有验收的情况下违规进行钢筋绑扎 进而冒险浇筑混凝土 在项目监理部通知模板支撑体系存在隐患 不得擅自浇筑混凝土的情况下仍然违章蛮干 并在现场发现梁底下沉变形的情况下违章指挥工人到支撑系统中进行加固支撑作业 4 监理工作失控 未按规定签署已完工程验收意见 未能阻止施工方违规搭建高支模 未履行高大模板支撑工序验收职责 不能阻止违规施工行为时 既未按规定及时通报建设单位 也未按规定及时向有关主管部门报告 1 12 事故当天现场出现险情时 未制止施工人员到正在进行混凝土浇筑的模板下进行加固支撑作业 5 建设行政主管部门在对配送中心工程施工图设计文件审查备案后 未能采取有效措施督促建设单位办理安全监管手续 未能主动将该工程纳入监管范围 未见明显剪刀撑 杆件间距明显过大 典型事故十二 2010年4月2日14时8分1 工程概况 江苏省南通市中集公司重型压力容器车间探伤房压力车间工程为框架结构 其中梁板体系为现浇混凝土 模板支架为钢管扣件式体系 模板支撑系统在浇筑混凝土时发生坍塌事故 2 严重程度 成7人死亡 1人重伤的生产安全事故 3 造成事故主要原因 1 施工单位假冒资质 冒用广东 国际集团有限公司 2 模板支撑系统未执行方案 立杆间距过大 由方案的400 450mm改为700mm 800mm 3 模板支撑系统架体构造有严重缺陷 无剪刀撑 立杆搭接受力 未与主体结构进行有效连接 4 监理单位现场监管不力 未要求施工单位按方案要求进行书面交底 未按方案进行验收 5 主要材料质量不合格 模架系统未与相邻结构连接 杆件间距大 未见剪刀撑 三 典型事故原因汇总 通过以上表格不难看出造成模架支撑系统垮塌的主要因素按比例依次为 1 构成架体的主要材料不合格 2 不执行安全专项施工方案 如支撑体系杆件间距过大 未设置剪刀撑 与结构无可靠连接 3 现场管理 检查不到位 4 柱 梁 板同时浇筑 5 专项施工方案有重大缺陷或架体稳定性计算错误 同时 经过统计发现 工程为框架结构的发生坍塌事故较多 且模板支架支搭高度均在8米以上 发生坍塌事故的架体绝大多数属于钢管扣件式架体 所有的事故都发生在混凝土浇筑过程中 模板支架组装式脚手架安全关键节点控制结合上述十七个典型案例 综合分析其原因有 脚手架失稳都是垂直于架体纵向的横向失稳 模板支撑体系的垮塌都是在浇注混凝土的过程中发生 失稳或垮塌都是自身或与其它结构无连接或连接最薄弱处首先失稳 脚手架垮塌都是大波鼓曲模式 首先发生在架体底部 模板支撑体系垮塌都是局部首先失稳后呈多米诺骨牌现象 失稳首先发生在顶部 所有的事故都与材料材质有关 所有的事故都存在管理责任 尤其是工程技术人员 首先我们谈一谈模板支撑体系及脚手架的主要材料 模板支架及脚手架的主要材料包括 钢管 扣件 U型托 木方子等构配件目前许多钢管 扣件 可调托撑生产厂家的设备简陋 工艺落后 技术水平低 产品质量很难保证 随着市场需求量越来越大 生产厂家越来越多 许多厂家为了抢占市场 低价竞争 产品质量低劣 严重影响施工安全 不论那种构配件如果存在质量缺陷 都会是事故发生的概率增加 1 钢管 脚手架钢管宜采用 48 3 3 6钢管 每根钢管的最大质量不应大于25 8kg 脚手架钢管应采用现行国家标准 直缝电焊钢管 GB T13793或 低压流体输送用焊接钢管 GB T3091中规定的Q235普通钢管 钢管的钢材质量应符合现行国家标准 碳素结构钢 GB T700中Q235级钢的规定目前 生产钢管的材料部分是低于国标Q235的Q195或Q215钢材 钢管壁厚多为2 7 3 0毫米 据市场初步调查 90 以上建筑施工扣件式钢管的材料 制作工艺及壁厚不符合相关规范规定 钢管壁厚与三年前的调查结果 右图 相比 钢管最薄壁厚从2 5降到了2 01mm 壁厚离散程度加大 平均壁厚呈下降趋势 扣件应采用可锻铸铁或铸钢制作 其质量和性能应符合现行国家标准 钢管脚手架扣件 GB15831的规定 采用其它材料制作的扣件 应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用 扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N m时 不得发生破坏 可调托撑螺杆外径不得小于36mm 直径与螺距应符合现行国家标准 梯型螺纹 GB T5796 2 GB T5796 3的规定 可调托撑的螺杆与支托板焊接应牢固 焊缝高度不得小于6 可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得少于5扣 螺母厚度不得小于30 可调托撑抗压承载力设计值不应小于40kN 支托板厚不应小于5 变形不应大于1mm 通过研究表明 剪刀撑在提高整架承载能力方面作用很大 无剪刀撑的支撑结构试验屈曲时每个立杆可承受31 25KN的荷载 设置剪刀撑时每根立杆可承受65 00KN的荷载 承载能力提高两倍多 下图是不同剪刀撑布置失稳模式 扣件式或碗扣式模板支撑在施工现场搭设时 施工人员为操作方便 不设置扫地杆的现象时有发生 3 可调托撑影响研究表明 可调托撑高度对支撑承载能力影响大 但当可调托撑高度在400mm以下时 承载力波动不大 施工过程中可调托撑高度不应超过500mm 应严格控制可调托撑高度 4 步距影响实际施工中 立杆搭设的间距 步距与设计值存在差别 尤其是步距 通过现场实测立杆搭设间距与步距 并与相应的设计值比较 测试结果发现 立杆间距的实测值与设计值相近 其比值为1 05 而步距实测值与设计值比相差非常大 对支撑结构承载力结构影响非常大 也是发生事故的主要原因之一 外部约束 连墙件 影响连墙件作用 当其他条件相同 仅联墙件的竖向间距由3 6米扩大为7 2米时 临界荷载会大幅下降 其下降值33 88 实验值 及28 6 计算值 由于脚手架的失稳总是平面外失稳 因此 客观上刚性联墙件起到了铰支座的作用 连墙件作用 当其他条件相同 仅联墙件的竖向间距由3 6米扩大为7 2米时 临界荷载会大幅下降 其下降值33 88 实验值 及28 6 计算值 由于脚手架的失稳总是平面外失稳 因此 客观上刚性联墙件起到了铰支座的作用 6 架体使用关键节点针对不同用途的脚手架 其施工均布荷载标准值不得大于规范要求 如装修脚手架的施工均布荷载不应大