对高大模板支撑系统稳定性与标准化、规范化的探讨

高大模板支撑系统是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过 8m，或搭设跨度超过 18m，或施工总荷载大于 15kN/m2，或集中线荷载大于20kN/m 的模板支撑系统高大模板支撑系统的稳定性，不但对工程建设成功与否至关紧要，而且与人民群众的生命和财产安全密切相关为了保障人民群众的生命和财产安全，为了保证建设工程的顺利进行，笔者认为应该高度重视高大模板工程，采取切实可行的措施确保高大模板支撑系统稳定，杜绝因高大模板支撑体系失稳而导致坍塌事故的发生。

1模板支撑系统倒塌事故原因分析

1.1模板支撑系统计算数字模型

目前施工现场模板系统支撑与脚手架很大部份采用 48 钢管 48钢管搭设的模板支撑系统，内外脚手架，在设计计算时，其计算模型和简图与实际情况有较大不同，计算简图采用钢结构节点为铰接，各杆件交于一点。而 48钢管搭设的模板支撑系统，内外脚手架立杆与横杆，斜杆用扣件连接，一个扣件只能连接两根杆件不能交于一个节点，这就会产生偏心问题，其数学模型也无法考虑这个问题，扣件连接其锁扣能力，回转扣件规范 JGJ130- 2001 定为8KN，十字扣件只有 6KN，一字扣件只有 2.5KN，与钢管本身强度相差较大，不相匹配模板支撑系统与脚手架和主体进行必要的连接，在规范中一般要求做到刚性连接，设计方案中也要求这样做，而现场情况与计算或设计存在相当大的差距，施工现场实际很难达到刚性连接的要求.因此计算结果与实际误差较大。

1.2忽略支模架斜杆作用

大多数模板倒塌事故中，并不是钢管承载能力不足造成的，而是钢管支撑系统失稳或杆件局部失稳造成的，然而钢管支撑系统是该失稳系统侧向变形能力不足造成的，也就是说该系统的斜杆 (剪刀撑)数量不足或布置不合理。但规范 JGJ130- 2001中对钢管支撑系统中斜杆(剪刀撑)只提出构造上要求，未列入设计计算要求，因此模板钢管支撑系统设计时，不对斜杆进行力学计算，对于搭设高度较大的支模架往往存在抗侧向位移的能力不足，特别是混凝土柱与楼层梁板一起浇筑时，其支模架抗侧向变形较差。

1.3忽略立杆偏心受压因素

模板支撑系统一般不按框架或排架进行计算，剪刀撑也按规范构造要求和施工经验进行布置，规范 JGJ130- 2001第 5.1.4条规定“当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于 55mm时，立杆稳定性计算可不考虑此偏心距的影响”。因此模板支撑，系统立杆通常按立杆中心受压杆件进行设计但实际施工中，模板支撑系统存在众多小偏心荷载，水平钢管通过扣件与立杆连接产生的偏心弯矩是不可忽视的因素，然而在模板支撑系统设计中忽视这一因素，这也是导致立杆失稳而倒塌的原因之一。

1.4节点嵌固能力不足

由于立杆与水平连杆采用回转扣件连接，故节点嵌固能力很低，钢管的长细比较大，致使支模架结构变形协调能力很低，不具备超静定结构的优点，只要某一根立杆失稳，邻近立杆也失稳，结果导致整个钢管模板支撑倒塌某高层施工的转料平台采用 48 3.5钢管搭设井式结构，高度约28m，与建筑物主体连接尚可，由于转料平台上荷载不均，致使其中一根立杆(采用回转扣件连接) 失稳后，其他各立杆相继失稳从而导致整个平台倒塌。

1.5模板支撑系统搭设中存在习惯性问题

1.5.1搭设高度较高时，由于钢管长度限制，立杆必须接长，通常采用对接扣件(若技术交底不详或现场疏忽，也有采用回转扣件连接的，这种对接方式对立杆稳定极为不利，理论上可以理解为一个铰接节点)，但目前规范和理论计算时，不考虑此连接接点存在，按整个整长立杆计算，计算立杆内力时不考虑此连接点的特殊情况，实际上该连接点是立杆中的薄弱环节，只有立杆稍有偏心，该点处变形很大，破坏倒塌在此首先发生，搭设高度较高时，模板支模系统立杆中对接扣件连接节点较多，理论上水平横向或纵向连杆对立杆起到一个侧向支撑作用，计算时是不考虑有侧向变形。实际上，搭设高度较高时，侧向位移变形不可能不存在，一旦侧向变形较大时，该节点处产生弯曲变形改变原计算力学数学模型，致使立杆钢管应力突破增大，导致整个支撑系统破坏而发生倒塌事故。

1.5.2模板支撑承重架高度较高时 (如某工程净高 28m，净跨24m 的门厅混凝土施工)，钢管支撑系统往往缺少侧向约束，故侧向稳定条件较差，在外荷作用下，极易发生侧向倒塌事故。

1.6材料上原因

1.6.1钢管壁厚变薄

在市场上采购钢管，名义上是 48 3.5 钢管，实际测量时，壁厚实为 2.8 3.0mm，其轴向抗压力降低 18.7 13.3%，钢管使用多年，局部壁厚也减薄。

1.6.2钢管弯曲

钢管经过多年使用后，钢管将产生变形和弯曲，而模板支撑系统设计时均按直线钢管来考虑，不考虑其弯曲变形的，实际上钢管弯曲后的承载能力大为降低。某工程发生重大事故后对钢管进行检查，其合格率仅为50%。

1.6.3扣件合格率低

在高大模板工程施工中，使用的扣件合格率普遍偏低。

1.7主观原因

1.7.1施工单位原因

技术人员编制的《高大模板工程专项施工方案》，一般没有按有关法律法规的要求，组织专家进行论证和审查，存在一系列重大原则性错误。高大模板支架搭设前，施工单位没有召开技术交底会对施工人员进行专项施工技术交底。模板搭设完成后，没有组织验收，常常没有取得工程项目监理机构同意就进行混凝土浇筑。

1.7.2监理单位原因

监理失职渎职，普遍存在同时担任多个项目的总监，总监不到位或者很少到位;监理人员不足，监管不力;不按有关法律法规的要求，要求施工单位组织专家进行论证和审查;不按规定组织相关人员验收;现场监理人员发现安全隐患没有及时制止，也没有及时向总监或者主管单位报告。

2防止模板支撑系统倒塌事故发生的对策措施

2.1模板支撑系统计算准确

模板系统支撑与脚手架很大部份采用 48 钢管. 48 钢管搭设的模板支撑系统，内外脚手架，在设计计算时，其计算模型和简图与实际情况尽可能接近，模板支撑系统与脚手架和主体进行必要的连接，而且要求做到刚性连接，设计计算结果尽可能与实际接近，减少误差。

2.2建议考虑支模架斜杆作用

大多数模板倒塌事故中，并不是钢管承载能力不足造成的，而是钢管支撑系统失稳或杆件局部失稳造成的，即是该系统的斜杆(剪刀撑)数量不足或布置不合理.但规范 JGJ130- 2001 中对钢管支撑系统中斜杆(剪刀撑)只提出构造上要求，未列入设计计算要求，因此建议剪刀撑也要列入设计计算要求。

2.3建议考虑立杆偏心受压因素

实际施工中，模板支撑系统存在众多小偏心荷载，水平钢管通过扣件与立杆连接产生的偏心弯矩是不可忽视的因素，建议在模板支撑系统设计中考虑这一因素，防止因为立杆失稳而倒塌。

2.4确保立杆稳定性

从大量倒塌事故的事后检查，立杆钢管所受的轴向压力极大部份均小于 2.4t，一般均在 1.0t 左右，这说明立杆钢管稳定性验算符合规范要求，并不能阻止倒塌事故发生，这表明支模系统立杆稳定性计算数学模型并不完善，还需从结构上给予综合考虑，同时要有现场施工经验加强支模系统整体稳定措施来弥补。

2.5克服模板支撑系统搭设中存在习惯性问题

①搭设高度较高时，由于钢管长度限制，立杆必需接长，必须采用对接扣件，杜绝采用回转扣件连接的，因为这种对接方式对立杆稳定极为不利。②模板支撑承重架高度较高时(如某工程净高 28m，净跨24m 的门厅混凝土施工)，钢管支撑系统要加强侧向约束，防止在外荷作用下，发生侧向倒塌事故。

2.6保证材料合格

使用合格钢管，钢管厚度达到标准要求。有些钢管使用多年，局部壁厚减薄，应该拒绝进场，钢管弯曲，锈蚀严重的也不允许用于工程上。钢管扣件要求合格。

2.7克服主观错误

无论是施工单位，还是监理单位，必须按有关法律法规的要求，由施工单位技术人员编制《高大模板工程专项施工方案》，组织专家进行论证和审查，总监以及施工单位技术负责人签字后实施。高大模板支架搭设前，施工单位务必对施工人员进行专项施工技术交底。模板搭设完成后，组织相关人员参加验收，验收合格以后才能进行混凝土浇筑。

3.结束语

综上所述，高大模板支撑系统的稳定性，对工程建设成功与否非常，为了保证建设工程的顺利进行，每一个参与高大模板工程的工作者，务必高度重视高大模板工程，采取切实可行的措施确保高大模板支撑系统稳定，杜绝因高大模板支撑体系失稳而导致坍塌事故的发生，只有抱着对人群众的生命和财产安全、对工作高度负责的态度，严格要求自己，严格审核方案、严格按照高大模板工程专项施工方案施工，各方责任主体认真履行各自职责，高大模板工程施工才能顺利进行，人民群众的生命和财产安全才能得到保障。