内蒙古自治区乌审旗在建的第二实验小学建筑工地的报告厅支撑模板发生坍塌工程案例分析.docx

内蒙古自治区乌审旗在建的第二实验小学建筑工地的报告厅支撑模板发生坍塌工程案例分析.docx

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内蒙古自治区乌审旗在建的第二实验小学建筑工地的报告厅支撑模板发生坍塌工程案例分析

工

程

案

例

分

析

专业：

建筑与土木工程

学号：

姓名：

一、工程概况

新建的乌审旗第二实验小学总建筑面积为28668．6平方米，其中报告厅共计一层，层面结构为井字梁楼盖，结构高度9米，最大跨度为30．4米，建筑面积678．40平方米。

该工程位于鄂尔多斯市乌审旗嘎鲁图镇。

该工程由鄂尔多斯市勇泰热电集团有限责任公司出资兴建、中国建筑西北设计研究院有限公司设计、陕西榆林市荣岩地质勘探有限公司勘察、湖南星沙建筑有限责任公司承建、内蒙古合众监理有限责任公司监理，建成后拟捐赠当地政府使用。

二、事故发生情况

2011年５月１日１１时５０分左右，内蒙古自治区乌审旗在建的第二实验小学建筑工地的报告厅支撑模板发生坍塌。

该报告厅模板支架半个月前已搭好，5月1日8时许开始水泥混凝土浇灌作业，大约浇注了三分之一面积时顶部突然倾塌，当时顶部有9人、地面有8人。

本次事故共造成６人死亡，５人受伤。

三、事故资料收集

1.天气情况

事故发生前十天，内蒙古自治区乌审旗地区主要是晴转多云天气，平均15摄氏度，没有出现雨雪天气。

天气因素不影响，工程施工质量。

2.水文地质资料

经普查查明，内蒙古自治区乌审旗地区具有普遍供水意义的含水层有两个。

第一个含水层是第四系潜水含水层，分布于东部、南部冲湖积平原，含水层由粉细砂组成，厚40-60米，水位埋深1-5米，是最具供水价值的含水层。

第二个含水层是白垩系承压水含水岩组，分布广泛，含水层由细至粗砂岩组成，厚160-170米，水位埋深6-30米，单位涌水量1升/秒·米，是西部、北部的主要供水含水层。

3.勘查资料

土层分布情况

①细砂层：

松散，稍湿~饱和。

厚度不均匀，层厚1.1~3.9m，地基承载力特征值90kPa。

②细砂层：

稍密，湿~饱和。

场地内均有分布，层厚0.3~3.8m，层底深度1.6~6.0m，地基承载力特征值120kPa。

③细砂层：

中密状态，饱和。

场区内均有分布，厚度不均匀，层厚4.3~9.4m。

层底深度6.0~14.0m，地基承载力特征值180~200kPa。

④⑤砂岩层：

全风化~中风化层，地基承载力特征值230~500kPa。

4.公司资质

鄂尔多斯市勇泰热电集团有限责任公司资质及荣誉：

注册资本：

5亿元

成立时间：

2009年5月份

资质：

乌审旗勇泰房地产开发有限责任公司肆级开发资质（四级资质房地产开发企业可承担10万平方米以下（含）的开发项目）     

湖南星沙建筑有限公司资质

注册资本：

人民币伍仟叁佰肆拾陆万元整 

成立时间：

2000-8-21

主项资质：

房屋建筑工程施工总承包壹级 

（一级企业：

可承担单项建安合同额不超过企业注册资本金5倍的下列房屋建筑工程的施工：

（1）40层及以下、各类跨度的房屋建筑工;

（2）高度240米及以下的构筑物；

（3）建筑面积20万平方米及以下的住宅小区或建筑群体。

）

增项资质：

市政公用工程施工总承包壹级、机场场道工程专业承包壹级、建筑装修装饰工程专业承包壹级、土石方工程专业承包贰级、地基与基础工程专业承包叁级、机电设备安装工程专业承包叁级

内蒙古合众监理有限责任公司

注册资本：

200万元

成立时间：

2009年3月

主项资质：

乙级房屋建筑工程全部

（可承担相应专业工程类别二级以下（含二级）建设工程项目的工程监理业务，14—28层；24—36米跨度（轻钢结构除外）；单项工程建筑面积1万—3万平方米高度70—120米建筑面积6万—12万平方米；单项工程14—28层。

）

增项资质：

乙级市政公用工程全部

5.施工供应材料

模板支撑体系架管壁不足3毫米，《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）》3.1.2中规定，每根脚手架钢管的最大质量不应大于25kg，宜采用Φ48*3.5。

6.和项目有关的资料

本工程结构高度9米，最大跨度为30.4米。

其模板支撑体系属于高大模板支撑系统。

（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/㎡，或集中线荷载大于20kN/m的模板支撑系统。

四、调查取证

1.经现场勘测发现，该工程模板支撑体系立杆垫板下铺宽度300毫米左右的竹胶板，没有设置扫地杆。

同时，该工程存在梁底增加的承重立杆为假支撑，没有伸至地面；梁底承重扣件有部分为单扣件；。

2.该工程模板支撑系统属于高大模板支撑系统。

根据住房和城乡建设部有关模板工程及支撑体系中混凝土模板支撑工程的标准（《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》），该工程属于超过一定规模危险性较大工程，应编制专项施工方案，并组织专家论证。

调查发现，该工程无模板支撑体系专项方案，且未组织专家论证。

3.监理单位未要求施工单位编制专项施工方案，未阻止施工单位的违规行为。

五、验证计算：

垫板尺寸300*300mm2,地基承载力120KPa,支撑钢管Φ48*2.5，支撑体系如图所示

荷载及计算参数：

（实际监测值与标准值相近）

1.模板自重标准值0.35KN/m2

2.支架自重标准值0.75KN/m2

3.砼自重标准值24KN/m2

4.钢筋自重标准值梁1.5KN/m2板1.1KN/m2

5.振捣砼对水平模板产生的荷载标准值2.0KN/m2

6.施工人员及设备荷载标准值均布活荷载1.0KN/m2

7.方木参数：

弹性模量E=9500N/mm2，抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2，截面尺寸50*100mm2

8.支撑钢管参数：

弹性模量E=206000N/mm2，抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，截面尺寸Φ48*2.5，

（一）梁底模板验算

1.模板承受荷载计算

钢筋混凝土梁自重线荷载：

q1=25*0.85*1=21.25KN/m

模板自重线荷载：

q2=[0.35*0.85*（2*1+0.3）]/0.3=2.28KN/m

活荷载标准值（集中荷载）：

P1=（1+2）*0.3*0.85=0.765KN

则均布恒荷载：

q=1.2*（21.25+2.28）=28.236KN/m

集中活荷载：

P=1.4*0.765=1.071KN

2.模板截面参数

截面惯性矩：

I=bh3/12=85*1.8*1.8*1.8/12=41.31cm4

截面抵抗矩：

W=bh2/6=85*1.8*1.8/6=45.9cm3

3.内力计算及简图

支座反力：

N1=N2=（ql+p）/2=（28.236*0.3+1.071）/2=4.771KN

跨中最大弯矩：

M=ql2/8+Pl/4=28.236*0.3*0.3/8+1.071*0.3/4=0.398KN.m

最大挠度值：

ν=2（0.667*0.398*106*150*0.625*75）/EI=0.951mm

4.抗弯强度验算：

模板抗弯强度计算值：

f=M/W=0.398*106/（45.9*103）=8.7N/mm2

模板抗弯强度设计值：

[f]=15N/mm2

可知f<[f],故模板抗弯强度满足要求。

5.抗剪强度验算：

模板截面抗剪强度计算值：

T=VS/（Ib）=3V/（2bh）=3*4771/（2*850*18）=0.468N/mm2

其中s为剪切面以上的截面面积对中性轴的面积矩

模板截面抗剪强度设计值：

[T]=1.4N/mm2

可知T<[T],故模板抗剪强度满足要求。

6.挠度验算：

模板最大挠度计算值：

ν=0.951mm小于挠度限值300/250mm

故，模板挠度满足要求。

（二）梁底支撑方木验算

1.方木的截面参数：

截面惯性矩：

I=bh3/12=5*10*10*10/12=416.67cm4

截面抵抗矩：

W=bh2/6=5*10*10/6=83.33cm3

2.内力计算

按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值按最不利分配的弯矩和，计算公式如下：

均布荷载：

q=4.771/0.85=5.613KN/m

最大弯矩：

M=0.1ql2=0.1*5.613.0.85*0.85=0.406KN.m

最大剪力：

Q=0.6ql=0.6*5.613*0.85=2.863KN

最大支座反力：

N=1.1ql=1.1*5.613*0.85=5.248KN

3.抗弯强度验算：

方木抗弯强度计算值：

f=M/W=406000/83330=4.87N/mm2

方木抗弯强度设计值：

[f]=13N/mm2，

可知f<[f],故方木抗弯强度满足要求。

4.抗剪强度验算：

方木截面抗剪强度计算值：

T=VS/（Ib）=3V/（2bh）=3*2.863*1000/（2*50*100）=0.859N/mm2

方木截面抗剪强度设计值：

[T]=1.3N/mm2

可知T<[T],故方木抗剪强度满足要求。

5.挠度验算：

方木最大挠度计算值：

ν=2*（0.667*406000*425*0.625*850/4）/（EI）=0.772mm

小于挠度限值850/250mm

故，模板挠度满足要求。

（三）梁底横向支撑钢管验算

1.钢管的截面参数：

截面面积：

An=357.2mm2

截面惯性矩：

I=π（D4-d4）/64=3.14*（4.84-4.34）/64=9.27cm4

截面抵抗矩：

W=π（D4-d4）/（32D）=3.14*（4.84-4.34）/（32*4.8）=3.86cm3

2.内力计算及简图

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的简支梁计算，集中荷载P取方木支撑传递的力。

最大弯矩：

M=1.05KN.m

最大支座反力：

N=5.248KN

3.抗弯强度验算：

钢管抗弯强度计算值：

f=M/W=1050000/3860=272.02N/mm2

钢管抗弯强度设计值：

[f]=205N/mm2，

可知f>[f],故钢管抗弯强度不满足要求。

4.挠度验算：

钢管最大挠度计算值：

ν=2*（0.5*200*100*0.667*1050000+1050000*150*0.5*（100+175））/（EI）=3.0mm

小于挠度限值700/150mm与10mm

故，钢管挠度满足要求。

（四）梁两侧支撑钢管扣件抗滑移验算

纵向或横向水平杆与立杆相连接时，扣件的抗滑承载力公式：

R≤RC

其中，RC：

扣件抗滑承载力设计值，取8.0KN

R:

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值

R=5.248KN

故，单扣件抗滑承载力计算满足要求。

（五）支撑立杆验算

1.支撑立杆承受荷载计算

点处立杆

模板自重：

（0.425+0.2）2*0.35=0.137KN；

支架自重：

（0.425+0.35）2*0.75=0.45KN；

混凝土自重：

（0.425+0.2）2*0.1*25=0.98KN；

振捣荷载：

（0.425+0.2）2*2=0.781KN

施工人员及设备荷载：

（0.425+0.2）2*1=0.39KN

梁底横杆的最大支座反力：

5.248KN

则，立杆所承受的竖向荷载：

N=1.2*（0.137+0.45+0.98）+1.4*（0.781+0.39）+2*5.248=14.016KN

点处立杆

模板自重：

（0.425+0.425）*（0.425+0.2）*0.35=0.186KN；

支架自重：

（0.425+0.425）*（0.425+0.35）*0.75=0.494KN；

混凝土自重：

（0.425+0.425）*（0.425+0.2）*0.1*25=1.328KN；

振捣荷载：

（0.425+