高大模板支架施工技術關鍵問題分析及處理

張永春，秘紅丹，師寶祿，張小偉

（1.中鐵建設集團有限公司，北京100040；2.北京交通大學土建學院，北京100044）

高大模板支架施工技術關鍵問題分析及處理

張永春1，秘紅丹2，師寶祿1，張小偉1

（1.中鐵建設集團有限公司，北京100040；2.北京交通大學土建學院，北京100044）

在建筑施工過程中高大模板支架失穩(wěn)引起架體整體坍塌的事件時有發(fā)生。其主要原因有設計計算不規(guī)范、施工技術措施不當、監(jiān)管不嚴等。本文結合高大模板支架坍塌實例，對國內(nèi)高大模板支架施工技術的現(xiàn)狀及存在的問題進行了歸納和總結，詳細地闡述了高大模板支架施工技術要點，建議在此類施工中布設支架整體穩(wěn)定性監(jiān)控系統(tǒng)。

高大模板支架；穩(wěn)定性；施工技術；監(jiān)控系統(tǒng)

1　概述

文獻［1］把支架高度超過8 m或跨度超過18 m的模板支撐系統(tǒng)定義為高大模板支架（以下簡稱高支模）。施工單位應當在高支模工程施工組織設計中編制安全技術措施和專項施工方案［2］，并須經(jīng)專家審查。實際施工中很多高支模工程由于構件、支架設計不準確，專項方案編制及審查程序不規(guī)范，施工前未對技術人員進行詳細的安全技術交底，現(xiàn)場施工人員技術不夠專業(yè)，支架驗收程序過于表面化，施工過程中未布設高支模的監(jiān)控系統(tǒng)等原因，每年國內(nèi)都有高支模整體坍塌事件發(fā)生。對一些高支模坍塌實例進行了調(diào)查分析，典型問題見表1。

表1　高支模施工典型問題

高支模出現(xiàn)問題的原因總體來說主要是豎桿、剪刀撐、掃地桿、封頂桿布設不規(guī)范［3］，模板工程未按規(guī)范設計與施工［4］。

2　高支模失穩(wěn)原因分析

2.1剪刀撐布設不規(guī)范

一工程在澆筑屋面板混凝土過程中，因模板支撐系統(tǒng)失穩(wěn)，屋蓋塌陷［5］。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，支架中立桿間距過大，但沒有設置剪刀撐（圖1），使得支架抗側移、抗扭力不足，節(jié)點區(qū)域整體剛度不足，穩(wěn)定性差。因局部立桿失穩(wěn)，造成支架彎曲并扭轉，最終導致模板支架整體坍塌。

圖1　立桿無剪刀撐

剪刀撐是在支架上成對設置的交叉斜桿。剪刀撐的布設遍布在腳手架的外側以及穿插整個腳手架內(nèi)部，連續(xù)卻不多余。其搭設質量的優(yōu)劣直接影響腳手架縱向變形大小。高支模在搭設時，剪刀撐的布設如不嚴格按規(guī)范操作就會留下隱患。常見的問題包括：剪刀撐與架體的搭設不一致，沒有采用扣件與架體立桿扣緊；未在整體架體系統(tǒng)的立桿外側統(tǒng)一布設剪刀撐，且未在架體立桿內(nèi)側統(tǒng)一布設水平加固桿；未在架體支撐系統(tǒng)布設2道水平剪刀撐以形成整體性水平加強層等。按規(guī)范要求搭設剪刀撐可以使腳手架的整體剛度以及穩(wěn)定性顯著提高，從而保證腳手架承載能力，避免安全事故。

2.2掃地桿布設不規(guī)范

某市電視臺演播大廳模板支架整體坍塌，經(jīng)調(diào)查搭設支架的全過程中沒有設計施工方案，沒有圖紙，沒有進行技術交底。在澆筑混凝土當日仍有施工人員在繼續(xù)加固支架。支架底部的掃地桿數(shù)量不足（圖2），從而使單桿受荷過于集中［6-7］，導致立桿局部失穩(wěn)，加大了頂部排架的晃動，以致模板支架整體坍塌。現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，支架立桿底部步距約1.8 m，甚至在地坑處步距達2.6 m，卻均無掃地桿。在腳手架底部未設置整體性水平加強層，底部水平連系桿設置數(shù)量過少，立桿的抗側移、抗扭力降低，出現(xiàn)局部失穩(wěn)，致使模板支架整體坍塌。規(guī)范規(guī)定：模板支架必須布設縱向、橫向掃地桿且距地距離應＜30 cm以避免立桿滑移；當架體所處的施工現(xiàn)場地面存在高度差時，高處掃地桿延長2跨并與立桿固定在一起，從而保證了整個支撐系統(tǒng)的連接，加大其整體的穩(wěn)定性。高支模在搭設時，布設掃地桿可以加大支架的整體剛度，對腳手架的整體穩(wěn)固起關鍵性作用。

圖2　支架無掃地桿

2.3封頂桿布設不規(guī)范

某市中心大廈高支模架體出現(xiàn)嚴重傾斜，架體局部變形過大，導致模板支架系統(tǒng)整體失穩(wěn)。由于豎桿頂部未布設水平封頂桿［8］，導致豎桿懸臂長度過大（圖3），剛度不足，從而在豎向壓力作用下失穩(wěn)，導致架體局部變形過大。規(guī)范規(guī)定豎桿懸臂長度須≤0.7 m且封頂桿伸出頂層水平連系桿中心線至支撐點的長度不應超過0.5 m。

圖3　豎桿懸臂長度過大

2.4高支模專項施工方案不規(guī)范

在實際施工過程中，由于監(jiān)管部門的工作過于表面化［9］，施工單位在沒有編制專項施工方案和進行科學規(guī)范的設計計算的情況下，僅憑借以往的施工經(jīng)驗施工［10］，留下安全隱患。高支模施工前，沒有針對專項工程進行現(xiàn)場實地勘查并進行科學設計計算；施工單位技術負責人沒有針對施工現(xiàn)場條件進行對應構件及整體支架的強度、剛度、局部穩(wěn)定性、整體穩(wěn)定性驗算，也未編制專項施工方案，出現(xiàn)了現(xiàn)場施工與方案脫離的情況［11］。當高支模工程規(guī)模達到限值時，沒有請專家進行分析論證。

常見的錯誤支架搭設方式如圖4，施工時須避免。其問題為：梁下加密鋼管連系水平桿缺失；支架搭設不合理，特別是縱橫雙向水平拉桿漏設較多，造成步距、縱橫距超長，可能造成單根立桿受力；大梁或厚板下木枋呈縱向布置在支架水平鋼管上，澆筑混凝土時主要荷載傳至梁底兩側立桿。

圖4　支架橫向支撐過少

3　應對施工全過程加以監(jiān)控

在高支模的施工過程中，由于布設的監(jiān)控設備不足，當位移或者沉降累計到一定程度后，突然導致事故的發(fā)生。因此進行全過程（包括搭設架體、鋼筋安裝、混凝土澆搗及混凝土終凝后）監(jiān)控具有重要的現(xiàn)實意義。現(xiàn)有的高支模施工的監(jiān)控方法主要是采用光學儀器。由監(jiān)控人員在支撐體系外監(jiān)測，作業(yè)人員只能了解高支模外圍情況而無法感知高支模安全情況，導致發(fā)生危險時作業(yè)人員難以及時安全撤離危險區(qū)域。此外，監(jiān)控測點不能針對具體工程的受力特點，從而無法覆蓋關鍵桿件、重點部位，造成測試數(shù)據(jù)不能滿足預警功能。

采用高支模服役全過程遠程監(jiān)控系統(tǒng)，可以達到實時監(jiān)測、預警值分析處理、超限報警的功能，以便及時采取措施，避免發(fā)生事故［12］。應針對不同工程的特點，對具體工程的高支模體系進行數(shù)值模擬分析（主要包括破壞模式分析），以確定測點布置方式與優(yōu)化方法和監(jiān)控系統(tǒng)各級預警值，為監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、高支模結構狀態(tài)評估提供重要的數(shù)據(jù)支撐。在布設監(jiān)控系統(tǒng)的同時，還應重視基礎性檢查工作，如混凝土澆筑過程中要設專人巡視。

4　結語

目前高支模搭設的規(guī)范已經(jīng)很成熟，監(jiān)控系統(tǒng)的布設還需進一步完善，以便在事故發(fā)生前能及時預警并加固。在高支?，F(xiàn)場施工中，應重點關注剪刀撐、掃地桿、封頂桿的布設。高支模設計與施工要遵循其受力模式。高支模設計計算、施工方案須嚴格執(zhí)行規(guī)范，并編制相關的專項分析與設計規(guī)程。

［1］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.JGJ 130—2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［2］陳云鋼，郭正興.高大支模施工安全風險管理的探討及對《建筑施工模板安全技術規(guī)范》的理解［J］.四川建筑科學研究，2012，38（2）：305-310.

［3］郭正興，陳安英.高大支模安全的關鍵技術問題研討［J］.施工技術，2007，36（12）：140-144.

［4］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.JGJ 162—2008建筑施工模板安全技術規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［5］龔宏.高支模板支撐系統(tǒng)施工中問題分析及措施［J］.福建建筑，2013（5）：76-77.

［6］梁仁鐘.高大模板支架的可靠性分析及安全性評估［D］.北京：北京交通大學，2010.

［7］王勇.超高扣件式鋼管模板支架的安全性分析［D］.北京：北京交通大學，2007.

［8］陳安英，郭正興.扣件式鋼管高大支模架坍塌事故分析［J］.建筑技術，2008，39（12）：936-938.

［9］魏春輝.模板高支撐體系施工安全管理研究［D］.武漢：華中科技大學，2008.

［10］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.建質〔2009〕254號建設工程高大模板支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)督管理導則［S］.北京：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，2009.

［11］甘志明.扣件式鋼管高大模板支撐體系的施工技術與管理對策研究［D］.重慶：重慶大學，2007.

［12］翟婷.高支模施工技術在土建施工中的應用［J］.江西建材，2015（13）：91-97.

Analysis and Treatment of Key Construction Technology Issues for High Formwork Support

ZHANG Yongchun1，MI Hongdan2，SHI Baolu1，ZHANG Xiaowei1
（1.China Railway Construction Group Co.，Ltd.，Beijing 100040，China；2.School of Civil Engineering，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China）

During building construction process the events that high formwork supports lost stability happened now and then.T he main causes included that design and calculation did not comply with norms，the construction techniques were improper，and supervision and management were not strict etc.Combined with examples that domestic high formwork supports collapsed，the current situation and issues of construction techniques for high formwork supports were systematically summarized，the key points of construction technique were analyzed.It was suggested that monitoring and control system for overall stability of high formwork supports should be applied.

High formwork support；Stability；Construction technique；M onitoring and control system

TU323.2

ADOI：10.3969/j.issn.1003-1995.2016.09.14

1003-1995（2016）09-0054-03

（責任審編李付軍）

2016-04-22；

2016-06-28

張永春（1976—），男，高級工程師，碩士。