承插式插槽型鋼管支架的工程應用

王子穎

(1.杭州高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)總公司,浙江 杭州 310053；2.奧體濱江建設投資有限公司,浙江 杭州 310053)

近年來特別是2014年下半年全國各地連續(xù)發(fā)生多起模板支撐架坍塌導致群死群傷事故后,杭州市建委下發(fā)了杭建工(2015)55號文《關于進一步加強建設工程模板支撐系統(tǒng)安全管理的通知》,要求對危險性較大的超過一定規(guī)模的高大模板支撐體系禁止使用鋼管扣件腳手架,推廣使用門式鋼管腳手架、承插式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架等工具式腳手架。

1 承插式插槽型鋼管支架的優(yōu)勢

目前國內(nèi)擁有量最大的扣件式鋼管腳手架,在使用中最突出的問題是鋼管壁厚與扣件質(zhì)量不符合標準要求,且施工效率低下、搭設質(zhì)量難控制、管理難度大、工程安全事故頻發(fā),已有逐步為新型工具式支架所取代趨勢。碗扣式鋼管腳手架擁有量僅次于扣件式鋼管腳手架,由于行業(yè)缺乏規(guī)范管理,各企業(yè)追逐短期利益以致惡性競爭現(xiàn)象嚴重,使得碗扣式鋼管腳手架質(zhì)量參差不齊,工程使用也逐漸趨少。門式鋼管腳手架特別是重型門架在橋梁、市政工程中應用較多,但不同型號之間的門架不能通用限制了門架的推廣使用,房屋建筑中門架應用較少。承插式盤(輪)扣型鋼管腳手架相比于碗扣式腳手架,具有成本低、用量少、工期短、效率高、人工節(jié)省、使用方便的優(yōu)勢,受到租賃企業(yè)和施工單位的青睞。承插式插槽型鋼管腳手架是一種以Ф48鋼管為主的“管、件合一”的新型架體,它克服了扣件式鋼管腳手架體系存在的缺陷和不足,做到了工具化、標準化,降低了勞動強度,提高了效率,節(jié)約了資源,大大提高了施工安全系數(shù)。它的核心構造[1]是在立桿上焊接插槽座,水平桿端楔形插頭內(nèi)表面應與立桿插槽盤凸緣外形吻合,插銷后保證水平桿端楔形插頭楔入立桿插槽盤，到位后具有一定的自鎖抗拔脫能力。承插式插槽型鋼管腳手架較其他支撐體系體現(xiàn)出施工便捷、插槽節(jié)點構造簡單可靠、卡接牢固、立桿軸心受力、具有承載能力高、施工安全的優(yōu)勢,是模板支架領域的創(chuàng)新型產(chǎn)品。因其具有經(jīng)濟適用、結構穩(wěn)定性好、快支快拆等特點,在房建施工應用中優(yōu)勢明顯,近兩年來在重慶、湖南、河南、北京等地區(qū)推廣使用速度較快,相關的省市制訂頒布了省級技術規(guī)程；浙江省也發(fā)布《建筑施工承插型插槽式鋼管支架安全技術規(guī)程(DB 33/1117—2015)》[1],于2015年11月1日起實施。經(jīng)實際使用對比,承插式插槽型鋼管支架較傳統(tǒng)的鋼管扣件式支架,可支持早拆加快周轉,接頭堅固耐用,各類桿件不怕摔、不易丟失配件,能節(jié)約人工約30%,支撐架體周轉效率提高20%以上,綜合效益非?？捎^,可以預見承插式插槽型支架在建筑工程施工中的使用將會快速推廣。

2 工程實例方案設計

濱盛路下穿隧道工程位于杭州奧體博覽城,南接濱江區(qū)揚帆路,北至蕭山區(qū)平瀾路,隧道總長1 440 m,其中暗埋段長1 138 m,為明挖暗埋雙向六車道的鋼筋混凝土雙跨箱涵結構,在濱江區(qū)段與杭州奧體主體育場及附屬設施項目商業(yè)配套及車庫工程結構相連。此段結構長317.7 m并先行施工,結構為底板C40混凝土厚1 400 mm,邊墻及中墻C45混凝土厚1 500 mm,頂板C35混凝土厚900 mm,頂板掖角為300 mm(高)×600 mm(寬),結構凈高5.8～6.08 m,凈跨14.4 m,縱向設計后澆帶分為8塊澆筑。

隧道結構頂板支撐架方案設計采用承插式插槽型支撐架,立桿采用LG-2600間距600 mm×600 mm,水平桿采用HG-600步距1.5 m,水平剪刀撐在底、中、頂部共設3道,豎向剪刀撐外周封閉設置,架體頂部采用可調(diào)頂撐,主楞為Ф48×3.0鋼管,次楞為45 mm×65 mm木枋,間距200 mm,模板為15 mm厚多層木膠合板。頂板澆筑前,墻板先行澆筑,施工縫留置于掖角下50 mm處,頂板混凝土分區(qū)塊一次性澆筑。隧道頂板模板支撐架剖面圖見圖1，現(xiàn)場搭設圖見圖2。

圖1 隧道頂板模板支撐架剖面圖

圖2 隧道頂板模板支撐架搭設圖

其頂板支撐架體方案計算結果見表1。

表1 頂板支撐架體方案計算結果

3 工程使用注意事項

作為一種新型的支撐體系,支架的水平桿與立桿插槽座連接只是外形機械咬合,無抗拔構造措施,其水平桿與立桿連接的剛度弱于鋼管扣件支撐架,仍為“半剛性節(jié)點”結構體系,且節(jié)點剛度弱于鋼管扣件節(jié)點,立桿失穩(wěn)是支撐架體的主要破壞形式；另作為一種新型的支撐體系,尚缺少大量的工程應用經(jīng)驗和總結,在不同的工程使用中應注意下列事項。

1)對基礎不平整,立桿底部高低差≤150 mm處,必須使用可調(diào)底座將立桿底調(diào)平；立桿底部高低差≥150 mm處,必須使用可調(diào)底座和帶插槽盤的短立桿調(diào)平,并在低處的底層插槽盤高度設水平桿雙向拉結。立桿底部經(jīng)調(diào)平后高度誤差在±5 mm內(nèi),否則將造成各層水平桿均出現(xiàn)插入鍵槽深度不足或卡銷不牢。對坡道處搭設更需控制沿坡度方向無法設水平桿而使用鋼管扣件水平桿的架體整體性不足；如預計立桿底部基礎為變形較大,則應謹慎選用或經(jīng)預壓滿足要求后方可使用。

2)由于立桿和水平桿連接的剛度不足,使立面和平面的架體網(wǎng)格均為平面可變體系,在空間上更是個可變體系,所以要十分重視剪刀撐的設置。水平或豎向剪刀撐必須在平面內(nèi)閉合且架體外周連續(xù)滿布,剪刀撐必須在架體搭設時同步搭設并扣緊,是保證架體豎向和水平向為幾何不變體系并提高架體整體穩(wěn)定性的重要措施；豎向剪刀撐應設于立桿的兩側,方能保證每步與立桿扣接。

3)由于模板支架體系中的不同構配件幾乎不可替換,故方案一經(jīng)編制審批,就應統(tǒng)計種類材料進場數(shù)量,并計劃組織實施,避免因施工時數(shù)量不足或各構配件間的不匹配引起進度延誤。大型工程需按樓層澆筑塊分塊計算,經(jīng)計算的分塊配桿一旦配齊,不得變化,如有某一桿件數(shù)量不足或變化,則需對方案進行系統(tǒng)性調(diào)整,并重新計算配桿數(shù)量。方案設計也應多采用0.6、0.9 m的水平桿,并盡量使用同一規(guī)格,以減小材料采供、管理難度。

4)架體開始搭設前,應據(jù)柱網(wǎng)軸線彈出梁下立桿位置；架體搭設應始于邊上的直角二條邊線,以保證立桿間形成正方形或長方形,避免出現(xiàn)菱形或平行四邊形。搭設過程中,需校核每步高的立桿垂直度,否則大面積安裝完成,架體出現(xiàn)整體的歪斜將無法調(diào)整。架體頂部應垂直軸心受力,不得施加偏心荷載。

5)因水平桿與立桿通過銷插卡住,水平桿不能傳遞向上的剪力,在加設鋼管扣件的剪刀撐、斜撐等桿件時,嚴禁將扣件扣于水平桿上；同時也需嚴防基礎承載力不足產(chǎn)生的立桿間的不均勻沉降。搭設架體過程中,要求操作人員用錘子重擊水平桿端頭二至三下,以保證水平桿插頭插入深度不得少于插座深度的3/4,進而保證水平桿有效卡銷。在驗收架體時,對整個水平桿卡銷緊固情況進行檢查,避免出現(xiàn)個別或連續(xù)的水平桿脫銷造成架體整體承載能力的降低；對可調(diào)底座和頂撐伸入鋼管長度進行檢查,保證不小于150 mm。

6)遇平面不規(guī)則結構,應以梁等大荷載構件布置支撐架體優(yōu)先,設計按梁中心向兩側板中央布設立桿(弧形、三角形等異形板更應如此),板跨中的立桿應輔以鋼管扣件作水平桿對立桿做雙向拉結。

7)目前承插式插槽型支架生產(chǎn)企業(yè)還不多,不同企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品,通用、互用性較差,同一工程中應統(tǒng)一或分片使用同一廠家的產(chǎn)品?，F(xiàn)市場對承插式插槽型支架潛在需求量較大,要求租賃量大的項目應細化方案提供租賃進場計劃,避免因材料供應不及時卡阻工程施工進度。

4 工程應用效果

模板支撐架專項方案經(jīng)組織專家論證后實施,在隧道底板混凝土澆筑完成并放樣彈線后,于2015年11月12日,搭設架體材料陸續(xù)進場,一次性投入立桿材料650 t,水平桿材料250 t,分塊后澆帶長約40 m,10個架子工在塔吊配合下,4 d時間搭完支撐架體。架體的搭設及后續(xù)工作流水施工,頂板的混凝土于2015年11月28日至2015年12月16日澆筑,混凝土澆筑分層按不大于400 mm,并嚴禁堆高超過頂板面100 mm?；炷琉B(yǎng)護后,各塊流水拆除,拆除時從板跨中部向兩側對稱拆除頂撐及模板和架體。由于架體的拆除僅將水平桿端向上敲擊出立桿的插槽盤即可將架體分散成立桿和水平桿,搭設和拆除相同的架體用工約為4∶1,架體快速地被拆除。拆除模板及架體后的隧道混凝土外光內(nèi)實,達到了設計的要求。

5 結 語

承插式插槽型鋼管支架作為一種新型的模板支撐體系,具有搭拆效率高、受力合理、安全可靠、施工方便、經(jīng)濟效益好、適用范圍廣,值得在工程中大范圍推廣應用。