承插型盤扣式鋼管支架體系施工技術(shù)

黃吉祥

(福建省第五建筑工程公司，泉州 362000)

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，大量現(xiàn)代化大型建筑體系出現(xiàn)，傳統(tǒng)的碗扣式或扣件式鋼管支架存在較大安全隱患，已無(wú)法適應(yīng)建筑施工發(fā)展的需要。承插型盤扣式鋼管支架作為一種新型架體，用連接盤的方式取代了碗扣式支架的碗形連接方式，通過插銷將橫桿、斜桿及豎桿鎖緊，明顯提高了節(jié)點(diǎn)處的抗彎、抗剪和抗扭能力，承載力提高了1～2倍，近年來(lái)在建筑工程施工中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。

1 工程概況

晉江市拔萃雙語(yǔ)學(xué)校(10#、16#樓學(xué)生宿舍)工程位于福建省晉江市西園街道會(huì)展路1號(hào)建設(shè)用地范圍內(nèi)，西南側(cè)為美旗城，西側(cè)為拔萃雙語(yǔ)學(xué)校一期，南側(cè)為市政道路，東側(cè)為空地?？偨ㄖ娣e16 221.55 m2，10#樓、16#樓建筑層數(shù)為7層，10#樓建筑高度為22.7 m，16#樓建筑高度為23.8 m。主要功能為學(xué)生宿舍，結(jié)構(gòu)體系為框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，建筑耐火等級(jí)為2級(jí)，抗震設(shè)防烈度為7度，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年。工程對(duì)10#樓、16#樓支撐體系設(shè)計(jì)計(jì)算，10#樓7F屋面標(biāo)高22.7 m，16#樓7F屋面標(biāo)高23.8 m，一層高度4.5 m，其余層高3.2 m。工程各樓模板根據(jù)實(shí)際情況施工進(jìn)度安排為：底層需一次性做好，同時(shí)地上高層建筑同步跟進(jìn)施工；為此，需配置地下室一層材料，同時(shí)配置地上一、二層的材料；地上三層材料由一層拆卸轉(zhuǎn)移使用。具體地下室及各樓模板支撐材料配置情況見表1，三層及三層以上支撐高度為3.0 m。

表1 地下室及各樓模板支撐材料配置情況表

2 承插型盤扣式鋼管支架體系

工程支撐體系采用承插型盤扣式鋼管支架，由桿件(立桿、水平桿及斜桿)、可調(diào)頂托、可調(diào)底座、盤扣節(jié)點(diǎn)和套管等組成，盤扣節(jié)點(diǎn)由立桿上的連接盤、水平桿及斜桿的桿端扣接頭和插銷片組成，立桿用套筒進(jìn)行上下套裝，水平桿和斜桿則通過盤口節(jié)點(diǎn)插銷連接在立桿上，形成支架體系的基本架構(gòu)。工程地上建筑標(biāo)準(zhǔn)層板厚度100 mm，屋面板厚度120 mm，墻厚為250 mm、500 mm，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)支撐高度3.2～4.5 m，梁截面最大為600 mm×800 mm。根據(jù)盤扣式鋼管支撐架的特點(diǎn)，工程梁均按雙立桿支撐設(shè)計(jì)梁支撐，盤扣立桿縱向間距按1.2 m設(shè)計(jì)，步距按1.5 m設(shè)置。承插型盤扣式鋼管支架材料分別為：①立桿為B-LG-250mm、500 mm、1 000 mm、1 500 mm、2 000 mm，直徑48 mm，壁厚3.2 mm，為Q345A熱鍍鋅鋼管，通過套筒連接。②水平桿為HG-300 mm、600 mm、900 mm、1 200 mm，直徑48 mm，壁厚2.5 mm，為Q235B熱鍍鋅鋼管，兩端焊扣接頭以連接立桿上的圓盤。③斜桿為XG-900 mm×1 500 mm、1 200 mm×1 500 mm、1 500 mm×1 500 mm、1 800 mm×1 500 mm，水平斜桿直徑48 mm，壁厚2.5 mm，Q235B；豎向斜桿直徑48 mm，壁厚2.5 mm，Q195，兩端焊接扣接頭以連接立桿上的圓盤，提高支架穩(wěn)定性。④可調(diào)底座和頂托均采用Q235B型鋼，規(guī)格為φ38 mm×5 mm×500 mm。⑤盤扣節(jié)點(diǎn)由連接盤、水平桿和斜桿兩端扣接頭及插銷片組成，插銷底端設(shè)置彎鉤避免拔脫，盤扣節(jié)點(diǎn)示意圖見圖1。

3 盤扣架施工技術(shù)

3.1 施工工藝流程

工程承插型盤扣式鋼管支架施工工藝流程為：材料進(jìn)場(chǎng)→地基處理→立桿排布、彈線定位→首步架搭設(shè)→標(biāo)準(zhǔn)層步架搭設(shè)→頂步架搭設(shè)→支架預(yù)檢與驗(yàn)收。

3.2 施工準(zhǔn)備

支架搭設(shè)前應(yīng)先按要求編制專項(xiàng)施工方案，并對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)和安全作業(yè)交底，進(jìn)場(chǎng)架體材料均應(yīng)滿足相應(yīng)的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，有產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告及質(zhì)量合格證等，如連接盤、扣接頭、插銷等采用碳素鑄鋼制造其機(jī)械性能(屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。架體材料進(jìn)場(chǎng)后按品種規(guī)格分類碼放，并設(shè)置銘牌標(biāo)識(shí)清晰，支架體系搭設(shè)使用前應(yīng)復(fù)驗(yàn)構(gòu)配件質(zhì)量。

3.3 地基處理及基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)為鋼筋混凝土且承載力滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，支架整體可直接在此基礎(chǔ)上搭設(shè)，工程地表層土主要為素填土，基礎(chǔ)非鋼筋混凝土，承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)地基進(jìn)行回填夯實(shí)處理，挖除地表素填土，持力層0.5 m深度范圍內(nèi)進(jìn)行換填顆粒級(jí)配良好的石渣并碾壓分層夯實(shí)，分層壓實(shí)厚度≤30 cm，密實(shí)度≥0.9，表面200 mm厚C15混凝土硬化處理，滿足承載力要求，同時(shí)設(shè)置0.5%橫坡以便排水，四周也應(yīng)設(shè)置排水溝，采用砂漿抹面，確保隨時(shí)排除地面積水，防止地基浸泡軟化產(chǎn)生不均勻沉降而導(dǎo)致支架失穩(wěn)破壞[1]。地基處理完成后應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)地清理平整，確保底部無(wú)雜物且平整。在此階段就提前設(shè)置好支架底部所用木墊板，所有墊板尺寸規(guī)格一致，厚度≥5 cm，寬度≥20 cm，被立桿壓實(shí)，或采用12#槽鋼(仰臥)，長(zhǎng)度均不少于兩跨。

3.4 模板支架搭設(shè)施工

1)彈線定位 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)圖紙、施工方案和立桿間距，結(jié)合架體平面、立面、剖面和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖計(jì)算每一施工區(qū)域所需的配件數(shù)量，對(duì)支架體系立桿位置進(jìn)行平面排布，利用CAD繪制立桿平面排布圖，并對(duì)每一區(qū)域進(jìn)行編號(hào)。工程梁板立桿縱橫向間距相等或成倍數(shù)，示意圖見圖2。嚴(yán)格按立桿排布圖紙?jiān)谑┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量放線，確定立桿搭設(shè)準(zhǔn)確位置，并進(jìn)行技術(shù)復(fù)核。

2)首步架搭設(shè) (1)安裝墊板。將墊板準(zhǔn)確放置在定位線上并保持水平，嚴(yán)禁采用已開裂墊板，墊板厚度應(yīng)≥50 mm且平整無(wú)翹曲。(2)立桿設(shè)置。立桿通過鑄鋼套管連接，套管開口朝下，連接套長(zhǎng)度≥9 cm，相鄰兩立桿承插點(diǎn)不能在同一高度的水平面內(nèi)，而應(yīng)錯(cuò)開布置且滿足錯(cuò)開高度≥7.5 cm，若模板支架高度>8 m則滿足錯(cuò)開高度≥50 cm。立桿規(guī)格、間距、步距嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，間距應(yīng)≤1.5 m，梁板立柱縱橫向間距應(yīng)相等或成模數(shù)，工程支架立桿間距1.2 m，步距1.5 m。如遇地基高差較大地方可通過調(diào)整立桿0.5 m節(jié)點(diǎn)位差使支架整體高度一致。(3)水平桿安裝。水平桿縱橫向通過圓盤連接拉通滿布設(shè)置，兩端扣接頭連接圓盤并用插銷緊固，抗拔力≥3 kN，保證施工過程中不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)變形。當(dāng)單肢立桿荷載設(shè)計(jì)值不大于40 kN時(shí)，底層水平桿的步距可按標(biāo)準(zhǔn)步距設(shè)置，且應(yīng)設(shè)置豎向斜桿；當(dāng)單肢立桿荷載設(shè)計(jì)值大于40 kN時(shí)，底層的水平桿應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)步距縮小一個(gè)盤扣間距，且應(yīng)設(shè)置豎向斜桿。(4)豎桿設(shè)置。按設(shè)計(jì)要求布置斜桿，兩端插銷插入圓盤大孔并錘擊緊固，斜桿上下應(yīng)連續(xù)且間距5跨，相鄰斜桿反向設(shè)置。

3)標(biāo)準(zhǔn)層步架搭設(shè) 首步架搭設(shè)完成后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)層步架搭設(shè)，施工步驟為：立桿接長(zhǎng)→操作層水平桿安裝→斜拉桿安裝。立桿接長(zhǎng)通過連接套管連接，嚴(yán)禁搭接，搭設(shè)順序?yàn)榱U→水平桿→斜桿，以此基本架體單元擴(kuò)展搭設(shè)形成整體支架體系。標(biāo)準(zhǔn)層步架搭設(shè)時(shí)注意每搭設(shè)完成一步，應(yīng)立即檢查并校正立桿的步距、橫距、縱距和垂直偏差以及水平桿的步距、水平偏差等，保證立桿垂直偏差需滿足≤H/500且≤5 cm，上下層立桿應(yīng)保證在同一豎直線上[2]。

4)頂步架搭設(shè) 頂步架搭設(shè)主要為頂部立桿補(bǔ)齊，頂托立桿直徑及托盤厚度必須滿足要求，頂層水平桿搭設(shè)完成后，保證可調(diào)頂托超出水平桿懸臂長(zhǎng)度≤55 cm，工程頂托立桿直徑為36 mm，螺桿伸出長(zhǎng)度≤30 cm，插入立桿長(zhǎng)度≥20 cm。

5)后澆帶支架搭設(shè) 工程后澆帶采用獨(dú)立支撐形式，即模板采用獨(dú)立支撐系統(tǒng)，以達(dá)到后澆帶兩側(cè)模板拆除時(shí)后澆帶結(jié)構(gòu)不受擾動(dòng)的目的。同時(shí)，為了保證后澆帶施工質(zhì)量，提高后澆帶洞口臨邊安全性，需待后澆帶混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后方可拆除模板。后澆帶區(qū)域底部用槽鋼橫跨，立桿立在槽鋼上，與主體結(jié)構(gòu)模板支撐同時(shí)施工搭設(shè)，位于后澆帶兩側(cè)處主體結(jié)構(gòu)模板兩根立桿之間的中部位置，后澆帶立桿與主體結(jié)構(gòu)立桿錯(cuò)開且間距相同；水平桿則在與后澆帶短邊方向平行的主體結(jié)構(gòu)水平桿兩兩之間中部增設(shè)，同樣與主體結(jié)構(gòu)水平桿錯(cuò)開且間距相同，與后澆帶短邊方向垂直的水平桿則利用主體結(jié)構(gòu)支撐體系內(nèi)的水平桿(主體模板拆除時(shí)后澆帶兩側(cè)各保留一排水平桿)，后澆帶與主體支撐體系水平桿步距相同；剪刀撐布置同水平桿，后澆帶兩側(cè)主體支撐體系內(nèi)豎直剪刀撐不拆除，短邊方向每6 m設(shè)置一道豎直剪刀撐，水平剪刀撐不設(shè)置。

3.5 檢查驗(yàn)收與維護(hù)管理

支架搭設(shè)完畢使用前應(yīng)對(duì)支撐體系分階段組織檢查驗(yàn)收，對(duì)支架各構(gòu)配件進(jìn)行質(zhì)量試驗(yàn)和抽檢，確保鋼管支架產(chǎn)品質(zhì)量合格證與標(biāo)識(shí)齊全、有相關(guān)性能檢驗(yàn)報(bào)告，重點(diǎn)檢查立桿、掃地桿、水平桿、斜桿等設(shè)置是否均符合設(shè)計(jì)及規(guī)定要求，可調(diào)頂托自由端高度、外露懸臂長(zhǎng)度檢查是否符合方案及規(guī)范要求，基礎(chǔ)不僅需滿足承載力要求，也應(yīng)保證與立桿無(wú)松動(dòng)、懸空等，架體三維尺寸與設(shè)計(jì)要求一致，除立桿外的其它桿件插入圓盤緊固牢靠，確保支架、模板及剪刀撐等按專項(xiàng)施工方案及規(guī)范要求搭設(shè)。此外，鋼管支撐體系成品保護(hù)也很重要，需做好防墜落、防車輛沖撞、防火防誤拆除等各種安全警示標(biāo)志，驗(yàn)收合格形成記錄后方可投入使用。

支架在使用過程中應(yīng)注意維護(hù)管理，該工程澆筑混凝土過程中派專人全程觀測(cè)支架的超載、異常工作狀態(tài)等，以防止發(fā)生緊急狀況無(wú)法及時(shí)撤離導(dǎo)致安全事故。支架使用期間嚴(yán)禁擅自拆除架體結(jié)構(gòu)桿件，且應(yīng)隨時(shí)對(duì)支架進(jìn)行加固處理，支架模板需待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能拆除且逐層自上而下拆除，構(gòu)件傳遞至地面，嚴(yán)禁拋擲。

4 承插型盤扣式鋼管支架體系工程應(yīng)用分析

4.1 承插型盤扣式鋼管支架體系優(yōu)勢(shì)

依托實(shí)際工程研究承插型盤扣式鋼管支架體系施工技術(shù)及分析其實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)其具有較多優(yōu)勢(shì)，一是從節(jié)點(diǎn)連接比較，承插型盤扣式鋼管支架體系盤扣節(jié)點(diǎn)的圓盤能有效限制橫桿的水平位移，節(jié)點(diǎn)加載后自動(dòng)鎖緊，抗扭能力強(qiáng)且強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性高，不僅安全性好，而且安裝速度快，施工速率有效提高，工期極大縮短。二是從支架垂直度比較，盤扣式支架立桿連接通過端部的連接套筒及插銷，支架垂直度好，支架體系更加整齊美觀。三是從施工便利程度比較，盤扣式支架桿件按模數(shù)設(shè)置，長(zhǎng)配件一般僅2 m左右[3]，現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)使用方便，施工更加簡(jiǎn)便。四是從經(jīng)濟(jì)性方面比較，盤扣式支架體系采用鋼材強(qiáng)度高，用鋼量少，零星構(gòu)配件少，丟失率降低，損耗小，有研究表明每平方米盤扣式支架相較于傳統(tǒng)腳手架造價(jià)降低至75%；且施工難度的降低節(jié)省了人工成本，節(jié)約了工期使得工程的整體經(jīng)濟(jì)性提高。

該工程混凝土澆筑及支架拆除后對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行測(cè)量，各結(jié)構(gòu)和構(gòu)件位置正確，尺寸偏差均在規(guī)范規(guī)定的合理范圍內(nèi)。混凝土表面平整、陰陽(yáng)角整齊、棱角清楚，構(gòu)件交叉處混凝土質(zhì)量也符合相關(guān)要求，且滿足強(qiáng)度、剛度要求?？梢?，承插型盤扣式鋼管支架體系出模質(zhì)量高，安全風(fēng)險(xiǎn)低，工程效益好。

4.2 承插型盤扣式鋼管支架體系存在問題

承插型盤扣式鋼管支架體系扣件按模數(shù)控制的特點(diǎn)造成了現(xiàn)場(chǎng)較多梁側(cè)立桿間距超過50 cm及梁底立桿自由度高度超過65 cm，針對(duì)上述問題需分別增設(shè)立桿和水平拉桿進(jìn)行加固。盤扣式支架的方案編制階段就應(yīng)考慮桿件是否符合間距要求，對(duì)工程所有區(qū)域進(jìn)行排布復(fù)核，繪圖工作量大時(shí)間長(zhǎng)[4]。同時(shí)，隨著盤扣式支架在福建省等地區(qū)的推廣應(yīng)用，市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)制和有關(guān)政策法規(guī)還不夠完善，桿件配件等質(zhì)量無(wú)法得到有效保障，部分中小型企業(yè)由于盤扣架單價(jià)高而缺乏積極性。

5 結(jié) 語(yǔ)

晉江市拔萃雙語(yǔ)學(xué)校(10#、16#樓學(xué)生宿舍)工程順利通過驗(yàn)收并投入使用，目前各項(xiàng)功能良好，相較于傳統(tǒng)腳手架施工周期縮短、難度降低，節(jié)約了工程造價(jià)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益,可見承插型盤扣式鋼管支架具有較大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)在工程領(lǐng)域大力推廣應(yīng)用。