扣件式鋼管高大模板支撐體系的施工安全研究

莫謊，周淳

（1 石屏縣建筑工程安全質(zhì)量監(jiān)督站，云南 紅河 662200；2 云南建投第四建設(shè)有限公司，昆明 650500）

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對建筑物的結(jié)構(gòu)、功能的要求越來越高，導(dǎo)致超常規(guī)的多功能、大空間、大跨度的混凝土結(jié)構(gòu)越來越多，這類工程需要以高大模板支撐體系為施工保障。扣件式鋼管高支模是最常見的高大模板支撐體系，其水平混凝土構(gòu)件的模板支撐系統(tǒng)高度超8 m，或跨度超18 m，施工總荷載＞10 k N/m2，或集中線荷載＞15 kN/m[1]。其施工技術(shù)要點包括：合理選用原材料，模板支撐體系的搭設(shè)、安裝和拆除，梁、板模板的施工；管理的手段包括：規(guī)范審批流程，優(yōu)化施工方案，嚴格地現(xiàn)場驗收等。雖然扣件式鋼管高支模體系在現(xiàn)代工程中得到了廣泛應(yīng)用，但其模板支撐體系大多屬于超高、超限模板，往往因設(shè)計方案、施工構(gòu)架不科學(xué)，現(xiàn)場管理不合理等，難以在實際施工中發(fā)揮其作用，甚至建筑坍塌等事故時有發(fā)生。

大量學(xué)者和工程技術(shù)人員對扣件式鋼管高支模體系進行了研究，夏永峰[2]研究了高支模的施工難點和施工工藝，薛炳泉等[3]基于理論計算分析了如何正確規(guī)范地運用高支模體系，徐登周等[4]提出了驗算高支模安全性的簡易方法，李海波[5]探討了高支模的施工管理要點，周繼忠[6]以事故調(diào)研為切入點分析了如何做好高支模工程的安全監(jiān)理，等等。

綜上所述，扣件式腳手架高大模板支撐體系必須經(jīng)過嚴格的受力分析，以保證設(shè)計方案科學(xué)、合理，支撐體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)與高大模板的特性相結(jié)合，在施工過程中嚴格把控現(xiàn)場管理，避免發(fā)生安全、質(zhì)量事故，從而確保整個工程高效、安全、高質(zhì)量地完工。

本文以云南省某倉庫工程為例，結(jié)合工程實踐中的難點、風險點，對扣件式鋼管大模板支撐體系的施工與安全管理進行了分析，重點剖析了梁、板模板設(shè)計原則及相應(yīng)的施工工藝，并進一步探討了其現(xiàn)場施工管理的方案。

2 支撐體系技術(shù)方案

云南省某倉庫工程，由8 棟倉庫組成，均為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上2 層，1 層層高5.1 m，2 層層高10.0 m（梁最大跨度18 m），建筑總高度15.4 m。地梁、基礎(chǔ)承臺混凝土為C30，基頂框架柱混凝土為C35，屋面框架柱混凝土為C30，框架、梁板混凝土均為C30。

該倉庫為工業(yè)廠房，單層面積大，層高高，結(jié)構(gòu)跨度大。結(jié)合該工程的實際情況，梁板模板采用木模板，面板為18 mm厚的木層板，梁底模為50 mm×100 mm 木方，梁側(cè)模主楞為50 mm×100 mm 木方，次楞為50 mm×100 mm 木方，采用扣件式鋼管腳手架作為模板支撐架，滿堂搭設(shè)。

2.1 模板支撐體系設(shè)計

2.1.1 梁模板及支撐

梁模板及支撐體系如圖1 所示，由支撐立桿和橫桿構(gòu)成，梁底增加2 道承重立桿，采用U 形托撐調(diào)節(jié)立桿高度和承重，梁底垂直于梁截面設(shè)3 根50 mm×100 mm 木方；鋼管類型為φ48 mm×3.0 mm，采用扣件連接方式；梁側(cè)模內(nèi)龍骨縱向布置，內(nèi)龍骨為50 mm×100 mm 木方，共設(shè)7 道，外龍骨同樣為50 mm×100mm 木方；此外，布置3 道對拉螺栓。梁模板及支撐體系基本參數(shù)取值如表1 所示。

表1 梁模板及支撐體系參數(shù)

圖1 梁模板及支撐體系

2.1.2 板模板及支撐

板模板及支撐體系如圖2 所示，樓板現(xiàn)澆層厚度120 mm，模板支撐體系同樣由立桿和橫桿組成，鋼管類型為φ48 mm×3.0 mm，采用扣件連接方式。板模板及支撐體系基本參數(shù)取值如表2 所示。

表2 梁模板及支撐體系參數(shù)

圖2 板模板及支撐體系

樓板現(xiàn)澆厚度0.12 m，模板支架搭設(shè)高度10.00 m，搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距b=0.95 m，立桿的橫距l(xiāng)=0.95 m，立桿的步距h=1.65 m；模板面板采用層板，厚度為18 mm，板底木楞截面寬度50 mm；高度100 mm；間距300 mm；采用的立桿的上端伸出至模板支撐點長度0.30 m。

2.2 梁、板模板施工工藝

2.2.1 梁模板施工工藝

工藝流程：立桿、拉桿安裝→梁底模安裝→梁鋼筋綁扎→側(cè)模安裝→側(cè)模加固→校正→預(yù)檢。

梁底支撐由2 排普通鋼管（φ48 mm×3.0 mm）和滿堂架剛性連接而成，立桿橫向和縱向之間的間距及步距應(yīng)符合本方案“模板支撐設(shè)計”的規(guī)定。立桿上端由U 形托調(diào)節(jié)高度，伸出長度不大于200 mm；立桿下端墊有腳手板，尺寸為50 mm×250 mm×4 000 mm。

立桿連接方式為對接，軸心受壓，從而增強穩(wěn)定性；掃地桿、水平拉桿由扣件進行對接，剪刀撐連接方式為搭接，且搭接長度應(yīng)大于1 000 mm，搭接部位由3 個扣件組成，2 端扣件離鋼管端頭不小于100 mm。梁側(cè)主龍骨與梁底小橫桿用卡子連接至固定梁底。

梁支模施工工序：鋪設(shè)梁底、軸線標高檢查校正、固定、梁鋼筋綁扎，側(cè)模安裝。

2.2.2 板模板施工工藝

工藝流程：立桿安裝→主次龍骨安裝→立桿高度調(diào)節(jié)→多層板模板鋪設(shè)→測平、標高調(diào)節(jié)→拉桿安裝→預(yù)檢。

樓板模板支撐架采用普通鋼管（φ48 mm）滿堂支撐體系。立桿上端由U 形托撐調(diào)節(jié)高度，且伸出長度不大于200 mm；立桿下墊腳手板，尺寸50 mm×250 mm×4 000 mm。掃地桿離地不大于200 mm，最上面的一步拉桿到支撐點的距離不得大于500 mm。

剪刀撐設(shè)置：四周為外立面，整個高度和長度上連續(xù)設(shè)置；支架內(nèi)部：整個長度和高度上每隔5～6 m 連續(xù)設(shè)置；剪刀撐與地面夾角：45°～60°。在掃地桿處、腰梁上水平拉桿處、最上面的一步水平桿處各設(shè)置1 道水平剪刀撐（掃地桿高度不大于200 mm）。

在樓板支架外側(cè)及中間有結(jié)構(gòu)柱的部位，根據(jù)柱間距水平方向、豎向上按3 m 間距設(shè)置剛性連接點，將立柱與結(jié)構(gòu)實體連接，連墻件拉桿至少與2 排立桿連接。同時，在腰梁面預(yù)埋鋼管，用十字扣件和水平桿件連接（每跨梁上至少預(yù)埋1 個點）。

立桿連接方式為對接，軸心受壓，從而增強穩(wěn)定性；掃地桿、水平拉桿由扣件進行對接，剪刀撐連接方式為搭接，且搭接長度應(yīng)大于1 000 mm，搭接部位由3 個扣件組成，兩端扣件距離鋼管端頭不小于100 mm。梁側(cè)主龍骨與梁底小橫桿用卡子連接至固定梁底。同一步距之內(nèi)不得設(shè)置2 個相鄰立桿接頭，且接頭沿豎向的錯開距離應(yīng)大于500 mm，距離主節(jié)點的距離小于1/3 步距。

平臺板鋪完成鋪設(shè)后，測量模板標高，并采用靠尺找平。

本工程扣件式鋼管高大模板支撐體系鋪設(shè)完成后的效果如圖3 所示。

圖3 扣件式鋼管高大模板支撐體系鋪設(shè)完成效果

2.3 方案論證及交底

2.3.1 方案論證

結(jié)合實際情況及相關(guān)規(guī)范要求，編制高大模板支撐體系專項施工方案，并組織5 人及以上的專家進行論證，論證后形成書面意見。結(jié)合論證意見對方案進行修改完善，上報專家重新審核確認，并經(jīng)施工企業(yè)技術(shù)負責人、總監(jiān)理工程師及建設(shè)單位項目負責人批準后，方可組織實施。

2.3.2 方案交底

方案編制、修改、審批完善后，由項目技術(shù)負責人向全體管理人員進行交底，確保管理人員掌握架體搭設(shè)的施工工藝、搭設(shè)要求及技術(shù)安全保證措施。

3 現(xiàn)場實施管理

3.1 人、材、機管理

與有架體搭設(shè)專業(yè)資質(zhì)的勞務(wù)公司簽訂施工合同。對施工作業(yè)人員進行安全、技能方面的培訓(xùn)，作業(yè)人員均需持證上崗，施工作業(yè)前，由現(xiàn)場管理人員進行安全技術(shù)交底，交底后方可施工。

與有相應(yīng)資質(zhì)的租賃公司簽訂租賃合同。對鋼管扣件進行現(xiàn)場抽檢，送檢合格后方可租賃。制訂完整的材料需要量計劃，有序組織材料進場，減少現(xiàn)場二次轉(zhuǎn)運。由專人對進場的鋼管扣件的規(guī)格、型號、壁厚、破損銹蝕程度等進行驗收，驗收合格后方可使用。

現(xiàn)場使用的塔吊、汽車吊必須完成備案后方可使用，過程中加強監(jiān)管，確保安全使用。

3.2 現(xiàn)場驗收

第1 階段：在搭設(shè)架體掃地桿、立桿時，對其立桿墊塊、間距、鋼管、扣件進行驗收。

第2 階段：在支撐架架體搭設(shè)完畢梁板底模支設(shè)前，對其立桿間距、垂直度和步距、剪刀撐、頂托、鋼管、扣件進行驗收。

第3 階段：模板施工完畢混凝土澆筑前，對其立桿間距、垂直度和步距、剪刀撐、頂托、鋼管、扣件、對拉螺桿、層板和木方進行驗收，驗收合格后方可進行下一道工序。

3.3 混凝土澆筑

本工程高大模板支撐體系區(qū)域內(nèi)的先澆筑豎向混凝土構(gòu)件（框架柱）和架體為實現(xiàn)有效、可靠地連接，為確保大梁支架均勻受力，樓板區(qū)域采用兩端對稱澆筑，大梁采用從中部向兩邊擴展的方式對稱澆筑，確保支撐系統(tǒng)均勻受力。

大梁實行分層澆筑，分層厚度≤400 mm，且需控制澆筑速度，保證混凝土澆筑層與層之間的間歇能滿足澆筑的連續(xù)性要求，在下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑。此外，嚴格控制模板上混凝土的卸料堆積厚度和工作人員的聚集程度。

3.4 架體監(jiān)測

各梁跨度中間設(shè)置1 個監(jiān)測點，進行架體沉降、垂直度觀測。監(jiān)測點標高為+1.0 m，用紅油漆做△標示。在混凝土澆筑過程中，對各監(jiān)測點進行模板架體的沉降觀測。架體立桿垂直度用吊線進行監(jiān)測（附監(jiān)測點平面、立面圖）。在混凝土澆筑過程中，每隔2 小時監(jiān)測1 次，應(yīng)一直監(jiān)測到混凝土終凝。在監(jiān)測過程中，如發(fā)現(xiàn)模板沉降或架體變形較大時應(yīng)停止?jié)仓扇〈胧┨幚砗蠓娇衫^續(xù)進行混凝土澆筑。

4 結(jié)語

該工程于2015 年9 月順利完工，施工過程中扣件式鋼管高大模板支撐體系搭設(shè)、混凝土澆筑施工32 次，作業(yè)期間，自始至終未發(fā)生安全事故、質(zhì)量事故，并且該項目榮獲當?shù)亍鞍踩拿鳂藴驶痉豆さ亍狈Q號。

實踐證明，在嚴格遵守相關(guān)規(guī)范及管理規(guī)定的基礎(chǔ)上，加強技術(shù)措施：合理設(shè)計模架受力體系、嚴格審批論證、逐級交底到位；抓管理落實：杜絕人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)，落實各項驗收及問題整改制度；重過程監(jiān)控：定時、定人做好施工監(jiān)測；保證資金投入。以此可確保扣件式鋼管高大模板支撐體系的施工安全，本文研究成果可為類似工程提供一定參考。