高大模板支撑系统(扣件式钢管支撑架)专项施工方案编制及审核要点

1、高大模板支撑系统(扣件式钢管支撑架)专项施工方案编制及审核要点摘要：高大模板支撑系统的坍塌是典型的安全高发事故之一，属于施工现场的安全重大危险源。国家建设主管部门为规范和加强对高大模板支撑系统施工安全的监督管理，制定了相关导则文件及技术规范，从模板支撑的设计、施工、验收等均作出明确规定，所以在施工过程中应给予高度重视。通过工程实践，对高大模板支撑系统专项方案的编制和审核注意点进行阐述。关键词：高支模；支撑架；钢管；扣件高大模板支撑系统在住建部的建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则(建质254号文)中定义为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

2、15kN/m2，或集中线荷载20kN/m的模板支撑系统。而在住建部危险性较大的分部分项工程安全管理办法(建质87号文)中归集到了超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围。该两部文件对方案的编制和审核均提出了具体要求，首先明确专项施工方案应当包括编制说明及依据、工程概况、施工计划、施工工艺技术、施工安全保证措施、劳动力计划、计算书及相关图纸等七个方面的内容；然后强调专项方案应先由施工单位技术部门组织本单位施工技术、安全、质量等部门的专业技术人员进行审核，经施工单位技术负责人签字后，再按照相关规定组织专家论证。这足以说明了专项方案编制和审核的重要性。 1.工程概况 某工程为高层建筑综合体，呈“品

3、”字型布置，由1、2、3号楼组成。高大模板支撑系统中的各种情况在该工程中均有涉及，其中模板支撑高度超过8m的构件共17处，而支撑高度最大的为1号楼屋面的一块梁板结构，支撑高度为23.85m；搭设跨度超过18m的梁共66根，跨度最大的在3号楼五层预应力梁(截面尺寸4001000)，净跨度达到24.5 m；集中线荷载20kN/m的框梁共84根，集中线荷载最大在裙房一层屋面的两道框架梁(截面尺寸12003800)。 2.高支模支撑架的计算要点 2.1钢管参数的确定 尽管在新的建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 130-2011)中取消了513.0钢管，将原规范(JGJ 130-2001)中

4、483.5的脚手架用钢管改为48.33.6，但是目前受建筑市场行情的影响，483.5的标准钢管购置和租赁是比较困难的，48.33.6的钢管更不多见，市场上多为壁厚2.83.0mm不等的48钢管。在对不同规格的钢管比对分析(表1)后，算出壁厚2.8mm和3.5mm的48钢管截面积、惯性矩、截面模量相差约16%19%。根据计算公式，在荷载和步距等相同的情况下，不同钢管的水平杆抗弯强度、立杆稳定承载力相差较大。因此，脚手架承载力的计算必须有针对性，不能一味的按规范要求套用钢管参数，否则极可能导致承载力不足而发生脚手架坍塌事故。 表1 钢管截面几何特性 2.2 支撑架立杆需要验算的部位 按照规范规定的

5、构造所搭设的满堂架，在极限荷载作用下，其可能的破坏形式分为三种(图1)：以水平剪刀撑设置层为反弯点的沿较弱方向的架体大波整体失稳，架体较大步距间立杆段的局部弯曲失稳以及顶步距立杆段的局部弯曲失稳。通常情况下，架体的极限承载力由架体大波整体失稳时的承载力值确定。当架体的步距过大时，其立杆段的稳定承载力可能低于整体失稳时的承载力。当满堂架的顶步距过大或顶步距以上立杆悬伸长度过大，其立杆段的稳定承载力可能低于整体失稳时的承载力。 图1 满堂支撑架破坏形式 因此，在验算支撑架立杆稳定性时需要针对以下几种情况分别验算：当满堂脚手架采用相同的步距、立杆纵距、立杆横距时，应计算底层立杆段；当架体的步距、立杆

6、纵距、立杆横距有变化时，除计算底层立杆段外，还必须对出现最大步距、最大立杆纵距、立杆横距等部位的立杆段进行验算；当架体上有集中荷载作用时，尚应计算集中荷载作用范围内受力最大的立杆段；高支模的支撑架尚应计算顶层立杆段。 2.3 高支模支撑架立杆的长度计算 以不组合风荷载为例，立杆稳定性的计算公式：N/Af。轴心受压构件的整体稳定系数，由考虑脚手架整体稳定因素的换算长细比o查表确定。o = lo /i, lo =ku2h(用于非顶部立杆段)或lo =ku1(h+2a) (用于顶部立杆段，式中：k为满堂支撑架立杆计算长度附加系数，按表2采用；h为步距；a为立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度，应0

7、.5m，当0.2ma0.5m时，按线性插入值确定；u1、u2为考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数)。所得lo取较大值。按照以上步骤，可以验算所计算部位立杆的稳定性。 表2满堂支撑架立杆计算长度附加系数 3.高支模支撑架的构造要点 3.1 尽量选用可调托撑 普通的脚手架支撑一般在底模下采用水平钢管与立杆扣接，但对于高支模，钢管顶部加可调托和水平钢管与立杆扣接相比优势较为明显，主要为以下几点：钢管顶部加可调托，立杆为轴心受压，而水平钢管与立杆扣接，立杆为偏心受压；可调托受压的承载力设计值远远大于扣件抗滑的承载力设计值(表3)，使得支撑稳定承载力得到较大提高；超过8m的高支模支撑搭设完成后

8、，钢管顶标高很难一次性达到混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)中现浇结构模板安装的底模上表面标高允许偏差为5mm的要求，而顶托的可调节性可以很好的解决该问题。所以，该工程高支模部分的梁下均采用了可调托撑，并取得了良好效果。 表3扣件、底座、可调托撑的承载力设计值 3.2 扫地杆、水平杆、连墙件、剪刀撑等设置注意点 分析表明，影响架体承载力的主要因素有：立杆的纵、横向间距、竖向剪刀撑和水平剪刀撑的布置方式和数量、纵横向水平杆的步距、架体上活荷载的加载方式。 建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)中对支撑架体的构造进行了规定：在立柱底距地面200mm高处，沿纵横向

9、水平方向应按纵下横上的程序设扫地杆；可调支托底部的立柱顶端应沿纵横向设置一道水平杆；每一步距处纵横向应各设置一道水平拉杆；当层高在820m时，在最顶步距两水平拉杆中间应加设一道水平拉杆；当层高20m时，在最顶两步距水平拉杆中间应分别增加一道水平拉杆；当支架高度超过5m 时，应在立柱周围外侧和中间有结构柱的部位，按水平间距69m，竖向间距23m与建筑结构设置一个固结点。在高支模施工方案中，在最顶步距水平拉杆间加设一道水平拉杆的规定是最容易忽视的，因此在方案编制和施工交底时应引起重视。另外在支撑方案中一般水平杆的步距都是进行平均分配，但考虑到为减轻架体自重和提高工作效率，在对立杆的稳定性按以上几种

10、情况分别核算后，步距可以适当调整为不一致，宜为在最顶两步1.5m，底步1.5m，中间步距可适当增大，但1.8m。 根据满堂支撑架结构的破坏特点，可以看出剪刀撑体系及其布置方式对于架体的极限承载力具有很大的影响。建筑施工模板安全技术规范和新的建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范对剪刀撑的布置作出了基本一致的规定：以普通型支撑架为例，在架体外侧周边及内部纵、横向每58m，应由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度应为58m；水平剪刀撑应在竖向剪刀撑顶部交点平面连续设置；扫地杆的设置层应设置水平剪刀撑；水平剪刀撑至架体底平面距离与水平剪刀撑间距不宜超过8m等等。因此，在方案编制和审核时应重点对剪刀撑的

11、布置位置、间距等予以明确。 4.检查验收的重点 方案中检查验收的内容除搭设是否与方案一致，搭设的允许偏差是否满足技术要求外，还应重点对扣件的质量和拧紧度进行检验。目前建筑市场的扣件质量参差不齐，2003年6月，杭州市质量技术监督局向社会公布了一项对杭城部分建筑工地脚手架钢管和扣件质量专项检查的结果，发现杭州市30多个施工现场16批次的脚手架钢管和扣件中，合格钢管只有1批次，合格率仅为6.25，扣件质量合格率为零。同样扣件拧紧度关系到支撑架的稳定承载力，很多模板支撑坍塌原因是扣件拧紧度不足，造成抗滑移承载力不够。因此，新规范(JGJ 130-2011)第8.1.4条对扣件进场检测进行了规定：扣件

12、进入施工现场应检查产品合格证，并应进行抽样复试，技术性能应符合现行国家标准钢管脚手架扣件GB15831的规定，扣件在使用前应逐个挑选，有裂缝、变形、螺栓出现滑丝的严禁使用；第8.2.5条对扣件拧紧度的检测进行规定：安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力板手检查，抽样方法应按随机分布原则进行，抽样检查数目与质量判定标准，按规范中的规定确定。 5.安全管理注意事项 在各种规定和规范中均要求搭设和拆除高大模板支撑架体的作业人员必须经过培训，取得建筑施工脚手架特种作业操作资格证书后方可上岗。所以，此规定在方案的安全保证措施中必须予以强调。 根据建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ88-91)的相关要求，支撑高度超过8m的架体搭设时应在作业层下方设置水平安全网，中间每两层设置一次，此种安全防范措施亦不能忽视。 6.结语 尽管该工程的高支模的涉及范围广、数量多、难度高，但该高支模专项方案的编制和审核严格按照相关文件和规范的要求执行，并按照