时间：2013年07月17日 分类：推荐论文 次数：
摘要：采用扣件式钢管搭设高大模板支架的问题一直是模板支架安全监管的重点和难点。支架搭设应强调完整性，扣件式钢管支架的搭设灵活性也带来了随意性。本文通过一起施工案例并结合长期检查过程中发现的一系列问题，深入剖析高大模板支架在施工中容易忽视的关键环节。
关键词：模板支架,高大模板,坍塌,施工安全
在施工现场，高大模板支撑架的搭设大多均由普通模板班组完成，而班组搭设人员未能系统良好地掌握扣件式钢管脚手架的搭设要求，较多是无证上岗，不能很好地执行相关规范要求，凭借个人经验和主观想法任意改变支架搭设参数，给高大模板支撑体系的稳定和安全埋下重大安全隐患。本文通过对一起工程实例的分析并结合日常检查中经常发现的问题，浅谈扣件式钢管架高大模板支撑架在施工中容易忽视的关键性环节，以便大家在施工中引起重视，减少模板支撑体系倒塌事故的发生。
工程概况：本文选定某工程中4层14~17交B~E轴高支模区域，层高为13.9m，梁截面形式主要有：800×1500mm、400X1600 mm、500X1300 mm形式，最大跨度21.2m;板厚为120mm。
1、 扫地杆缺失或设置不规范。
建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008(以下简称模板规范)要求在立柱底距地面200mm高处，沿纵横水平方向应按纵下横上的程序设扫地杆。我们支模架在进行力学计算时也以设置扫地杆的支模架为计算模式，如果不设扫地杆，底部立杆段就成为自由悬臂段，无扫地杆的立杆接地处只有垂直方向的一个自由度受到约束，在水平面内只有钢管与地面的摩擦约束，考虑到目前多采用砼输送泵带来的冲击力，极易导致立杆跑位，难以形成固定铰的作用。设置扫地杆还能有效地增大模板支架的整体刚度，使立杆受力趋于均匀，提高承载力，同时可以避免因局部支架刚度偏小、变形过大进而影响整个支架稳定性的现象。
2、 模板支撑架体固定在外脚手架架体上。
建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011(以下简称脚手架规范)第9.0.5条规定双排脚手架作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在架体上，而且是以强制性条文出现。然而这种情况在施工现场却屡见不鲜，查其方案均有禁止模板支设在脚手架上的相关文字规定，究其原因还是现场监督和技术交底工作不到位，现场工人图省事将模板支架直接搭设在外脚手架上。外脚架在计算时并未考虑这部分施工荷载，脚手架地基承载力要求也相对较低，极易导致脚手架荷载过大变形倾覆或者脚手架地基承载力不足导致倾覆。
3、 误将满堂支撑架搭设为满堂脚手架
模板规范规定钢管立柱顶部应设可调支托，U形支托与楞梁两侧间如有间隙，必须楔紧。明确要求模板支撑体系应采用顶部荷载通过轴心传力构件(可调托撑)传递给立杆的承力方式。而施工现场为了省事省钱，经常采用通过水平杆传递给立杆的承力方式，这种方式下顶部立杆呈偏心受压状态，完全通过扣件的抗滑力来承受上部荷载，立杆的抗压强度得不到充分发挥，高大模板往往出现一些大截面梁，施工荷载远超出扣件抗滑承载力设计值(8KN)，而且扣件扭力矩大多达不到要求，扣件基本抗滑承载力都无法保证，即便采用双扣件也无法满足要求。扣件的下滑，轻则对楼层净高造成影响，重则酿成重大安全事故，故在高大模板施工中我们必须在搭设前对工人做好技术交底，严格按方案设计施工，杜绝工人凭经验将满堂支撑架搭设为满堂脚手架。
4、 纵横向水平杆未贯通设置。
规范要求扫地杆与顶部水平拉杆之间的间距，在满足模板设计所确定的水平拉杆步距要求下，进行平均分配确定步距后，在每一步距处纵横向应各设一道水平拉杆，这样才能对立杆在两个方向形成水平约束，确保立杆无水平位移。另外要求梁和板的立柱搭设时纵横向间距应相等或成倍数。而施工现场往往是主、次梁和板下的立杆间距不统一，纵横不成行，导致梁下立杆没有水平拉杆连接，缺少了侧向水平支撑，而梁下立杆受力最大，致使架体的整体稳定性大大降低，导致事故发生。许多事故案例印证了大多数的模板支撑体系坍塌是从梁的部位开始的。故在方案设计时应充分考虑立杆布置，绘制完整立杆布置平面图，施工时应对立杆的布置进行放样，为确保梁下支架不受偏心荷载作用，一般应先考虑布置梁下支撑立杆，将单立杆轴线(或双立杆、3立杆的中线)对准梁中轴线后向两边延伸排列，依次进行板的立杆布置，并应与梁的立杆成整倍数。
5、 水平剪刀撑设置不到位， 周圈未设置由下至上的竖向连续式剪刀撑。
大多数模板倒塌事故中，并不是钢管承载能力不足造成的，而是钢管支撑系统失稳或杆件局部失稳造成的，然而钢管支撑系统是该失稳系统侧向变形能力不足造成的，也就是说该系统的剪刀撑数量不足或布置不合理。模板规范规定满堂模板和共享空间模板支架立柱，在外侧周圈应设由下至上的竖向连续式剪刀撑，中间在纵横向应每隔10m左右设由下至上的竖向连续式剪刀撑，并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。当建筑层高在8~20m时，除应满足上述规定外，还应在纵横向相邻两竖向连续式剪刀撑之间增加之字斜撑，在有水平剪刀撑的部位，应在每个剪刀撑中间处增加一道水平剪刀撑。由于扣件的抗转动刚度变化性较大，节点连接不是完全刚接，致使整个支撑架结构属于几何可变体系，容易发生侧向位移，尤其对于搭设高度较大的支模架往往存在抗侧向位移的能力不足，特别是混凝土柱与楼层梁板一起浇筑时，其支模架抗侧向变形较差。而剪刀撑的设置，使得几何可变体系变为几何不可变体系结构，大大提高了支撑架的结构刚度，增强了整体稳定性。试验证明，增加竖向、水平剪刀撑，可增加架体刚度，提高脚手架承载力，设置剪刀撑比不设置临界荷载提高26%~64%(不同工况)。
6、 模板支撑体系未与墙、柱以及周围架体固结，抗侧向水平力差，致使架体稳定性降低。
模板规范第6.2.4条规定当支架立柱高度超过5m时，应在立柱周圈外侧和中间有结构柱的部位，按水平间距6~9m、竖向间距2~3m与建筑结构进行刚性连接，连接点应设在水平剪刀撑或水平加固杆设置层，并应与水平杆连接。所有水平拉杆的端部均应与四周建筑物顶紧顶牢。无处可顶时，应在水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑。试验表明，在支架5跨X5跨内，设置两处水平约束，支架临界荷载提高10%以上。所以，在施工中应先浇筑柱，待柱达到一定强度后再浇筑梁板，这样梁板的支模架可用砼柱作为连墙件来保证架子的整体稳定，如果无现成结构柱固结时，可采取预埋钢管(柱)等措施。实践证明在支架中间区域设置少量的用塔吊标准节安装的桁架柱，或采用加密的钢管立杆、水平杆及斜杆搭设成的塔架等高承载力的临时柱，形成防止模板支架整体坍塌的第二道防线是行之有效的。
7、 扣件拧紧力矩不符合规范要求。
扣件的拧紧程度对扣件转动刚度有很大影响，拧紧程度越高，节点处的连接越接近于两端固定，可大大降低立杆计算长度，而且在相同力矩下，转角位移相对较小，即刚性较大，从而提高架体的整体承载力。相反，如果扣件的拧紧程度越低，就近似为铰接点，水平杆不会起到降低立杆计算长度的作用，也无法传递立杆内力。而施工现场扣件均是由工人用扳手拧紧螺栓连接的，施工人员的随意性往往导致施工误差很大，并且支架搭设完成后没有按要求进行抽样检查，这种连接节点是远达不到刚性要求的。该工程现场实测扣件拧紧力矩大多在15~20Nm的水平，离规范40~65Nm的要求相差甚远。再加上钢管扣件经重复周转使用缺陷严重，支架所受荷载变异性大，荷载的大小、位置很不均匀，而且还有动力(砼输送泵)影响等因素，连接点往往就成了立杆中的薄弱环节，只要立杆稍有偏心，导致该点处变形很大，只要某一根立杆失稳，邻近立杆也失稳，结果导致整个架体倒塌。
8、 立杆伸出顶层水平杆的长度超过规范和设计要求。
由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》第6.9.1条规定立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a不应超过0.5m，检查时常发现立杆顶部伸出顶部水平杆的长度过大，严重影响立杆的刚度及水平位移，该工程板底立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点长度达1.5m以上。大家都知道，在计算满堂支撑架立杆稳定性时我们所取顶部立杆段计算长度为，立杆顶部自由悬臂长度过大，也即a值过大，导致计算长度明显加大，承载力明显下降。
9、 对接接头未错开设置且连续设在同一水平线上。
规范JGJ130-2011第6.3.6条规定当立杆采用对接接长时，立杆的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm;各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。接头位置是模板支架体系中一个很大的薄弱点，如果把所有接头均放在同一位置上，那显然该处受力薄弱的缺点便会集中地显现出来，这对一个承重体系而言是相当不利的，所以为了避免这种情况的产生，要求我们将接头错开，分散这种不利因素。该工程检查中发现顶部立杆段出现连续六根以上立杆对接接头设置在同步内且基本设置在同一水平线上，存在较大安全隐患。
10、高大模板支撑体系顶部没有按照规范要求加设水平拉杆。
超过8m支架顶步步距未按规定增设一道水平拉杆模板支撑体系顶部加设水平拉杆，可以减少立杆长细比，增强模板支撑体系的整体稳定性。从立杆弯矩图可以看出，立杆顶部弯矩最大，最容易发生破坏，造成整体失稳破坏，导致坍塌事故。故模板规范第6.1.9条规定，当层高在8~20m时，在最顶步距两水平拉杆中间加设一道水平拉杆;当层高大于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。我想这也正是模板规范在钢管立柱计算时敢把计算长度采用步距h而去掉2a的其中一个重要构造保证措施吧。另外规范中虽然规定了8m以上才要求增设一道水平拉杆，建议大家还是根据结构荷载、搭设高度等因素进行综合考虑，当结构荷载较大即便搭设高度小于8m时仍可采用此构造措施，确保支架的安全性。
结束语
计算是在构造的基础上进行的，构造必须与计算相对应相匹配，计算才有意义，否则方案编的再漂亮，无疑是纸上谈兵。我们施工现场的每一位管理人员和技术人员不仅仅要在方案编制上下功夫，更要重视施工现场的实施情况，高度重视高大模板工程的过程监管工作，杜绝因高大模板支撑体系失稳而导致坍塌事故的发生。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
[2]中华人民共和国行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
[3]中华人民共和国国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011
[4]中华人民共和国住房和城乡建设部，建质[2009]87号关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》2009
[5]中华人民共和国住房和城乡建设部，建质[2009]254号关于印发《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》