高大模板钢管支撑体系在工程中的应用[论文资料].pdf

第 2 6卷第 1 8期 2 0 1 0年 9月 甘肃科技 ga ns u s c i e n c e a n d t e c h n o l 0 z 2 6 5 d no 1 8 2 01 0 高大模板钢管支撑体系在工程中的应用 王宗朝 甘肃第六建筑工程股份有限公司 甘肃 兰州 7 3 0 0 0 0 摘要 随着城市建设的发展 高层建筑的数量与 日俱增和跨度及高层较大的现浇混凝土结构的普遍应用 在工程 施工实践中 扣件式钢管模板支撑体系在现浇混凝土结构高大模板支架施工中被广泛使用 但由于现场技术与管 理未能跟上 工程模板支撑系统施工质量不符合相关规范的要求 导致模板支撑系统坍塌事故频繁发生 关键词 扣件式钢管脚手架 高大模板 稳定性 安全管理 中图分类号 t u 7 1 4 近几年来 随着社会对建筑结构使用功能在空 间上的需求 高层建筑的数量与 日俱增 跨度及层高 较大的现浇混凝土应用十分普遍 如公共建筑中的 超高门厅 共享空间和多功能厅等顶部楼盖大跨度 混凝土梁板等 模板施工已成为建筑工程施工中的 重要环节 但由于技术与管理未能跟上 工程模板支 撑系统质量不符合施工规范 导致模板支撑系统坍 塌事故的频繁发生 因模板支撑体系坍塌造成的工 程安全事故已成为近年来建筑业的一大顽疾 在我 国施 工伤 亡事 故 统计 分析 表 明 坍 塌 事故 占到 1 6 在建筑业中 只要涉及安全检查 模板工程施 工安全肯定会位列其中 因此 做好模板支撑系统 的安全管理 确保 施工安全 对 提高工程 安全水 平 预防重大事故发生具有十分重要的意义 结合本人参与的建设工程及所知所见 从模板 搭设的构造要求 现场的管理措施 混凝土浇筑的路 线及注意事项等多方面对模板的安全实施进行有效 控制等方面进行 阐述 望能与同仁们共同探讨 1 模板支撑体系的现状 目前将采用扣件式钢管脚手架材料搭设的支撑 高度 4 0 m的梁板楼 屋 盖模板支撑架 称为扣 件式钢管梁板模板高支撑架体 由于近年发生了多 起水平模板支撑系统坍塌的重大恶性事故 不仅造 成了严重的经济损失 还导致恶劣的社会影响 究 其原因 主要是施工现场管理不到位 模板支撑搭设 不规范 模板支撑荷载计算错误或考虑不周 钢管和 扣件的质量低劣等因素造成的 1 1 模板支撑体系现状 模板均采用胶合板 支架形式为扣件式钢管支 架 个别立杆接长存在搭结现象 立杆连接大部分在 同一个截面上 对于超高部分 的模板支架 基本上未 设置水平 竖向剪刀撑 立杆间距很大程度上不符合 要求 所有工程的施工顺序均为先浇筑墙柱混凝土 再施工水平构件 浇筑水平构件 梁板等 时 墙柱 混凝土强度已较高 但支撑体系没有采用与周边主 体结构进行有效的拉接 对扫地杆的重要性普遍缺 乏认识 认 为只要立杆根部不移动就行 了 对纵横向 水平杆的作用缺乏正确认识 以为仅仅是将各立杆 连接起来而已 水平杆件与立杆闯的连接扣件拧紧 程度重视不足 很多施工单位也没有对钢管和扣件 的材质进行详细的验收 立杆顶端型顶托未设水平 拉杆 直接承受上部荷载 且顶托可调拉杆普遍超 长 造成支撑受力体系承载力严重不足 在管理制度 及程序上 重视对模板的平整度 轴线及截面尺寸的 管理 对支架搭设 的管理及验收上明显不够重视 绝 大多数水平杆件的连接方法是 一个方向水平杆扣 结在立杆上 而另一个方 向的水平杆则扣结在先搭 设 的水平杆上 这种连接方法不能形成有效的承载 框架体系 在较小 的水平力作用下即可形成机动体 系 扣件拧紧程度普遍不够 有超过 5 0 的螺丝扭 矩未达到规范规定的最低值 1 2 施工状态中存在的问题 1 模板支架立杆的接长方法 大部分施工现场 当支模高度与钢管长度不相符时 木工通常用 2只 旋转扣件作钢管搭接接长 且立杆在 同一断面搭 接 较多 若立杆采用搭接 与对接相比 其稳定承载力 明显降低 在相同试验条件下 用对接扣件作对接 接长的最大承载力为 8 2 7 k n 为搭接接长的 3 1 4 倍 因此 应认为所有规定是建立在立杆为对接 的 基础之上的 故施工 中 支架立杆必须采用对接连 接 第 1 8 期 王宗朝 高大模板钢管支撑体系在工程中的应用 1 4 7 2 模板支架搭设的施工人员i 根据实际工程调 查可知 几乎所有工地的模板支架施工都是 由木工 来完成的 这样做的原因是 对竖向混凝土构件 支 架搭设与模板安装没法分开 二者是同时进行的 其二将模板与支架合在一起可简化一道管理程序 从调研结果可看到 由于有关模板支架的构造要求 是在脚手架规范上规定的 木工一般不懂这方面的 要求 对扫地杆的重要性 纵横向水平杆的作用缺乏 正确认识 使模板支撑承重架纵横扫地杆双向水平 拉杆漏设较多 从而在施工中成 了安全隐患 由于 架子工和木工是两个不同的专业工种 要使木工达 到该 目标是困难 的 若规定 由架子工搭设 则其只 能搭设水平构件的模板支架 这会给管理造成一些 困难 因此 解决问题就是对架子搭设人员进行 培 训上岗 施工前进行必要 的技术交底 也可要求在 模板支架方案中画出支架构造图 操作人员按图搭 设即可 3 现场对模板支架的管理 现场绝大多数情况 下模板验收是模板安装完成后 在模板面层上进行 的 验收时也只是对模板外形 尺寸 标高 的检查验 收 对支架的验收常被 忽视 该问题 可通过增加设 立模板支架验收环节 对支架构造 扣件拧紧程度 立杆连接情况进行检查 对高支撑模板 进行专门的 安全评价予以解决 2 模板及架体的施工管理 2 1 立杆和扫地杆的施工要点 1 立杆接长必须对接 严禁搭接 立杆步距不 应超过 1 5 m 2 立杆顶部应采用可调顶托受力 相邻顶托端 面宜错开5 0 1 0 0 ra m 顶托伸长长度控制在 2 0 0 ra m 以内为妥 顶托碗座应紧扣钢管端面保持垂直 竖向 荷载不得采用扣件传递 3 立杆垂直度偏差应不大于 1 5 0 0 h h为架 体总高度 且最大偏差应不大于 5 0 ra m 4 架体必须连续设置纵 横向扫地杆和水平 杆 纵向扫地杆应采用直角扣件 固定在距底座上皮 不大于 2 0 0 ra m处 的立杆上 横 向扫地杆应采用直 角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上 2 2 纵向水平杆的构造应符合下列规定 1 架体四周与建筑物应形成可靠连接 以减少 架体搭设高度对稳定性的不利影响 竖直方向按每 层楼面或沿柱高不大于 4 m设置一道连墙件 水平 方向按每3 跨设置一道连墙件 如周边无既有建筑 物或构件 可采用格构柱法或其他有效方法以提高 整个支撑体系的稳定性 2 纵向水平杆宜设置在立杆内侧 其长度不宜 小于 3跨 3 纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接 也可 采用搭接 对接 搭接应符合下列规定 i 纵向水平杆 的对接扣件应交错布置 两根 相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内 不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距 离不小于 5 0 0 m m 各接头中心至最近主节点的距离 不宜大于纵距的 1 3 2 搭接长度不应小于 l m 应等间距设置 3个 旋转扣件固定 端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平 杆杆端的距离不小于 1 0 0 mm 2 3 横向水平杆的构造应符合下列规定 1 主节点必须设置一根横向水平杆 用直角扣 件连接且严禁拆除 主节点处两个直角扣件的中心 距不应大于 1 5 0 m m 2 支架立杆应竖直设置 设在支架立杆根部的 可调底座 当其伸 出长度超过 3 0 0 ra m时 应采取 可 靠措施固定 当梁模板支架立杆采用单根立杆时 立杆应设在梁模板中心线处 其偏心距不应大于 2 5mm 2 4 满堂模板支架的支撑设置应符合下列规定 1 满堂模析支架 四边与 中间每隔 四排支 架立 杆应设置一道纵向剪刀撑 由底至顶连续设置 2 高于4 m的模板支架 两端与中间第隔 4排 立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀 撑 2 5 混凝土浇筑方案 2 5 1 混凝土浇筑方案应符合 以下支架安全承载 的要求 1 应避免采用从 一边 向另一边推进等使支架 一 边不均衡承载的浇筑方式 2 应从高重大梁等重载支架部位开始浇筑 并 按均衡受载要求由中部向两边或由边侧向中间推 进 3 应充分考虑和利用大梁受拉区混凝土先达 到初 终凝后下部主筋 的整体拉结作用 减小浇筑 时水平冲 推力对支架的不利作用 2 5 2 浇筑顺序应按以下注意事项做好全面的施 工安排 1 当高大厅堂边侧有邻跨未 待 浇楼板时 应先浇筑边侧邻跨楼板混凝土 1 4 8 甘肃科技 第 2 6卷 2 当梁中部有高重大梁时 应先浇筑中部大梁 或中部带大梁的板跨 梁应分层 厚度为 4 0 0 tu r n 浇筑 当达到板底位置时即与板的混凝土一起浇筑 随着阶梯形的不断延展 则可连续向前推进 倾倒混 凝土方向与浇筑方向相反 当浇注至梁截面的 3 4 高时 应加强对支顶变形的监控 3 当边侧 或周边 有高重大梁时 应先浇筑边 侧 或周边 大梁混凝土 4 当大梁 的高度 1 5 m 时 宜考虑大梁分两 期 次 浇筑 先浇筑下半部 待达到终凝或一定强 度后 其上半部和梁板楼盖一起浇筑 5 在混凝土浇筑完毕至全部达到混凝 土终凝 期间 严禁施工人员进入支架之 内 2 6 监测措施 1 监测点布设 在支架边角位置及 中间按每 隔 1 5 m间距设置监测剖面 每个监测剖面应布置不少 于2个支架水平位移和立杆变形监测点 3个支架 沉降观测点 监测仪器精度应满足现场监测要求 并设变形监测报警值 2 监 测频率 在浇筑 砼过 程 中应实施 实 时监 测 一般监测频率不宜超过 2 o 3 0 mi n一次 在砼 初凝前后及砼终凝前后也应实施实时监测 监测时 间可根据现场实际情况进行调整 监测时间应控制 在高支模使用时间至砼终凝后至少达到设计强度的 8 5 3 模板结构体系坍塌原因分析 3 1 施工现场管理不到位 一 些施工企业不按规定编制模板工程安全专项 施工方案或不按施工方案搭设模板支撑体系 包括 不按规范和专项施工设计方案进行施工 如扣件螺 栓拧紧扭力矩值 规范规定 不应小于 4 0 n m 且 不应大于 6 5 n m 实际施工中大多在 2 0 n l q t 有 的只有 1 0 n m 必然降低支架承载力 产生安全隐 患 施工现场一线作业人员素质较低 存在技术交 底和安全培训不到位 安全责任制和检查责任制不 到位等问题 3 2 模板支撑搭设不规范 部分现场施工人员不按支撑体系的构造要求进 行搭设 缺少剪刀撑和扫地杆 使得支撑体系的整体 稳定性无法保证 还有一些施工 现场作业人员不重 视模板支撑立杆底部的构造处理等 3 3 模板支撑荷载计算错误或考虑不用 对设计计算方面的问题 施工现场一般都不太 重视 其原因为不会计算 懒于计算或过于信赖 常规 或 经验 做法 一些施工企业编制的施工方 案荷载计算有误 荷载组合未按最不利原则考虑 对 泵送混凝土引起的动力荷载在设计计算中估计不足 等 造成模板支撑体系的安全度大幅度下降 3 4 钢管和扣件的质量低劣 1 施工现场使用的钢管 扣件 生产许可证 产 品质量合格证 检测证明等相关资料不全 一些施工 器材的产品标识模糊不清 2 扣件合格率低 规范 j g j 1 3 0 2 0 0 1表 5 1 7规定 对接扣件抗滑承载力为 3 2 k n 直角与回转 扣件抗滑承载为为 8 k n 从现场检查发现 很难达 到此规定 3 钢管 扣件不合格 如钢管 出厂壁厚不足 钢管壁厚越小 钢管承载能力越低 扣件抗滑和抗破 坏能力不合格 钢管 扣件由于经多次周转使用后存 在严重磨损 加上维护保养不到位 造成钢管和扣件 锈蚀 麻坑 变形 弯 曲 开裂等 致使模板支架承载 能力明显降低 导致存在安全隐患 并且钢管的管 端经多次气割或电焊割 断面严重不平整 用作立杆 时 在对接部位出现初弯 曲 严重影 响立杆 的承载 力 易失稳 导致产生模板架坍塌隐患 3 5 安全技术规范有待完善 现有标准规范中仅有 建筑施工扣件式钢管脚 手架安全技术规范 j g j 1 3 0 2 0 0 1 在 5 6节和 6 8 节 中涉及有关模板支撑体系的计算与构造要求的 条文 但没有关于荷载取值和荷载组合计算等条款 对模板支撑体系的构造规定不 明确 4 模板体系坍塌事故的预防 针对以上原因分析 现提出以下对策和建议 1 严格执行 危险性较大工程安全专项施工方 案编制及专家论证审查办法 施工单位应当按规 定编制安全专项施工方案 特别是对于高度超过 8 m 或跨度超过 1 8 m 的高大模板支撑系统 应 当组 织专家组进行论证审查 监理单位应 当认真审核安 全专项施工方案 并督促施工单位严格按照安全专 项方案组织落实 严把验收关 2 加强材料控制并制定切实可行的质量检测 和验收方法 钢管扣件模板入场前 所进扣件必须 按规定进行抽检试验 合格后方可投入使用 按 建 筑 施 工 扣 件 式 钢 管 脚 手 架 安 全 技 术 规 范 j g j l 3 o 2 0 0 1 严格管理 严防伪劣和不合格扣件 进入现场并使用 下转第 1 4 0页 1 4 0 甘肃科技 第 2 6卷 荷载图0 n ra 弯矩图 k n m 剪力 m 图 4 锁 口圈内力计算 统的建立 反压土料来源及运输 储备止水堵漏的必 要器材 加 固用的支撑 水 泥 砂袋等 准备一定数 量的钢支撑及砂包 2 当支护结构地面出现裂缝 时 必须及时用粘 土或水泥砂浆封堵 当基坑止水帷幕漏水 流土 坑 内开挖使坑外地面或道路下沉 管道破裂时 应立即 停止开挖 并立即用粘土 水泥土浆液或其它化学浆 液等材料处理止水帷幕 必要时重新补做止水帷幕 3 当基坑格栅钢架变形超过允许值或有失稳 前兆时 应及时加设钢支撑 4 当基坑开挖引起 流砂 涌土或坑底隆起失稳 时 应立即停止基坑内降水或挖土 进行堆料反压 5 当基坑周围建筑物发生严重开裂 倾斜 时 上接第 1 4 8页 钢管在使用前必须严格检查 并按 规定进行抽检试验 合格后方可投人使用 5 结束语 通过阐述模板支撑体系的现状及施工状况 对 坍塌原因进行了分析后 提出预防措施 旨在通过加 强施工管理 规范设计 加大职能部门的监督监管力 度 以完善建筑企业 安全控制系统 并希望高大模 板在施工中能更规范化 标准化 希望在材料进场 把关上能得到进一步的重视 同时能够发展新型的 模板支撑材料 使其在受力上能更合理 相信通过 各方的努力 必然能提高工程安全水平 预防重大事 故的发生 应立即组织人员紧急疏散 并立即对竖井进 行支撑 加固 同时上报业主及上级主管部门 7 总结 到 目前为止 竖井的支护结构已经施工完毕 并 交付使用中 从施工过程及当前使用期间的监测数 据均在设计要求范围内 相对 以往地铁施工竖井基本上采用矩形竖井 本施工竖井为圆形 竖井 具有一定的代表性及参考 价值 此外 本人从该工程得到有区别于一般工程 中