肇庆市建筑工程有限公司 526000
摘要：混凝土模板扣件式钢管支撑架，目前广泛用于我国建筑业。然而作为临时结构物，它的重要性往往被人忽视，多年来模板支撑架事故频发。模板支撑架失稳坍塌多发生在混凝土浇筑时期，荷载的计算失误、立杆伸出水平杆长度过大、支撑架整体刚度不足等都会成为其失稳的原因。由于因素考虑不周全会直接导致扣件式钢管模板支撑架的设计和搭建存在安全隐患。因此，笔者近年参与的超过一定规模混凝土模板支撑工程专项方案专家论证过程中，对支撑架监测内容和部位进行分析。长期以来，扣件式钢管模板支撑体系在建筑施工中已经得到广泛的应用，此类模板支撑架在我国大约占模架使用总量的70%，占据主导地位。模板支撑架的安全稳定是施工得以顺利进行的基本保证。文中通过对混凝土模板扣件式钢管支撑架结构破坏特点、计算方法、监测规定的回顾分析，提出对应支撑架不同破坏特点，建议选择适用的监测内容和部位。
关键词：混凝土模板；扣件式；钢管支撑架；监测
工程概况
工程名称；海伦时光花园项目，工程地址；广东省肇庆市某高新区古塘坳，施工总承包；某建筑工程有限公司，合同工期；720日历天，计划开工时间；2017.4.1，实际开工时间（开工许可证）；2017.4.1，合同质量目标；合格，现场情况，本工程进出工地的主要道路有一条，进出工地共2个大门，工地内环形道路、塔吊布置情况、木工房及模板存放区等详见平面布置图（见附图1平面布置图和附图2施工平面流水段布置图）。本工程共1个标段，由一家施工队伍负责施工。按现场情况将划分为14个区，每个标段内按照所含区进行流水作业（见下图）。
一、墙模板中钢方通背楞方案选型设计
1.1底板内基坑模板设计
电梯井坑和集水坑采用15mm厚胶合板现场制作与坑同尺寸的木盒，木盒内侧设50×100木方竖肋间距200mm、横肋间距500mm，并在相对的两侧横肋之间设50×100的木方对撑，双向井字形布置，水平竖向间距均为500mm。当集水坑、电梯井边长>2000mm时采用φ48.3钢管脚手架支撑，中间设U托支撑。制作详见附图01。木盒每边至少两个水平定位钢筋，定位筋与地板钢筋焊接；木盒上方排布钢管，钢管间距500mm、钢管与集水坑侧壁钢筋焊接，钢管上方压顶托或模板等重物、均匀布置，防止木盒上浮或侧倾。
1.2导墙模板设计
外墙导墙高450mm、内外侧均采用15mm厚木模板，50×100mm木方做竖楞间距200mm，48.3×3.6双钢管做横龙骨@200，外侧采用钢管脚手架支撑；设置M14高强止水穿墙螺杆两道（水平间距450mm，竖向间距200mm）。预埋止水钢板、止水钢板开口方向朝向迎水面，即朝向肥槽方向，止水钢板依靠止水螺杆托住固定。详见附图02。
1.3墙体模板设计
（1）内、外墙模板均采用15mm 厚胶合板作面板，竖向背楞（次龙骨）为50×100mm木方或30×50×3钢方通（钢方通数量不够时采用木方），横楞（主龙骨）为Φ48.3×3.6双钢管。标准层以下墙高≥5米的墙模竖向背楞（次龙骨采用钢方通）间距@228mm，横楞（主龙骨）自底向上竖向间距@457+457+915×n，最上端主龙骨距板底不大于500mm，对拉螺栓竖向间距同主龙骨、水平间距228mm；标准层以下墙高＜5米的墙模竖向背楞（次龙骨采用钢方通）间距@200mm，横楞（主龙骨）自底向上竖向间距@457+457+915×n，最上端主龙骨距板底不大于500mm，对拉螺栓竖向间距同主龙骨、水平间距400mm；标准层墙模竖向背楞（次龙骨采用木方）间距@228mm，横楞（主龙骨）自底向上竖向间距@220+450+500+500+500，对拉螺栓竖向间距同主龙骨，水平间距457mm；标准层墙模竖向背楞（两栋之间的剪力墙用钢方通作为次龙骨，制作成整版成品模板）间距@228mm，横楞（主龙骨）自底向上竖向间距@220+450+500+500+500，对拉螺栓竖向间距同主龙骨，水平间距457mm。墙模板加角度为45~60度的对称斜撑、对称斜撑间距不大于2米，每面墙不少于2处。对拉螺栓型号为Ф14高强对拉螺杆，对拉螺栓长度=墙厚+500mm，对拉螺栓配以蝶形卡紧固。地下室外墙、水池墙体、地下室顶板高低跨分界梁及人防隔墙采用止水螺栓，止水螺栓采用Φ14钢筋制作，止水螺栓的做法是在螺栓中间加焊30×30×3的止水钢板，止水片钢板与Φ14钢筋间要满焊，止水对拉螺栓为一次使用，止水螺栓端部加设18厚模板木塞。止水对拉螺栓如下图所示：
内墙及无防水的外墙穿墙螺栓上套Ф20的PVC管，便于周转使用。模板内部采用预制混凝土条对撑，内撑长度同墙厚度。墙下脚留150×150mm清渣孔。当墙高大于4米时加固螺杆采用双螺帽。
（2）墙体模板支撑除了必要的次龙骨间距、螺杆间距外，尚有墙端、转角、“T”形交叉点的模板需做特别处理，以确保结构观感质量。
1.4柱模板设计
本工程独立柱主要截面为400×400mm、400×500mm、400×600mm、400×700mm、500×500mm、500×600mm、600×600mm等几种。
柱模采用15厚胶合板作面板，竖楞为50×100mm木方，柱箍采用Φ48.3×3.6双钢管，对拉螺栓为M14高强对拉螺栓。长边大于800mm的柱竖楞木方间距220mm，柱箍间距300mm，每边两道对拉螺栓。600mm≤长边≤800mm的柱竖楞木方间距160mm，柱箍间距450mm，每边一道对拉螺杆。对于边长小于600mm柱子不用对拉螺栓，用50×100mm木枋间距150mm作竖肋，Φ48.3钢管做柱箍@500mm。
穿过柱子的对拉螺栓需加设Φ20穿墙PVC套管，以便周转使用。为确保柱的垂直度，柱四周设斜向支撑，采用钢管+U型顶托分上、下两道对称斜向加固，斜向支撑与地面的夹角不大于60度。柱下脚留150×150mm清渣孔。
本方案柱模板计算采用600×600mm的截面作为代表进行计算。详见计算书12.3。
二、墙模板施工方法及措施
2.1模板现场制作与加工
2.1.1覆膜木胶合板及木方的实际质量应符合相关质量证明材料的所规定标准。例如木胶合板的面层强度、表面光洁平整度、层间粘结度；木方的断面尺寸、方正、顺直，有无破损。在进场时须由项目材料、质检和技术部有关人员共同验收，凡存在翘曲变形、局部破损、含水率过高等质量问题的材料一律不得进入施工现场，严把材料进场验收关。
2.1.2在模板制作加工前，根据模板设计要求和工艺标准，向班组进行安全、技术交底。
2.1.3加工期间对模板加工机械（如木工电锯、木工电刨、手电钻等）进行安全检查，以防使用中出现事故。
2.2模板安装
2.2.1一般要求
1）模板及支撑结构应具有足够的强度、刚度和稳定性。
2）固定在模板上的预埋件和预留孔不得遗漏，安装必须牢固且位置准确。重要预埋件，必须根据相关设计图纸精确加工，辅以经纬仪、水准仪准确定位，牢靠固定。
3）梁、板、剪力墙所有模板的轴线位置、截面尺寸、平整度、垂直度通过自检、互检、交接检严格检查，确认无误后，报监理验收，合格后方可进入下一道工序。
2.2.2承台侧模
1）砖胎模砌筑前先复查垫层标高及中心线位置，弹出边线。模板面标高应符合设计要求。
2）模板预检：模板安装后，应对断面尺寸、标高等进行预检，均应符合设计图纸和质量标准的要求。
2.2.3基础底板侧模
安装模板前先复查地基垫层标高及中心线位置，弹出基础边线。基础模板面标高应符合设计要求。
垫层施工完成后，放基础线及外墙边线位置，在基础四周砌240厚防水保护墙，做完防水后同时作为基础底板外模使用。钢筋绑扎完毕后焊接安放止水钢板，外墙与底板一起支模至300mm，浇完混凝土，再向上支墙模。
2.2.4墙体模板
（1）施工程序：弹线→钢筋隐蔽→安装外墙模板→安装内墙模板→安堵头模板→调整固定→预检
（2）模板安装前，必须做好抄平放线工作，在墙体边线150mm范围内施工楼板混凝土时压光找平（具体要求同柱模板）。
（3）安装模板时，每面墙先安装一端角模，再将大模板用塔吊进行组装。必须按施工安排，对号入座吊装就位。从墙的一端开始，安装一侧墙模板靠吊垂直，并放入穿墙螺栓和塑料套管（外墙无塑料套管）后，再安装另一端的模板，经靠吊垂直后，旋紧穿墙螺栓。
（4）模板按位置线就位并安装好穿墙螺栓后安装斜撑，斜撑与水平面夹角为30～50°，调整、校正后及时清理墙内杂物。
（5）墙模板安装完毕后，检查一遍螺栓是否紧固，模板拼缝及下口是否严密，检查合格后方可浇筑混凝土。
2.2.5框架柱模板
（1）施工程序：弹柱位置线→柱模范围抄平→安装柱模板→安装钢管柱箍→柱模板支撑加固→调整垂直度→复核上口尺寸→预检
（2）柱模安装前，必须在楼板（承台）面放三条线，内线为柱子截面尺寸，中间线为柱子模板外侧尺寸，外线为500mm控制线。同轴线柱子控制线、模板线必须拉通线检查。成排柱子支模前，在楼板上弹出柱轴线及柱边通线，然后分别弹出每根柱子另一方向轴线，再确定柱的另两条边线，支模时，先立两端柱模，校直与复核位置无误后，顶部拉通线立中间各根柱模，这是保证柱子垂直度、防止轴线位移的关键工序。
（3）为保证柱模整体位置正确、不扭曲，支模前根据所弹模板线校正钢筋位置，使其不发生偏扭。
（4）为防止柱子模板根部浇筑混凝土时漏浆，楼板混凝土浇筑时必须做好抄平放线工作，在柱模周边150mm范围内施工楼板混凝土时压光找平，当高低差超过5mm时，将超高混凝土打磨到位。
（5）柱模板与楼板（承台）拼缝采用硬拼缝，为防止少量渗浆，需在柱模下口加贴海绵条，海绵条宽度为30mm，粘贴海绵条距模板线2mm，防止安装模板压缩变形伸入柱内。依据放线位置进行模板的安装就位，校正模板并用斜撑固定。
（6）柱子下部水平施工缝处，在柱边线内3mm再弹一道切割线，用无齿锯进行切割，切割深度为10mm。切割完成后将水平施工砂浆软弱层剔除，露出石子，并将碎渣等清理干净。外露钢筋沾有灰浆油污应清刷干净。
（7）柱钢筋绑扎验收，并将柱头施工缝处理完毕冲洗干净后，现场预拼就位，保证模板拼缝严密，加固模板，调整模板垂直度，并复核模板上口尺寸。吊线找垂直时，每面从上面吊两点，使线坠准确吊到楼地面上的500mm控制线。
（8）柱模安装完毕后，将模内清理干净，办理预检，进行验收，完毕后封闭清理口。
2.2.6梁板模板
（1）施工程序：弹线→搭设梁架满堂脚手架→调整标高→铺梁底模模板→梁钢筋绑扎→安装梁侧模→安装龙骨→铺顶板模板→校正标高→预检
（2）在墙柱上抄好标高后，根据楼板厚度、模板厚、木方厚调整好搁放木方的可调顶托头，然后铺模板。
（3）为保证满堂架上下层立杆对正，要求按照施工方案在楼板面放出立杆安装线进行搭设，确保上下层间立杆对正。立杆下应铺设垫木。
（4）严格控制梁板模板的起拱率，跨度L≥4m的板，支模时跨中起拱L/400，跨度L≥4m的框架梁，L≥2m的悬挑梁，支模时跨中起拱L/1000~3L/1000。次梁高度相等的十字交叉部分两梁起拱率必须一致，保证梁底相平。
（5）梁模板的定位前，先复查柱中心是否准确，无误后可利用弹在柱侧面的中线或轴线作为梁定位控制线，梁底模的标高按弹在墙、柱上的标高线进行控制。
（6）模板安装按梁侧模包底模、顶板模压梁侧模。
（7）模板接缝要求加工严密，表面错缝平整。
2.2.7预留洞口模板
预留洞口模板必须几何尺寸准确，连接紧固，每隔500mm设一道横撑并加设剪刀撑，利用洞边加筋控制其位移。直径或宽度500mm以上的预留洞模板下口设混凝土出气孔，以保证混凝土浇注密实。
2.2.8其他部位模板安装
三、模板质量要求
3.1材料标准与检验
3.1.1模板支架使用材料标准
1）钢管：宜选用φ48.3（外径）×3.6mm 钢管，质量应符合现行国家标准GB/T700《碳素结构钢》中Q235-A级钢的规定；应涂刷防锈层并定期复涂以保持其完好，禁止使用有明显变形、裂纹的钢管。扣件钢管壁厚最小值不宜小于3.0。根据局质量管理规定，钢管壁厚不能小于2.8。轮扣立杆连接处外套管与立杆间隙应小于或等于2mm，外套管长度不得小于160mm，外伸长度不得小于110mm。
2）扣件：应采用可锻铸铁或铸钢制作，其质量和性能应符合现行国家标准GB15831《钢管脚手架扣件》的规定，严禁使用加工不合格、锈蚀和有裂纹的扣件。扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好，当扣件夹紧钢管时，开口外的最小距离应不小于5mm。扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。扣件表面应进行防锈处理。扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N·m时，不得发生破坏。
3）轮扣：上轮扣应采用可锻铸铁或铸钢制造，其材料机械性能应符合现行国家标准GB9440《可锻铸铁件》中KTH330-08及GB11352《一般工程用锻造碳钢件》中ZG270-500的有关规定。下轮扣、横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造，其材料机械性能应符合GB11352《一般工程用锻造碳钢件》中ZG270-450的有关规定。采用钢板热冲压整体成形的下轮扣，钢板应符合GB/T700《碳素结构钢》中Q235-A级钢的规定，板材厚度不得小于6mm，并经600 ～650℃的时效处理。严禁利用废旧锈蚀钢板改制。
4）可调托撑：可调托撑应采用可锻铸铁或铸钢制造，其材料机械性能应符合现行国家标准GB9440《可锻铸铁件》中KTH330-08及GB11352《一般工程可铸造碳钢件》中ZG270-500的有关规定。外径不得小于36mm，直径与螺距应符合现行国家标准GB/T5796.2《梯形螺纹 第2部分：直径与螺距系列》和GB/T5796.3《梯形螺纹 第3部分：基本尺寸》的规定。可调托撑螺杆与支托板焊接应牢固，焊缝高度不得小于6mm。螺杆与螺母旋合长度不得少于6扣，螺母厚度不得小于30mm，插入立杆内的长度不得小于150mm。可调托撑受压承载力设计值不应小于40KN，支托板厚不应小于5mm。
5）安全网：安全网应符合现行国家标准GB5725《安全网》及GB16909《密目式安全网》的规定，方准进场使用。大孔安全网用作兜网，其规格：3m×6m；绿色密目安全网其规格：1.5m×6m，只能用作外挂立网。绿色密目安全网使用有国家认证的生产厂家供货，安全网必须是阻燃的，要求做完防火试验合格后方可进场，不合格者不得进场。安全网在存放使用过程中，不得有机化学物质污染或其它可能引起磨损的物品相混，当发现污染应进行冲洗，洗后自然干燥，使用中要防止电焊火花掉在网上。安全网拆除后要洗净捆好，放在通风、遮光、隔热的地方，禁止使用钩子搬运。
6）多层板必须选择板面处理的胶合板作为面板，首先选用Ⅰ类胶合板即是否采用了酚醛脂胶或其他性能相当的胶粘剂。施工现场可以用沸水煮小块试件快速简单判别。方法是从胶合板上锯截下20ｍｍ见方的小块，放在沸水中煮0.5～1ｈ。用酚醛脂胶作为胶粘剂的试件煮后不会脱胶，而用脲醛树脂作为胶粘剂的试件煮后会脱胶。
7）主次龙骨为木方的，要求不得小于模板设计中的尺寸，若为次龙骨的，要求双面刨光，主龙骨的至少要单面刨光。
3.1.2构配件进场检查与验收
1）租赁钢管、扣件时，要与租赁单位签订质量担保协议，查验和保存生产许可证、产品合格证、检测报告等有关资料，加强对钢管、扣件的进场验收。质量合格资料不全和未按标准要求铸有商标的产品不得验收进场。
2）材料复试要求：
扣件式钢管支撑体系所使用的钢管、扣件，在进场后第一次使用前，应按照《低压流体输送用焊接钢管》和《钢管脚手架扣件》标准规定的指标和检验方法，对钢管、扣件及紧固件进行外观质量检验（对承重杆件的外观抽检数量不得低于搭设用量的30%。其中对旧钢管、扣件应当逐件检查），并委托有见证取样检验机构或法定检验机构抽取扣件样本进行力学性能和扭力距指标复验。不合格的扣件不得使用。外观检验和力学性能复验的技术资料应当由施工单位和检验单位完整存档备查。样本力学性能不合格的有关检验资料由施工单位负责上报市建筑材料管理办公室。扣件应按照现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定抽样检测，技术性能也应符合GB15831的规定。
3.3工序、实体样板、质量停止点质量报验要求
根据公司发布的《关于工序、实体样板、质量停止点质量报验要求的通知（修订）》， 为保证在施项目工程质量目标的实现，公司决定加大过程监控力度，公司所有项目，均应按公司关于工序、样板、质量停止点质量报验要求（修订）执行，各项目均需上报分公司质量技术部验收，合格后方可进行下道工序。分公司将项目报验及验收影像资料存档，公司质量技术部不定期进行抽查，抽查结果作为对分公司质量技术管理工作的评价，并作为季度考核的重要依据。主要有以下内容：
1验收样板：墙体、框架柱（钢筋、模板、砼）样板（住宅为一个自然间、框架为一个流水段）；顶板、梁模板样板（含机电预留）。
2重点工序预控内容：超过一定规模危险性较大分部分项工程验收。
3报验工序（质量停止点）：第一次墙、顶模板拆除后，对拆除后混凝土进行外观验收（质量停止点）。
四、模板安装注意事项
模板拼接安装时，应将拼好的木模板与建筑物固定。墙体模板上必须有操作平台、上人梯道、护身栏杆等附属设施，如有损坏，应及时修补。安装外侧模板时，必须确保平台板的安装牢固，及时绑好兜网和安全网。模板安装后，应立即拧紧穿墙螺栓，操作人员必须系好安全带。模板的拆除措施应经技术主管部门或负责人批准，拆除模板的时间可按现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50010）的有关规定执行。冬期施工的拆模，应遵守专门规定。当混凝土未达到规定强度或已达到设计规定强度时，如需提前拆模或承受部分超设计荷载时，必须经过计算和技术主管确认其强度能足够承受此荷载后，方可拆除。
木模板使用水性隔离剂。涂刷时视作业条件，应采取措施保护地面，如铺废报纸、塑料布等。铺垫物及隔离剂应即时回收。清理模板产生的垃圾应堆放至专用垃圾池中，并集中清运出场。木模板拼装作业宜日间进行。夜间作业时，照明灯光线应避免影响周围好居民。
五、结束语
通过对工程实例资料位移的跟踪观测施工方案进行验算复核，指出原支模方案的缺陷与错误，并且采用了有限元软件对满堂红脚手架模板支撑的受力情况进行了整体，及早判断和预防其失稳坍塌。因此，混凝土浇筑期模板支撑体系的稳定性以及对失稳的控制和实时监测，还需从薯理论上进一步研究。失稳监测构件的设计及其受力性能、安放位置、控制力的确定等习题的研究，仍需要从理论分析和实践验证两方面深入。
参考文献
[1]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范。JGJ130-2011
[2]中国建筑科学研究院.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011宣讲资料.2012
[3]王国君，蒋华祥.市政路桥施工特点及技术控制要点分析.新材料新装饰2014.4
[4]阮善友.市政路桥施工特点及技术控制要点分析[J].建筑工程技术与设计2016.9
[5]潘健桐.市政路桥施工特点及施工技术控制分析.房地产导刊2015.9
[6]陈刚.某工程超高模板支撑系统坍塌事故分析.广州：华南理工大学，2006.3
论文作者:纪乐
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/3/2
标签：模板论文; 扣件论文; 间距论文; 钢管论文; 螺栓论文; 龙骨论文; 支撑架论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;