浅谈高大模板支撑体系管理

浅谈高大模板支撑体系管理

孙思雨1 ,王思顺2 ,常新民3 ,姚杰4, 刘峰5

中建八局第二建设有限公司  山东 济南  250014

【摘要】随着我国国民经济的增长及城市现代化建设的发展，越来越多的建筑工程通过高大空间来营造壮美的豪迈气势和震撼的艺术效果，为此，高大模板支撑结构空间结构体系及各种高大脚手架、新型脚手架的应用也越来越多，采用超常规高大模板现浇混凝土施工的情况也越来越多。但是由于人们对该体系的认识不足，理论研究不到位、不按方案搭设及脚手架材料质量等诸多问题，导致近年来在我国许多省市不断发生模板支撑结构、脚手架、附着升降脚手架倒塌等事件。

【关键词】 高大模板支撑体系;材料把控;浇筑

1. 模板支架、组装式脚手架垮塌事故原因分析

   当前国内房建领域的平面模板支撑系统主要由扣件式钢管架体、碗扣式钢管架体单独或配合组成，尤其是扣件式钢管架体由于具有高灵活性、低成本等优势而应用广泛，但受到扣件式钢管的材料缺陷、支搭随意的影响，架体坍塌事故时有发生。综合分析其原因有：脚手架失稳都是垂直于架体纵向的横向失稳；模板支撑体系的垮塌都是在浇注混凝土的过程中发生,失稳或垮塌都是自身或与其它结构无连接或连接最薄弱处首先失稳；脚手架垮塌都是大波鼓曲模式，首先发生在架体底部；模板支撑体系垮塌都是局部首先失稳后呈多米诺骨牌现象，失稳首先发生在顶部；所有的事故都与材料材质有关；所有的事故都存在管理责任，尤其是工程技术人员。

绝大多数都是扣件式钢管架体事故，对其发生原因进行了深入分析，找出了导致模板支撑系统坍塌事故的深层原因，从而可加深对建筑模板支撑系统、组装式脚手架安全的整体认识，促进模板支撑系统、组装式脚手架的施工安全使用。

2. 高大模板支撑体系空间稳定体系构造

模板支撑结构的稳定承载能力由其搭设的几何参数、节点连接情况以及构造条件决定，研究影响模板支撑结构稳定承载力的因素及变化规律，为在方案编制、施工过程中监督管理提出保证支撑结构稳定的重要参数及主要构造措施。以下通过对国内10余年来近20起典型事故的案例分析，对影响模板支撑结构承载能力重要参数进行分析。

通过研究表明，剪刀撑在提高整架承载能力方面作用很大，无剪刀撑的支撑结构试验屈曲时每个立杆可承受31.25KN的荷载，设置剪刀撑时每根立杆可承受65.00KN的荷载，承载能力提高两倍多。

在支撑结构四周均设置剪刀撑时，垂直剪刀撑将支撑结构变成一个封闭体，极大的提高支撑结构的整体刚度，从而可大大提高支架承载力。

水平剪刀撑设置在上部对支撑结构稳定承载能力贡献更大。在施工过程中，剪刀撑不随支撑结构同步搭设现象非常突出，而且剪刀撑斜杆不与支撑结构均进行扣接，大大降低剪刀撑作用。

2.3.可调托撑影响

研究表明：可调托撑高度对支撑承载能力影响大，但当可调托撑高度在400mm以下时，承载力波动不大。施工过程中可调托撑高度不应超过500mm,应严格控制可调托撑高度。可调托撑螺杆外径不得小于36mm，直径与螺距应符合现行国家标准《梯型螺纹》GB/T5796.2、GB/T5796.3的规定，可调托撑的螺杆与支托板焊接应牢固，焊缝高度不得小于6㎜；可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得少于5扣，螺母厚度不得小于30㎜，可调托撑抗压承载力设计值不应小于40kN，支托板厚不应小于5㎜。

2.3. 步距影响

实际施工中，立杆搭设的间距、步距与设计值存在差别，尤其是步距。通过现场实测立杆搭设间距与步距．并与相应的设计值比较。测试结果发现：立杆间距的实测值与设计值相近，其比值为1.05，而步距实测值与设计值比相差非常大，对支撑结构承载力结构影响非常大，也是发生事故的主要原因之一。

2.4.支撑结构高度影响

2.5.外部约束（连墙件）影响

连墙件作用：当其他条件相同，仅连墙件的竖向间距由3.6米扩大为7.2米时，临界荷载会大幅下降，其下降值33.88℅（实验值）及28.6℅（计算值）。由于脚手架的失稳总是平面外失稳，因此，客观上刚性联墙件起到了铰支座的作用。

3.浇筑工作过程管控

3.1.了解荷载受力方向

模板的荷载传递路线一般为面板→次楞→主楞→对拉螺栓（支撑系统）

模板工程中，新浇注的湿混凝土呈流动的液态，对模板形成垂直压力或侧压力；模板把这种压力穿给支撑它的水平楞或竖楞；水平楞或竖楞又把这种压力和模板及构件的重量传给支撑立杆或支撑斜杆。

混凝土对基础模板形成侧压力；模板把这种侧压力传给支撑它的竖楞；竖楞又把这种压力和模板及构件的重量传给横楞、支撑立杆或支撑斜杆。

3.2.混凝土浇筑

3.2.1.梁、板混凝土一般浇筑采用“赶浆法”施工，当梁高大于400mm时应分层浇筑，分层高度不大于400mm，浇筑前应先浇水充分湿润模板。然后梁板同时浇筑呈阶梯状不断推进。高支模区域浇筑应从中间向两侧对称浇筑。

3.2.2.高支模部分梁板混凝土浇捣，逐步向外均匀浇捣，混凝土不得集中堆放，及时拨开，振动时不得用振动棒撬住摸板或钢筋振动。

3.2.浇筑与振捣必须紧密配合，第一层下料慢些，梁底充分振实后再下第二层料，保持水泥浆沿梁底包裹石子向前推进，每层均应振实后再下料，梁底及梁帮部位要注意振实，振捣时不得触动钢筋及预埋件。

3.2.3.泵管支架不得与模板支架相连。高支模区域浇筑应从中间向两侧对称浇筑。

3.2.5.在浇筑过程中，跟班木工、工程部工长、专职安全随时观察模板体系变形情况，并用水准仪每30分钟观测一次，大梁沉降值按千分之二控制，并且小于30㎜，发现异常情况及时报告。特别是检查钢管有无局部弯曲而造成失稳以及木方挠度过大等异常情况。如有异常，现场工长立即指挥楼面工作人员撤离，经确认在安全威胁解除后方可进行正常施工。

3.2.6.框架结构中，柱和粱板的混凝土浇筑顺序，应按先浇筑柱混凝土，后浇筑梁板混凝土的顺序进行。浇筑过程应符合专项施工：方案要求，并确保支撑系统受力均匀，避免引起高大模板支择系统的失稳倾斜。

3.2.7.浇筑混凝土时，应严格控制集中荷载。