高大模板支架施工技术关键问题分析及处理

张永春，秘红丹，师宝禄，张小伟

（1.中铁建设集团有限公司，北京100040；2.北京交通大学土建学院，北京100044）

高大模板支架施工技术关键问题分析及处理

张永春1，秘红丹2，师宝禄1，张小伟1

（1.中铁建设集团有限公司，北京100040；2.北京交通大学土建学院，北京100044）

在建筑施工过程中高大模板支架失稳引起架体整体坍塌的事件时有发生。其主要原因有设计计算不规范、施工技术措施不当、监管不严等。本文结合高大模板支架坍塌实例，对国内高大模板支架施工技术的现状及存在的问题进行了归纳和总结，详细地阐述了高大模板支架施工技术要点，建议在此类施工中布设支架整体稳定性监控系统。

高大模板支架；稳定性；施工技术；监控系统

1　概述

文献［1］把支架高度超过8 m或跨度超过18 m的模板支撑系统定义为高大模板支架（以下简称高支模）。施工单位应当在高支模工程施工组织设计中编制安全技术措施和专项施工方案［2］，并须经专家审查。实际施工中很多高支模工程由于构件、支架设计不准确，专项方案编制及审查程序不规范，施工前未对技术人员进行详细的安全技术交底，现场施工人员技术不够专业，支架验收程序过于表面化，施工过程中未布设高支模的监控系统等原因，每年国内都有高支模整体坍塌事件发生。对一些高支模坍塌实例进行了调查分析，典型问题见表1。

表1　高支模施工典型问题

高支模出现问题的原因总体来说主要是竖杆、剪刀撑、扫地杆、封顶杆布设不规范［3］，模板工程未按规范设计与施工［4］。

2　高支模失稳原因分析

2.1剪刀撑布设不规范

一工程在浇筑屋面板混凝土过程中，因模板支撑系统失稳，屋盖塌陷［5］。调查发现，支架中立杆间距过大，但没有设置剪刀撑（图1），使得支架抗侧移、抗扭力不足，节点区域整体刚度不足，稳定性差。因局部立杆失稳，造成支架弯曲并扭转，最终导致模板支架整体坍塌。

图1　立杆无剪刀撑

剪刀撑是在支架上成对设置的交叉斜杆。剪刀撑的布设遍布在脚手架的外侧以及穿插整个脚手架内部，连续却不多余。其搭设质量的优劣直接影响脚手架纵向变形大小。高支模在搭设时，剪刀撑的布设如不严格按规范操作就会留下隐患。常见的问题包括：剪刀撑与架体的搭设不一致，没有采用扣件与架体立杆扣紧；未在整体架体系统的立杆外侧统一布设剪刀撑，且未在架体立杆内侧统一布设水平加固杆；未在架体支撑系统布设2道水平剪刀撑以形成整体性水平加强层等。按规范要求搭设剪刀撑可以使脚手架的整体刚度以及稳定性显著提高，从而保证脚手架承载能力，避免安全事故。

2.2扫地杆布设不规范

某市电视台演播大厅模板支架整体坍塌，经调查搭设支架的全过程中没有设计施工方案，没有图纸，没有进行技术交底。在浇筑混凝土当日仍有施工人员在继续加固支架。支架底部的扫地杆数量不足（图2），从而使单杆受荷过于集中［6-7］，导致立杆局部失稳，加大了顶部排架的晃动，以致模板支架整体坍塌。现场勘查发现，支架立杆底部步距约1.8 m，甚至在地坑处步距达2.6 m，却均无扫地杆。在脚手架底部未设置整体性水平加强层，底部水平连系杆设置数量过少，立杆的抗侧移、抗扭力降低，出现局部失稳，致使模板支架整体坍塌。规范规定：模板支架必须布设纵向、横向扫地杆且距地距离应＜30 cm以避免立杆滑移；当架体所处的施工现场地面存在高度差时，高处扫地杆延长2跨并与立杆固定在一起，从而保证了整个支撑系统的连接，加大其整体的稳定性。高支模在搭设时，布设扫地杆可以加大支架的整体刚度，对脚手架的整体稳固起关键性作用。

图2　支架无扫地杆

2.3封顶杆布设不规范

某市中心大厦高支模架体出现严重倾斜，架体局部变形过大，导致模板支架系统整体失稳。由于竖杆顶部未布设水平封顶杆［8］，导致竖杆悬臂长度过大（图3），刚度不足，从而在竖向压力作用下失稳，导致架体局部变形过大。规范规定竖杆悬臂长度须≤0.7 m且封顶杆伸出顶层水平连系杆中心线至支撑点的长度不应超过0.5 m。

图3　竖杆悬臂长度过大

2.4高支模专项施工方案不规范

在实际施工过程中，由于监管部门的工作过于表面化［9］，施工单位在没有编制专项施工方案和进行科学规范的设计计算的情况下，仅凭借以往的施工经验施工［10］，留下安全隐患。高支模施工前，没有针对专项工程进行现场实地勘查并进行科学设计计算；施工单位技术负责人没有针对施工现场条件进行对应构件及整体支架的强度、刚度、局部稳定性、整体稳定性验算，也未编制专项施工方案，出现了现场施工与方案脱离的情况［11］。当高支模工程规模达到限值时，没有请专家进行分析论证。

常见的错误支架搭设方式如图4，施工时须避免。其问题为：梁下加密钢管连系水平杆缺失；支架搭设不合理，特别是纵横双向水平拉杆漏设较多，造成步距、纵横距超长，可能造成单根立杆受力；大梁或厚板下木枋呈纵向布置在支架水平钢管上，浇筑混凝土时主要荷载传至梁底两侧立杆。

图4　支架横向支撑过少

3　应对施工全过程加以监控

在高支模的施工过程中，由于布设的监控设备不足，当位移或者沉降累计到一定程度后，突然导致事故的发生。因此进行全过程（包括搭设架体、钢筋安装、混凝土浇捣及混凝土终凝后）监控具有重要的现实意义。现有的高支模施工的监控方法主要是采用光学仪器。由监控人员在支撑体系外监测，作业人员只能了解高支模外围情况而无法感知高支模安全情况，导致发生危险时作业人员难以及时安全撤离危险区域。此外，监控测点不能针对具体工程的受力特点，从而无法覆盖关键杆件、重点部位，造成测试数据不能满足预警功能。

采用高支模服役全过程远程监控系统，可以达到实时监测、预警值分析处理、超限报警的功能，以便及时采取措施，避免发生事故［12］。应针对不同工程的特点，对具体工程的高支模体系进行数值模拟分析（主要包括破坏模式分析），以确定测点布置方式与优化方法和监控系统各级预警值，为监测数据分析、高支模结构状态评估提供重要的数据支撑。在布设监控系统的同时，还应重视基础性检查工作，如混凝土浇筑过程中要设专人巡视。

4　结语

目前高支模搭设的规范已经很成熟，监控系统的布设还需进一步完善，以便在事故发生前能及时预警并加固。在高支模现场施工中，应重点关注剪刀撑、扫地杆、封顶杆的布设。高支模设计与施工要遵循其受力模式。高支模设计计算、施工方案须严格执行规范，并编制相关的专项分析与设计规程。

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 130—2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2011.

［2］陈云钢，郭正兴.高大支模施工安全风险管理的探讨及对《建筑施工模板安全技术规范》的理解［J］.四川建筑科学研究，2012，38（2）：305-310.

［3］郭正兴，陈安英.高大支模安全的关键技术问题研讨［J］.施工技术，2007，36（12）：140-144.

［4］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 162—2008建筑施工模板安全技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.

［5］龚宏.高支模板支撑系统施工中问题分析及措施［J］.福建建筑，2013（5）：76-77.

［6］梁仁钟.高大模板支架的可靠性分析及安全性评估［D］.北京：北京交通大学，2010.

［7］王勇.超高扣件式钢管模板支架的安全性分析［D］.北京：北京交通大学，2007.

［8］陈安英，郭正兴.扣件式钢管高大支模架坍塌事故分析［J］.建筑技术，2008，39（12）：936-938.

［9］魏春辉.模板高支撑体系施工安全管理研究［D］.武汉：华中科技大学，2008.

［10］中华人民共和国住房和城乡建设部.建质〔2009〕254号建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则［S］.北京：中华人民共和国住房和城乡建设部，2009.

［11］甘志明.扣件式钢管高大模板支撑体系的施工技术与管理对策研究［D］.重庆：重庆大学，2007.

［12］翟婷.高支模施工技术在土建施工中的应用［J］.江西建材，2015（13）：91-97.

Analysis and Treatment of Key Construction Technology Issues for High Formwork Support

ZHANG Yongchun1，MI Hongdan2，SHI Baolu1，ZHANG Xiaowei1
（1.China Railway Construction Group Co.，Ltd.，Beijing 100040，China；2.School of Civil Engineering，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China）

During building construction process the events that high formwork supports lost stability happened now and then.T he main causes included that design and calculation did not comply with norms，the construction techniques were improper，and supervision and management were not strict etc.Combined with examples that domestic high formwork supports collapsed，the current situation and issues of construction techniques for high formwork supports were systematically summarized，the key points of construction technique were analyzed.It was suggested that monitoring and control system for overall stability of high formwork supports should be applied.

High formwork support；Stability；Construction technique；M onitoring and control system

TU323.2

ADOI：10.3969/j.issn.1003-1995.2016.09.14

1003-1995（2016）09-0054-03

（责任审编李付军）

2016-04-22；

2016-06-28

张永春（1976—），男，高级工程师，硕士。