承插型盘扣式钢管支架体系施工技术

黄吉祥

(福建省第五建筑工程公司，泉州 362000)

随着我国建筑行业的迅速发展，大量现代化大型建筑体系出现，传统的碗扣式或扣件式钢管支架存在较大安全隐患，已无法适应建筑施工发展的需要。承插型盘扣式钢管支架作为一种新型架体，用连接盘的方式取代了碗扣式支架的碗形连接方式，通过插销将横杆、斜杆及竖杆锁紧，明显提高了节点处的抗弯、抗剪和抗扭能力，承载力提高了1～2倍，近年来在建筑工程施工中得到了广泛的推广和应用。

1 工程概况

晋江市拔萃双语学校(10#、16#楼学生宿舍)工程位于福建省晋江市西园街道会展路1号建设用地范围内，西南侧为美旗城，西侧为拔萃双语学校一期，南侧为市政道路，东侧为空地。总建筑面积16 221.55 m2，10#楼、16#楼建筑层数为7层，10#楼建筑高度为22.7 m，16#楼建筑高度为23.8 m。主要功能为学生宿舍，结构体系为框架结构，结构安全等级为一级，建筑耐火等级为2级，抗震设防烈度为7度，主体结构设计使用年限为50年。工程对10#楼、16#楼支撑体系设计计算，10#楼7F屋面标高22.7 m，16#楼7F屋面标高23.8 m，一层高度4.5 m，其余层高3.2 m。工程各楼模板根据实际情况施工进度安排为：底层需一次性做好，同时地上高层建筑同步跟进施工；为此，需配置地下室一层材料，同时配置地上一、二层的材料；地上三层材料由一层拆卸转移使用。具体地下室及各楼模板支撑材料配置情况见表1，三层及三层以上支撑高度为3.0 m。

表1 地下室及各楼模板支撑材料配置情况表

2 承插型盘扣式钢管支架体系

工程支撑体系采用承插型盘扣式钢管支架，由杆件(立杆、水平杆及斜杆)、可调顶托、可调底座、盘扣节点和套管等组成，盘扣节点由立杆上的连接盘、水平杆及斜杆的杆端扣接头和插销片组成，立杆用套筒进行上下套装，水平杆和斜杆则通过盘口节点插销连接在立杆上，形成支架体系的基本架构。工程地上建筑标准层板厚度100 mm，屋面板厚度120 mm，墙厚为250 mm、500 mm，设计结构支撑高度3.2～4.5 m，梁截面最大为600 mm×800 mm。根据盘扣式钢管支撑架的特点，工程梁均按双立杆支撑设计梁支撑，盘扣立杆纵向间距按1.2 m设计，步距按1.5 m设置。承插型盘扣式钢管支架材料分别为：①立杆为B-LG-250mm、500 mm、1 000 mm、1 500 mm、2 000 mm，直径48 mm，壁厚3.2 mm，为Q345A热镀锌钢管，通过套筒连接。②水平杆为HG-300 mm、600 mm、900 mm、1 200 mm，直径48 mm，壁厚2.5 mm，为Q235B热镀锌钢管，两端焊扣接头以连接立杆上的圆盘。③斜杆为XG-900 mm×1 500 mm、1 200 mm×1 500 mm、1 500 mm×1 500 mm、1 800 mm×1 500 mm，水平斜杆直径48 mm，壁厚2.5 mm，Q235B；竖向斜杆直径48 mm，壁厚2.5 mm，Q195，两端焊接扣接头以连接立杆上的圆盘，提高支架稳定性。④可调底座和顶托均采用Q235B型钢，规格为φ38 mm×5 mm×500 mm。⑤盘扣节点由连接盘、水平杆和斜杆两端扣接头及插销片组成，插销底端设置弯钩避免拔脱，盘扣节点示意图见图1。

3 盘扣架施工技术

3.1 施工工艺流程

工程承插型盘扣式钢管支架施工工艺流程为：材料进场→地基处理→立杆排布、弹线定位→首步架搭设→标准层步架搭设→顶步架搭设→支架预检与验收。

3.2 施工准备

支架搭设前应先按要求编制专项施工方案，并对操作人员进行技术和安全作业交底，进场架体材料均应满足相应的规格标准，有产品质量检验报告及质量合格证等，如连接盘、扣接头、插销等采用碳素铸钢制造其机械性能(屈服强度、抗拉强度等)应符合相关规范要求。架体材料进场后按品种规格分类码放，并设置铭牌标识清晰，支架体系搭设使用前应复验构配件质量。

3.3 地基处理及基础施工

基础为钢筋混凝土且承载力满足设计要求时，支架整体可直接在此基础上搭设，工程地表层土主要为素填土，基础非钢筋混凝土，承载力不满足设计要求，对地基进行回填夯实处理，挖除地表素填土，持力层0.5 m深度范围内进行换填颗粒级配良好的石渣并碾压分层夯实，分层压实厚度≤30 cm，密实度≥0.9，表面200 mm厚C15混凝土硬化处理，满足承载力要求，同时设置0.5%横坡以便排水，四周也应设置排水沟，采用砂浆抹面，确保随时排除地面积水，防止地基浸泡软化产生不均匀沉降而导致支架失稳破坏[1]。地基处理完成后应进行场地清理平整，确保底部无杂物且平整。在此阶段就提前设置好支架底部所用木垫板，所有垫板尺寸规格一致，厚度≥5 cm，宽度≥20 cm，被立杆压实，或采用12#槽钢(仰卧)，长度均不少于两跨。

3.4 模板支架搭设施工

1)弹线定位 根据建筑结构图纸、施工方案和立杆间距，结合架体平面、立面、剖面和节点构造详图计算每一施工区域所需的配件数量，对支架体系立杆位置进行平面排布，利用CAD绘制立杆平面排布图，并对每一区域进行编号。工程梁板立杆纵横向间距相等或成倍数，示意图见图2。严格按立杆排布图纸在施工现场进行测量放线，确定立杆搭设准确位置，并进行技术复核。

2)首步架搭设 (1)安装垫板。将垫板准确放置在定位线上并保持水平，严禁采用已开裂垫板，垫板厚度应≥50 mm且平整无翘曲。(2)立杆设置。立杆通过铸钢套管连接，套管开口朝下，连接套长度≥9 cm，相邻两立杆承插点不能在同一高度的水平面内，而应错开布置且满足错开高度≥7.5 cm，若模板支架高度>8 m则满足错开高度≥50 cm。立杆规格、间距、步距严格按照设计要求，间距应≤1.5 m，梁板立柱纵横向间距应相等或成模数，工程支架立杆间距1.2 m，步距1.5 m。如遇地基高差较大地方可通过调整立杆0.5 m节点位差使支架整体高度一致。(3)水平杆安装。水平杆纵横向通过圆盘连接拉通满布设置，两端扣接头连接圆盘并用插销紧固，抗拔力≥3 kN，保证施工过程中不会出现松动变形。当单肢立杆荷载设计值不大于40 kN时，底层水平杆的步距可按标准步距设置，且应设置竖向斜杆；当单肢立杆荷载设计值大于40 kN时，底层的水平杆应比标准步距缩小一个盘扣间距，且应设置竖向斜杆。(4)竖杆设置。按设计要求布置斜杆，两端插销插入圆盘大孔并锤击紧固，斜杆上下应连续且间距5跨，相邻斜杆反向设置。

3)标准层步架搭设 首步架搭设完成后进行标准层步架搭设，施工步骤为：立杆接长→操作层水平杆安装→斜拉杆安装。立杆接长通过连接套管连接，严禁搭接，搭设顺序为立杆→水平杆→斜杆，以此基本架体单元扩展搭设形成整体支架体系。标准层步架搭设时注意每搭设完成一步，应立即检查并校正立杆的步距、横距、纵距和垂直偏差以及水平杆的步距、水平偏差等，保证立杆垂直偏差需满足≤H/500且≤5 cm，上下层立杆应保证在同一竖直线上[2]。

4)顶步架搭设 顶步架搭设主要为顶部立杆补齐，顶托立杆直径及托盘厚度必须满足要求，顶层水平杆搭设完成后，保证可调顶托超出水平杆悬臂长度≤55 cm，工程顶托立杆直径为36 mm，螺杆伸出长度≤30 cm，插入立杆长度≥20 cm。

5)后浇带支架搭设 工程后浇带采用独立支撑形式，即模板采用独立支撑系统，以达到后浇带两侧模板拆除时后浇带结构不受扰动的目的。同时，为了保证后浇带施工质量，提高后浇带洞口临边安全性，需待后浇带混凝土达到设计强度的75%后方可拆除模板。后浇带区域底部用槽钢横跨，立杆立在槽钢上，与主体结构模板支撑同时施工搭设，位于后浇带两侧处主体结构模板两根立杆之间的中部位置，后浇带立杆与主体结构立杆错开且间距相同；水平杆则在与后浇带短边方向平行的主体结构水平杆两两之间中部增设，同样与主体结构水平杆错开且间距相同，与后浇带短边方向垂直的水平杆则利用主体结构支撑体系内的水平杆(主体模板拆除时后浇带两侧各保留一排水平杆)，后浇带与主体支撑体系水平杆步距相同；剪刀撑布置同水平杆，后浇带两侧主体支撑体系内竖直剪刀撑不拆除，短边方向每6 m设置一道竖直剪刀撑，水平剪刀撑不设置。

3.5 检查验收与维护管理

支架搭设完毕使用前应对支撑体系分阶段组织检查验收，对支架各构配件进行质量试验和抽检，确保钢管支架产品质量合格证与标识齐全、有相关性能检验报告，重点检查立杆、扫地杆、水平杆、斜杆等设置是否均符合设计及规定要求，可调顶托自由端高度、外露悬臂长度检查是否符合方案及规范要求，基础不仅需满足承载力要求，也应保证与立杆无松动、悬空等，架体三维尺寸与设计要求一致，除立杆外的其它杆件插入圆盘紧固牢靠，确保支架、模板及剪刀撑等按专项施工方案及规范要求搭设。此外，钢管支撑体系成品保护也很重要，需做好防坠落、防车辆冲撞、防火防误拆除等各种安全警示标志，验收合格形成记录后方可投入使用。

支架在使用过程中应注意维护管理，该工程浇筑混凝土过程中派专人全程观测支架的超载、异常工作状态等，以防止发生紧急状况无法及时撤离导致安全事故。支架使用期间严禁擅自拆除架体结构杆件，且应随时对支架进行加固处理，支架模板需待混凝土强度达到设计要求后才能拆除且逐层自上而下拆除，构件传递至地面，严禁抛掷。

4 承插型盘扣式钢管支架体系工程应用分析

4.1 承插型盘扣式钢管支架体系优势

依托实际工程研究承插型盘扣式钢管支架体系施工技术及分析其实际应用中发现其具有较多优势，一是从节点连接比较，承插型盘扣式钢管支架体系盘扣节点的圆盘能有效限制横杆的水平位移，节点加载后自动锁紧，抗扭能力强且强度、刚度、稳定性高，不仅安全性好，而且安装速度快，施工速率有效提高，工期极大缩短。二是从支架垂直度比较，盘扣式支架立杆连接通过端部的连接套筒及插销，支架垂直度好，支架体系更加整齐美观。三是从施工便利程度比较，盘扣式支架杆件按模数设置，长配件一般仅2 m左右[3]，现场转运使用方便，施工更加简便。四是从经济性方面比较，盘扣式支架体系采用钢材强度高，用钢量少，零星构配件少，丢失率降低，损耗小，有研究表明每平方米盘扣式支架相较于传统脚手架造价降低至75%；且施工难度的降低节省了人工成本，节约了工期使得工程的整体经济性提高。

该工程混凝土浇筑及支架拆除后对混凝土构件进行测量，各结构和构件位置正确，尺寸偏差均在规范规定的合理范围内。混凝土表面平整、阴阳角整齐、棱角清楚，构件交叉处混凝土质量也符合相关要求，且满足强度、刚度要求。可见，承插型盘扣式钢管支架体系出模质量高，安全风险低，工程效益好。

4.2 承插型盘扣式钢管支架体系存在问题

承插型盘扣式钢管支架体系扣件按模数控制的特点造成了现场较多梁侧立杆间距超过50 cm及梁底立杆自由度高度超过65 cm，针对上述问题需分别增设立杆和水平拉杆进行加固。盘扣式支架的方案编制阶段就应考虑杆件是否符合间距要求，对工程所有区域进行排布复核，绘图工作量大时间长[4]。同时，随着盘扣式支架在福建省等地区的推广应用，市场监管机制和有关政策法规还不够完善，杆件配件等质量无法得到有效保障，部分中小型企业由于盘扣架单价高而缺乏积极性。

5 结 语

晋江市拔萃双语学校(10#、16#楼学生宿舍)工程顺利通过验收并投入使用，目前各项功能良好，相较于传统脚手架施工周期缩短、难度降低，节约了工程造价，取得了良好的经济效益和环境效益,可见承插型盘扣式钢管支架具有较大的技术和经济优势，应在工程领域大力推广应用。