盘扣式脚手架在厂房项目高支模中的应用研究

蒋云飞

江苏楷正建设有限公司，江苏无锡，214221

0 引言

在工业技术产业化飞速发展的当下，建筑业逐渐进入规模化，脚手架产业水平也得到了提升，在盘扣式脚手架结构简单、安全性高、易安装拆卸、外观形象良好及功能用途广等优势的前景下[1]，逐步地大规模进入工业和民用建筑中。广泛的应用和行业要求的提高，逐步出台了相应的政策。为彻底落实《建设工程安全生产管理条例》、住房和城乡建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》以及《关于实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理规定〉有关问题的通知》等规定，强化对我区危险性较大的分部分项工程安全管理工作，细化管理内容以及完善管理动作流程，严格管理程序，严防较大及以上事故的发生，住建部在2021年6月30日确定发布了行业标准《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》，并将于2021年10月1日起正式执行。在此背景下全力推广盘扣式脚手架就显得非常有必要了。

本研究结合江苏省无锡市新吴区开关控制阀制造基地项目，针对高支模施工方案在土建施工中的应用进行相关研究，分析危险性较大的分部分项中的盘扣高大模板支撑体系，对盘扣式脚手架编制了专项处理方案并做了总结推广。

1 工程概况

本工程位于无锡市新吴区群星路北侧、新锦路东侧，三栋工业厂房、一栋门卫、一栋钟楼、一座地下水池、四周围墙及场地弃土等土建工程，总用地面积59586.2m2，总建筑面积82406.99m2，主体两层，局部一层，建筑高度23.725m，结构安全使用年限为50年；建筑耐火等级：地上二级，屋面防水等级：Ⅱ级，主要结构类型：框排架，抗震设防烈度：七度，建筑功能：工业建筑，合同工期为266天。

1#车间主体两层，局部一层。建筑高度23.725m，总建筑面积41703.06m2，东西向总长176m，南北向总长105m，由膨胀加强带分隔成6个区块。建筑主体使用框架结构，屋面结构为轻钢屋面设计。柱网间距8×15m。一层建筑层高13.15m，两层建筑层高为9m。

2#车间主体两层。建筑高度23.725m（坡屋面中心距室外地坪高度）。总建筑面积22988.6m2，东西向总长142m，南北向总长75m，由膨胀加强带分隔成6个区块。主体采用框架结构，屋面为轻钢屋面。柱网间距8×15m。一层建筑层高为13.15m，二层建筑层高为9m。

表1 单体工程结构及主要施工建筑物

3#车间主体两层。建筑高度23.65m，总建筑面积17447.64m2，东西向总长142m，南北向总长54.1m，由膨胀加强带分隔成3个区块。建筑主体使用框架结构，屋面为轻钢屋面设计。柱网间距8×12m。一层建筑层高13.15m，二层建筑层高为9m。

2 工程特点及危险源分析

本盘扣式脚手架施工方案中的架体搭设高度≥8m、施工层板厚≥350mm、梁截面≥0.45m2、梁跨度≥18m。经与本工程比对，1#、2#、3#厂房底层（建筑层高13.15m）“模板工程支撑架体搭设高度≥8m”，为本工程高支模区域。模板结构支撑体系均采用承插型盘扣式设计，一层模板支撑架搭设高度13.3m。

2.1 工程危险源分析

本工程层高高度≥8 m，根据苏建质安[2019]378号和《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》，本脚手架工程属于“超过一定规模的危险性较大的分部分项工程”范围。

施工过程中支架体系失稳变形，局部枋木、模板爆裂、周边防护不到位、台风登陆及雨季湿滑等因素可能会造成施工人员高处坠落。

本工程由于在支撑体系构件进行安装和拆除及吊装过程时存在相应的碰撞及坠落风险，在实际工程应用中应做好相应防护措施，以保证其工程施工安全性能。

2.2 盘扣式脚手架施工计划

（1）施工段划分。1#车间、2#车间及3#车间根据膨胀加强带的设置情况，共分为6个施工段进行流水施工，施工中整体施工顺序为：1区→2区→3区→4区→5区→6区。

（2）施工组织计划。高支模区域盘扣支架施工进度计划按甲方的进度要求，按实际随时调整。此工程主要材料配置计划见表2。

表2 盘扣式脚手架工程主要材料配备计划表

2.3 工程材料选择及力学要求

本工程实际施工应用中的所有连接盘、扣接头、插销及可调螺母，均通过国家标准《一般工程用铸造碳钢件》中牌号为450的要求，其所有进场选用脚手架支撑系统的应用的构件，通过检测屈服强度、抗拉强度、延伸率等均满足上述规范中的力学要求。

3 盘扣式脚手架工艺及施工过程方案

本工程盘扣式脚手架系统中所有部位的立柱接长全部严格采用盘口套管进行连接，所有支架管头严禁搭接，其实际进行套管连接的接头位置及要求详见图1所示。

本工程中盘扣式支撑架与柱模板同时搭设，先浇筑柱混凝土，盘扣式架体与高支模区内部及周边每根框架柱采用抱柱方式连接，竖向的步距及固结点应精确进行度量进行安装连接。

本工程高支模区域局部均采用加强型剪刀撑，在高支模支撑架外围设置由下至上的竖向式剪刀撑；内部竖向剪刀撑在纵横方向按施工图位置和方式设置。底层在施工层大梁梁底、中部以及扫地杆处共设3道水平剪刀撑。

为了提高本工程盘扣式脚手架的整体稳定性以及提高抵抗侧向变形的能力，本工程采用抱柱方式，见图2。

工程施工前进行工程盘扣式脚手架体系的模数分析，如出现不符合模数时，应及时进行解决。

3.1 盘扣式脚手架系统监测监控

为更好地保证盘扣式脚手架系统的安全和混凝土施工项目的顺利开展，在架设、建筑钢筋安装、混凝土浇筑等过程中，确定盘扣式脚手架系统的支撑受力和变形等情况[2]。混凝土在最终凝固之前，获取盘扣式脚手架支撑系统在各种工况和承载力作用下的具体变形数据信息，并对盘扣式脚手架系统进行实时监控，最终达到最佳安全状态。

3.1.1 分析影响盘扣式脚手架安全性的因素

在活荷载作用下，水平衡杆、木楞会引起弯曲变形，立杆会引起纵向收缩变形。为此，若杆件变形严重，将严重影响混凝土浇筑质量，甚至出现混凝土结构裂缝。同时，由于框架承载力不均导致框架受力不均[3]。为此，这就要求各杆件要具备足够的抗弯刚度以抵抗变形影响带来的危险。

3.1.2 盘扣式脚手架重点监测内容

立杆杆顶的水平位移、支座整体水平位移及杆的基础沉降等。

3.1.3 盘扣式脚手架系统的实施监测布设

盘扣式脚手架监测点应按新增检测项目设置。监测点设置在承载力较大的立杆、靠近支架的可靠性要求较高的立杆，监测点的布置应根据支架平面图的大小，设置不少于2个杆件顶部水平位移、盘扣式脚手架整体水平位移及沉降监测点。监测仪精度满足现场检测规定，见表3，并设定相应变形监测报警值。

表3 工程监测选用的仪器设备配置

3.1.4 施工作业中对盘扣式脚手架监测

（1）为更好地保证盘扣式脚手架系统的安全和混凝土施工项目的顺利开展，在架设、建筑钢筋安装、混凝土浇筑等过程中，掌握模板支撑系统的竖向和横向受力及变形情况。混凝土在最终凝固之前，获取盘扣式脚手架系统在各种工况和承载力作用下的具体变形数据信息，并对盘扣式脚手架系统进行实时监控，最终达到最佳安全状态[4]。

（2）在综合荷载作用下，水平衡杆或者木楞会引起弯曲变形，立杆可能会引起纵向收缩变形。为此，若杆件变形严重，将严重影响混凝土浇筑质量，甚至出现混凝土结构裂缝，同时，由于框架承载力不均会导致框架受力不均。为此，这就要求各杆件要具备足够的抗弯刚度以抵抗变形影响带来的危险。

（3）浇筑混凝土时监测基础的沉降和框架的变形，基础的沉降和框架的变形应在规定的允许标准内。工程建设的均布荷载和集中承载力应在设计方案的允许标准范围内；施工作业时，应解决混凝土沉积物的堆积高度进行操作。

3.2 盘扣式脚手架工程验收及效果

盘扣式脚手架系统应在施工准备环节进行，对现场混凝土构件进行复验工程验收；基础完成后，在盘扣式脚手架架设前也应进行基础复检工程验收；每次双层架设后、架设完成以后，应及时对模板进行支座复检；模板安装后，现场浇筑前，对安全防护设备进行全面验收。本工程的盘扣式支撑架施工验收流程如图3所示。

结合上图中所示本盘扣式脚手架支撑体系验收的主要内容包括如下方面：

（1）盘扣式脚手架的架设应制定施工方案，对杆件结构设计进行计量计算，并按规定进行审批后组织施工；架体应基本牢固、水平，承载力应符合既定规定，并能承受支架的全部承载力。

（2）支架底部应按标准设置垫板，并应符合相关规定：支架底部纵横剪式撑杆的设置应符合相关规定。在楼板结构内建支架时，应检查楼板结构的抗压强度，必要时应固定楼板结构。

（3）支撑结构立柱间距应符合规范要求：水平杆水平距离应符合设计要求，水平杆应按规定连续设置；纵横剪式撑杆应按方案设置。

（4）当支架高度超过标准值时，应按规定设置连接墙杆或选择增加框体整体宽度的加强措施：从轴线到支点的尺寸。立杆的升平杆加长应符合规定。

（5）浇筑混凝土时监测基础的沉降和框架的变形，基础的沉降和框架的变形应在规定的允许标准内[5]。工程建设的均布荷载和集中承载力应在设计方案的允许标准范围内；浇筑混凝土时，应解决混凝土沉积物的相对高度进行操作。

4 结语

盘扣式钢管架作为高大模板工程中支撑体系的一种应用结构，经工程实践检验作为一种结构简单承载能力强的新型脚手架，对于高大支模工程项目具有很强的综合性能优势。本文结合无锡市新吴区开关控制阀制造基地项目-（1#车间、2#车间、3#车间）高大模板工程为例，经过盘扣式钢管架应用实践后进行相关监测检验，符合模板支撑系统的各项规范和安全，其稳定性确保支架完全满足承载要求和施工要求，可以在同类型的厂房项目或者高大支撑体系中进行推广和使用。