摘要：采用扣件式鋼管搭設高大模板支架的問題一直是模板支架安全監管的重點和難點。支架搭設應強調完整性，扣件式鋼管支架的搭設靈活性也帶來了隨意性。本文通過一起施工案例并結合長期檢查過程中發現的一系列問題，深入剖析高大模板支架在施工中容易忽視的關鍵環節。

　　關鍵詞：模板支架,高大模板,坍塌,施工安全

　　在施工現場，高大模板支撐架的搭設大多均由普通模板班組完成，而班組搭設人員未能系統良好地掌握扣件式鋼管腳手架的搭設要求，較多是無證上崗，不能很好地執行相關規范要求，憑借個人經驗和主觀想法任意改變支架搭設參數，給高大模板支撐體系的穩定和安全埋下重大安全隱患。本文通過對一起工程實例的分析并結合日常檢查中經常發現的問題，淺談扣件式鋼管架高大模板支撐架在施工中容易忽視的關鍵性環節，以便大家在施工中引起重視，減少模板支撐體系倒塌事故的發生。

　　工程概況：本文選定某工程中4層14~17交B~E軸高支模區域，層高為13.9m，梁截面形式主要有：800×1500mm、400X1600 mm、500X1300 mm形式，最大跨度21.2m;板厚為120mm。

　　1、 掃地桿缺失或設置不規范。

　　建筑施工模板安全技術規范JGJ162-2008(以下簡稱模板規范)要求在立柱底距地面200mm高處，沿縱橫水平方向應按縱下橫上的程序設掃地桿。我們支模架在進行力學計算時也以設置掃地桿的支模架為計算模式，如果不設掃地桿，底部立桿段就成為自由懸臂段，無掃地桿的立桿接地處只有垂直方向的一個自由度受到約束，在水平面內只有鋼管與地面的摩擦約束，考慮到目前多采用砼輸送泵帶來的沖擊力，極易導致立桿跑位，難以形成固定鉸的作用。設置掃地桿還能有效地增大模板支架的整體剛度，使立桿受力趨于均勻，提高承載力，同時可以避免因局部支架剛度偏小、變形過大進而影響整個支架穩定性的現象。

　　2、 模板支撐架體固定在外腳手架架體上。

　　建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范JGJ130-2011(以下簡稱腳手架規范)第9.0.5條規定雙排腳手架作業層上的施工荷載應符合設計要求，不得超載。不得將模板支架、纜風繩、泵送混凝土和砂漿的輸送管等固定在架體上，而且是以強制性條文出現。然而這種情況在施工現場卻屢見不鮮，查其方案均有禁止模板支設在腳手架上的相關文字規定，究其原因還是現場監督和技術交底工作不到位，現場工人圖省事將模板支架直接搭設在外腳手架上。外腳架在計算時并未考慮這部分施工荷載，腳手架地基承載力要求也相對較低，極易導致腳手架荷載過大變形傾覆或者腳手架地基承載力不足導致傾覆。

　　3、 誤將滿堂支撐架搭設為滿堂腳手架

　　模板規范規定鋼管立柱頂部應設可調支托，U形支托與楞梁兩側間如有間隙，必須楔緊。明確要求模板支撐體系應采用頂部荷載通過軸心傳力構件(可調托撐)傳遞給立桿的承力方式。而施工現場為了省事省錢，經常采用通過水平桿傳遞給立桿的承力方式，這種方式下頂部立桿呈偏心受壓狀態，完全通過扣件的抗滑力來承受上部荷載，立桿的抗壓強度得不到充分發揮，高大模板往往出現一些大截面梁，施工荷載遠超出扣件抗滑承載力設計值(8KN)，而且扣件扭力矩大多達不到要求，扣件基本抗滑承載力都無法保證，即便采用雙扣件也無法滿足要求。扣件的下滑，輕則對樓層凈高造成影響，重則釀成重大安全事故，故在高大模板施工中我們必須在搭設前對工人做好技術交底，嚴格按方案設計施工，杜絕工人憑經驗將滿堂支撐架搭設為滿堂腳手架。

　　4、 縱橫向水平桿未貫通設置。

　　規范要求掃地桿與頂部水平拉桿之間的間距，在滿足模板設計所確定的水平拉桿步距要求下，進行平均分配確定步距后，在每一步距處縱橫向應各設一道水平拉桿，這樣才能對立桿在兩個方向形成水平約束，確保立桿無水平位移。另外要求梁和板的立柱搭設時縱橫向間距應相等或成倍數。而施工現場往往是主、次梁和板下的立桿間距不統一，縱橫不成行，導致梁下立桿沒有水平拉桿連接，缺少了側向水平支撐，而梁下立桿受力最大，致使架體的整體穩定性大大降低，導致事故發生。許多事故案例印證了大多數的模板支撐體系坍塌是從梁的部位開始的。故在方案設計時應充分考慮立桿布置，繪制完整立桿布置平面圖，施工時應對立桿的布置進行放樣，為確保梁下支架不受偏心荷載作用，一般應先考慮布置梁下支撐立桿，將單立桿軸線(或雙立桿、3立桿的中線)對準梁中軸線后向兩邊延伸排列，依次進行板的立桿布置，并應與梁的立桿成整倍數。

　　5、 水平剪刀撐設置不到位， 周圈未設置由下至上的豎向連續式剪刀撐。

　　大多數模板倒塌事故中，并不是鋼管承載能力不足造成的，而是鋼管支撐系統失穩或桿件局部失穩造成的，然而鋼管支撐系統是該失穩系統側向變形能力不足造成的，也就是說該系統的剪刀撐數量不足或布置不合理。模板規范規定滿堂模板和共享空間模板支架立柱，在外側周圈應設由下至上的豎向連續式剪刀撐，中間在縱橫向應每隔10m左右設由下至上的豎向連續式剪刀撐，并在剪刀撐部位的頂部、掃地桿處設置水平剪刀撐。當建筑層高在8~20m時，除應滿足上述規定外，還應在縱橫向相鄰兩豎向連續式剪刀撐之間增加之字斜撐，在有水平剪刀撐的部位，應在每個剪刀撐中間處增加一道水平剪刀撐。由于扣件的抗轉動剛度變化性較大，節點連接不是完全剛接，致使整個支撐架結構屬于幾何可變體系，容易發生側向位移，尤其對于搭設高度較大的支模架往往存在抗側向位移的能力不足，特別是混凝土柱與樓層梁板一起澆筑時，其支模架抗側向變形較差。而剪刀撐的設置，使得幾何可變體系變為幾何不可變體系結構，大大提高了支撐架的結構剛度，增強了整體穩定性。試驗證明，增加豎向、水平剪刀撐，可增加架體剛度，提高腳手架承載力，設置剪刀撐比不設置臨界荷載提高26%~64%(不同工況)。

　　6、 模板支撐體系未與墻、柱以及周圍架體固結，抗側向水平力差，致使架體穩定性降低。

　　模板規范第6.2.4條規定當支架立柱高度超過5m時，應在立柱周圈外側和中間有結構柱的部位，按水平間距6~9m、豎向間距2~3m與建筑結構進行剛性連接，連接點應設在水平剪刀撐或水平加固桿設置層，并應與水平桿連接。所有水平拉桿的端部均應與四周建筑物頂緊頂牢。無處可頂時，應在水平拉桿端部和中部沿豎向設置連續式剪刀撐。試驗表明，在支架5跨X5跨內，設置兩處水平約束，支架臨界荷載提高10%以上。所以，在施工中應先澆筑柱，待柱達到一定強度后再澆筑梁板，這樣梁板的支模架可用砼柱作為連墻件來保證架子的整體穩定，如果無現成結構柱固結時，可采取預埋鋼管(柱)等措施。實踐證明在支架中間區域設置少量的用塔吊標準節安裝的桁架柱，或采用加密的鋼管立桿、水平桿及斜桿搭設成的塔架等高承載力的臨時柱，形成防止模板支架整體坍塌的第二道防線是行之有效的。

　　7、 扣件擰緊力矩不符合規范要求。

　　扣件的擰緊程度對扣件轉動剛度有很大影響，擰緊程度越高，節點處的連接越接近于兩端固定，可大大降低立桿計算長度，而且在相同力矩下，轉角位移相對較小，即剛性較大，從而提高架體的整體承載力。相反，如果扣件的擰緊程度越低，就近似為鉸接點，水平桿不會起到降低立桿計算長度的作用，也無法傳遞立桿內力。而施工現場扣件均是由工人用扳手擰緊螺栓連接的，施工人員的隨意性往往導致施工誤差很大，并且支架搭設完成后沒有按要求進行抽樣檢查，這種連接節點是遠達不到剛性要求的。該工程現場實測扣件擰緊力矩大多在15~20Nm的水平，離規范40~65Nm的要求相差甚遠。再加上鋼管扣件經重復周轉使用缺陷嚴重，支架所受荷載變異性大，荷載的大小、位置很不均勻，而且還有動力(砼輸送泵)影響等因素，連接點往往就成了立桿中的薄弱環節，只要立桿稍有偏心，導致該點處變形很大，只要某一根立桿失穩，鄰近立桿也失穩，結果導致整個架體倒塌。

　　8、 立桿伸出頂層水平桿的長度超過規范和設計要求。

　　由《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》第6.9.1條規定立桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點的長度a不應超過0.5m，檢查時常發現立桿頂部伸出頂部水平桿的長度過大，嚴重影響立桿的剛度及水平位移，該工程板底立桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點長度達1.5m以上。大家都知道，在計算滿堂支撐架立桿穩定性時我們所取頂部立桿段計算長度為，立桿頂部自由懸臂長度過大，也即a值過大，導致計算長度明顯加大，承載力明顯下降。

　　9、 對接接頭未錯開設置且連續設在同一水平線上。

　　規范JGJ130-2011第6.3.6條規定當立桿采用對接接長時，立桿的對接扣件應交錯布置，兩根相鄰立桿的接頭不應設置在同步內，同步內隔一根立桿的兩個相隔接頭在高度方向錯開的距離不宜小于500mm;各接頭中心至主節點的距離不宜大于步距的1/3。接頭位置是模板支架體系中一個很大的薄弱點，如果把所有接頭均放在同一位置上，那顯然該處受力薄弱的缺點便會集中地顯現出來，這對一個承重體系而言是相當不利的，所以為了避免這種情況的產生，要求我們將接頭錯開，分散這種不利因素。該工程檢查中發現頂部立桿段出現連續六根以上立桿對接接頭設置在同步內且基本設置在同一水平線上，存在較大安全隱患。

　　10、高大模板支撐體系頂部沒有按照規范要求加設水平拉桿。

　　超過8m支架頂步步距未按規定增設一道水平拉桿模板支撐體系頂部加設水平拉桿，可以減少立桿長細比，增強模板支撐體系的整體穩定性。從立桿彎矩圖可以看出，立桿頂部彎矩最大，最容易發生破壞，造成整體失穩破壞，導致坍塌事故。故模板規范第6.1.9條規定，當層高在8~20m時，在最頂步距兩水平拉桿中間加設一道水平拉桿;當層高大于20m時，在最頂兩步距水平拉桿中間應分別增加一道水平拉桿。我想這也正是模板規范在鋼管立柱計算時敢把計算長度采用步距h而去掉2a的其中一個重要構造保證措施吧。另外規范中雖然規定了8m以上才要求增設一道水平拉桿，建議大家還是根據結構荷載、搭設高度等因素進行綜合考慮，當結構荷載較大即便搭設高度小于8m時仍可采用此構造措施，確保支架的安全性。

　　結束語

　　計算是在構造的基礎上進行的，構造必須與計算相對應相匹配，計算才有意義，否則方案編的再漂亮，無疑是紙上談兵。我們施工現場的每一位管理人員和技術人員不僅僅要在方案編制上下功夫，更要重視施工現場的實施情況，高度重視高大模板工程的過程監管工作，杜絕因高大模板支撐體系失穩而導致坍塌事故的發生。

　　參考文獻：

　　[1]中華人民共和國行業標準《建筑施工模板安全技術規范》JGJ162-2008

　　[2]中華人民共和國行業標準《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-2011

　　[3]中華人民共和國國家標準《混凝土結構工程施工規范》GB50666-2011

　　[4]中華人民共和國住房和城鄉建設部，建質[2009]87號關于印發《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》2009

　　[5]中華人民共和國住房和城鄉建設部，建質[2009]254號關于印發《建設工程高大模板支撐系統施工安全監督管理導則》