黃吉祥

(福建省第五建筑工程公司，泉州 362000)

隨著我國建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，大量現(xiàn)代化大型建筑體系出現(xiàn)，傳統(tǒng)的碗扣式或扣件式鋼管支架存在較大安全隱患，已無法適應(yīng)建筑施工發(fā)展的需要。承插型盤扣式鋼管支架作為一種新型架體，用連接盤的方式取代了碗扣式支架的碗形連接方式，通過插銷將橫桿、斜桿及豎桿鎖緊，明顯提高了節(jié)點處的抗彎、抗剪和抗扭能力，承載力提高了1～2倍，近年來在建筑工程施工中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。

1 工程概況

晉江市拔萃雙語學(xué)校(10#、16#樓學(xué)生宿舍)工程位于福建省晉江市西園街道會展路1號建設(shè)用地范圍內(nèi)，西南側(cè)為美旗城，西側(cè)為拔萃雙語學(xué)校一期，南側(cè)為市政道路，東側(cè)為空地?？偨ㄖ娣e16 221.55 m2，10#樓、16#樓建筑層數(shù)為7層，10#樓建筑高度為22.7 m，16#樓建筑高度為23.8 m。主要功能為學(xué)生宿舍，結(jié)構(gòu)體系為框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)安全等級為一級，建筑耐火等級為2級，抗震設(shè)防烈度為7度，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年。工程對10#樓、16#樓支撐體系設(shè)計計算，10#樓7F屋面標(biāo)高22.7 m，16#樓7F屋面標(biāo)高23.8 m，一層高度4.5 m，其余層高3.2 m。工程各樓模板根據(jù)實際情況施工進度安排為：底層需一次性做好，同時地上高層建筑同步跟進施工；為此，需配置地下室一層材料，同時配置地上一、二層的材料；地上三層材料由一層拆卸轉(zhuǎn)移使用。具體地下室及各樓模板支撐材料配置情況見表1，三層及三層以上支撐高度為3.0 m。

表1 地下室及各樓模板支撐材料配置情況表

2 承插型盤扣式鋼管支架體系

工程支撐體系采用承插型盤扣式鋼管支架，由桿件(立桿、水平桿及斜桿)、可調(diào)頂托、可調(diào)底座、盤扣節(jié)點和套管等組成，盤扣節(jié)點由立桿上的連接盤、水平桿及斜桿的桿端扣接頭和插銷片組成，立桿用套筒進行上下套裝，水平桿和斜桿則通過盤口節(jié)點插銷連接在立桿上，形成支架體系的基本架構(gòu)。工程地上建筑標(biāo)準(zhǔn)層板厚度100 mm，屋面板厚度120 mm，墻厚為250 mm、500 mm，設(shè)計結(jié)構(gòu)支撐高度3.2～4.5 m，梁截面最大為600 mm×800 mm。根據(jù)盤扣式鋼管支撐架的特點，工程梁均按雙立桿支撐設(shè)計梁支撐，盤扣立桿縱向間距按1.2 m設(shè)計，步距按1.5 m設(shè)置。承插型盤扣式鋼管支架材料分別為：①立桿為B-LG-250mm、500 mm、1 000 mm、1 500 mm、2 000 mm，直徑48 mm，壁厚3.2 mm，為Q345A熱鍍鋅鋼管，通過套筒連接。②水平桿為HG-300 mm、600 mm、900 mm、1 200 mm，直徑48 mm，壁厚2.5 mm，為Q235B熱鍍鋅鋼管，兩端焊扣接頭以連接立桿上的圓盤。③斜桿為XG-900 mm×1 500 mm、1 200 mm×1 500 mm、1 500 mm×1 500 mm、1 800 mm×1 500 mm，水平斜桿直徑48 mm，壁厚2.5 mm，Q235B；豎向斜桿直徑48 mm，壁厚2.5 mm，Q195，兩端焊接扣接頭以連接立桿上的圓盤，提高支架穩(wěn)定性。④可調(diào)底座和頂托均采用Q235B型鋼，規(guī)格為φ38 mm×5 mm×500 mm。⑤盤扣節(jié)點由連接盤、水平桿和斜桿兩端扣接頭及插銷片組成，插銷底端設(shè)置彎鉤避免拔脫，盤扣節(jié)點示意圖見圖1。

3 盤扣架施工技術(shù)

3.1 施工工藝流程

工程承插型盤扣式鋼管支架施工工藝流程為：材料進場→地基處理→立桿排布、彈線定位→首步架搭設(shè)→標(biāo)準(zhǔn)層步架搭設(shè)→頂步架搭設(shè)→支架預(yù)檢與驗收。

3.2 施工準(zhǔn)備

支架搭設(shè)前應(yīng)先按要求編制專項施工方案，并對操作人員進行技術(shù)和安全作業(yè)交底，進場架體材料均應(yīng)滿足相應(yīng)的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，有產(chǎn)品質(zhì)量檢驗報告及質(zhì)量合格證等，如連接盤、扣接頭、插銷等采用碳素鑄鋼制造其機械性能(屈服強度、抗拉強度等)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。架體材料進場后按品種規(guī)格分類碼放，并設(shè)置銘牌標(biāo)識清晰，支架體系搭設(shè)使用前應(yīng)復(fù)驗構(gòu)配件質(zhì)量。

3.3 地基處理及基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)為鋼筋混凝土且承載力滿足設(shè)計要求時，支架整體可直接在此基礎(chǔ)上搭設(shè)，工程地表層土主要為素填土，基礎(chǔ)非鋼筋混凝土，承載力不滿足設(shè)計要求，對地基進行回填夯實處理，挖除地表素填土，持力層0.5 m深度范圍內(nèi)進行換填顆粒級配良好的石渣并碾壓分層夯實，分層壓實厚度≤30 cm，密實度≥0.9，表面200 mm厚C15混凝土硬化處理，滿足承載力要求，同時設(shè)置0.5%橫坡以便排水，四周也應(yīng)設(shè)置排水溝，采用砂漿抹面，確保隨時排除地面積水，防止地基浸泡軟化產(chǎn)生不均勻沉降而導(dǎo)致支架失穩(wěn)破壞[1]。地基處理完成后應(yīng)進行場地清理平整，確保底部無雜物且平整。在此階段就提前設(shè)置好支架底部所用木墊板，所有墊板尺寸規(guī)格一致，厚度≥5 cm，寬度≥20 cm，被立桿壓實，或采用12#槽鋼(仰臥)，長度均不少于兩跨。

3.4 模板支架搭設(shè)施工

1)彈線定位 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)圖紙、施工方案和立桿間距，結(jié)合架體平面、立面、剖面和節(jié)點構(gòu)造詳圖計算每一施工區(qū)域所需的配件數(shù)量，對支架體系立桿位置進行平面排布，利用CAD繪制立桿平面排布圖，并對每一區(qū)域進行編號。工程梁板立桿縱橫向間距相等或成倍數(shù)，示意圖見圖2。嚴(yán)格按立桿排布圖紙在施工現(xiàn)場進行測量放線，確定立桿搭設(shè)準(zhǔn)確位置，并進行技術(shù)復(fù)核。

2)首步架搭設(shè) (1)安裝墊板。將墊板準(zhǔn)確放置在定位線上并保持水平，嚴(yán)禁采用已開裂墊板，墊板厚度應(yīng)≥50 mm且平整無翹曲。(2)立桿設(shè)置。立桿通過鑄鋼套管連接，套管開口朝下，連接套長度≥9 cm，相鄰兩立桿承插點不能在同一高度的水平面內(nèi)，而應(yīng)錯開布置且滿足錯開高度≥7.5 cm，若模板支架高度>8 m則滿足錯開高度≥50 cm。立桿規(guī)格、間距、步距嚴(yán)格按照設(shè)計要求，間距應(yīng)≤1.5 m，梁板立柱縱橫向間距應(yīng)相等或成模數(shù)，工程支架立桿間距1.2 m，步距1.5 m。如遇地基高差較大地方可通過調(diào)整立桿0.5 m節(jié)點位差使支架整體高度一致。(3)水平桿安裝。水平桿縱橫向通過圓盤連接拉通滿布設(shè)置，兩端扣接頭連接圓盤并用插銷緊固，抗拔力≥3 kN，保證施工過程中不會出現(xiàn)松動變形。當(dāng)單肢立桿荷載設(shè)計值不大于40 kN時，底層水平桿的步距可按標(biāo)準(zhǔn)步距設(shè)置，且應(yīng)設(shè)置豎向斜桿；當(dāng)單肢立桿荷載設(shè)計值大于40 kN時，底層的水平桿應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)步距縮小一個盤扣間距，且應(yīng)設(shè)置豎向斜桿。(4)豎桿設(shè)置。按設(shè)計要求布置斜桿，兩端插銷插入圓盤大孔并錘擊緊固，斜桿上下應(yīng)連續(xù)且間距5跨，相鄰斜桿反向設(shè)置。

3)標(biāo)準(zhǔn)層步架搭設(shè) 首步架搭設(shè)完成后進行標(biāo)準(zhǔn)層步架搭設(shè)，施工步驟為：立桿接長→操作層水平桿安裝→斜拉桿安裝。立桿接長通過連接套管連接，嚴(yán)禁搭接，搭設(shè)順序為立桿→水平桿→斜桿，以此基本架體單元擴展搭設(shè)形成整體支架體系。標(biāo)準(zhǔn)層步架搭設(shè)時注意每搭設(shè)完成一步，應(yīng)立即檢查并校正立桿的步距、橫距、縱距和垂直偏差以及水平桿的步距、水平偏差等，保證立桿垂直偏差需滿足≤H/500且≤5 cm，上下層立桿應(yīng)保證在同一豎直線上[2]。

4)頂步架搭設(shè) 頂步架搭設(shè)主要為頂部立桿補齊，頂托立桿直徑及托盤厚度必須滿足要求，頂層水平桿搭設(shè)完成后，保證可調(diào)頂托超出水平桿懸臂長度≤55 cm，工程頂托立桿直徑為36 mm，螺桿伸出長度≤30 cm，插入立桿長度≥20 cm。

5)后澆帶支架搭設(shè) 工程后澆帶采用獨立支撐形式，即模板采用獨立支撐系統(tǒng)，以達到后澆帶兩側(cè)模板拆除時后澆帶結(jié)構(gòu)不受擾動的目的。同時，為了保證后澆帶施工質(zhì)量，提高后澆帶洞口臨邊安全性，需待后澆帶混凝土達到設(shè)計強度的75%后方可拆除模板。后澆帶區(qū)域底部用槽鋼橫跨，立桿立在槽鋼上，與主體結(jié)構(gòu)模板支撐同時施工搭設(shè)，位于后澆帶兩側(cè)處主體結(jié)構(gòu)模板兩根立桿之間的中部位置，后澆帶立桿與主體結(jié)構(gòu)立桿錯開且間距相同；水平桿則在與后澆帶短邊方向平行的主體結(jié)構(gòu)水平桿兩兩之間中部增設(shè)，同樣與主體結(jié)構(gòu)水平桿錯開且間距相同，與后澆帶短邊方向垂直的水平桿則利用主體結(jié)構(gòu)支撐體系內(nèi)的水平桿(主體模板拆除時后澆帶兩側(cè)各保留一排水平桿)，后澆帶與主體支撐體系水平桿步距相同；剪刀撐布置同水平桿，后澆帶兩側(cè)主體支撐體系內(nèi)豎直剪刀撐不拆除，短邊方向每6 m設(shè)置一道豎直剪刀撐，水平剪刀撐不設(shè)置。

3.5 檢查驗收與維護管理

支架搭設(shè)完畢使用前應(yīng)對支撐體系分階段組織檢查驗收，對支架各構(gòu)配件進行質(zhì)量試驗和抽檢，確保鋼管支架產(chǎn)品質(zhì)量合格證與標(biāo)識齊全、有相關(guān)性能檢驗報告，重點檢查立桿、掃地桿、水平桿、斜桿等設(shè)置是否均符合設(shè)計及規(guī)定要求，可調(diào)頂托自由端高度、外露懸臂長度檢查是否符合方案及規(guī)范要求，基礎(chǔ)不僅需滿足承載力要求，也應(yīng)保證與立桿無松動、懸空等，架體三維尺寸與設(shè)計要求一致，除立桿外的其它桿件插入圓盤緊固牢靠，確保支架、模板及剪刀撐等按專項施工方案及規(guī)范要求搭設(shè)。此外，鋼管支撐體系成品保護也很重要，需做好防墜落、防車輛沖撞、防火防誤拆除等各種安全警示標(biāo)志，驗收合格形成記錄后方可投入使用。

支架在使用過程中應(yīng)注意維護管理，該工程澆筑混凝土過程中派專人全程觀測支架的超載、異常工作狀態(tài)等，以防止發(fā)生緊急狀況無法及時撤離導(dǎo)致安全事故。支架使用期間嚴(yán)禁擅自拆除架體結(jié)構(gòu)桿件，且應(yīng)隨時對支架進行加固處理，支架模板需待混凝土強度達到設(shè)計要求后才能拆除且逐層自上而下拆除，構(gòu)件傳遞至地面，嚴(yán)禁拋擲。

4 承插型盤扣式鋼管支架體系工程應(yīng)用分析

4.1 承插型盤扣式鋼管支架體系優(yōu)勢

依托實際工程研究承插型盤扣式鋼管支架體系施工技術(shù)及分析其實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)其具有較多優(yōu)勢，一是從節(jié)點連接比較，承插型盤扣式鋼管支架體系盤扣節(jié)點的圓盤能有效限制橫桿的水平位移，節(jié)點加載后自動鎖緊，抗扭能力強且強度、剛度、穩(wěn)定性高，不僅安全性好，而且安裝速度快，施工速率有效提高，工期極大縮短。二是從支架垂直度比較，盤扣式支架立桿連接通過端部的連接套筒及插銷，支架垂直度好，支架體系更加整齊美觀。三是從施工便利程度比較，盤扣式支架桿件按模數(shù)設(shè)置，長配件一般僅2 m左右[3]，現(xiàn)場轉(zhuǎn)運使用方便，施工更加簡便。四是從經(jīng)濟性方面比較，盤扣式支架體系采用鋼材強度高，用鋼量少，零星構(gòu)配件少，丟失率降低，損耗小，有研究表明每平方米盤扣式支架相較于傳統(tǒng)腳手架造價降低至75%；且施工難度的降低節(jié)省了人工成本，節(jié)約了工期使得工程的整體經(jīng)濟性提高。

該工程混凝土澆筑及支架拆除后對混凝土構(gòu)件進行測量，各結(jié)構(gòu)和構(gòu)件位置正確，尺寸偏差均在規(guī)范規(guī)定的合理范圍內(nèi)。混凝土表面平整、陰陽角整齊、棱角清楚，構(gòu)件交叉處混凝土質(zhì)量也符合相關(guān)要求，且滿足強度、剛度要求?？梢?，承插型盤扣式鋼管支架體系出模質(zhì)量高，安全風(fēng)險低，工程效益好。

4.2 承插型盤扣式鋼管支架體系存在問題

承插型盤扣式鋼管支架體系扣件按模數(shù)控制的特點造成了現(xiàn)場較多梁側(cè)立桿間距超過50 cm及梁底立桿自由度高度超過65 cm，針對上述問題需分別增設(shè)立桿和水平拉桿進行加固。盤扣式支架的方案編制階段就應(yīng)考慮桿件是否符合間距要求，對工程所有區(qū)域進行排布復(fù)核，繪圖工作量大時間長[4]。同時，隨著盤扣式支架在福建省等地區(qū)的推廣應(yīng)用，市場監(jiān)管機制和有關(guān)政策法規(guī)還不夠完善，桿件配件等質(zhì)量無法得到有效保障，部分中小型企業(yè)由于盤扣架單價高而缺乏積極性。

5 結(jié) 語

晉江市拔萃雙語學(xué)校(10#、16#樓學(xué)生宿舍)工程順利通過驗收并投入使用，目前各項功能良好，相較于傳統(tǒng)腳手架施工周期縮短、難度降低，節(jié)約了工程造價，取得了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,可見承插型盤扣式鋼管支架具有較大的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢，應(yīng)在工程領(lǐng)域大力推廣應(yīng)用。