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论述承插套扣式高模板支撑体系施工技术

作者

李健

身份证号码:442000199801042791

一、引言

高模板支撑体系是建筑施工中维系混凝土结构形态与施工安全的核心临时架构,其设计与搭建的科学性直接决定工程成败。在大跨度、高净空建筑结构普遍应用的当下,传统支撑方式的弊端愈发凸显:节点连接松散易引发整体失稳,装拆过程繁琐导致工期延误,承载能力不足难以应对高荷载工况,这些问题成为制约施工质量与效率的关键障碍。

承插套扣式高模板支撑体系凭借创新性结构设计,突破了传统模式的局限。其立杆与水平杆通过套扣与端接头的精准咬合形成刚性节点,从根本上提升了架体稳定性;标准化构配件实现了快速组装与拆卸,大幅降低人工成本;高强度钢材的选用则强化了整体承载性能,可适配多种复杂建筑形态的施工需求。以下本文结合工程实践,深入剖析这一体系的施工技术过程,对优化实际施工中的作业流程具有重要价值。

二、工程概况

万硕光电新建项目位于中山市火炬开发区沙边村,总建筑面积 24306.89 ㎡,包含 1 栋 8层厂房和 2 栋 6 层结构建筑。其中,1 幢厂房首层层高 7.9m ,二至八层层高 5.0m ,天面层高4.5m,最大建筑高度 47.4m;2 幢厂房地下室层高 3.25~4.1m ,首层层高 4.2m,二至六层层高3.5m,天面层高 5.2m ,最大建筑高度 28.6m。

本工程高支模区域采用承插套扣式钢管支架,涉及多种大梁及楼板结构。例如,1 幢厂房二层存在 500× 1000、 300×1200 等截面大梁,楼板厚度 120mm ,支架搭设高度达 7.9m;2 幢厂房首层有 200×⋅ 2150 等截面大梁,支架搭设高度 4.2mc 。该体系的应用需满足《建筑施工承插型套扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ231-2010)等相关标准,确保施工过程的安全与质量。

三、材料选择与质量控制

(一)主要构配件规格要求

1.立杆与水平杆:立杆采用截面 48.3×3.2mm 的 Q235B 钢管,长度规格包括 600mm、900mm、 1200mm 、1800mm、2100mm 和 2400mm 等,套扣在立杆上的间距按 600mm 模数设置,以适应不同步距需求。水平杆端接头厚度不小于 10mm,下伸长度不小于 40mm,其楔形斜面的自锁斜度宜为 0.12,插入套扣后外露长度不小于 3mm,抗拔力不小于 3kN,确保连接可靠。

2.连接套管:立杆连接套管壁厚不小于 3.2mm,长度不小于 150mm ,可插入长度不小于100mm,套管内径与立杆外径间隙不大于 1.5mm,保证立杆接长后的同心度和承载能力。

3.可调螺杆与托座:可调螺杆由螺杆、调位螺母、活动十字套扣座等组成,螺杆外径不小于 36mm,采用梯形螺纹,螺杆与调位螺母旋合长度不少于 5 扣,螺母高度不小于 35mm,厚度不小于 5mm。底座板和托座板厚度不小于 6mm,可调螺杆受压承载力不小于 40kN,满足支撑荷载要求。

4.剪刀撑配件:剪刀撑采用扣件式钢管,钢管规格与立杆一致,旋转扣件中心线至主节点的距离不大于 150mm,确保剪力有效传递。

(二)材料质量标准

1.钢材:立杆、套管、可调底座等主要构配件材质符合《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235B要求,水平杆可采用 Q235A 钢材。钢管表面应平直光滑,无裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道,且涂有防锈漆,保证耐久性。

2.扣件:新扣件须具备生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证,进入施工现场应进行抽样复试,技术性能符合《钢管脚手架扣件》(GB15831)规定。旧扣件使用前需进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换,且新、旧扣件均应进行防锈处理。螺栓拧紧扭力矩应控制在 40~65N・m,确保连接紧固。

3.木材与胶合板:模板采用 15mm 厚木胶合板,符合《混凝土模板用胶合板》(GB/T17656-2018)要求,表面应平整光滑,具有防水、耐磨、耐酸碱的保护膜。方木规格为45×95mm,不得使用有腐朽、霉变、虫蛀、折裂、枯节的木材,含水率控制在 15%~20% ,其中制作的原木、方木结构含水率不应大于 15% ,板材和规格材不应大于 20%. 。

四、施工工艺技术

(一)搭设前期准备

1.技术交底:施工前,项目技术负责人需向施工人员进行详细的技术交底,包括搭设参数、工艺流程、质量要求、安全注意事项等,确保施工人员熟悉方案内容,严禁盲目施工。交底需形成书面记录,由交底人和被交底人签字确认。

2.地基处理:支架搭设场地必须坚实、平整,根据地基承载力要求采取相应加固措施。直接支承在土体上的支架,立杆底部应设置可调底座,土体应采取压实、铺设块石或浇筑混凝土垫层等措施防止不均匀沉陷,也可在立杆底部垫设垫板,垫板长度不宜少于 2 跨。模板支撑架及脚手架在地基基础验收合格后方可搭设。

3.材料检验:对进场的钢管、扣件、方木、胶合板等材料进行严格检验,核对产品合格证、质量检验报告等资料,对钢管的锈蚀深度、弯曲变形等进行检查,对扣件进行抽样复试,不合格材料严禁使用。

(二)搭设流程及关键技术

1.放线定位:根据施工图纸和专项施工方案,在地基上弹出立杆位置线,确保立杆纵距、横距符合设计参数。例如, 500×1000 大梁下立杆纵距、横距均为 500mm, 400×900 大梁下立杆纵距、横距均为 1000mm,楼板模板支架立杆纵距、横距均为 1000mm 。

2.架体搭设:按“地基弹线、底座定位→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→第一步纵横向水平杆→钢管斜撑→第二步纵横向水平杆→抱柱连接→接立杆→剪刀撑→循环搭设”的顺序进行。

①扫地杆设置:在立杆底部上 0.2m 处纵、横向设置φ ⋅48.3mm×3.5mm 钢管作为扫地杆,与立杆有效连接,水平杆端头伸出扣件边缘长度不应少于 100mm,端头有混凝土墙、柱的应与墙、柱顶紧,或抱柱拉结。

②立杆搭设:立杆应采用连接套管连接,在同一水平高度内相邻立杆连接位置宜错开,错开高度不宜小于 600mm。立杆垂直度偏差不应大于 3H/1000(H 为架体高度),且不得大于 90mm。

③水平杆搭设:水平杆与立杆上同一步距对应的套扣对准时,用小锤敲击水平杆,使水平杆端接头插入套扣内,确保外露长度和抗拔力符合要求。每搭完一步支撑架后,应及时校正步距、立杆的纵横距、立杆的垂直偏差与水平杆的水平偏差。

3.剪刀撑设置:

①竖向剪刀撑:架体高 5~8m 时,中间纵横向每隔 4~6m 及四周设连续竖向剪刀撑;8m及以上时,外周及内部纵横向每 3~5m 设连续竖向剪刀撑。斜杆接长用搭接, d≥1m ,用不少于 2 个旋转扣件固定,端部扣件盖板距杆端 ⩾100mm

②水平剪刀撑:7.9m 高支架在扫地杆、最顶一步及中间一步水平杆上各设一道; 5.0~5.2m 高支架在最顶一步水平杆上设一道;5.0m 以下不设。水平剪刀撑与架体纵横向夹角为 45 °至60°。

4.抱柱措施:为增强架体整体稳定性,高支模板支架应设置抱柱措施,竖向每间隔二步设置一道抱柱,在高支模区域内所有的柱均设置抱柱,利用框架柱作为刚性连墙件,提高抵抗侧向变形的能力。

5.可调螺杆设置:可调螺杆 2 个调位螺母之间必须保留 120mm 距离以防底模难以拆除。可调螺杆或可调托座的螺杆插入立杆顶端的长度不应小于 150mm,顶层水平杆中心线至模板支撑点的高度不应大于 650mm 。可调底座调节螺杆外露长度不宜大于 250mm,最底层水平杆离地高度不应大于 550mm。

(三)模板安装工艺

1.梁模板安装:

①弹线复核:弹出梁轴线及水平线并复核,确保梁的位置和标高准确。

②支架搭设:按设计参数搭设梁模板支架,调整可调顶托的标高,将其调至预定高度。③铺设楞木:在可调顶托的托板上安放主楞(双钢管),主楞固定后在其上铺设次楞(45×95mm 方木,间距 180mm)。

④安装底模:安放梁底模并固定,对跨度不小于 4m 的现浇钢筋混凝土梁,其模板应按设计要求起拱,当设计无具体要求时,起拱高度宜为跨度的 1/1000-3/1000。主、次梁交接时,先主梁起拱,后次梁起拱。

⑤安装侧模:安装梁侧模,设置压脚板及斜撑,侧模采用 18mm 胶合板,侧模次楞为 45×95mm 方木,间距 180mm,主楞为双钢管,间距 500mm,采用直径 12mm 的对拉螺栓固定,间距 500×500mm。

⑥复核固定:复核梁模尺寸、标高、位置,与相邻模板连固,确保整体稳定。

2.楼板模板安装:

①支架搭设:搭设满堂支架,调整可调顶托的标高,使其达到设计标高。

②铺设楞木:在可调顶托托板上架设主楞(间距 1000mm),主楞固定后架设次楞(间距00mm)。

③铺设模板:铺胶合板模板,可从四周铺起,在中间收口。模板铺设应平整,拼缝严密,表面清理干净并刷脱模剂。

④检查调整:检查模板标高、平整度、支撑牢固情况,对跨度不小于 4m 的楼板,按要求起拱。

(四)混凝土浇筑与养护

1.浇筑准备:混凝土浇筑前,需检查钢筋隐蔽工程、模板安装质量、支架稳定性等,确保各项符合要求。组织施工人员进行方案的三级技术交底,准备好浇筑用的架子、走道及工作平台,确保安全稳固。清理泵管内残留物,检查泵管加固情况,模板预先浇水湿润。

2.浇筑方法:

①浇筑顺序:混凝土从楼面最大梁中央向两端分层浇筑,泵机从板中向板两边分层浇筑,以保证支架体系受力均衡。高大梁分多次浇筑,如 200×2150 大梁分五层浇筑、 250× 1650 大梁分四层浇筑、 800×1000 以下大梁分二层浇筑, 200~120mm 楼板分一层浇筑。柱混凝土先行浇筑,其结构强度达到 70%后方可作为模板支架的约束端,待强度达到 80%后可浇筑上层结构。

②浇筑要求:混凝土由料斗、泵管内卸出时,其自由倾落高度不得超过 2m ,超过时采用串筒或斜槽落下,避免混凝土分层离析。使用插入式振捣棒要快插慢拨,插点呈梅花形布置,移动间距不大于振捣棒作用半径的 1.5 倍,振捣上一层时插入下一层混凝土 5cm 以消除两层间的接缝,振捣时间以混凝土表面出现浮浆及不出现气泡下沉为宜。

③养护措施:浇筑完梁、板后在 12 小时以内对混凝土加以覆盖并保湿养护,养护时间不少于 14d,确保混凝土强度正常增长。

五、质量与安全保障措施

(一)质量控制要点

1.支架验收:支架搭设完成后需进行严格验收,验收流程为 “班组自检→项目部验收→公司验收→监理验收→安监站验收”。验收内容包括架体的基础、步距、立杆纵横间距、立杆垂直度、剪刀撑设置、扣件紧固程度、抱柱拉结措施等。高支模钢管支架完成即进行第一次验收,模板安装完成进行第二次验收,梁板钢筋绑扎完成进行第三次整体验收,阶段验收不合格部分需整改合格后方可进入下道工序。

2.材料使用管理:严格控制材料使用,模板及其支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性,其支架的支承部分必须有足够的支承面积。在施工过程中,不得随意更换材料规格或改变搭设参数,确需变更时,需经技术负责人批准并办理变更手续。

3.施工记录:做好施工过程中的各项记录,包括材料检验记录、搭设过程检查记录、验收记录、混凝土浇筑记录、养护记录等,确保工程质量可追溯。

(二)安全防护措施

1.危险源防控:针对模板加工运输、安装、拆除等作业,木工机械用电执行“一机一闸一箱一漏”;安装人员正确使用防护设施,高处作业戴安全带;拆除按序进行,设警戒区,禁抛架料。

2.监测监控:支架搭设和使用中实时监测沉降、位移、变形,测点在梁中梁底立杆。浇筑混凝土时实时监测,频率 ⩽20-30 分钟一次。遇立杆垂直度超差、沉降超预警值,立即停工加固。

3.安全防护设施:操作层脚手架外侧架体高出作业面 1.5m 作防护栏杆,设安全走道,满铺木/竹架板并绑扎牢固,满铺脚手板,每三步设安全平网。平网用直径≥9mm 麻绳等,网眼≤5cm,承受 10m 高度、 ⩾ 1.5kN 冲击荷载。外侧满挂密目式安全网,宽(高) ⩾1.2m ,网目密度≥2000 目/100c ㎡。

4.特殊工种管理:架子工等须培训合格持证上岗,操作证两年年审,未办手续不得上岗。学徒须在师傅指导下操作。

六、应急处置措施

(一)应急组织机构

项目部成立事故应急救援指挥领导小组,组长由项目经理担任,副组长由安全员、项目技术负责人担任,成员由项目部各部门主管领导及安全员等人员组成。领导小组负责应急救援的全面工作,包括制定应急救援预案、组织应急演练、指挥应急救援行动等。明确各成员的职责分工,确保应急救援工作有序进行。

(二)应急物资储备

为全面做好施工过程突发险情应急处置工作,项目部备足相应的应急保障物资,包括急救箱(含常用药品)、担架、强力电筒、手提扬声器、ABC 干粉灭火器、救生圈、铁铲、镀锌铁丝、潜水泵及水管、雨衣、编织袋、防雨布、尼龙绳等,并做好维护保管,确保随时可以投入使用。

(三)常见事故处理

常见事故处理需按类型应对:模板支架坍塌时,立即报告应急指挥部并组织撤离,挖掘掩埋伤员,清理其口鼻异物、拉出昏迷者舌头防窒息,做简易包扎、止血、固定及心肺复苏,联系 120 说明情况并派人接应,同时尽快解除重物压迫以减少挤压综合症。高处坠落事故要停止施工,初步救治伤员,止血、固定骨折部位,避免随意移动尤其是脊柱损伤者,防止二次伤害,再拨打 120 。火灾发生则立即切断总电源,组织疏散并由班组负责人清点人数,及时报告缺员情况。

七、结束语

综上所述,承插套扣式高模板支撑体系在万硕光电项目中的应用表明,该体系具有结构稳定、装拆高效、适用性强等特点,能够满足大跨度、高支模工程的施工需求。通过严格控制材料质量、规范搭设流程、强化质量验收和安全管理,可有效降低施工风险,确保工程顺利进行。

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