承插型盤扣式鋼管支架體系施工技術

黃吉祥

(福建省第五建筑工程公司，泉州 362000)

隨著我國建筑行業的迅速發展，大量現代化大型建筑體系出現，傳統的碗扣式或扣件式鋼管支架存在較大安全隱患，已無法適應建筑施工發展的需要。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用。

1 工程概況

晉江市拔萃雙語學校(10#、16#樓學生宿舍)工程位于福建省晉江市西園街道會展路1號建設用地范圍內，西南側為美旗城，西側為拔萃雙語學校一期，南側為市政道路，東側為空地。總建筑面積16 221.55 m2，10#樓、16#樓建筑層數為7層，10#樓建筑高度為22.7 m，16#樓建筑高度為23.8 m。主要功能為學生宿舍，結構體系為框架結構，結構安全等級為一級，建筑耐火等級為2級，抗震設防烈度為7度，主體結構設計使用年限為50年。工程對10#樓、16#樓支撐體系設計計算，10#樓7F屋面標高22.7 m，16#樓7F屋面標高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)、可調頂托、可調底座、盤扣節點和套管等組成，盤扣節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點插銷連接在立桿上，形成支架體系的基本架構。工程地上建筑標準層板厚度100 mm，屋面板厚度120 mm，墻厚為250 mm、500 mm，設計結構支撐高度3.2～4.5 m，梁截面最大為600 mm×800 mm。根據盤扣式鋼管支撐架的特點，工程梁均按雙立桿支撐設計梁支撐，盤扣立桿縱向間距按1.2 m設計，步距按1.5 m設置。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，提高支架穩定性。④可調底座和頂托均采用Q235B型鋼，規格為φ38 mm×5 mm×500 mm。⑤盤扣節點由連接盤、水平桿和斜桿兩端扣接頭及插銷片組成，插銷底端設置彎鉤避免拔脫，盤扣節點示意圖見圖1。

3 盤扣架施工技術

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→標準層步架搭設→頂步架搭設→支架預檢與驗收。

3.2 施工準備

支架搭設前應先按要求編制專項施工方案，并對操作人員進行技術和安全作業交底，進場架體材料均應滿足相應的規格標準，有產品質量檢驗報告及質量合格證等，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)應符合相關規范要求。架體材料進場后按品種規格分類碼放，并設置銘牌標識清晰，支架體系搭設使用前應復驗構配件質量。

3.3 地基處理及基礎施工

基礎為鋼筋混凝土且承載力滿足設計要求時，支架整體可直接在此基礎上搭設，工程地表層土主要為素填土，基礎非鋼筋混凝土，承載力不滿足設計要求，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，同時設置0.5%橫坡以便排水，四周也應設置排水溝，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生不均勻沉降而導致支架失穩破壞[1]。地基處理完成后應進行場地清理平整，確保底部無雜物且平整。在此階段就提前設置好支架底部所用木墊板，所有墊板尺寸規格一致，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 模板支架搭設施工

1)彈線定位 根據建筑結構圖紙、施工方案和立桿間距，結合架體平面、立面、剖面和節點構造詳圖計算每一施工區域所需的配件數量，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，并對每一區域進行編號。工程梁板立桿縱橫向間距相等或成倍數，示意圖見圖2。嚴格按立桿排布圖紙在施工現場進行測量放線，確定立桿搭設準確位置，并進行技術復核。

2)首步架搭設 (1)安裝墊板。將墊板準確放置在定位線上并保持水平，嚴禁采用已開裂墊板，墊板厚度應≥50 mm且平整無翹曲。(2)立桿設置。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，而應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。立桿規格、間距、步距嚴格按照設計要求，間距應≤1.5 m，梁板立柱縱橫向間距應相等或成模數，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整立桿0.5 m節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松動變形。當單肢立桿荷載設計值不大于40 kN時，底層水平桿的步距可按標準步距設置，且應設置豎向斜桿；當單肢立桿荷載設計值大于40 kN時，底層的水平桿應比標準步距縮小一個盤扣間距，且應設置豎向斜桿。(4)豎桿設置。按設計要求布置斜桿，兩端插銷插入圓盤大孔并錘擊緊固，斜桿上下應連續且間距5跨，相鄰斜桿反向設置。

3)標準層步架搭設 首步架搭設完成后進行標準層步架搭設，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，嚴禁搭接，搭設順序為立桿→水平桿→斜桿，以此基本架體單元擴展搭設形成整體支架體系。標準層步架搭設時注意每搭設完成一步，應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，上下層立桿應保證在同一豎直線上[2]。

4)頂步架搭設 頂步架搭設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，頂層水平桿搭設完成后，保證可調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 工程后澆帶采用獨立支撐形式，即模板采用獨立支撐系統，以達到后澆帶兩側模板拆除時后澆帶結構不受擾動的目的。同時，為了保證后澆帶施工質量，提高后澆帶洞口臨邊安全性，需待后澆帶混凝土達到設計強度的75%后方可拆除模板。后澆帶區域底部用槽鋼橫跨，立桿立在槽鋼上，與主體結構模板支撐同時施工搭設，位于后澆帶兩側處主體結構模板兩根立桿之間的中部位置，后澆帶立桿與主體結構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構水平桿兩兩之間中部增設，同樣與主體結構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構支撐體系內的水平桿(主體模板拆除時后澆帶兩側各保留一排水平桿)，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，后澆帶兩側主體支撐體系內豎直剪刀撐不拆除，短邊方向每6 m設置一道豎直剪刀撐，水平剪刀撐不設置。

3.5 檢查驗收與維護管理

支架搭設完畢使用前應對支撐體系分階段組織檢查驗收，對支架各構配件進行質量試驗和抽檢，確保鋼管支架產品質量合格證與標識齊全、有相關性能檢驗報告，重點檢查立桿、掃地桿、水平桿、斜桿等設置是否均符合設計及規定要求，可調頂托自由端高度、外露懸臂長度檢查是否符合方案及規范要求，基礎不僅需滿足承載力要求，也應保證與立桿無松動、懸空等，架體三維尺寸與設計要求一致，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范要求搭設。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、異常工作狀態等，以防止發生緊急狀況無法及時撤離導致安全事故。支架使用期間嚴禁擅自拆除架體結構桿件，且應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計要求后才能拆除且逐層自上而下拆除，構件傳遞至地面，嚴禁拋擲。

4 承插型盤扣式鋼管支架體系工程應用分析

4.1 承插型盤扣式鋼管支架體系優勢

依托實際工程研究承插型盤扣式鋼管支架體系施工技術及分析其實際應用中發現其具有較多優勢，一是從節點連接比較，承插型盤扣式鋼管支架體系盤扣節點的圓盤能有效限制橫桿的水平位移，節點加載后自動鎖緊，抗扭能力強且強度、剛度、穩定性高，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設置，長配件一般僅2 m左右[3]，現場轉運使用方便，施工更加簡便。四是從經濟性方面比較，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腳手架造價降低至75%；且施工難度的降低節省了人工成本，節約了工期使得工程的整體經濟性提高。

該工程混凝土澆筑及支架拆除后對混凝土構件進行測量，各結構和構件位置正確，尺寸偏差均在規范規定的合理范圍內。混凝土表面平整、陰陽角整齊、棱角清楚，構件交叉處混凝土質量也符合相關要求，且滿足強度、剛度要求。可見，承插型盤扣式鋼管支架體系出模質量高，安全風險低，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控制的特點造成了現場較多梁側立桿間距超過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考慮桿件是否符合間距要求，對工程所有區域進行排布復核，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的推廣應用，市場監管機制和有關政策法規還不夠完善，桿件配件等質量無法得到有效保障，部分中小型企業由于盤扣架單價高而缺乏積極性。

5 結 語

晉江市拔萃雙語學校(10#、16#樓學生宿舍)工程順利通過驗收并投入使用，目前各項功能良好，相較于傳統腳手架施工周期縮短、難度降低，節約了工程造價，取得了良好的經濟效益和環境效益,可見承插型盤扣式鋼管支架具有較大的技術和經濟優勢，應在工程領域大力推廣應用。