模板支撑架专项施工方案常见问题解析

模板支撑架专项施工方案常见问题解析发布时间:2014-02-26【摘要】模板支撑架专项施工方案是建筑施工最常用的方案之一，方案内容因工程不同而存在差异，不同的人员所编制的内容也千差万别。本文对参与专项方案论证积累的经验进行总结提炼，对方案中常见的问题进行了解析。【关键词】模板方案问题解析前言模板工程是建筑施工过程中一项基本的措施，建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）及《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》（建质[2009]254号）中规定模板工程及支撑体系为危险性较大分部分项工程，应当编制专项施工方案，其中超过一定规模的还要组织专家论证。近年来，与模板工程相关的规范标准不断增多、不断更新，很多规范标准存在交叉，但要求又不尽相同，给方案编制人员选择构造措施及演算时造成一定的困难。随着施工技术的发展和创新，各种新型模板如大钢模、塑料模板、铝合金模板等不断应用于工程施工中，模板支撑体系也有钢管扣件脚手架、承插式支架、门式架、钢支柱等多种类型，现以广泛使用的钢管脚手架模板施工方案为例，来分析其编制过程中常遇到的问题。1、对工程特点、施工环境没有进行深入研究及详细描述工程特点、施工环境是编制方案的基本依据，对模板支撑体系选择、搭设方式有决定性的作用，在方案编制前必须对现场实际情况及施工图纸进行深入研究，发现模板工程的特点、难点及方案实施的可能性，依据实际情况采取必要的构造措施、施工措施和管理措施，使施工方案具有较高的经济性、适用性、可操作性。从评审情况看，很多施工方案在描述工程概况时，一般仅叙述该工程层高、板厚、梁截面尺寸等基本情况，未有针对性地将基础情况、建筑物不规则形状和空间、施工环境、方案实施阶段气候特点、构造特点和难点等特殊情况进行详细描述，导致方案缺乏针对性。2、方案选用材料与实际使用材料不符方案编制前应对地方材料供应情况进行充分地调研，并在材料进场后进行抽样检查，出具检查、检验报告作为方案编制的依据。本节以钢管和可调托撑为例进行说明。钢管：规范要求钢管支撑架使用φ48.3×3.6的钢管，这与欧洲标准EN12811-1:2003规定的脚手架用管外径为48.3mm一致，实际方案编制一般取φ48×3.0，而租赁市场上钢管规格普遍为φ48×2.7～3.0，实际抽检结果有效规格可能更小。φ48×3.5的钢管支撑架步距为1.8m时，壁厚由3.5改为3.0，其承载能力降低约12％；壁厚改为2.5时，其承载能力降低约24.5％；如管子严重锈蚀，外壁锈蚀1mm，变成φ46×2.5，其承载能力降低33.6％。消耗了安全储备，支撑能力达不到方案要求，再加上其它不利因素，施工质量及安全难以保证。可调托撑：方案要求支托板厚不应小于5mm，但是市场上常见的托撑板厚为2～3mm，而很多方案中可调托撑上的主龙骨采用双钢管，钢管轴心必然处于可调托撑丝杠支点以外，造成主龙骨完全依靠托撑板支撑传力，可想而知其远远达不到强度要求，对支撑结构安全造成极大的隐患。因此必须技术人员必须在充分了解材料实际情况下，依据检验报告设计支撑架体系及采取可靠的构造措施来保证结构安全。3、对特殊结构形式支撑体系未进行设计、计算技术人员在编制方案时，一般会将规格相近的梁、板进行归类，设计相同的支撑体系，选取规格最大的梁、板进行验算。在归类的过程中应充分考虑科学性、可靠性和经济性，在不确定的情况下应增加验算样本。另外在结构中有一些构件容易被忽视，但支撑荷载较大或支撑结构受力复杂或支撑架搭设难度大，存在一定的风险，如：柱帽、斜柱、门洞、坡度较大的斜屋面、截面较大的悬挑构件、竖向叠合梁、架空板等，这些构件模板承受的荷载会比较大，应该专门对这些部位进行支撑设计和计算，绘制细部构造图，以确保支撑结构安全。另外，还需对后浇带、竖向施工缝等部位的模板架体进行单独设计，梁板后浇带模板支撑体系应该与其两侧的模板支撑体系相对独立。4、计算取值不准确结构验算过程中，涉及很多参数，这些参数有的来源于施工现场实测实量，有的来源于规范，也有一些来源于施工经验及官方发布的统计数据，这些数据都对计算结果产生着或多或少的影响，部分取值不当计算结果甚至差距数倍，直接影响技术人员对结构安全性的判断，因此必须准确取值。以几个比较关键的参数为例进行说明：（1）轴心受压构件的稳定系数φ分别参照《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）和《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）取轴心受压构件的稳定系数φ值，就有巨大的变化，相同结构取值可差距数倍，而此系数是确定立杆稳定性的关键参数，虽然参照两个规范都没错，一般应按照“偏于安全”的原则进行取值，相比较而言，《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）采用的系数偏于安全。（2）材料强度设计值方案所选择的的所有材料规格都应当以现场实测实量数据为准，并按照实测规格查表得到材料特性参数。如钢管：直径和壁厚的实测值可能与供应商提供的数据相去甚远，必须按实取值；另外还要注意所用构件的材质，如《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）规定钢管为Q235普通钢管，而《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》（JGJ231-2010）规定立杆材质为Q345，水平杆为Q235，竖向斜杆为Q195，各类材质强度有很大差别，因此材料进场因进行检查、检验，特种材料强度应通过试验确定，若试验数据低于规范值，应将作为设计依据。要特别注意：当不同类型架体混搭时，应清晰地分别出支撑架与支撑部位的关系，分别计算或取支撑能力低的架体进行演算。再如木方：标准木方规格为50×100和40×80，实际搭设时采用的木方由于经过刨平处理，截面长边和短边会各小10mm，在使用PKPM软件计算时，相关参数选择要考虑到这一点。（3）新浇混凝土初凝时间新浇混凝土侧压力计算公式：，其中混凝土初凝时间t为0时（表示无资料）取200/(T+15)，T是混凝土的入模温度。在实际应用中，根据混凝土浇注量、施工难度、施工环境气温等因素，会通过掺加外加剂缩短或延长初凝时间，影响到梁和剪力墙侧压力计算，在编制计算书时应根据混凝土浇注量、结构施工难度、施工环境气温等因素适当进行调整。（4）风荷载作用于模板支撑架的水平风荷载标准值：，根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）第8.1.2条规定，基本风压应采用50年重现期的风压，且不小于0.3kN/㎡；《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）第4.2.5条取重现期n＝10对应的风压值。模板支撑架属于短期施工的临时设施，在实际计算中，建议按照10年重现期的风压取值。另外地域不同、高度不同，计算风荷载的系数也有变化，在取值时应按照当地实际情况取值。5、对拉螺栓的设计、计算对拉螺栓作为立面模板的主要紧固措施，应当进行详细设计、计算，在确定参数前应对螺栓、螺帽及固定卡扣进行抽样检查、试验，防止使用过程中断裂、滑丝。对拉螺栓的计算除了螺杆的强度计算外，应充分关注丝杆和螺帽的抗滑能力，因为根据实践经验，螺帽滑丝的现象远多于螺杆断裂的现象。丝杆及螺帽的抗滑能力值应通过试验取得。6、编制、设计依据选取不当专项施工方案编制依据必须准确，目前常用的依据见下表：序号设计依据文件名称编号备注1结构施工图结施结构设计2混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20022011版3建筑施工模板安全技术规范JGJ162-20084建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130—20115建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范JGJ166-20086组合钢模板技术规范GB/T50214-20137钢框胶合板模板技术规程JGJ96-20118大模板多层住宅结构设计与施工规程JGJ20-84工程技术人员要及时掌握规范更新信息，并在编制方案及计算书时严格按照新规范要求进行设计、计算。有多个标准规范同时适用时应依据各适用规范标准及地方规定的有关要求，对比之后，取其中偏于安全的规定进行验算和采取构造措施。7、采用软件计算时，未使用最新版本或使用盗版软件盗版软件中有很多参数取值不当或应用错误，计算结果会有较大偏差，形成潜在的风险，因此建议采用正版计算软件，计算软件要根据规范标准的更新及时升级换版，保持有效性。8、对架体构造描述不清楚方案最终要指导施工，很多结构要充分详细地进行设计、描述，不能将规范规定抄到方案上，要根据现场实际情况，明确说明架体的搭设方式、搭拆顺序、构造措施、安全措施、剪刀撑设置、拉结方式、预留预埋。特别是一些特殊结构形式，比如：拱形结构、局部架空板、空间曲面梁、旋转楼梯等构件，如果没有绘制立面图、剖面图甚至三维透视图，阅读人将难以理解架体的形状和构造。目前很多企业积极应用BIM技术对架体结构进行设计，形成三维图，非常直观地反映了架体的搭设方式，无论是技术人员还是作业工人，均能一目了然，值得推广应用。9、方案的完整性《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）7.2施工方案中明确规定了专项施工方案应包括的内容。包括：（1）工程概况、设计依据、搭设条件、搭设方案设计；（2）搭设施工图；（3）基础做法及要求；（4）架体搭设及拆除的程序和方法；（5）季节性施工措施；（6）质量保证措施；（7）架体搭设、使用、拆除的安全措施；（8）设计计算书；（9）应急预案。个人认为，可以增加这些内容：（1）模板安装和浇筑混凝土时观察及维护的方法。特别是对高大模板施工，应对搭设垂直度及加载过程中架体变化情况进行监测。（2）针对性的混凝土输送方法及安全措施。不同的浇筑方法和使用不同的机具会对模板支撑架有特殊的要求，如采用布料杆浇筑，应该对架体进行局部加固。（3）环境保护与绿色施工。这是目前建筑施工现场重点推行的技术，也将体现工艺和技术的先进性，每个施工现场都应当积极响应，促进传统施工工艺绿色化。10、对其它现行规范中未明确的荷载的防护措施未描述这些荷载包括：混凝土浇筑时，泵管倚靠到模板支撑架产生的频繁冲击荷载；在吊运较重机具、大捆材料时，对架体的意外撞击荷载；钢结构、钢-混结构施工层会有大型钢构件，对模板支撑也会产生较大的施工荷载。需要根据各项荷载出现概率、荷载大小、不良后果等实际情况考虑确定防护措施。