扣件式钢管高大模板支架施工方法

张庆棠

模板是现浇混凝土结构体系，是支架体系中的重要部分，作为混凝土建筑施工过程中重要承载和传力结构，用来保证建筑结构的稳定性和安全性，传统施工方法应用过程中，经常出现模板坍塌，为此提出扣件式钢管高大模板支架施工方法研究。

1.扣件式钢管高大模板支架施工存在的问题

扣件式钢管常用于高大模板支架体系中，而扣件式钢管高大模板支架体系常用于大型混凝土建筑工程中，近年来城乡建设发展速度逐渐加快，混凝土建筑规模也越来越大，扣件式钢管高大模板支架体系随之被广泛应用[1]。但是目前对于扣件式钢管高大模板支架施工理论研究较少，施工方法仍使用传统小型模板支架施工方法，传统施工方法应用过程中施工参数设计不够合理，扣件式钢管高大模板支架承载能力较低，导致扣件式钢管高大模板支架表面常出现深度超过5mm裂纹，且模板支架出现倾斜，且倾斜角度比较大，致使目前扣件式钢管高大模板支架施工经常出现坍塌事故。下表为近三年全国重大扣件式钢管高大模板支架坍塌施工事故统计表（见表1）。造成扣件式钢管高大模板支架失稳现象的主要原因在于，传统施工方法不适宜扣件式钢管高大模板支架施工，模板承载能力较弱，施工不合理，致使模板未能发挥出支撑作用。

2.扣件式钢管高大模板支架施工方法设计

2.1 扣件式钢管高大模板支架计算设计

在施工之前，需要了解扣件式钢管高大模板施工过程中需要承受的最大侧压力，其计算公式如下：

公式（1）中，P表示为侧向压力大小，单位为kpa；w表示为混凝土材料单位体积的整体重量，单位为lbf/ft3；h表示为液体状态下混凝土材料侧压力计算位置处总高度，单位为m；p表示为混凝土材料密度，单位为kg/m3；g表示为扣件式钢管高大模板施工过程中的重力加速度。利用公式（1），计算出扣件式钢管高大模板在施工过程中需要承受的最大侧压力，并得出在单位重量下影响扣件式钢管高大模板承受的最大侧压力的影响系数K，包括混凝土材料的重度C以及混凝土材料的密度 。当C＜135lbf/ft3时，K的取值通常不超过0.9；当C在135～155lbf/ft3之间时，K的取值为1；当C＞155lbf/ft3时，K的取值为混凝土材料单位体积的整体重量的1/135。当 ＜2250kg/m3时，K的取值通常不小于0.75；当 在2250～2500 kg/m3之间时，K的取值为1；当 ＞2500 kg/m3时，K的取值为混凝土材料单位体积的整体重量的1/2350。通过计算得出，模板的侧压力与混凝土材料的塌落度、浇筑速度以及浇筑温度有着直接的关系。因此，在实际施工过程中应当通过数据采集技术，获取上述相关参数信息，在施工前确定支架的最大侧压力。

2.2 扣件式钢管高大模板支架搭设

完成对扣件式钢管高大模板支架计算和相应条件支撑后，进行扣件式钢管高大模板支架搭设工作。模板支架中的支撑结构本文采用扣件式的光管支撑架完成，将模板划分为多层结构。其中，第一层模板支撑架结构建立在土基层表面位置。按照相关安全管控要求，在进行土基地面落立柱时，应当保证土基结构整体的平整性，并在完成夯实处理后进行搭设。在搭设过程中，对其实际密实度进行计算，保证密实度超过0.95，在地层上采用长度不超过2跨，厚度不小于35mm，宽度不小于150mm的木垫板结构作为底部支撑，并在架体周围1m以内范围内，开挖排水沟。

表1 扣件式钢管高大模板支架坍塌施工事故统计表

表2 扣件式钢管高大模板支架材料型号规格及数量

表3 两种方法应用下模板支架倾斜角度对比（单位度）

扣件式钢管高大模板支架采用φ48.3mm×3.6mm钢管进行搭设（计算时采用φ48mmx3.24mm），其具体搭设方法为：首先，在距离梁底立杆横向距离0.55m位置上，搭建两根立杆结构，两根立杆之间保证横向跨度超过1.50m。其次，立杆的接头位置按照相应的搭建规定错开发放，在梁底、板底立杆结构上设置顶托，并保证螺杆伸出长度不超过150mm，顶托面与下面一道水平杆的距离保证不超过250mm，并沿模板支架周围连续设置多个剪力支撑点，完成扣件式钢管高大模板支架搭设。

3.对比实验

实验以某混凝土建筑工程为实验对象，该工程名称为海峡光电产业园二期多功能厂区厂房，标高为-0.05m～8.97m，高度为9.02m，模板材质为扣件式钢管，板厚度为100mm，支架跨度为9.00m，利用此次设计施工方法与传统方法对扣件式钢管高大模板支架进行施工。根据实际需求确定了扣件式钢管高大模板支架材料型号规格及数量，具体如下表所示（见表2）。

实验中对扣件式钢管高大模板支架倾斜角度进行测量和记录，随机抽取四个梁模板和四个板模板倾斜角度数据作为实验数据，将模板支架倾斜角度作为实验结果，《扣件式钢管高大模板支架施工规范》GB151554-2010中明确规定，模板支架倾斜角度不易超过7.5°，超过7.5°极有可能发生支架坍塌或者倒塌，因此实验将支架倾斜角度作为两种方法对比标准，对两种方法进行对比分析，实验结果如下表所示（见表3）。

从上表可以看出，此次设计施工方法扣件式钢管高大模板支架倾斜角度可以控制在7.5°以内，并且最小倾斜角度仅为0.12°，而传统方法扣件式钢管高大模板支架倾斜角度已经超过施工要求，并且最高可以达到15.34°，远远高于此次设计方法，因此实验证明了此次设计施工方法相对于传统方法更适用于扣件式钢管高大模板支架施工，可以有效降低模板支架倾斜角度，避免在施工过程中出现扣件式钢管高大模板支架坍塌或者倒塌事故，具有良好的实用性。

4.结束语

本文对扣件式钢管高大模板支架施工方法进行了研究，结合目前扣件式钢管高大模板支架施工需求以及现状，设计了一个新的施工方法，该方法以保证模板支架承载力作为施工目标，对降低模板支架倾斜角度，提高模板支架稳定性具有重要作用。混凝土建筑施工行业在未来仍然具有良好的发展前景，扣件式钢管高大模板支架的施工要求将会越来越高，因此在今后还需要在这方面加大研究力度，不断优化和改良现有的以及最新研发的模板支架方法，促进混凝土建筑行业发展，促使扣件式钢管高大模板支架发挥出良好的支撑作用。