承插型盘扣式模板支撑体系实践及工程安全监督

徐 磊

上海市虹口区建筑业管理中心 上海 200082

随着城镇化建设步伐的加快，工程建设中各种新技术、新工艺不断涌现。作为建设工程质量安全监督机构，必须顺应时代步伐，适时调整工程监管的重心和方向，在实际工作中需重点关注传统的施工工艺能否在安全可控的状态下满足新型建筑的施工建造要求，如若无法满足，能否利用新工艺代替传统工艺，达到既能满足安全要求，又能满足施工建造需求。

承插型盘扣式模板支撑体系构造简单、装拆方便、施工成本低于其他形式模板支架，在建筑工程中逐步推广。该体系在安全监管方面的研究较少，必须系统地分析该体系在工程实践中易出现的安全隐患，从源头提出安全监督预防控制措施，为该体系在工程中的大力推广应用保驾护航。

1 传统模板支撑体系坍塌案例分析

2018年6月24日16时35分，上海市某区大型房地产综合开发建设项目发生一起混凝土屋面浇筑时模板支架坍塌事故，致1人死亡、2人重伤、7人轻伤，直接经济损失逾213万元。

根据不完全统计，2010年至2020年上半年，我国发生的42起各类坍塌事故中，模板支撑体系坍塌事故共11起，占26.2%。

在建设工程领域模板支架坍塌事故一直占有较高的比例，综合大量模板支撑体系坍塌事故原因分析，大致有以下影响因素。

1.1 钢管扣件材料以次充好

钢管扣件在周转装卸的过程中，受到外力、天气、拆卸以及运输等外界因素影响，部分钢管产生严重弯曲变形，钢管壁锈蚀，扣件配件螺母滑丝，垫圈缺失、损坏等异常现象。

2019年6月初，上海市专门开展了钢管扣件专项检查，发现部分在建项目钢管力学性能合格率为88.4%，对接扣件力学性能合格率为92.3%，直角扣件力学性能合格率为65.4%，旋转扣件力学性能合格率为42.3%，所有扣件配件质量不合格率（含垫圈缺失）为89.7%[1]。上述数据反映出扣件质量问题突出，特别是旋转扣件和扣件配件的质量不合格率非常高。在新项目施工时，出于各种原因，施工方并未剔除这类不合格扣件。

上海市对钢管壁厚采取分类、分区域管理，即普通防护栏杆壁厚不小于2.75 mm、模板支撑系统钢管壁厚不小于3.00 mm、脚手架壁厚不小于3.24 mm。在现场实施中，由于施工单位管理不规范，往往发生用壁厚小的钢管代替壁厚大的钢管，给模板支架带来安全隐患。

由于钢管、扣件生产厂家为追求利润最大化，在生产过程中尽可能地控制材料用量，造成所生产的钢管、扣件壁厚和质量不达标或以负公差为标准，也是造成普通钢管和扣件质量先天不足的一大原因。

1.2 人为因素导致架体搭设较为随意

上述上海市某区大型房地产综合开发建设项目模板支架坍塌致人死亡事故调查报告显示，事故直接原因就是部分主梁、次梁底部未按规定布置梁底立杆，水平杆、剪刀撑局部缺失，扫地杆全部未设。

1.3 验收工作流于形式

安全监督机构日常对在建项目的安全监督检查发现，部分项目填写的模板支架验收记录表中的验收内容与专项施工方案设计参数不一致，部分项目甚至未填写模板支架验收记录表，或者未记录模板支架验收实测数据，参建各方未出具相关验收意见等。部分项目参建单位模板支架验收工作形同虚设。

综上所述，传统模板支撑体系受到钢管以及辅材等材料自身因素、人为因素以及其他外界因素的制约，工程实践应用时仍存在一定的安全风险。特别对于搭设高度5 m及以上、搭设跨度10 m及以上、施工总荷载10 kN/m2及以上、集中线荷载15 kN/m及以上、高度大于支撑水平投影宽度且相对独立无联系构件的混凝土模板支撑工程，其安全风险更是呈几何级数增长。

2 承插型盘扣式模板支撑体系优势分析

与传统的钢管扣件式模板支撑体系比较，承插型盘扣式钢管支架优势如下。

1）杆件横向连接方式主要是通过立杆上的连接盘与水平杆、斜杆的杆端扣接头辅以插销的形式进行连接，杆件竖向连接方式则是立杆一端所设的连接套管与所要连接的立杆杆件以套接方式进行连接。有效避免钢管扣件式模板支撑体系在使用过程中，因扣件及其配件质量不合格导致扣件连接失效等情况发生。

2）承插型盘扣式钢管支架构配件及其规格在设计之初就已采用“模数化”设计思路进行设计。一般来说，立杆盘扣节点间距按照0.5 m模数设置，横杆长度按照0.3 m模数设置。搭设过程中，能够严格控制立杆间距、水平杆步距等施工设计参数，不至于因人为因素主导造成架体搭设较为随意等情况发生。

3）承插型盘扣式钢管支架搭设过程较为便捷，俗称“搭积木”，省去了钢管扣件式模板支撑体系由于钢管进场尺寸不匹配需现场二次加工成形及在搭设过程中扣件连接紧固所需时间，加快了施工生产进度，提高了施工生产效率，有利于提升钢管及其构配件的周转次数和周转利用率。

4）从经营市场来说，目前普通钢管脚手架租赁是按照钢管长度来计费，承插型盘扣式模板支撑体系租赁是按照质量来计费。从经济角度来考虑，也给承插型盘扣式模板支撑体系的推广提供了良好的市场环境。

3 承插型盘扣式模板支撑体系应用案例

承插型盘扣式模板支撑体系较传统模板支撑体系构造简单，装拆方便，对于工期要求较严格的项目来说，具有一定的优势。某大学综合体育馆项目建设单位在施工合同签订时明确了施工工期，不能按期履约将受到极大的经济处罚，施工单位对各种方案进行利弊分析后，最终决定采用承插型盘扣式模板支撑体系。

3.1 工程概况

某大学综合体育馆项目，主体建筑为地上3层、地下1层，总建筑面积约2.88万 m2。其中，地上建筑面积约2.05万 m2，地下建筑面积约0.83万 m2，建筑总高度23.995 m。

地上3层局部为高支模区域，此区域内局部框架梁截面尺寸设计成超重梁形式，其截面尺寸分别为700 mm×2 000 mm、700 mm×2 500 mm、400 mm×500 mm、250 mm×500 mm，梁底支架搭设高度13.75 m。上部结构超重超高梁支架基础结构形式为厚400 mm地下室底板，混凝土强度为C35。地上3层结构区域超重超高梁支架平面布置如图1所示。

图1 地上3层结构区域超重超高梁支架平面布置

3.2 方案比选

本项目实施之初，拟采用钢管扣件式模板支撑体系，在综合考虑建设单位的工期要求后发现，若使用钢管扣件式模板支撑体系会导致整体施工进度滞后，导致在合同所签订的施工工期内无法按时履约。本工程模板支架搭设高度超过8 m，且局部框架梁为超重梁，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，采用传统钢管扣件式模板支撑体系风险较大。

施工单位在对各类模板支撑架体搭设方案进行综合比选后，最终选定承插型盘扣式模板支撑体系。具体方案如下。

3.2.1 立杆

立杆作为垂直荷载的主要传递者，结构主要承重构件之一，通过设计计算采用材质为Q345A的φ48 mm×3.0 mm钢管，其上每间隔0.5 m焊接有1组连接盘，用于与水平杆、斜杆连接。

3.2.2 水平杆

水平杆作为水平荷载的主要传递构件，经过反复验算，采用材质为Q235A的φ48 mm×2.5 mm钢管合金铸造成形的扣接头、插销焊接而成。

3.2.3 可调底座

可调支座用于使架体结构的水平高度保持一致，立杆处于垂直受力状态，将立杆所承担的集中荷载分散到支架基础之上。

3.2.4 斜杆

斜杆与立杆上的连接盘进行扣接，由材质为Q195（Q235B）的φ33 mm×2.5 mm钢管及杆端扣接头组成。

3.2.5 顶托内支撑杆

顶托内支撑杆用于支撑梁、板下方木格栅，采用φ48 mm×3.0 mm普通钢管。

3.3 验收管理

建筑工程中的材料对建筑工程质量有决定性的影响，建筑材料在使用前必须进行检验，以防留下安全隐患，对于承插型盘扣式模板支撑体系而言，在搭设前必须对钢管、构配件以及搭设完成的支撑体系进行全面验收，以确保后续的使用安全。

3.3.1 钢管验收

1）进场钢管应有产品质量合格证、质量检测报告，特别是钢管材质检验应符合现行国家标准GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》、GB/T 700—2006《碳素结构钢》以及GB/T 11352—2009《一般工程用铸造碳钢件》[2]的规定。

2）钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀，不得采用对接焊接钢管；钢管应平直，直线度允许偏差应为管长的1/500，两端面应平整，不得有斜口、毛刺。

3）钢管使用前应对其壁厚进行抽检，抽检比例不低于30%。对于壁厚减小量超过10%的应予以报废，不合格比例大于30%的，应扩大抽检比例，不合格比例大于50%的，应100%检验。

4）架体杆件及其他构配件表面应进行热镀锌，且表面应光滑，在连接处不得有毛刺、滴瘤和多余结块。

3.3.2 配件验收

1）连接盘、扣接头、插销以及可调螺母的调节手柄采用碳素铸钢制造时，其材料的机械性能不得低于现行国家标准GB/T 11352—2009《一般工程用铸造碳钢件》中，牌号为ZG230－450的构件的屈服强度、抗拉强度、延伸率的要求。

2）应有生产许可证、产品质量合格证；应按现行国家标准GB/T 11352—2009《一般工程用铸造碳钢件》的规定抽样检测。

3）铸钢制作的连接盘的厚度不得小于8 mm，钢板冲压制作的连接盘厚度不得小于10 mm，允许尺寸偏差±0.5 mm；铸件表面应光滑，不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷，表面黏砂应清除干净；冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷。

4）各焊缝有效高度应符合规定，焊缝应饱满，焊药应清除干净，不得有未焊透、夹渣、咬肉、裂纹等缺陷。

5）可调底座（托座）表面宜浸漆或冷镀锌，涂层应均匀、牢固。

3.3.3 模板支架验收

1）应根据经批准的模板支架专项施工方案进行验收，重点关注现场实际搭设情况与方案的符合性。

2）现场重点检查模板支架是否按照专项施工方案及JGJ 231—2010《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》相应的基本构造要求设置斜杆。可调底座（托座）伸出水平杆的悬臂长度必须符合设计限定要求，水平杆杆端扣接头应销紧，立杆基础应符合要求，立杆与基础间无松动或悬空现象。

3）检查验收的主要项目、技术要求等参见文献[2]附表，本文不赘。

4 安全监督要点

作为工程安全监督人员，必须熟悉模板支架相关技术规范并依据经批准的专项方案进行安全监督。本文根据此前成功的工程案例，总结出以下承插型盘扣式模板支撑体系安全监督要点。

4.1 严格把控承插型盘扣式模板支撑体系编审程序

超过一定规模的承插型盘扣式模板支撑体系，施工单位应对其编制专项施工方案并组织专家论证，然后对专项施工方案进行修改通过后，由施工单位技术负责人审核签字、加盖公章，并由总监理工程师审查签字、加盖执业印章后方可实施。作为安全监督人员应重点把控专项施工方案的编制、审批到具体实施。

4.2 现场重点把控钢管（配件）质量，杜绝以次充好

钢管（配件）进场时，应有生产厂家出具的生产许可证、产品质量合格证等质保资料；钢管（配件）入库前，应比对其型号、规格、尺寸、材质、外径（壁厚）允许偏差等基本参数以及感观质量是否符合相关行业规范标准的要求；钢管（配件）使用之前，是否按照相关行业规范要求委托有资质的第三方工程质量检测机构进行抽样检测，并应由其出具相应的合格质量证明文件。

4.3 模板支架检查，确保支架稳定

模板支架基础对于支架的整体稳定极为关键，工程监督人员现场巡视检查时，应重点检查基础是否符合设计要求，并应平整坚实，立杆与基础间应无松动、悬空现象，底座、支垫应符合规定；搭设的架体三维尺寸应符合设计要求，搭设方法和斜杆、钢管剪刀撑等设置应符合相关规定；可调托座和可调底座伸出水平杆的悬臂长度应符合设计限定要求；水平杆杆端扣接头与立杆连接盘的插销应击紧至所需插入深度的标志刻度。

4.4 其他要点

支架安拆人员必须持证上岗，并在作业之前，对作业班组进行安全技术交底。登高作业时，必须做好个人安全防护措施。支架搭设、拆除及混凝土浇筑期间，应设置警戒区域和警示标志，并由现场专职安全管理人员进行现场监护，严禁无关人员随意进入施工区域。应当对支架进行经常性的检查和维修保养，定期进行支架地基基础的沉降观测，发现支架有缺陷或存在安全隐患时必须及时采取相关措施，当支架缺陷或安全隐患可能危及人身安全时，必须停止作业。遇台风、暴雨天气，天气过程结束后，及时对支架进行仔细检查，发现有松动、变形、损坏或脱落等现象应派人立即进行修复，并重新组织验收[3-4]。

5 结语

本文首先系统地分析了传统模板支撑体系容易坍塌的原因，总结了传统模板支撑体系的不足，再结合多个在建项目使用承插型盘扣式模板支撑体系的先行先试实践经验，系统地提出了承插型盘扣式模板支撑体系安全监督的要点。从工程安全监督机构的日常巡视检查来看，该体系相较于钢管扣件式模板支撑体系在工期、资源节约等方面优势较为明显。而且通过多个项目实践，系统化地提出监督要点并付诸实施后，日常监督时开具的整改条目数量也大幅减少。