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盘扣式模板支撑体系问题全面分析

一、引言

      承插型盘扣式钢管脚手架作为一种新型模板支撑体系,近年来凭借其承载力强、搭设高效、安全性好等优势,在建筑施工领域得到迅速推广应用。江苏、河北、浙江、海南等多省市已陆续出台政策文件,明确要求危险性较大及以上的模板支撑工程及承重支撑体系必须使用盘扣式脚手架。然而,随着应用规模的快速扩大,盘扣式模板支撑体系在材料质量、搭设施工、设计计算、使用管理等各环节暴露出诸多问题,成为制约其安全应用的关键瓶颈。本文依据《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》(JGJ/T 231-2021)、《承插型盘扣式钢管支架构件》(JG/T 503-2016)以及福建省地方标准DBJ/T 13-318-2025等最新技术标准,对盘扣式模板支撑体系的常见问题进行系统性分析,并提出针对性改进建议。

二、材料与构配件质量问题分析

2.1 进场验收把关不严

盘扣式支撑体系的质量安全首先取决于构配件的材质性能。根据JGJ/T 231-2021规定,立杆应采用Q345B低碳合金结构钢,外径48mm,壁厚3.2mm,单根立杆承载力不低于200kN。然而在实际工程中,部分施工单位存在严重的进场验收把关不严问题。一些项目使用的钢管构件存在型号不一致、锈蚀、凹陷等质量缺陷,横杆插头未与立杆连接盘紧固,材质厚度不均匀。更有甚者,部分不合格的钢管、扣件从周边已禁用扣件式脚手架的地区流入本地市场,给支撑体系安全带来巨大隐患。

2.2 质量检测缺位

当前,许多项目在材料进场环节未能严格执行抽样检测制度。按照规范要求,应由建设单位委托第三方检测机构按每批次不少于8套的数量进行见证取样,检测项目包括连接盘抗拉强度(≥300MPa)、立杆钢管屈服强度(≥345MPa)、可调托撑抗压承载力(≥40kN)、横杆接头抗剪强度(≥15kN)等。但实践中,部分项目检测流于形式,检测报告造假或检测项目不全现象屡见不鲜,大量不合格材料被投入使用。

2.3 材料维保管理不规范

盘扣式脚手架构配件标准化程度高,但若现场管理不到位,仍会出现锈蚀、变形等问题。部分施工现场未设置专用堆放区,露天堆放导致热浸镀锌层受损,加速锈蚀。一些项目长期周转使用后,未对构配件进行全面的检查、维修和保养,存在安全隐患的杆件被重复使用,严重威胁施工安全。

三、地基基础问题分析

3.1 地基承载力不足

地基基础是支撑体系的“第一防线”。JGJ/T 231-2021第5.2.1条明确规定,地基平整坚实,承载力应满足设计要求,软弱地基需进行加固处理。但在实际施工中,地基未夯实、雨后积水浸泡、回填土未加固直接搭设等现象十分普遍。如某水利工程检查发现,盘扣式脚手架外架立杆基础不稳且积水严重,导致架体存在倾覆风险。

3.2 底座与垫板设置违规

规范要求土层地基上的立杆下必须采用可调底座加垫板,垫板长度≥2跨,可调底座丝杆插入立杆长度≥150mm,最底层水平杆中心线距底座底板≤550mm。然而实际施工中,无垫板或底座、垫板长度不足2跨、底座未调平、丝杆插入长度不足等违规现象大量存在。此外,立杆底部可调底座悬空高度超过300mm的问题也时有发生。

四、架体搭设构造问题分析

4.1 立杆间距与步距超标

立杆间距和水平杆步距是影响架体稳定性的核心参数。JGJ/T 231-2021第6.1.2条要求立杆间距按0.3m模数及专项方案计算确定,步距≤2.0m。当搭设高度超过8m时,步距应控制在1.5m以内。然而不少现场施工中,为追求经济性和施工便利,随意加大立杆间距和步距,导致架体承载力大幅下降。

4.2 悬臂端高度控制不当

悬臂端高度对盘扣式支撑架整体承载力的影响极为显著。研究表明,规范中悬臂端最高和最低限制条件下,立杆极限承载力相差约2倍。部分施工现场对此缺乏足够重视,可调托座伸出顶层水平杆的悬臂长度随意超出规范限值(≤650mm),丝杆外露长度超过400mm,可调托座插入立杆长度小于150mm,严重削弱了支撑体系的整体稳定性。

4.3 斜杆设置不规范

斜杆是保证架体几何不变性的关键构造。规范要求根据立杆轴力设计值和搭设高度确定斜杆布置密度,斜杆应与立杆形成45°~60°夹角,确保架体整体刚度。但实践中斜杆漏装、设置间距过大、斜杆长度不合理等现象普遍存在。有限元研究结果表明,斜杆的布置方式和长度对盘扣式支撑架极限承载力影响显著,合理的斜杆连接方式可有效提高支撑架整体稳定性。

4.4 立杆垂直度与接头设置问题

立杆垂直度偏差应控制在架体总高度的1/500以内,且≤50mm。然而部分现场搭设偏差超标,导致荷载偏心传递,降低立杆实际承载力。立杆接头方面,规范要求首层立杆应采用不同长度钢管交错布置,相邻立杆接头错开≥500mm,但实际中接头设置在同一断面、接头未按要求错开的现象并不少见。

4.5 架体混用与构造缺陷

在多地检查中,均发现盘扣式脚手架与扣件式脚手架混用的问题,这严重破坏了盘扣式支撑体系的整体性和传力路径。杭州市建设主管部门明确发文,禁止盘扣式支撑体系与钢管扣件支模架混搭。此外,部分项目的模板支撑体系与脚手架外架相连,导致荷载传递路径不清,存在结构安全隐患。

五、设计计算问题分析

5.1 专项施工方案流于形式

《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住建部令第37号)要求,超过一定规模的危大工程必须编制专项施工方案并组织专家论证。但现实中,部分项目的专项施工方案存在严重的模板化、抄袭化倾向,缺乏针对工程实际工况的设计计算,甚至出现了强度、稳定计算不正确的低级错误。

5.2 有限元分析应用不足

对于高大模板支撑体系(支模高度≥8m或跨度≥18m或荷载≥15kN/m²),应进行精细化的结构设计验算,包括立杆稳定性、节点承载力、基础沉降及整体抗倾覆等内容。然而多数项目仍停留在简单的杆件承载力验算阶段,缺乏对整体力学性能的系统分析。目前针对盘扣式支撑架节点刚度、架体构造研究较多,而对不同搭设条件下支撑架整体力学性能研究尚显不足,这在一定程度上制约了设计计算的准确性。

5.3 荷载取值与组合不当

设计计算中荷载取值的合理性直接影响架体安全性。一些方案在设计时对施工活荷载、泵送混凝土侧压力、风荷载及倾覆效应等工况考虑不全面,荷载组合不当,导致架体实际安全储备不足。尤其是在高宽比大于3的情况下,架体抗倾覆验算往往被忽视,造成重大安全隐患。

六、施工与验收管理问题分析

6.1 过程监控缺失

盘扣式模板支撑体系搭设完成后,必须进行分段验收,检查项目包括基础沉降、立杆垂直度、节点紧固、斜杆布置等。但现实中过程监控往往流于形式,节点插销未锤击锁紧(插销下沉量应≤3mm)、水平杆漏装导致节点缺失等问题在验收中未能及时发现。

6.2 安全教育与技术交底不到位

专业培训与交底的缺失是导致人为失误的重要因素。部分项目作业人员未经过系统的盘扣式脚手架搭设培训,对规范要求不熟悉。研究表明,盘扣式钢管支撑架事故的主要原因来源于人为失误,有效的安全教育和技术交底可以显著减少违章行为。一些项目通过专家培训、挂牌验收、隐患排查等措施有效降低了架体安全隐患,这充分说明了规范管理的重要性。

6.3 日常巡检与维护缺位

规范要求每日巡查脚手架变形、沉降及连墙件松动情况,恶劣天气后必须全面检查。但部分项目缺乏系统性的日常巡检制度,巡检记录不全,对架体的异常变形、插销松动等问题未能及时发现和处理。

6.4 超载使用问题

盘扣式支撑体系虽然承载力较高,但超载使用仍会导致安全事故。结构工程施工均布荷载不得超过5kN/m²,严禁超载或集中堆载。然而现场管理中,材料集中堆放、施工荷载超限等问题时有发生,超出了架体的安全承载范围。

七、安全等级划分与分级管理问题

根据福建省地方标准DBJ/T 13-318-2025,盘扣式支撑体系应根据用途、高度、荷载等因素划分为Ⅰ级和Ⅱ级两个安全等级。其中支撑架满足支撑高度≥8m、混凝土结构跨度≥18m或荷载设计值≥15kN/m²任一条件时,应按Ⅰ级进行设计和管理。但在实际工程中,安全等级划分不明确、分级管理不到位的问题普遍存在,Ⅰ级支撑体系往往仍按Ⅱ级标准处理,安全储备不足。

 

      盘扣式模板支撑体系作为建筑施工模板支撑的重要技术手段,具有承载力高、搭设便捷、安全可靠等显著优势,但其安全性依赖于从材料质量到设计计算、从搭设施工到使用管理的全过程控制。当前在工程应用中暴露出的材料把关不严、地基处理不当、构造设置违规、设计验算不足、验收管理缺位等一系列问题,严重威胁着施工安全。各参建单位应严格落实JGJ/T 231-2021等现行标准规范,加强材料进场验收与检测,规范地基基础处理,严格控制立杆间距、步距、悬臂端高度等关键构造参数,完善专项施工方案的设计计算与专家论证,强化过程监控与日常巡检,杜绝违规混用与超载使用,从源头上消除盘扣式模板支撑体系的安全隐患,切实保障施工安全和工程质量。

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