超过一定规模的危险性较大的混凝土模板支撑工程技术及安全控制要点.docx

超过一定规模的危险性较大的混凝土模板支撑工程技术及安全控制要点

【Summary】随着现代建筑技术的不断进步，为了满足外观样式及功能的需要，大跨度、超高度结构越来越多，施工难度和危险性也随之增大，然而由于危大工程隐患排查不彻底，方案编制不细致，或者过度相信经验不按方案执行，盲目压缩工期节省施工成本，从而造成了混凝土模板支撑体系坍塌事故屡有发生，造成了巨大的生命和财产损失。本文结合工程案例，针对超过一定规模的危险性较大的高大模板支撑工程，谈一谈自己一些经验心得。
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1. 超过一定规模的危险性较大的混凝土模板支撑工程辨识
住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知（建办质〔2018〕31号）对危大工程的范围和专项施工方案的内容予以明确，其中针对混凝土模板支撑工程，规定“搭设高度8m及以上，或搭设跨度18m及以上，或施工总荷载（设计值）15kN/m2及以上，或集中线荷载（设计值）20kN/m及以上的混凝土模板支撑工程为超过一定规模的危险性较大的分部分项工程”。
1.1对于模板支架“搭设高度8米及以上，或搭设跨度18m及以上”情况，通常会出现在礼堂、教学楼大厅、厂房车间以及其他高大建筑中，其主要危险性体现在支架的整体稳定性、高空作业以及支架自重增大对地基承载力的要求较高，通过仔细查看施工图纸的结构设计说明、平面图和立面图，便可很直观地辨识出来。
1.2对于“施工总荷载（设计值）15kN/m2及以上”，主要是针对板厚较大或者有密肋梁的蜂窝式楼板结构。查规范可知，施工总荷载（设计值）计算公式：
S=1.3×(G1k+G2k×a+G3k×a)+1.5×γL×Q1k
其中，施工标准荷载（Q1k）、模板及支架自重标准值G1k等，如下表：
荷载条件
施工荷载标准值Q1k(kN/m2)
2.5
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
0.9
新浇筑混凝土自重标准G2k(kN/m3)
24
钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
楼板
1.1
梁
1.5
是否存在斜屋面、斜梁、斜柱等混凝土结构
否
可变荷载调整系数γL
0.9

根据板厚或者平均板厚，可计算施工总荷载。如下表：

从上表，可知当板厚或者平均板厚超过330mm后，施工总荷载将超过15kN/m2，按照《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部[2018] 37号令）就属于超过一定规模的危险性较大工程了。
1.3对于“施工集中线荷载20kN/m及以上”，一般是指梁的荷载，查规范可知，施工集中线荷载（设计值）计算公式：
S=b[1.3×(G1k+ G2k×h+ G3k×h)+1.5×γL×Q1k]
其中，施工标准荷载（Q1k）、模板及支架自重标准值G1k等，如1.2中表。根据梁的横截面尺寸，查询施工线荷载如下下表：

由此可见，当梁宽大于500mm，或者梁高大于900mm，就应当小心了，可根据该表快速查询不同梁截面尺寸对应的集中线荷载，如果集中线荷载大于20kN/m，就属于超过一定规模的危险性较大工程了。
2. 工程概况
大健康产业园一期标准厂房及附属配套设施建筑工程4#办公楼及5#楼项目建设单位是靖安县创辉投资开发有限公司，设计单位是上海远东建筑设计院有限公司，贵州鹏业工程建设咨询事务有限责任公司监理，中铁六局集团有限公司承建。本工程位于靖安县香田工业园内，交通便利，屋面为上人平屋面。
大健康产业园一期标准厂房及附属配套设施建筑工程4#办公楼标准层层高分别为，一层：5.85m二层4.20m三层至五层均为3.60m六层3.35m，建筑物高度23.7m，室内外高差0.15m，平屋顶，结构梁最大横截面500mm×1200mm，最大梁跨16.4m；5#楼标准层层高分别为，一层：8.00m二层7.50m，A~H轴处为三层结构，每层均高为5.7m，建筑物高度17.4m，室内外高差0.3m，平屋顶，结构梁最大横截面400mm×800mm，最大梁跨9.4m。
3. 危大工程概况和特点
本危大工程的特点有：（1）层高大，5#楼支模架最大搭设高度 8m；（2）荷载大，4#楼梁最大横截面500mm×1200mm，查表可得集中线荷载为22.16kN/m。根据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》要求，“搭设高度8m及以上，或集中线荷载（设计值）20kN/m及以上的混凝土模板支撑工程”为超过一定规模的危险性较大工程，施工单位应当组织召开专家论证会对专项施工方案进行论证。实行施工总承包的，由施工总承包单位组织召开专家论证会。专家论证前专项施工方案应当先通过施工单位和总监理单位审核批准。
本危大工程的难点：工期紧，场地狭窄，梁板钢筋密，砼振捣困难。
本危大工程的重点：确保模板及其支撑体系安全，稳定，无事故，钢筋砼结构质量满足要求，本工程模板支撑系统高度为8m小于18m，最大集中线荷载22.16kN/m>20kN/m均为一级重大事故隐患。
4. 专项施工方案编制及安全控制要点
4.1专项施工方案编制
《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部【2018】37号令对专项方案的编制提出了明确的要求，实际操作过程中需要注意以下几个问题：
1. 方案编制人员应有一定的相关规范和计算的理论基础，较丰富的危大工程实践经验和较强的责任心。对于超过一定范围的危大工程专项方案编制，通常委托经验比较丰富的专门从事方案编制人员进行编制，方案编制完成后，需要由施工单位工程技术、安全质量、机械设备等部门专业技术人员以及单位技术负责人进行审核批准，然后，再组织专家对方案进行论证并提出修改意见。专家论证时，需要建设单位、监理单位、施工单位及地方安全质量监督部门共同参加，项目总监理工程师和地方安全质量监督部门共同对方案监督实施。
2. 方案编制前，应认真阅读图纸，认真查找安全隐患，特别注意结构高度、跨度以及针对截面高度不同的梁和板的荷载进行验算，根据相关规范，辨识危大工程相关参数，针对不同构件或危险部位采取特定的模板支架型式。
3. 对模板支架及基础力学性能验算时，应注意材料的实际规格参数，不宜采用标准的材料规格参数；不同截面高度的梁和板应分别进行验算；另外可以通过计算机辅助计算，但是必须要对计算结果进行人工审核。
4. 在满足模板支架和基础验算结果的基础上，要采取必要的构造措施，比如扫地杆、竖向与横向剪刀撑、双扣件的布置，与已浇筑完成的结构拉接或顶撑等措施，以确保支架体系的整体稳定性。
5. 方案应附加杆件布置图、剖面图、监测点布置图以及基础加固处理图等，应做到尽可能直观和量化，标注清楚杆件间距、步距、接头搭接长度、竖向与横向剪刀撑间距等信息。
4.2模板支架形式选定与设计
本危大工程需搭设高大支模架的部位是5#楼首层，J轴-AL轴区域，层高8米，另外，二层J轴至AL轴区域搭设高度为7.5m，建议参照首层搭设方案执行；需要特别加固模板支架是4#办公楼二层和三层，横截面500mm×1200mm的梁：C-G轴/4轴、C-G轴/5轴、D-L轴/14轴、13-15轴/D轴，四层至屋顶层，横截面500mm×1200mm的梁：C-G轴/5轴、D-L轴/14轴、13-15轴/D轴。
1. 本工程模板支架采用扣件式钢管支模架，部分集中线荷载超限的大梁梁底设置顶杆和可调托撑。钢管采用Φ48×2.8mm，弯曲、变形、开裂及锈蚀严重的钢管不得使用，钢管应涂防锈漆，钢管上严禁打孔。对于扣件应逐个检查外观，并进行见证取样，选择有相关资质的第三方检测机构复检，不合格的严禁使用。
2. 楼板构件及模板支架搭设参数
5#楼首层楼板各构件及模板支架搭设参数
计算依据
《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
模板支架高度H(m)
5.85
梁截面尺寸(mm)
550×900
楼板厚度(mm)
150
立杆间距(mm)
950
梁两侧立柱间距(mm)
1200
立杆步距(mm)
1500
梁底增加立柱根数
2
梁下小横杆间距（mm）
950
梁底木方道数
5
对拉螺杆道数
2*12对拉螺杆，间距450mm
支撑方式
梁侧立杆位于梁下扣件采用双扣件，梁底立杆加可调托撑
荷载传递至立杆方式
可调托座
4#办公楼首各构件及模板支架搭设参数
计算依据
《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
模板支架高度H(m)
8
梁截面尺寸(mm)
500×1200
楼板厚度(mm)
130
立杆间距(mm)
800
梁两侧立柱间距(mm)
1200
立杆步距(mm)
1500
梁底增加立柱根数
2
梁下小横杆间距（mm）
800
梁底木方道数
5
对拉螺杆道数
2*12对拉螺杆，间距400mm
支撑方式
梁侧立杆位于梁下扣件采用双扣件，梁底立杆加可调托撑
荷载传递至立杆方式
可调托座
3. 模板支架与周围结构拉结措施
为加强模板支架的整体稳定性，应先浇筑柱子混凝土，待其强度到达设计值的80%后，再进行模板支架搭设，采用钢管环抱式，与柱子拉结形成整体，如下图：

1500mm
4. 模板支架基础选定
为了尽早开始模板支架搭设，将本工程5#楼超高模板支架支撑在首层地面做法的60mm厚垫层上，垫层下为300mm厚级配碎石。待首层模板支架拆除后，再安排垫层上防水层和钢筋混凝土地板施工。此方案可以将首层模板支架开始搭设时间，提前近1个月。
4#办公楼首层地面支撑在地面垫层，垫层下素土夯实，二层及以上直接支撑在楼板顶面上。待本层模板支架上部梁板混凝土浇筑完成且立杆下梁板混凝土强度达到下层立杆拆除强度或者本层立杆下的梁板混凝土强度达到足以支撑本层支架及支架上全部自重及施工荷载后，方才可拆除本层立杆。拆除立杆一定要取得现场监理同意，不可私自凭借经验拆除。如果本层支架上梁板混凝土尚未浇筑前，过早拆除下层立杆很容易造成支架下楼板开裂甚至坍塌，一定要高度重视。
4.3 模板支架搭设安全控制要点
对于高大支模架必须采用钢管脚手架，严格按照审核批准过的方案进行搭设。搭设前，需先放出梁和柱的边线、水平标高控制线，再进行立杆的布置。搭设人员属于特种作业人员，必须持有在有限期之内的省级安全生产监督管理部门签发的特种作业人员证书上岗作业。各地方的要求不尽相同，个别地区要求持有外省特种作业人员证书的人员办理迁移本省手续后，方可在当地进行上岗作业。搭设人员必须正确佩戴安全帽、防滑鞋等必要的劳保用品，高处作业必须系好安全带。原则上搭设高度超过10m的支架，在模板支架的最顶一层水平拉杆处和中间每10米以内设置一道水平安全隔离网，本危大工程5#楼首层模板支架尽管只有8米，仍然存在较大安全风险，要求在模板支架的最顶一层水平拉杆处设置一道水平安全隔离网。
（1）立杆、水平杆搭设要点。本模板支架危大工程立杆应采用5*10cm槽钢或50mm厚木质底座，从经济方面考虑，选用5*10cm槽钢，考虑到工期较短，采取租赁方式。所有部位立柱接长全部采用对接扣件连接，严禁搭接，接头位置应错开布置，在同一步内时应隔一根立杆且上下错开500mm，且各接头中心制主节点距离小于步距的1/3，如下图所示：

另外，严禁上段立杆与下段立杆错开固定在水平杆上。
每步纵、横向水平大横杆必须拉通，除受条件限制外，接头均应采用对接扣件连接，对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm,各接头中心至最近主节点的距离小于纵距的 1/3。端部扣件盖板边缘至搭接水平杆杆端的距离不小于100mm。如下图所示：

2. 扫地杆、顶端水平杆搭设要点。在立柱底距地面200mm高处，沿纵横向水平方向按纵下横上的程序设扫地杆。可调支托底部的立杆顶端应沿纵横向设置一道水平杆，该道水平杆距离可调支托顶端一般要求小于500mm，可调支托螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm。
3. 剪刀撑搭设要点。剪刀撑分为竖向剪刀撑和水平剪刀撑，其中，竖向剪刀撑用来限制模板支架上方水平向移动，提高模板支架整体稳定性，对支架的安全起到了十分重要的作用。对于超高模板支架，为了防止架体的水平扭动，还需增设水平剪刀撑。剪刀撑搭设要点：①模板支架的四周及中间区域，在纵向和横向每隔4排立杆，应由底至顶连续设置一道竖向剪刀撑，对于超高模板支架，还应从顶层水平杆开始往下，每隔2步设置一道水平剪刀撑；②模板支架剪刀撑不应小于4跨且不小于6米，剪刀撑斜杆与地面倾角在45°和60°之间；③剪刀撑斜杆接长方式采用搭接，搭接长度不得小于500mm，并应采用2个旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处进行固定；④剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆或立杆上，旋转扣件中心线至水平杆和立杆的主节点的距离不应大于150mm，剪刀撑每一直线段与水平杆或者立杆至少应设置3个连接点。
本工程5#楼搭设高度8米，属超高模板支架，因此，在模板支架四周及中间区域每隔4排立杆，从底至顶设置竖向剪刀撑外，还需在高度方向从顶排开始往下，每隔2步设置一道水平剪刀撑。
2. 扣件安装及梁底立杆设置要点。模板支架中使用的扣件规格必须与钢管规格配套，螺栓拧紧力矩不应小于40N·m且不大于65N·m，模板支架按照过程中，可采用扳手检验，对接扣件开口应朝上或朝里，各杆件端头伸出扣件盖板边缘不应小于100mm。当梁底横杆承重时，支撑横杆的扣件应进行抗滑验收，当承载力大于8kN且不大于12kN时应采用双扣件。超限梁的下方，需增设立杆，以满足承载力要求。扣件、底座、可调托撑的承载力设计值如下表：

本工程4#楼500mm×1200mm梁、5#楼400mm×800mm梁下均采用双立杆，可调托撑最大承载力40kN，计算时采用20kN。
（5）后浇带跨模板支架搭设要点。后浇带两层梁、板一般要求两层混凝土浇筑完成60天再浇筑成型，因此后浇带跨的模板支架要迟于临近跨模板支架很久，因此，搭设时必须独立搭设自成体系，其剪刀撑也需要单独设置。本工程4#楼、5#楼均设计有后浇带，后浇带跨的模板支架均独立搭设自成体系。
4.4 模板安装要点
（1）柱模板的安装
危大工程特别是超高模板工程的柱模板安装要高度重视。安装柱模板前，先在模板下口粘贴海绵条，再组装柱模板，校正后再安装柱箍；为防止超高柱模板移位、扭曲和弯曲，柱模板每步设置一道钢管箍与模板支架连成一个整体，同时柱箍不要一次拧紧，应待对模板的轴线、迟滞偏差、对角线等全面校正后再紧固；超高柱模板底部承受力较大宜采用厚度不小20mm，质量较好的模板，以防止涨模，浇筑柱混凝土时应分层浇筑成型，不得过振。本工程5#楼首层、二层柱高分别为8米和7.5米，均按以上要点操作，柱混凝土先浇筑4米，待下层混凝土终凝前再浇筑上半段，并且要严格控制振捣时长，避免过振，防止涨模。
（2）梁模板的安装
根据搭设模板支架前的标高控制线和梁底设计标高，定位小横杆，再铺设横楞，横楞上铺设梁底模板，拉线找直；当梁跨度大于4m时，梁底模板按照梁跨度的0.1%~0.3%起拱，一般起拱不大于20mm。本工程4#楼500mm×1200mm梁、5#楼400mm×800mm梁，梁高较大，混凝土浇筑时必须分层浇筑，先浇筑400mm，待下层混凝土终凝前再浇筑上层混凝土，依次类推，并且要严格控制振捣时长，避免过振，防止涨模。
3. 板模板的安装
楼板模板支柱顶标高要通过拉水平标高线控制，调整可调托撑高度至设计标高，再安装木楞，从一侧逐排铺设板模板并与梁侧模安装严密；模板铺设完标高校正后，复查可调托撑是否顶紧。
3. 后浇带模板安装要点
后浇带位置的板模板可每隔4米左右留一个10cm×10cm，卸渣口，以方便清理溢出的灰浆和后期清理混凝土碎渣，后浇带位置的梁模板的卸渣口可留在侧模板根部。
4.5 模板及其支架拆除要点
模板及其支架的拆除应根据现场同条件养护试块的试验强度，达到设计及规范要求，并由技术人员报请监理工程师审核批准，下发拆模通知单。对于不同构件、不同跨度，允许拆模强度应达到设计的混凝土抗压强度百分比，如下表：
允许拆模强度应达到设计的混凝土抗压强度百分比

模板及其支架的拆除区域要设置提示标语和警示标志，并排专人 看护。模板的拆除顺序要遵循从上而下、后支先拆、先支后拆的原则。墙、柱模板在混凝土达到1.2MPa且能确保结构表面不因拆除而破坏的条件下进行拆除。模板及支架拆除顺序与安装顺序恰恰相反，并采用先拆外墙后拆内墙模板的方式进行。拆除模版以后应及时把扣件、钢管运出，进行保养清理并按规格堆放。2m以上高处作业，应佩戴好安全带，安全带高挂低用。拆下的模板要严禁往下直接抛递。拆除固定件时应与模板支架的拆除顺序序一致，拆出最后立管时应先设置临时支撑进行加固，才可拆除支撑件和固定件。在每天下班以前，技术员和安全员要对没有完全拆除的模板支架进行安全检查，若出现异常情况应及时采取应急措施。
5. 结束语
本工程涉及超过一定规模的危大工程，既有超高模板支架也有超限梁。因工期紧，隐患大，施工前期对专项方案进行了多次优化，并组织了专家论证和进一步修改完善。施工过程中，也进行了微小的调整优化，最终确保了项目的顺利实施，无安全事故和质量达标，为整个工程顺利按期完工提供了有效的保障。本论文对该高大模板支撑体系的危大工程方案进行了系统的提炼总结，编制了高大模板支撑体系的快速辨识查询表，并对关键工程技术和核心安全控制要点进行了归纳总结，希望对类似工程有一些借鉴和启发。

Reference：
［1］沈阳建筑大学.JGJ162-2008建筑施工模板安全技术规范［S］.中国建筑工业出版社,2008.
［2］建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S]. JGJ130-2001.
［3］危险性较大的分部分项工程安全管理规定[S],住建部[2018] 37号令
［4］刘海亮，胡爱丽.高大模板支撑体系的施工技术及安全控制［J］.山西建筑,2009.
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