滿堂支模架的失穩原因與追溯

前言：

當前，對于超高、超重的滿堂支架模，由于施工企業疏于管理，施工方案未經仔細設計計算，選用鋼管與扣件材料不合格，搭設構造不符合施工規范和設計要求。結果造成整體坍塌的重大傷亡事故時有發生。

本文從滿堂支模架的設計與計算這一角度重點分析一下，可能引起坍塌的原因，并提出幾點建議對策，供商討。

一、腳手架鋼管材質問題

《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》﹝JGJ130-2001﹞規定：鋼管應采用國標《直縫電焊鋼管﹝GB1T13793﹞》﹝GB1T3092﹞中規定的3號普通鋼管，其質量應符合國標《碳素結構鋼》﹝GB1T700﹞中Q235-A級鋼，外徑為48mm的鋼管，壁厚為3.5mm。

當前市場上供應的一些腳手架鋼材，材質上存在不少問題，管材規格上偏差也很大。規范要求的規格48mm*3.5mm，規范允許的壁厚度為-0.5mm，生產廠家就鉆這誤差的空子，直接生產48mm*3.0mm的管子，使鋼管的軸向抗壓強度下降了12%。

二、扣件的質量問題

扣件式鋼管腳手架和模板支架，之所以能組合成一個整體的空間結構，以承受各類施工荷載和風載，關鍵在于鋼管通過各類扣件將其組成整體。故扣件的質量好壞直接關系到滿堂支架的安全。規范要求扣件應用可鍛鑄鐵制作，材質應符合國標《鋼管腳手架扣件》﹝GB15831-1995﹞規定。

《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》﹝JGJ130-2001﹞規定：一個直角扣件、旋轉扣件抗滑的承載力設計值為8.0KN。

據有關部門抽樣檢查發現，市場上供應的扣件質量合格率較低，一些小廠生產的扣件合格率甚至為0，這是一個很大的安全隱患。另外，一個扣減能否達到要求的設計值，還有一些不定因素，例如：

1、扣件螺栓擰緊扭力矩是否能滿足≥40KN，≤65NM，以避免過松過緊問題；

2、重復使用的扣件，如有裂縫、變形、滑絲砂眼等現象，應廢棄。

3、表面未經清理或清理不干凈，存在銹跡，水泥砂漿和泥土等影響扣件與鋼管的握裹力。

三、梁下模架立柱布置

①布置方案

對一般樓面結構的鋼筋混凝土梁，在橫向間距則根據計算需要予以加密。

②支撐鋼管連接扣件計算：

直接支撐混凝土梁的水平鋼管所承受外荷載有：鋼筋混凝土梁自重；梁底模和側模重；混凝土振搗荷載；

③水平鋼管強度計算

按簡支梁計，需計算距中彎距，抗彎強度

④計算結果

計算結果符合條件要求時，才滿足一個扣件抗滑承載力的要求。

四、影響模架立柱穩定性因素

①立柱所承受荷載

上述計算中均未計及滿堂腳手架及腳手板的荷載，計算立柱強度時，不能漏算。假定橫架高15m，步距為1.8m，共9步。梁下立柱縱橫間距分別為0.5m*0.85m在上、中、下各設一層滿鋪腳手板，間距<10m。

腳手架自重（包括立柱、縱橫水平桿、剪刀撐、扣件、腳手板及施工活荷載等）合計為7.63KN.

板傳來荷載：0.7*1*7.236=5.065KN，梁傳來荷載：4.775KN。

曲梁側面一根立柱底部最大軸向壓力共計：N=7.63+5.065+4.775=17.47KN

②立柱穩定計算

㈠立柱步距1.8m，其計算長度L0，則總的允許軸向承載壓力設計值[N]=0.185*205*489=18.55KN，大于實有軸向力 N=17.47，可以。

㈡如按JGJ130規范第5.6.2條的規定計算長度L0=h+2a，h為步距取1.8m，a為立桿伸出頂層橫向水平軒中心到橫板支撐點的長度，取0.2m，則則總的允許軸向承載壓力設計值為：

[N]=0.352*205*489=35.29KN.

比按腳手架立柱取值得[N]=18.55KN大于90%。故按此法計算安全度偏低。

③影響立柱安全的幾個問題。

㈠立柱計算中，切記吧能忽視高架滿堂腳手桿的自重（包括腳手板及施工荷載）。

㈡滿堂橫板支架的高矮只是影響架體的自重，即高度增加幾米或減少幾米，不會直接導致其結構體系的變化。但滿堂支架塔設時，其立桿縱橫向的間距垂直方向的步距從及縱橫水平桿和剪刀撐的塔設時影響安全的關鍵。必須嚴格設計要求施工。

㈢步距大小直接影響立柱的穩定性。

㈣掃地桿不僅是把滿堂腳手架組成整體，從計算上來看，它還是縮短第一步立柱計算長度的必要保證，如果立柱下部不設掃地桿，則絞段立柱相當于“懸壁”。其計算長度要乘2，計算中即使不再考慮腳手架穩定因素的單桿計算長度系數ｕ，則L0=1.155*2*200=462cm，λ=292.4，Ф=0.0856，軸向承載力允許值為8.58KN（強度降低53.7%）。因此，掃地桿必須設置，萬不可忽視。

㈤立柱接頭，必須采用對接，而且上下立柱必須緊窗接觸，以便能直接傳遞軸向力。因為對接扣件抗滑承載力設計值僅為3.20KN遠小于立柱本身承載力18.55KN。故上，下兩段立柱不直接觸是不安全的。

㈥規范JGJ130對滿堂模板支架設計荷載，如施工荷載等的要求不夠具體，對腳手架的鋪設也無要求。本文從安全出發，考慮荷載取一層2KN/m2，腳手板按上、中、下三層計，間距＜10m利于施工人員安全。

五、立柱基礎在保證模架穩定中的作用

滿堂模板支架立柱的基礎往往不引起重視，如果基礎出現較大不勻稱沉降，則直接危及整個支架的穩定甚至倒坍。

一般情況下，立柱都置于經分層夯實的回填土上，回填土的地基承載力為標準值取80KN/ m2，因此按常規在立柱下墊木板或槽鋼的做法是不行的。本文認為最佳方法是在分層夯實的回填土上澆注一層10cm～20cm的C20混凝土面。必須時視填土質地及上部荷載大小，適當配以Ф8～Ф10@150～200構造鋼筋。同時在立柱下，再墊以木板，以保證良好接觸及力的傳遞。

六、大梁模板支架設計中的問題

①原則要求

當梁截面過大，采用扣件式鋼筋腳手架組裝或滿堂腳手架時，關鍵是要保證大梁傳給立桿夫人集中力的作用點，要盡量緊貼立桿，避免梁底橫桿內力較大，導致梁底下撓，影響工程質量的安全生產。

②底槽與楞木設計

根據設計結構，進行梁的荷載計算，經計算底橫及楞木的抗彎強度和撓度均須滿足設計標準的要求。

③立柱設計

單根立柱所承受的總軸向壓力N應小于允許軸向承載壓力設計值[N]。

④基礎設計

當地基為分層夯實的回填土，其承載力標準值取不得大于80KN/M2.調整系數應為KC=0.4，每根立柱桿下基礎面積應滿足上部荷載要求。

七、支撐體系

滿唐模板支模架側向穩定性、只要靠其支撐來保證。JGJ130規范對滿堂模板模架的支撐設置作如下規定：

①滿堂模板支模架四邊于中間設隔4排支架立桿應設置一道縱向剪刀撐由底至頂連續設置。

②高于4m的模板支模架，其兩端于中間每隔4排立桿從頂層向下每隔2步設置一道水平剪刀撐。

③每道剪刀撐跨越立桿的根數，不應小于4跨，且不小于6m?？缭搅U最多根數，當斜桿與立桿交角為45°時，不多于7根。當為50°時，不多于6根。當為60°時不多于5根。

④剪刀撐斜桿的接長，采用搭接，搭接長度不小于1m，應采用不小于2個旋轉扣件固接。

八、結束語

本文認為工程施工必須完全按規范要求施行，使荷載做到垂直傳遞，不產生偏心、歪斜，確保立柱計算長度的取值，方能保證整個支架體系符合設計要求。但不能認為有個規范設計，就不會倒塌，還應精心施工，確保支架模搭質量，并加強施工管理，這是必須引起高度重視的。