承插型盤扣式鋼管支架體系在建筑工程中的應用

羅烘艷

（福建盈寶建筑工程有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

某工程是一座用于商業辦公的高層建筑，總建筑面積為250 090 m2，包括地下2 層和地上26 層，總建筑高度為150 m，地上建筑面積為176 140 m2，地下建筑面積為73 950 m2。工程采用鋼筋混凝土框架結構體系，在整個施工過程中廣泛應用了承插型盤扣式鋼管支架體系，以增強建筑的穩定性和安全性。承插型盤扣式鋼管支架體系在基坑開挖、墻體建造和樓板鋪設等各個關鍵階段都發揮了重要作用。其出色的性能和高效的施工方式不僅能夠提高施工效率，而且對于提高整個工程的安全性具有重要的現實意義。

1 施工前準備

在搭設支架前，需要完成一系列準備工作，根據規定制定專業施工方案，并對員工進行技術和安全操作指導[1]。架體材料和型號的選擇是決定施工效率和質量的關鍵，必須符合規格標準，擁有質檢報告和合格證等質量合格證明。例如，對于由碳素鑄鋼制造的連接盤、扣接頭插銷等物料設備，其機械特性和壓力抵抗能力等均應符合相關標準。進場的材料需按規格分類存放、標簽清晰，在使用支架體系前，還須對構配件質量進行復驗。

1.1 材料選擇

本工程支撐體系采用承插型盤扣式鋼管支架，該工程的地上建筑標準層板厚度為100 mm，屋面板的厚度為120 mm。為確保結構的穩定性和安全性，本工程的結構支撐高度范圍設定為3.2～4.5 m。此外，考慮梁的承載能力，設定梁的最大截面尺寸為600 mm×800 mm。本工程的設計充分考慮了盤扣式鋼管支架體系的特性和優勢，為確保整體結構的合理性和有效性，將工程中所有的梁均按照雙立桿的形式進行設計。同時，盤扣立桿的縱向間距為1.2 m，步距為1.5 m。本工程中，鋼管支架材料選擇如下：1） 立桿選擇Q345B 的熱鍍鋅鋼管，規格為48.3 mm×3.6 mm；2） 水平橫桿選擇Q235B 的熱鍍鋅鋼管，規格為48.3 mm×3.2 mm；3） 斜桿選用Q235B的熱鍍鋅鋼管，規格為48.3 mm×3.2 mm；4） 盤扣是連接鋼管的關鍵部件，其質量直接影響支撐結構的穩定性。本工程中選擇采用熱處理鋼制成的直徑為130 mm 的盤扣，具有8個插孔，能夠與鋼管和承插件穩定連接；5）承插件是連接鋼管和盤扣的重要部件，負責連接和固定。在本工程中，選擇與鋼管和盤扣相匹配的、直徑為48 mm 的承插件。盤扣節點組裝形式如圖1所示。

圖1 盤扣節點組裝形式示意圖Fig.1 Assembly diagram of disk buckle node

1.2 地基處理與基礎施工

本工程地基為非鋼筋混凝土，架設支架前，需要按照GB 50007—2011《建筑地基基礎設計規范》等相關規定對地基進行回填夯實處理，以確保其承載力滿足設計要求。挖除地表素填土，在承載力層內換填石渣，碾壓后分層進行夯實，承載力層深度范圍為0.5 m。分層壓實厚度應小于或等于30 cm，密實度應大于或等于0.9，進一步運用200 mm厚的C15混凝土進行地基表面硬化處理。同時，為實現排水功能，在地基表面設置0.5%的橫坡并在四周設置排水溝。為徹底排除地面積水，避免地基因積水濕潤導致的不均衡沉降，從而引發支架不穩定或破裂，工程中使用砂漿對地基表面進行處理。地基表面處理完畢后，清理場地，確保地面平整且無雜質。用于支架底部的木墊板厚度需大于或等于5 cm，寬度大于或等于20 cm，保證所有木墊板尺寸和規格一致，并被立桿壓實。

2 模板支架體系架設

2.1 彈線定位

彈線定位是進行模板支架體系架設的重要步驟，能夠確保支架的準確位置和構件的準確尺寸[2]。彈線工具為卷尺、墨斗和粉線等。首先，使用卷尺進行準確測量，根據建筑設計圖紙，標記出模板支架體系的基準線。基準線通常設定在建筑的一條邊界上，其他的測量和定位均以這條基準線為準。然后，將墨斗掛在基準線的一端，拉直粉線并沿著基準線的方向彈出直線，在彈線的位置上做標記，作為模板支架體系的參考位置。在該工程實施過程中，對于所有預定架設支架的區域，均進行精確的彈線作業，以定位支架的確切位置，保障整個結構的穩定性和安全性；并進行技術性的復核工作，以驗證支架位置的準確性和合規性。

2.2 搭設首步架

（1） 安裝墊板：選用厚度不小于50 mm、表面平整并且沒有彎曲的墊板。將墊板精確地放置于預先標定的線條上，并確保其水平放置，保障后續工作的準確性和穩定性。

（2） 設置立桿：立桿的設置工作須遵循嚴格的技術規范，以確保結構穩定性。采用鑄鋼套管視線立桿的連接，確保套管開口朝下，且連接套的最小長度需達到9 cm。為了維持結構的均衡和安全，相鄰2立桿的承插點需要錯開布置，錯開高度需滿足不小于7.5 cm 的要求，并保證不位于同一水平面。若模板支架高度大于8 m，則錯開高度大于或等于50 cm，間距小于或等于1.5 m。為了實現結構的均勻承載，梁板立柱的縱向間距應與橫向間距保持一致。工程支架的立桿間距規定為1.2 m、步距為1.5 m。在地基高差較大的區域，需要對立桿的0.5 m 節點位差進行調整，以確保支架整體高度的一致性。

（3） 安裝水平桿：水平桿的安裝工作是確保整個支架體系穩定性的關鍵步驟。為實現這一目標，通過圓盤的縱橫連接來組裝水平桿，裝配過程中，將水平桿兩端通過專用的扣接頭與圓盤相連，確保連接的緊密性和可靠性。在每個連接點均采用扣接頭插銷進行固定，以增強結構的整體穩定性。為滿足工程安全要求，水平桿的抗拔力需達到不低于3 kN的標準。當單肢立桿的荷載設計值低于40 kN時，水平桿的布置需嚴格遵循標準步距要求，尤其是底層水平桿；同時還需增設豎向斜桿，以進一步提高支架體系的穩固性和承載能力。

（4） 設置斜桿：安裝斜桿時，其兩端的插銷需精確插入圓形連接盤的對應大孔中，并通過敲打確保其牢固固定。為了保障結構的穩定性和力量的均勻分布，斜桿應按照規定的間距進行上、下相連，具體為每隔5 跨設置一個斜桿。此外，為進一步增強整體結構的穩定性，采取反向布置的方式設置相鄰的斜桿，以形成互相支撐的結構。

2.3 搭設標準層步架

（1） 接長立桿：假設步架的高度為H，每根鋼管的長度為L，則需要的鋼管數量N計算如下：

式中：f()為向上取整。

若H不能被L整除，則需要在頂部添加一根較短的鋼管。立桿的垂直偏差應控制在1/500以內，立桿接長時應確保接頭位置錯開，接頭距離不得小于500 mm。

（2） 安裝操作層水平桿：水平桿的安裝需要考慮步架的長度和寬度。假設步架的長度為a，寬度為b，每根水平桿的長度為i，那么需要的水平桿數量M為：

（3） 安裝斜拉桿：斜拉桿的安裝需要考慮步架的高度和長度。假設步架的高度為H，長度為a，每根斜拉桿的長度為d，則需要的斜拉桿數量P為：

（4） 固定步架：步架的固定需要考慮步架的高度和穩定性要求。在每個立桿的底部和頂部安裝固定裝置，以確保步架的穩定性。連接件固定應確保緊固，連接件滑動距離不得大于5 mm。在基本架體的基礎上擴展搭設，形成整體的支架體系。

2.4 搭設頂步架

頂步架搭設的主要任務在于為頂部立桿補全頂步架的搭建，頂部立桿的直徑和托盤的厚度都需要達到規定的標準。首先需計算頂部立桿的長度：頂部立桿的長度應等于建筑高度減去其下部所有立桿的總長度。設建筑高度為h，頂部立桿的長度為ltop，n- 1 為頂部立桿下面的立桿數量，則頂部立桿的長度為：

繼而安裝頂部立桿，立桿的垂直偏差應控制在1/500以內，即：

式中：Δh為立桿的最大垂直偏差。

若h=150 m，則Δh= 150 m/500 = 0.3 m。安裝時應注重立桿的垂直偏差是否在控制范圍內。頂步架搭設完成后，為確保支架的穩定性，可調頂托超出水平桿懸臂的長度應盡可能小，不超過30 cm。工程頂托立桿直徑應在48～60 mm。螺桿伸出長度應保證足夠的調整范圍，在15～30 cm，不能過長，以免影響結構的穩定性。為了保證連接的穩固性，螺桿應插入立桿足夠的深度，長度在15～20 cm。

3 架體驗收及拆除

3.1 承插型盤扣式鋼管架的驗收

3.1.1 盤扣式鋼管架材料的檢查與驗收

承插型盤扣式鋼管支架體系建筑工程中，材料的質量是決定工程質量的關鍵因素之一[3]。支架搭設完畢后，投入使用前，根據JGJ/T 231—2021 《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程》，對所有用于支架系統的材料進行嚴格的質量檢查和標準符合性審查。盤扣式鋼管支架體系材料的驗收內容及標準見表1。

表1 盤扣式鋼管支架體系材料的驗收內容及標準Tab.1 Acceptance content and standards for soket type disc buckle steel pipe support system materials

盤扣式鋼管支架體系材料的驗收包括：1） 材料質量。所有的材料均應滿足相關的標準和規定。鋼管應具有良好的彎曲和抗壓強度，其化學成分和物理性能應滿足GB/T 13793—2008 《直縫電焊鋼管》等相關標準；連接件應滿足 GB 50017—2017 《鋼結構設計規范》；承插件應滿足GB/T 3098.1—2010 《緊固件機械性能 螺螺栓、螺釘和螺柱》的要求[4]。2） 材料尺寸：材料的尺寸應滿足設計要求。例如，鋼管的直徑、壁厚和長度等應與設計圖紙相符。同時，鋼管的外徑偏差應控制在規定的范圍內，通常應小于±0.5%。3） 表面質量：材料表面應無裂紋、折疊、重皮、裂痕、氣泡和疏松等缺陷。鋼管的內外表面應平滑，無銹蝕、裂紋、砂眼等缺陷。此外，對于需要焊接的部分，需要檢查焊縫的質量。焊縫應平整，無砂眼、裂紋、未熔合和燒穿等缺陷，焊縫的尺寸應滿足設計要求。

3.1.2 承插型盤扣式鋼管架架體的驗收

鋼管架體驗收是建筑工程的重要環節，其過程涉及到工程的質量和安全。架體驗收包括：1） 檢查架體的結構完整性，包括立桿、橫桿、斜拉桿和連接件等是否安裝到位，是否牢固，有無變形和損壞等問題。2） 檢查架體的尺寸和位置是否符合設計要求，包括架體的高度、寬度、長度，以及與建筑物其他部分的相對位置。3） 檢查立桿的垂直度和水平桿的平整度，立桿的垂直偏差應控制在1/500 以內，本工程中，立桿的最大垂直偏差應為0.3 m。4） 檢查架體上的安全設施是否完備，如安全網和防護欄等是否安裝到位，是否牢固。5） 確認架體的荷載能力是否滿足工程要求[5]。

3.2 承插型盤扣式鋼管支架的拆除

拆除開始前，必須進行詳細的拆除計劃，包括拆除的順序、方法、設備和人員安排等。此外，還需要檢查周邊環境，確保拆除作業不會影響到其他工程或者人員的安全。同時，所有參與拆除作業的人員應接受相關的安全培訓[6]。

1） 拆除順序：拆除作業應秉承從上到下，從外到里，后搭先拆，先搭后拆的原則進行。拆除作業區域的高寬之比須控制在小于2∶1 的范圍。拆除順序首先是斜桿，其次是水平桿，最后是立桿。拆除過程中，盡可能保持架體的穩定性，防止架體倒塌或者其他安全事故。2） 設備和工具：拆除作業應使用適當的設備和工具，如螺絲刀、扳手和起重設備等。在使用設備和工具時，應按照操作規程進行，以確保人員和設備的安全。3） 拆除后處理：拆除后，所有的材料和設備都應進行妥善處理[7]。對可重復使用的材料進行清潔和檢查后儲存到指定的地方。對不能重復使用的材料進行廢物處理。

4 結語

結合實際工程，綜合分析了承插型盤扣式鋼管支架體系的設計、搭設、拆除及驗收等多個環節的具體細節，揭示了其在建筑工程中的具體應用。承插型盤扣式鋼管支架體系具有高效的施工效率和穩定的結構性能，在建筑工程中有著廣闊的應用前景。未來期待通過進一步的研究和實踐，將此體系更為廣泛地應用于建筑工程中，提高建筑工程的經濟性和安全性。