盘扣脚手架的应用

张建 高小明 周博 赵相胜 王佑灿

中建八局第四建设有限公司

摘要：本文通过实际工程案例对盘扣脚手架在厂房工程中作为模板支撑体系的具体应用进行详细分析。

关键词：厂房;盘扣脚手架;模板支撑体系

盘扣脚手架作为一种新型脚手架，因其操作简单、便捷、高效，大大缩短拆装时间，有效节省大量人力，在建筑行业得到推广。

一、工程概况

本项目主要建设三座厂房（A库，B库，C库），总建筑面积约33389.3平方米，新建地上建筑面积32621.85㎡。其中A库建筑高度20m，BC库建筑高度19.9m，均为两层框架结构。A库、B库及C库层高均为7-9m，全部为高支模区域。钢筋混凝土结构工程施工过程中，模板及支撑体系的设计与施工是现浇混凝土结构工程质量及施工安全的重要保障，因此本工程结构施工采用M60盘扣脚手架。

二、盘扣架材料选择及架体介绍

该工程采用M60模板支撑系统的主要承重杆件立杆，采用直径为60mm的钢管制成，为Q345B高强度低合金钢。Q345B高强度低合金钢材质的应用，在有效地提高了立杆承载力的前提下，减少了架体自重。主要材料材质见下表1。

表1  （主要材料材质表）

产品全部经热镀锌处理，有效地保证了使用过程中不因产品生锈而造成承载力的不一致性和不确定性，从而为施工设计方案提供了有效的产品保证。

产品的连接形式，采用横杆和斜杆端头的铸钢接头上的自锁式楔形销，插入立杆上按500mm模数分布的花盘上的孔，用榔头由上至下垂直击打销子，销子的自锁部位与花盘上的孔型配合而锁死。拆除时，只有用榔头由下向上击打销子方可解锁。此一创新设计，即保证了产品的稳定性，又极大地方便了安装和运输，全部系统均为一体，没有易丢失件。

支撑架体顶部配有可调顶托，架体净高变化可由调节立杆和可调底座、标准基座和可调顶托进行调节。主要构件名称详见下图。

1-可调托座;2-盘扣节点;3-立杆;4-可调底座;5-竖向斜杆;6-水平杆

图1 承插型盘扣式钢管支架

图2  承插型盘扣式钢管支架盘扣节点示意图

图3  承插型盘扣式钢管支架连接施工示意图

与其他类产品相比，系统中标准底座与可调底座的配合使用，為系统起始搭建和调平提供了极大的便利。

图4 支架连接完成示意图

M60模板支撑系统在设计中采用竖向斜杆杆件，搭设成几何不变体的支撑架体结构，提供了方便可控的杆件选择。自稳定塔式结构单元的搭建方式，提高了架体的稳定性，确保塔架单肢立杆的极限荷载达到20吨以上。采用按国际惯例，采用2：1的安全系数，架体单肢立杆杆件的承载力，按10吨设计使用。

不同的塔架间主要以2.1、1.8、1.5米横杆相连成一个整体。（极个别非标件采用钢管扣件连接），横杆的步距主要为1.5米，并相应配竖向斜杆以增加架体顶端的稳定性和承载性能。

M60支撑架底部采用标准基座与可调底座配合的独特设计方式，方便调节基础平面高差，既保证架体的安装精度，又方便施工，使架子工无需手持立杆而轻松完成调平作业。

支撑架体顶部配有可调顶托，架体净高变化可由调节立杆和可调底座、标准基座和可调顶托进行调节。

主梁采用L150/L165铝合金梁、Q345强度的50*100*3.0方钢管、Q235强度的10#工字钢等，在保证承载能力和系统稳定性的同时，便于在现有施工条件下的安装和拆卸。次龙骨采用50*80mm木方，将顶板的荷载均匀转化分布在主梁上。胶合板采用厚度为15mm双面覆膜胶合板。

三、施工工艺

（一）施工顺序

（二）安装方法

1、底座安装

首先按照放线位置摆放可调底座，将可调底座的螺母调整到设计高度（扫地杆距离地面高度≤550mm），丝杠插入立杆长度不小于150mm，安装横纵向基座和扫地杆，并对扫地杆的水平度进行调整。

2、主架体安装

满足水平度要求后（扫地杆距地面高度不大于550mm），将横杆接头上的楔形销板打紧，安装基础立杆（无连接棒立杆）和第一步水平横杆、立面斜拉杆并打紧楔形销板，第一步水平横杆的步距为1.5m，然后安装3m标准立杆（带连接棒立杆），即主架体，主架体横杆步距为1.5m，斜拉杆采用首尾相接或格构柱的形式布置，以此类推搭设支撑架。

3、杆件及自由端的调节

支撑架搭设到梁底或板底的基本高度后，如果不满足安装可调托座的要求，可用调节立杆进行调整（调节立杆的规格有3m、2m、1.5m、1.0m、0.5m和0.25m），调节杆安装完毕后，预留出安装U型顶托和主次楞的距离，安装U型顶托（伸出顶层水平杆长度≤500mm）和主楞，利用可调托座对设计标高进行最后的微整，丝杆外漏长度严禁超过400mm，最终达到设计标高的要求。

四、构造要求

（一）模板支架搭设与拆除

1、模板支架立杆搭设位置应按专项施工方案放线确定，不得任意搭设。

2、模板支架水平方向搭设，首先应根据立杆位置的要求布置可调底座，接着插入四根立杆，将水平杆、斜杆通过扣接头上的楔形插销扣接在立杆的连接盘上形成基本的架体单元，并以此向外扩展搭设成整体支撑体系。垂直方向应搭完一层以后再搭设次层，以此类推。

3、可调底座和垫板应准确地放置在定位线上，并保持水平，垫板应平整、无翘曲，不得采用已开裂垫板。

4、立杆应通过立杆连接套管连接，在同一水平高度内相邻立杆连接套管接头的位置应错开;水平杆扣接头与连接盘通过插销连接，采用榔头击紧插销，保证水平杆与立杆可靠连接。

5、每搭完一步支模架后，应及时校正水平杆步距，立杆的纵、横距，立杆的垂直偏差与水平杆的水平偏差。控制立杆的垂直偏差不应大于H/500，且不得大于50mm。

6、模板支架搭设应与模板施工相配合，可利用可调底座和可调托座调整底模标高。

7、建筑楼板多层连续施工时，应保证上下层支撑立杆在同一轴线上。

8、支架搭设完成后混凝土浇筑前应由项目技术负责人组织相关人员进行验收，符合专项施工方案后方可浇筑混凝土。

9、架体拆除时应按施工方案设计的拆除顺序进行。拆除作业必须按先搭后拆，后搭先拆的原则，从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除。拆除时的构配件应成捆吊运或人工传递至地面，严禁抛掷。

10、分段、分立面拆除时，应确定分界处的技术处理方案，保证分段后临时结构的稳定。

（二）支撑架构造要求

1、剪刀撑设置

模板支架的斜杆或剪刀撑设置应符合下列要求：

a、竖向剪刀撑设置根据《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013 中矩阵型格构柱布置形式布置：单元桁架的竖向斜拉杆布置采用对称式。

图5-3-1 单元桁架斜杆布置立面图

图5-3-2 单元桁架斜杆布置平面图

b、步距不宜超过1.5m，桁架式支撑结构的单元桁架组合方式采用矩阵形，单元桁架之间的每个节点应通过水平杆连接。

c、架体高度未超过8米，无需设置水平剪刀撑及水平安全网。沿竖向有斜杆位置需满布设置，水平杆的步距不宜大于1.5米。

d、架体高度超过8米，六个步距（9m）设置一层水平剪刀撑及水平安全网。在9m层设置一道水平剪刀撑，在梁底设置一层水平剪刀撑。所以本项目超过8米的区域设置三层水平剪刀撑、一层水平安全网，上层沿梁底、板底设置，中间设置一层，下层沿扫地杆层设置一层。

2、特殊部位的处理措施

各区域浇筑面积较大，且各向设置多条变形缝，无法一次浇筑完成，根据设计的后浇带设置要求，各个区域的上盖平台计划按后浇带和变形缝划分的梁板块分块浇筑，支架搭设时需考虑后浇带的设置要求和时间要求。后浇带处梁板施工过程中的支架稳定是安全控制重点，特别是各区域大面积支架搭设和相互支撑，局部支架同时搭设却不是同步拆除。由于梁板现浇面积超大而设置了若干后浇带，该部位的支架留存时间较长，因此该部位支架周期较长、支架相对细长，整体稳定性要求相对较高，搭设该部位的支架时应同步与周边立柱相连接，且拆除时在后浇带位置多预留2～3排立杆。（如下图）

（三）支撑地基

1、A/B/C库地基处理

地基为素土夯实，夯实度为0.94，针对承台、地梁不方便夯实的区域采用小型蛙式打夯机进行夯实以满足要求，在上层铺設150mm厚碎石层，再进行浇筑100mm厚C20 混凝土垫层，以满足架体搭设的地基承载力。

2、车到平台地基处理

地基为素土夯实，夯实度为0.94，针对承台、地梁不方便夯实的区域采用小型蛙式打夯机进行夯实以满足要求，在上层铺设200mm厚水稳层。搭设高支模架体时下方铺设50*200木跳板。

五、高支模架体设计

（一）截面尺寸不同，做法相同的梁、板，按照最大荷载计算，截面尺寸相同，做法不同，按照最不利情况计算与设计。

（二）有代表性的梁下模板支撑系统设计布置

[模板支撑分类 截面尺寸b×h （mm） 搭设

高度

梁下立杆 次楞搁置材料及规格 主楞 沿梁宽方向 沿梁长方向 间距 根数 排距 1 500×1400 11 1500 2 2100 50×80mm木方@210mm Q345材质方钢管50×100×3.0mm

模板支撑分类 截面尺寸b×h （mm） 搭设

高度 梁下立杆 次楞材料及规格 主楞 沿梁宽方向 沿梁长方向 间距 根数 排距 2 500×1550 11 1500 2 1800 50×80mm方木@200mm 10#工字钢  模板支撑分类 截面尺寸b×h （mm） 搭设

高度

（m） 梁下立杆 次楞搁置材料及规格 主楞 沿梁宽方向 沿梁长方向 间距 根数 排距 3 600×2000 11 600/900 3 1800 50×80

mm木方@150mm 10#工字钢 模板支撑分类 截面尺寸b×h （mm） 搭设

高度

（m） 梁下立杆 次楞搁置材料及规格 主楞 沿梁宽方向 沿梁长方向 间距 根数 排距 4 850×2300 11 900 2 1800 50×80

mm木方@60mm 165铝梁  模板支撑分类 楼板厚度h（mm） 搭设高度（m） 板下立杆间距 板底次楞间距（mm） 板底主楞间距（mm） 1 300 11 1800*1800 50×80mm木方@150mm L150铝梁/10#工字钢 模板支撑分类 楼板厚度h（mm） 搭设高度（m） 板下立杆间距 板底次楞间距（mm） 板底主楞间距（mm） 2 150 11 2100*2100 50×80mm木方@150mm L150铝梁/10#工字钢

六、与传统脚手架对比分析

（一）工效分析

表2（工效分析对比）

（二）稳定性对比

传统脚手架一般是钢管扣件组成，通过扣件连接，形成施工作业平台，但没有斜拉杆，且扣件容易开裂、损坏，因此扣件式钢管脚手架的稳定性一般。

盘扣脚手架立杆采用高强度Q345B材质，连接方式为承插型连接，每个节点都可有8个方向连接，分别可用于水平杆、斜拉杆、定位杆的连接，使脚手架的立、横、斜三杆轴线回交于一点，传力到位不偏心，连接后使每个架体单元都近似于格构柱，增加架体稳定性，无需担心横杆与斜拉杆发生位移的情况，架体更稳固安全。

七、结语：

本工程应用盘扣脚手架作为模板支撑体系，架体整体形象美观，且架体更稳固安全，因其操作简单、便捷，极大缩短架体的搭设及拆除工期。

参考文献：

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[2]新型插盘式脚手架的试验和数值模型研究 - 姜旭 张其林 顾明剑 王洪军 -《 土木工程学报 》- 2008， 41（7）

[3]承插型盘扣式钢管支架的应用总结分析 - 孙贺 - 《 城市建筑 》 - 2016， （8）

p4]承插型盘扣脚手架施工技术 - 邱明涛 李则明 耿铭 王琼 - 《 城市建设理论研究（电子版） 》 - 2014， （36）

[5]新型承插型盘扣架在高大模板支撑体系中的应用 - 唐威 - 《 四川水泥 》 - 2017， （8）