探索高大模板支撑系统的安全施工控制
随着城市大建设步伐的加快，城市的建筑工程中楼层随之增高，跨度加大。然而由于种种原因，因高大模板支撑系统坍塌而造成群死群伤事故时有发生。省、市有关部门都相应地转发了建设部（建质【2009】87号）《危险性较大的分布分项工程安全管理办法》，要求坚决贯彻执行。
我公司承建的凤阳市民广场人防工程、凤阳档案馆工程及蚌埠玻璃工业园仓库工程，均属于高大模板工程。为确保高支模支撑系统稳定、安全、无事故，钢筋结构质量满足要求，公司经理室多次组织有关安全、质量技术部门的同志去现场实际调研，制定切实可行的模板工程专项方案，并请专家组进行论证，根据施工现场的情况对方案进行修改，充实完善，确保安全施工，不出安全质量问题。
一、设计概述
蚌埠玻璃工业园仓库模板支架高度为9.9米，凤阳档案馆支架高度为9米，凤阳广场人防工程是10000多平方米的大面积高支模工程。
考虑到高支模梁板较重，架体搭设高度较高，故支撑系统采用钢管（直径48×壁厚3.5）满堂布置形式，钢管纵距为900mm，步距为1500mm，纵横扫地杆距地面高度为200mm，竖向剪刀撑连续设置，间、排距不大于6米，主梁两侧各设一道，水平剪刀撑每隔四步一设。梁、板模板使用18mm厚夹板，梁底支撑木枋为80×80mm，梁底托3根直径48×壁厚3.5的钢管，梁H方向对拉螺栓2道，对拉螺栓采用M12mm，对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离（即计算跨度）500mm。梁模板截面底部木枋间距300mm，梁模板截面侧面木枋距离500mm。梁下支撑体系的地基基础为回填土分层夯实后浇200mm厚C15素混凝土，并且在立杆脚垫上200mm宽，大于2跨长的通长板，板下支撑体系的地基基础为首层地骨。工程支撑体系设计采用品茗施工安全设计软件CSC2010版计算软件进行验算。基本尺寸为B×D=700mm×1600mm。梁支撑立杆的横距（跨度方向）L=0.9m，立杆步距H=1.5m。考虑到现场钢管的材质，验算时钢管尺寸按直径48×壁厚3.0计算梁模板支撑架立面示意图如下：
二、计算
（一）梁荷载计算：（以最大梁为例）
1、钢筋混凝土梁自重（KN/m）
Q1=25×1.6×0.7=28 KN/m
2、模板的自重线荷载（KN/m）
Q2=0.35×0.7×（2×1.4+0.5）/0.5=1.6 KN/m
3、活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土产生的荷载（KN）
经计算得到，活荷载标准值P1=（1.0+1.0）×0.5×0.3=0.3 KN
均布荷载q=1.2×（14+1.6）=18.72 KN/m
集中荷载p=1.6×0.7=1.12 KN
（二）托梁荷载计算：
均布荷载取托梁的自重q=0.74 KN/m
经过计算得到最大弯矩M=1.16 KN/m
经过计算得到最大支座F=13.52 KN
经过计算得到最大变形u=1.12mm
顶托梁的截面力学参数为：
截面抵抗矩W=11.24m³
截面惯性矩I=25.22cm4
（1）顶托梁抗弯强度
抗弯计算强度=1.16×106/1.05/11600=105N/mm³
顶托抗弯强度小于215N/mm³ 满足要求
顶托梁的最大挠度小于1600/700=2.28 满足要求
（2）立杆稳定性计算
N/φA≤F
其中N包括：
横杆的最大支座反力N1=13.52KN（已经包括组合系数1.4）
脚手架钢管自重N2=1.2×0.129×24.8=3.842KN
立杆的轴心压力设计值N=11.834+3.842=15.676KN
φ—轴心受压立杆的稳定系数，由长细比L0/i查表得到。
立杆截面回转半径I=1.60cm
立杆净截面积A=4.24cm²
立杆净截抵抗矩W=4.49cm³
钢管立杆抗压强度设计值f=205N/mm²
参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》由公式（1）或（2）计算
L0=Kμh (1)
L0=（h+2a） (2)
K—计算长度附加系数取值1.155
μ—计算长度系数查表5.3.3取值1.70
A—立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度a=20cm
公式（1）的计算结果：187.22N/mm²立杆稳定＜f满足要求。
（三）扣件抗滑计算：
R=max（R1,R4）=0.603KN≤8KN
单扣件在扭矩达到40—65NM且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求。
同理可知，在左侧立柱受力R=4.603KN≤8KN
单扣件在扭矩达到40—65NM且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求。
我们在考虑到多次使用扣件质量因素，采用双扣件施工，加大保险系数。
（四）立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p ≤ fg
地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 120×1=120 kpa；
其中，地基承载力标准值：fgk= 120 kpa ；
脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ；
立杆基础底面的平均压力：p =N/A=15.676/0.25=62.704kpa ；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=15.676kN；
基础底面面积：A = 0.25 m2 。
p=62.704 ≤ fg=120 kpa 。地基承载力满足要求！
三、施工过程控制
鉴于高大模板支撑系统工程的重要性及施工的危险性，施工前依据高大支模专项施工方案对钢管脚手架施工班组进行详细的施工质量、安全技术交底，对搭设的疑点、难点与班组人员进行仔细交流，使施工人员对工程的施工难度、危险性有充分认识。项目部施工人员明确各自的职责，对搭设好的模板支撑系统对照方案和规范进行验收，对螺栓的紧固程度，使用扭力扳手抽查扣件螺栓拧紧扭力矩，对未紧固的螺栓及时发现，及时采取紧固措施。
四、施工安全控制
由于钢管及其配件的材质对整个支撑系统的安全至关重要，搭设前，进场时检验钢管及其配件的质量及出厂质量合格证。脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》考核合格的专业架子工持证上岗。
上岗前必须按照有关规定进行专门的安全技术交底及三级教育，并办理好签名手续。作业时正确佩戴安全帽、穿防滑鞋，正确佩戴安全带，做到“高挂低用”。竖向剪刀撑、水平剪刀撑、连墙件等杆件严格按照施工方案实施。
搭设完成后要做到“三检”工作：班组自检、项目部专检、公司安全、质量技术部门联检，并做好检查记录及验收签证工作。
通过实践证明，只有通过严格落实各项质量技术、安全保障措施，才能保障高大支模施工的安全性，从而保证整个工程的施工质量安全，避免造成安全事故。
欢迎有识之士参与探讨，本文仅供参考。
