劉明喜、黃飛、李嶺
(中國建筑第七工程局有限公司,河南 鄭州450000)
隨著社會經濟的持續發展,我國各類房建及橋梁工程的建設規模逐步擴大,為了滿足施工過程中的支撐及穩定性要求,高大模板支撐體系施工技術得到了廣泛應用。尤其是近年來各地區房建和橋梁綜合體工程越來越多,高大模板支撐體系施工水平與施工質量和安全管理息息相關。因此,有必要針對房建和橋梁綜合體工程的特點,對高大模板支撐體系施工關鍵技術進行深入的探究。
高大模板支撐體系主要是指為了滿足大型工程混凝土構件建造及施工過程的支護需求,而針對性設計和建造的模板支撐體系。具體來講,在實際施工中,當涉及的混凝土構件支模高度超過8m,或者搭設跨度超過18m,就屬于高大模板支撐體系。另外,在部分施工場景下,如果構件上覆總荷載或集中線荷載分別超過15kN/m2或20kN/m2,也被認為是高大模板支撐體系。通常情況下,高大模板支撐體系都采用扣件式鋼管支撐,對整個模板構件的結構設計、緊固方式設計以及實際施工過程的質量控制要求極高。由于高大模板支撐體系通常應用在房建、橋梁工程的核心基礎部分,其施工質量將直接影響整個工程的穩定性,同時也會對施工過程的安全管理產生決定性影響。所以,提高高大模板支撐體系的施工質量,是提升整個項目施工質量和可靠性,保證工程施工有序開展和施工安全的關鍵所在[1]。
高大模板支撐體系具有以下幾方面的特點:其一,高度高、跨度大、荷載高。如前文所述,高大模板支撐體系基本上都用于房建、橋梁工程的重要構件部分,是為了滿足工程構件整體支撐和荷載需求而設計建造的支撐體系。因此,對核心模板材料、緊固工藝的要求極高,否則會直接影響整個系統的支撐性能。其二,施工環節復雜。一方面,高大模板支撐體系本身的體量較大,涉及的核心結構、緊固工藝較為復雜,給設計和施工工作帶來較大挑戰;另一方面,像房建和橋梁綜合體這樣的工程項目,高大模板支撐體系都位于整個工程系統的關鍵部位,無論是復雜的環境,還是其他分項工程的存在,都可能給高大模板支撐體系的施工造成影響或干擾。其三,安全及質量管理要求高。高大模板支撐體系施工過程的安全風險多,同時影響其質量的因素較多,加上高大模板支撐體系通常在各類工程項目中的重要地位,意味著在施工中對施工質量及安全性的管理要求非常高[2]。
前文已經提到,高大模板支撐體系要承受極高的豎向及橫向荷載,無論是模板本身的強度、耐用性和穩定性,還是緊固件的質量,都會直接影響整個支撐體系的可靠性。如果高大模板支撐體系用到的管件、連接件、模板等材料本身質量較差或規格與實際應用場景不符,將直接影響施工質量。同時,部分項目的現場施工中,對高大模板支撐體系材料構件的現場管理不到位,導致材料出現變質損傷的情況,勢必也會影響模板支撐體系的施工質量。值得一提的是,可重復使用是高大模板支撐體系工藝的一項優勢,但是如果在重復使用部分構件及材料時,沒有做好材料檢查、維護,也可能影響施工質量和安全。
任何工程支撐體系的建設,都需要建立在科學的構造設計基礎上,合理的構造可以在減少材料應用、空間占用的基礎上,提供更強大且穩定的支撐力。但如果構造設計本身存在問題,不僅可能導致實際施工中耗材增多、施工難度加大,還會出現安全隱患。例如,一些高大模板支撐體系中立桿頂部搭接方式不合理,沒有配置U型可調節支托,會直接導致支撐結構出現偏心受力,搭接扣件的荷載不穩定,埋下安全隱患。
任何高大模板支撐體系的實際搭建施工,都需要充分結合設計圖紙和現場實際情況,做好各個環節和板塊的質量控制。但是,在實際施工中,受到施工理念、技術方法及施工人員專業能力的影響,也可能出現質量問題。例如,在實際施工中,如果沒有按照標準或規范方法設置好水平桿,會導致模板力學結構不完整,埋下安全隱患。再比如,在設置水平或者豎向剪刀撐時,如果沒有調整好角度或扣件的抗滑力不足,也會引起支撐體系質量問題的出現。
某橋梁工程位于貴州省六盤水市,是兩個城鎮之間重要的交通連接通道。橋梁總長68.1m,采用的是(18.5+25+18.5)m的三跨上承式拱橋結構,橋梁設計寬度為16.5m,中跨、邊跨主拱圈高度均為0.9m,拱箱高度為16.5m,上部設置了10道高度為2m的腹拱。在該項目中,橋梁主拱圈模板支撐體系最大高度超過12m,屬于高大模板。為了提升該高大模板支撐體系的施工質量,該施工單位制定了完善的施工方案,并對關鍵技術進行了嚴格把控。
設計人員根據該項目實際情況,對高大模板支撐體系結構進行針對性設計。其中,采用的主要材料為多層木膠合板,模板厚度為15mm,尺寸為18mm×1800mm×950mm。使用100mm×100mm的方木以及80mm×80mm的方鋼作為主楞。主楞用U型支托進行支撐,并按照橫向和縱向方向進行布置。橋梁拱圈側目使用的是厚度為18mm的膠合板,50mm×50mm的方木作為斜撐。在結構支撐體系方面,使用鋼管型號φ48.5mm×3.6mm作為基礎材料,鋼扣件進行連接。在立桿的頂部,使用可調節的U型頂托進行支撐平衡。具體搭設方式為:底模次楞間距控制在250mm;主楞間距控制在700mm;立桿的縱橫間距控制在799mm,步距不超過1500mm。
在房建和橋梁綜合體的高大模板支撐體系施工中,需要嚴格按照設計圖紙和施工計劃,確保各個環節施工方式的規范性。在該項目中,支架搭設的具體施工要點為:首先,將厚度為50mm的墊板鋪設在立桿底部位置,部分采用槽鋼加固。按照設計方案,將立桿依次排列在拱圈板周邊,鋪設完鋼管支架后,在離地約200mm的位置,使用尺寸φ48.5mm×3.6mm的鋼管布設1層掃地桿。按照施工規范,分別設置橫向及縱向水平桿,在立桿上合適位置設置并固定好可調節頂托,針對性配置托梁。需要注意的是,在設置立桿期間,要嚴格按照設計圖紙,依次鋪設好橫向和縱向的支撐材料,并且嚴格做好立桿垂直度的控制和調節,其間要檢查各連接件之間的穩固性。同時,設置墊木、槽鋼時,要做好基底的處理,通常要采用混凝土墊層基底,不能鋪設于強度或穩定性不足的砂石、泥土基底上。設置立桿頂托和支架時,要將之間的距離控制在300mm以內。在任何位置設置立桿,都采用對接扣件進行連接,杜絕一切形式的搭接,并且確保每個環節橫向和縱向方向的水平桿拉通。
設置好立桿、水平桿之后,開始進行剪刀撐的布置。先在模板支架的四周按照設計圖紙布置豎向的剪刀撐,中部位置按照5排支撐桿的間距布設橫向剪刀撐。需要注意的是,要保證剪刀撐之間的距離均勻性,確保各接觸點拉緊扣實。設置各個立桿、水平桿及剪刀撐時,要使用經緯儀對各個位置進行投測,并使用水平儀檢測各個位置及水平度是否符合要求。各個構件最終布設效果要達到《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》(JGJ130—2011)的要求。需要注意的是,在進行高大模板支撐體系布設施工時,要避免在支撐結構上集中堆載過多材料,做好實際施工荷載的控制,避免出現過載情況。
在高大模板支撐體系的施工中,混凝土澆筑是十分關鍵的環節,澆筑質量將直接影響支撐的可靠性及整個工程結構的質量。混凝土澆筑需要嚴格做好商品混凝土的質量管理、坍落度的控制,避免出現離析現象。在澆筑時,要選用合適的振搗棒進行振搗,確保混凝土在模板內填充均勻密實,且要注意避免振搗棒接觸模板和支撐構建,以免引起模板結構變形損壞。澆筑期間做好模板、支撐構件的變形觀測,出現問題時要及時進行處理。混凝土澆筑完成后,及時進行覆蓋防護,確保混凝土的凝固質量。
綜上所述,為了提高施工質量,保證施工安全,進一步發揮高大模板支撐體系技術的應用價值,應當嚴格按照施工現場特點和工程建設設計方案,做好高大模板支撐體系結構的設計。在此基礎上,做好施工期間的材料管理、工藝管理和質量驗收,確保高大模板支撐體系的建設施工達到質量要求,為房建和橋梁工程綜合體項目的后續施工打下可靠的基礎。