盤扣早拆模架體系在公共建筑中的應用

朱 凱 張 浩 劉 琰 陶 聰

1.中建八局第三建設有限公司 江蘇 南京 210046；2.南京浦口科學城建設發展有限公司 江蘇 南京 210000

傳統盤扣模架體系[1]雖然有著搭設速度快、規格多、功能性齊全、安全性高等諸多優點，但也存在材料投入量大、周轉周期長、成本投入大等缺點。近年來，隨著國家科技發展戰略步伐的不斷加快，新工藝、新技術、新設備不斷涌現，建筑施工新技術的發展也走上了更高的臺階，特別是對新型模架體系的發展和使用提出了更高的要求。

早拆盤扣模架體系[2]是在盤扣體系的基礎上發展而來的，利用混凝土在早期強度增長較快的特點，當混凝土達到一定強度后，在實際跨度減小的情況下可以提前拆除部分模架，加快周轉速度，是模架體系新的發展方向之一。特別是對于目前體量規模大、工期要求高、周轉速度要求快的公共建筑施工，使用該早拆體系顯得尤為重要。因此，加快研究早拆模架體系在公共建筑施工中的應用是十分必要的。

1 工程概況

科學城總部基地一期項目位于江蘇省南京市浦口經濟開發區，項目占地面積75 000 m2，總建筑面積370 300 m2。項目包含辦公、大型會展、商業及附屬配套等功能，建成后將成為南京浦口科學城的地標建筑以及創新載體平臺。

本工程地下室2層，層高有4.80、3.40、6.45 m，平均跨度為8.50 m，施工體量大，該早拆應用于地下1、2層，地下2層頂板厚為120、250 mm，局部150、300 mm，地下1層頂板厚350 mm。各分區施工劃分區塊如圖1所示。

圖1 地下室各分區施工劃分平面

2 工程方案設計

2.1 承插盤扣腳手架設計

承插型盤扣式早拆體系，立桿采用φ48 mm×3.2 mm鍍鋅鋼管，立桿間距1 200 mm×1 200 mm，立桿上端放置早拆頭；主龍骨采用100 mm×50 mm×2.5 mm矩形鋼管；次龍骨采用40 mm×40 mm×2 mm方鋼管。

通過BIM建模，利用Midas有限元軟件對架體的組合彎矩、應力、變形等進行分析，在混凝土實際強度達到設計強度的50%時，即可拆除2/3的模板支架[3]。該承插型早拆體系結構的應用，不僅加快了材料周轉的速度，而且節約了成本，大大減少了前期材料的投入，帶來可觀的經濟效益，如圖2、圖3所示。

圖2 模架布置平面

圖3 模架布置立面

拆模后模架布置如圖4、圖5所示。

圖4 拆模后支撐及模板平面

圖5 拆模后支撐及模板立面

2.2 模板設計

盤扣早拆體系模板同樣分2次拆除，圖6為當前早拆體系的模板設計，其中黑色部分模板為早拆后留下的部分，在最后進行拆除。

圖6 盤扣早拆模板設計

2.3 早拆頭設計

早拆頭主要由底板、U托、絲桿及2個螺母組成，上面一個螺母用于調節主龍骨的高度，并通過降低此螺母的高度來實現模板早拆，下面一個螺母用于調節支撐架的總體高度，如圖7所示。

圖7 早拆頭設計三維示意

2.4 安全性設計驗算

根據現場實際施工情況建立模型，運用品茗和Midas軟件進行支撐體系及立桿穩定性驗算，確保結構安全和施工簡便性，如圖8、圖9所示。

圖8 模架體系受力荷載布置

圖9 模架體系受力計算、分析

從計算結果可以看出，板中、跨中位置彎矩大，柱側剪力大，將這些部位的模架留在最后拆除符合實際情況。其余部位處受力較小，當結構混凝土達到一定強度后，其自身可以承載該部分荷載，無需再保留模架。

3 施工方法

3.1 施工流程

施工準備→定位彈線→盤扣架體安裝→主龍骨安裝→次龍骨安裝→膠合板安裝→模板預檢→彈線分格→下鐵鋼筋安裝→水電埋件安裝→上鐵鋼筋安裝→鋼筋隱檢/水電隱檢→開盤鑒定→澆筑混凝土→養護、清理[4-8]

3.2 施工要點

3.2.1 模架安裝

施工前，組織管理人員進行早拆模架體系平面布置圖、模架施工大樣及節點詳圖的交底，并對重點部位進行講解。

根據模架搭設平面布置圖及梁結構施工圖進行支架規格、數量統計，備齊各種構配（桿）件。按模板支模布置圖，即支承格構圖放線。

由操作人員進行立桿搭設、水平拉桿布設（過程中注意用榔頭將插頭與插座輕輕敲緊牢靠）。按放線位置搭設一個垂直相交的四邊形支承格構立桿，沿此支承格構立桿按互相垂直的原則施工剩下的部位。

用立桿接桿的方式將豎向立桿搭設到模板布置圖設計標高位置，按橫桿步距（一般為1 500 mm）要求安裝水平拉桿，過程中注意跟進搭設斜拉桿剪刀撐。

支架完成后，放置早拆頭，并使插銷、托架就位，然后安放主次龍骨，并將龍骨上標高調到所需位置。

按照布置圖要求安裝并調整主次龍骨標高。按模板布置圖從一側開始鋪設模板，跨度≥4 m時按照0.2%起拱。模板拼縫采用“硬拼”，個別模板拼縫較大的須粘貼密封膠條。模板及支撐體系驗收合格后，進入下一道施工工序。

考慮到木模板可周轉性、經濟性及后期拆模的可操作性等因素，統一在早拆頭位置布置黑色模板條帶，其他位置為紅色覆合膠模板，并且所有的木膠板均需按房間編號，上、下層同一房間進行倒用。

3.2.2 模架拆除

在早拆體系中，現場留置的混凝土試塊強度達到設計強度的50%后，可將托架、龍骨、整板拆除，當混凝土強度達到設計強度的100%（試塊試壓）且上部無施工荷載時，可將模架部分拆除。

根據設計的平面布置圖，應先把紅色膠合模板區域的立桿及頂托拆除，剩下的黑色模板區域為早拆頭位置，等到規范要求的拆模時間再進行拆除。一般常溫時滿支1層，保留2層；冬季施工時滿支1層，保留3層，拆除過程中注意輕拆輕放，嚴禁蠻力施工。

拆除順序：先支后拆，后支先拆，先上后下。拆模后當混凝土內外溫度差大于20 K時，應當按照規范要求在混凝土表面繼續采取保溫措施。拆下來的模板要及時按要求進行分類，且堆放到開敞的地方，項目實驗室每周公布一次混凝土達到強度所需的時間。

4 現場實施情況

根據科學城現場施工情況的效益分析，在大面積結構施工中，按照多個施工段組織流水施工，單個施工段可提前組織施工3～4 d，較傳統的支撐體系，早拆體系的應用可減少加固材料的投入量達到60%～75%，節約架體租賃成本50萬元以上。若大面積推廣應用，可減少相關材料的社會需求總量，減少鋼材等物資的損耗。

圖10、圖11為早拆架體搭設及監測系統安裝情況，該過程實施難度小，易修改，效果較好。在實際應用中，模板鋪設實施效果并不好，模板板塊實際位置往往不能很好地與模板設計位置匹配。盤扣早拆體系模板分2次拆除，早拆后留下的部分模板布置分散、板塊小，對操作人員要求較高。

圖10 現場早拆架體搭設情況

圖11 早拆架體實時監測系統

5 目前存在的問題

通過現場實施，發現早拆模架體系目前仍存在以下幾點問題：

1）盤扣立桿的固定模數不能根據圖紙的平面位置及標高進行靈活調整，比較死板，對操作人員及測量放線工藝水平要求較高。

2）早拆頭的U形槽段設計尺寸偏小，對大尺寸的主龍骨安拆不便。

3）模板板帶加工模數及平面定位難度大，定位不準確會導致早拆頭偏心受力，使模板發生彎曲變形。

6 結語

承插盤扣早拆模架在科學城項目上的投入使用，縮短了項目施工工期，提高了工程實體質量，節約了周轉性材料成本的投入。在設計上同時結合鍍鋅鋼管的材質，使得架體整體干凈、整潔、美觀，很好地宣傳了企業形象，帶來了一定的社會影響力。

相較于傳統盤扣支撐模架體系，早拆架體有著周轉速度快的優點，但也有操作難度較大的缺陷，同時還有著模數的限制，對操作人員的識圖能力、工藝水平及綜合素質要求較高，還需要對其進行進一步的優化改良?？傮w來說，承插型盤扣早拆體系仍有不足，但其未來發展大有可為。