高大支模支撐體系施工

劉凱圖

【摘要】在現代建筑工程中，隨著混凝土構件模板支撐高度、搭設跨度與施工總荷載的不斷提升，碗扣式模板支架等傳統模板支撐體系缺乏適用性，在施工期間存在質量和安全問題。基于此，為滿足實際施工需求，本文以高大支模支撐體系施工作為切入點，結合紫蘭中學項目實例，對高大支模支撐體系的施工技術及操作要點進行闡述，提出施工策略，以供參考。

【關鍵詞】高大支模;支撐體系;施工技術;操作要點

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.06.

1、工程概況

紫蘭中學項目是坐落于我國廣州市花都區的一項重點建設項目，建設內容包括教學樓、行政圖書館、藝體樓、地下室與活動用房，總建筑面積為29716m2。其中高大模板支撐體系集中應用于活動用房。在二層室內籃球場、室內籃球場天面層、階梯教室天面層均為搭設高度5-11m，跨度24-26m，最大梁截面500×1700mm的梁板。在二層階梯教室樓梯段斜板底部采用搭設高度5-8.5m（局部10.3m）的扣件式鋼管支撐架作為高大模板支撐體系。

2、高大支模支撐體系的施工流程及操作要點

2.1支撐體系搭設

（1）立桿基礎

在立桿基礎施工環節，當前常見的立桿基礎分為鋼混樓板以及混凝土墊層兩種，在選擇第一種立桿基礎時，保留不少于2層的模板支撐。而在選擇第二種立桿基礎時，提前對下方地基土加以壓實處理，要求地基土壓實度在90%以上。隨后，為減輕立桿壓力，提前在立桿下方部位鋪設木墊板，使用相同規格尺寸墊板，多數工程均選用厚度在50mm以上的木墊板，重點檢查是否出現墊板開裂等質量問題，將木墊板的厚度、寬度偏差分別控制在±5mm以及-20mm內。

（2）立桿

在立桿搭設環節，采用Φ48×3.5 鋼管作為立桿，根據現場情況來設定立桿橫縱向間距等參數，并采取對接扣件式連接方式來連接立桿。在紫蘭中學項目中，為確保支撐連成整體，在原計算書基礎上加密調整梁板支撐立桿至倍數。最終，選擇保持板0.9m立桿間距，大截面梁立桿間距由0.6m調整至0.45m。隨后，對立桿搭設質量進行檢查，依次檢查立桿垂直度、橫縱間距、相鄰立桿接頭狀態等，如將立桿垂直度偏差控制在支架總高度2%。

（3）水平桿

在水平桿搭設環節，分別在立桿頂部以及底部沿水平方向搭設掃地桿與水平桿，綜合分析設計層高、支架結構型式、支架步距設計要求等因素來分配水平桿以及掃地桿距離。在本項目中，在縱水平桿底部離地0.2m部位安裝首道掃地桿，其中地面存在高差的部位，高處的掃地桿往低處延伸不少于3跨，同時在低處離地0.2m另外設置掃地桿，特別是階梯教室天面的支撐體系，按階梯教室梯板相同坡度，設置斜向掃地桿。掃地桿向上延伸至離地高度1400mm的部位安裝第一道水平桿，往上按步距1500mm安裝水平桿，在最上部預留出300mm的高操作部位。隨后，開展水平桿卡緊作業，將連接盤內插入桿件端頭，使用手錘敲擊桿件端部，使桿件逐漸深入連接盤，保持桿件緊固狀態，避免出現桿件松脫傾斜問題。最后，在水平桿搭設完畢后，對全部水平桿的位置、間距、垂直度進行測量調整，將偏差控制在允許范圍內，在調整完畢后結束水平桿搭設作業。

（4）剪刀撐

為提高模板支撐體系結構剛度與改善承載性能，可選擇在模板支架結構中設置剪刀撐，分為豎向剪刀撐與水平剪刀撐。其中，豎向剪刀撐布置在支架外側區域沿四周方向、支架中心點沿縱橫方向、大截面梁的支架，以地面為起始點，沿板底連續布置豎向剪刀撐，保持剪刀撐底部以及下方地面頂緊狀態，并安裝旋轉扣件來固定立桿和剪刀撐，將豎向剪刀撐寬度控制在4跨以內。水平剪刀撐則布置在下部掃地桿、頂部水平橫桿和架體中間高度等部位，一般情況下，把單個水平剪刀撐寬度設定在6000mm內并聯系設置，設置旋轉扣件來固定桿件與水平剪刀撐，而在支撐高度超過8m時，在上部兩道水平桿件的間隔處加設一道水平桿件，從而改善支撐架穩定性能。

（5）可調托撐

在可調托撐搭設環節，使用U型可調托座，要求托座標高略高于梁體中部，在支架打設置設計標高后，在立桿頂部布置可調托座，在立桿中插入托座，使用梯形螺紋作為絲桿，要求絲桿露出立桿頂部的長度值在200mm內，螺紋螺距在6mm左右，托座與最上部水平桿間距在300mm內。隨后，在可調托撐安裝完畢后，對托撐安裝質量進行檢查，保證托撐穩定不偏心。最后，在可調托撐上鋪設鋼管和木方龍骨。

2.2模板支設

在模板支設環節，要求施工人員全面掌握各部位模板支設與配套支撐結構的施工要點。例如，在安裝大截面梁模板時，紫蘭中學項目中使用膠合模板，采取雙層龍骨支撐形式，分別使用鋼管以及木枋作為橫楞與豎楞，并在模板間隔部位設置對拉螺桿，將螺桿縱向間距、對拉螺桿與大截面梁水平間距均控制為500mm，考慮到澆筑應力主要集中在梁下方，部分位置再另外增設步步緊作為側模的加固。由于存在大跨度的梁板，模板整體按3/1000起拱，在梁鋼筋綁扎完成并再次測量起拱高度校正無誤后再對梁側模封板。

2.3混凝土澆筑

根據同類項目施工情況來看，由于錯誤選擇混凝土澆筑振搗方式，或是在混凝土澆筑期間存在不當操作行為，對模板與支撐結構狀態造成明顯影響，嚴重時造成模板變形、支架晃動失穩、混凝土漏漿、混凝土蜂窩麻面等后果，存在質量安全隱患。因此，為保障施工質量，預防模板支撐結構晃動失穩等問題出現，必須嚴格控制混凝土澆筑質量。首先，明確混凝土澆筑順序，率先開展墻、柱構件的混凝土澆筑作業，在梁模板支設完畢、鋼筋未綁扎前進行，以梁模板作為混凝土操作平臺，預先在模板底部填充5-10cm厚的同標號減骨料混凝土，分層開展混凝土澆筑、振搗作業，將澆筑層厚度控制在0.5m內，或是在柱、墻側面開設澆筑孔來分段澆筑。在墻柱構件混凝土現澆結束、強度達到一定標準后，設置抱柱和對撐與整個支撐架體連接，增加架體剛度，降低架體橫向偏移和傾覆的可能。然后再開展梁、板構件的混凝土澆筑作業。同時澆筑梁、板。其次，掌握各處構件混凝土結構的正確施工方法，以大截面梁構件為例，通過分層澆筑方法，將各層澆筑的厚度控制在0.5m左右，再利用“趕漿法”，采取從下到上的順序進行澆筑。再次，在混凝土振搗環節，重點控制振搗器插入深度、振搗次數、振搗頻率、振搗力度等工藝參數，以振搗器插入深度，保持振搗器、模板、預埋件三者安全間距，如果振搗器與模板板面相互碰撞，將對模板與支撐架結構施加額外作用力，有一定可能出現模板變形破損、漏漿、支撐架晃動失穩的問題。最后，在混凝土澆筑振搗期間，由專人持續觀察模板結構與支撐結構狀態，同時使用無線監測設備對架體和立桿的沉降位移傾角和軸力進行監測，禁止其他人在混凝土澆筑期間進入模架內部，如果出現位移、變形、過幅晃動、立桿底部與墊層懸空等異常問題，立即停止混凝土澆筑，疏散撤離，然后對模板支撐結構進行加固處理。

2.4模板支架拆除

在模板支架拆除環節，綜合分析構件類型、跨度、模板允許承受荷載等因素，確定各類模板的拆模強度標準。例如，針對板構件，在跨度小于2m和超過8m時，分別在試塊強度達到設計值50%與100%時拆除模板，針對跨度小于和超過8.0m的梁構件，分別在試塊強度達到設計強度標準值的75%和100%時拆除模板，懸臂構件必須在試塊完全達到設計強度標準值后再拆除模板。隨后，按順序拆除模板支架，自上至下拆除立桿、水平桿、旋轉扣件、可調托撐、剪刀撐等配件，率先拆除后搭設的桿件，最后拆除先搭設的桿件，并在上層樓面混凝土澆筑結束7d、試塊強度達到設計強度標準值70%后，方可拆除樓面模板的支撐架。本項目由于樓層較高，均是大跨度的大截面梁，而且上下兩層均是高大支模體系，出于結構安全的考慮，在上一層達到設計強度100%并通過同條件試塊驗證后，先拆除上一層的模板和支撐體系，然后再拆除下面一層的模板與支撐。最后，全面檢查所拆除水平桿、立桿、剪刀撐等配件的外觀質量，清理灰塵污漬、殘留浮漿，對彎曲配件進行校正處理，更換損壞嚴重的配件，將剩余配件分類堆放，留待周轉使用。

3、高大支模支撐體系的施工策略

3.1支撐體系選材與質量檢驗

首先，在高大支模支撐體系施工前，綜合分析工程設計要求、模板周轉使用次數、荷載大小、工期時間要求等因素，嚴格遵循《建筑施工模板安全技術規范》（JGJ162-2019），做好水平桿件、主次龍骨、可調托板等配件的選材工作。在本項目中，選擇使用面板厚度在15mm及以上的覆膜木模板作為樓梯斜段、樓梯梁、休息平臺等部位的模板，使用抗剪性能為1.4N/mm2、抗彎強度為13N/mm2的方木作為龍骨，使用鋼管作為樓梯段立桿，以及準備手鋸、可調托撐、扣件、鋼卷尺等其他料具。

其次，在入場環節，對各批次模板支撐配件的規格尺寸、外觀質量進行檢查，退回規格有誤、存在嚴重質量缺陷的配件，如檢查鋼管外徑偏差、外表面銹蝕深度、壁厚偏差，檢測鋼管抗拉強度與水平桿抗剪承載力。確定配件質量無誤后，清理配件表面的灰塵污漬與殘留銹跡，對配件進行熱鍍鋅防銹處理。隨后，在模板支設、拆除期間重復使用水平桿件等配件時，要求施工人員在模板支設前、拆除后重復檢查配件質量，做好配件清理和預處理工作，確定一切無誤后，再開展混凝土現澆作業。最后，在模板支撐架搭設期間，要求施工人員對照設計圖紙與所適用配件，重點檢查是否存在支撐配件混淆使用、錯誤使用單扣件與雙扣件、支撐桿件規格尺寸與設計要求不一致的問題，在確定配件編號與圖紙信息準確無誤后，再將配件投入使用，搭設模板支撐架。

3.2搭設質量驗收

模板搭設關系著整體結構安全，所以在搭設后要及時進行質量驗收工作，避免在后續施工期間出現支撐架晃動失穩、模板滑移、混凝土漏漿等質量問題，需要高大模板支撐搭設質量進行全面檢查，由項目經理組織質量驗收工作，協同公司安全、技術和質量部門，邀請論證審核方案的專家組組長和專家以及行業監督部門共同驗收，報請監理工程師驗收，在驗收通過后，再進入下道工序。

在模板支撐質量驗收環節，首先，檢查桿件、扣件、可調托撐等配件的牢固情況，要求全部桿件均保持橫平豎直狀態，螺栓露出螺帽10mm，在螺栓端頭部位布置墊板，檢查各部位是否牢固，禁止在橫桿、立桿間隔部位隔步設置直角扣件，對存在松動、滑移問題的扣件螺栓進行返工處理。其次，檢查立桿垂直度，一般情況下，將立桿垂直度偏差控制在支撐架總高度2%以內即可，必要時將垂直度偏差值控制在支撐架總高0.75%以內，且偏差值不得超過60mm，同時，要求立桿落地在堅實平整的基礎上，如落地在混凝土硬化地坪上，在立桿端部區域加墊50mm木板作為底座，不得使用磚作為底座。再次，對剪刀撐的布置道數、布置位置、間距、落地情況、夾角值進行檢查，禁止出現剪刀撐漏設，將水平剪刀撐與斜桿、豎向剪刀撐斜桿和地面的夾角、傾角均控制在45°-60°內。最后，在后續混凝土現澆期間，由專人持續觀察模板支撐架結構狀態，借助監測設備在支撐架受到上部荷載、混凝土振搗作用力等因素影響而出現桿件變形、節點松動等問題時，及時將問題上報反饋，采取更換變形桿件、緊固松動節點等處理措施，必要時停止混凝土施工并疏散撤離，待問題得到妥善處理、模板結構與支撐架恢復穩定狀態后，繼續開展混凝土作業。

3.3荷載維護

考慮到混凝土澆筑期間偶爾出現模板支撐體系坍塌、晃動失穩等施工問題，存在安全隱患。這一問題的根源在于，混凝土荷載為可變荷載，在澆筑點周圍出現堆載現象時，對模板支撐體系的承載性能提出更高要求，進而引發上述問題出現，盡管在后續采取支撐架加固等處理措施，仍舊會對施工進度造成影響。因此，為預防和減少這類施工問題出現，保證模板支設、混凝土現澆作業的順利開展，需要在高大支模支撐體系施工期間做好荷載維護工作。例如，在梁板混凝土澆筑環節，以構件中心點作為起始點，向兩邊延伸澆筑混凝土，保持兩邊混凝土澆筑進度的一致性，使得模板支撐架在澆筑期間始終保持為均衡受載狀態，避免因受載失衡而出現失穩傾斜現象。同時，將梁板構件與柱構件的混凝土澆筑間隔時間控制在3d左右，對支撐架與柱體進行頂緊、連接或是抱緊處理，柱體和梁板下方模架立桿形成剛性連接，在其基礎上澆筑梁板混凝土。

3.4外墻外腳手架施工

在包括紫蘭中學項目在內的多數建筑工程中，普遍需要開展大量的高處作業。由于工程現場及周邊環境較為復雜，如何保障施工安全，預防高處墜落事故出現，是施工期間遇到的一項重要難題。針對于此，需要在外架施工期間應用到高大支模支撐體系施工技術。在紫蘭中學項目中，外腳手架既作為高大支模體系的外立面安全防護，也是現場人員的平時以及應急逃生通道。外腳手架要獨立搭設，不得與高大支模體系有任何連接。使用混凝土墊層作外腳手架基礎，將回填層壓實系數保持在0.93以上，現澆混凝土層來硬化立桿基礎，根據工程現場情況與設計要求來控制地基寬度、地基承載力等工藝參數。同時，施工人員在底座部位鋪設墊木，在全部鋼管底部都安裝木枋以及底座，不得遺漏，并在外立面滿掛安全網，作業層上鋪設腳手板，在平橋與外立桿內側等區域固定安裝擋腳板與連墻桿，連墻桿與混凝土結構有效連接。在本項目中，由于樓層層高較大，現場將連墻桿加密設置。最后，搭設上落通道和安全出入口。上落樓梯用鋼管扣件搭設，梯板用專用的樓梯腳手板，下方用兩層安全網設置兜底網，樓梯兩側設置扶手。安全出入口在首層與上落樓梯連接，上空設置雙層橫杠，各鋪一層腳手板和模板。上落樓梯和安全出入口夜間均使用LED燈帶照明，確保通行安全。

結束語：

綜上所述，為防止高支模支撐體系失穩，保障施工作業安全，全面提升高大模板支撐體系施工水準和作業效率，爭取一次性完成模板搭設與混凝土現澆作業。施工單位必須對高大支模支撐體系施工技術予以高度重視，嚴格把控支撐體系搭設、模板支設、混凝土澆筑、模板支撐架拆除等施工環節質量，積極采納支撐選材、搭設質量驗收、荷載維護、外墻外腳手架施工四項施工策略，做到對高大支模支撐體系的持續完善、創新優化，保證支撐結構整體的安全性及穩定性。

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