現澆混凝土高模板支撐的施工組織設計

張文杰

高支模施工具有安全風險高、難度系數大、施工精度不易控制等難點，有些工程項目還存在斜坡結構，進一步增加了支架搭設和混凝土澆筑的難度。此類施工的重點是搭建穩健的支撐體系，嚴格控制模板標高，依照混凝土澆筑施工的基本流程搭建模板、澆筑及養護混凝土結構。研究現澆混凝土高支模的施工組織設計策略有助于提高此類施工的效率、質量以及安全性，具有重要的現實意義。

1 工程概況

本次研究以國內某滑雪樂園的滑道施工為例，項目中的滑道共分為3個等級，其中初學者滑道長度為120 m，平均寬度達到45 m，滑道的坡度為8°，標高在5.1 ～21.9 m，最高點和最低點的落差為16.8 m。初中級滑道長度為330 m，寬度是30 m，坡度為9°～12.5°，標高最高點達到59.1 m，落差為60 m。最后一個是高級滑道，寬28 m，長260 m，坡度為11.50°～20.5°，標高最高為59.1 m，落差60 m。滑道基礎結構為鋼筋混凝土現澆而成，然后通過造雪機、冷風機等實現室內造雪。由于滑道最高點的標高達到了59 m 以上，因而施工過程中涉及高模板支撐作業。

2 現澆混凝土高模板支撐施工組織設計

2.1 高模板支撐體系搭設

2.1.1 前期準備

（1）制定施工方案。根據項目特點，由專家論證后決定采用“貝雷梁+盤扣式架體”的組合式支撐體系，貝雷梁的結構形式及搭設方式有明確的規范要求，該項目中為了強化坡道上的基礎，增設了矩形的鋼梁。在架體選型上主要考慮鋼管規格的統一性以及鋼管的整體質量。盤扣式腳手架系統采用統一的設計規格，鋼管的材質均為Q345B，其表面采用鍍鋅防腐處理技術，主要的結構形式為承插型盤扣式架體[1]。為了提高模板支撐的施工效率，將整個系統劃分為低區、中區以及高區3 種類型，具體可參考圖1，3 個區域在搭設高度上存在差異，以圖1中的低區為示例，其具體的搭設指標可以參考表1。項目中所使用的模板厚度均為15 mm，立桿的橫距和縱距全部為900 mm，步距為1 500 mm，頂部使用可調節的承托結構。

表1 低區高支模系統搭設要求

圖1 雪樂園項目滑道高支模區域劃分示意圖

（2）設計參數計算。在高模板支撐系統的設計中，要非常重視設計參數的計算。設計階段以及后期的驗收階段都要反復核算貝雷架的彎矩、撓度以及剪力等參數[2]。

（3）立桿及貝雷架放樣。在全方位搭設架體之前需先做好貝雷架以及立桿的基礎放樣，確定搭設點的具體位置。同時以平面設計圖紙為根據，在混凝土基礎地坪上做好放樣工作。

（4）施工工具租賃。由于該項目使用的貝雷梁以及承插式腳手架用量較大，考慮到施工成本控制的因素，決定采用租賃的方式獲取這些物資。待物資進場時對腳手架系統的材質、規格以及變形情況等進行嚴格檢查，凡不符合要求的一律更換。

2.1.2 墊板和底座設置

由于高模板支撐體系在后期運用階段會承載較大的模板載荷以及混凝土澆筑載荷，再加上支架體系本身也存在較大的自重，因而需加強底座和墊板的設計。首先在施工區域內澆筑一層混凝土基礎，厚度控制在15 cm 上下，做好平整度控制，使其具有良好的承載力。然后按照立桿的放樣點，在立桿支座下放支點墊板，并且墊板的材質、規格要統一，在墊板上設置盤扣式腳手架的支座。

由于架體搭設較高，對垂直度的要求很高，在設置支座時必須嚴格檢測其垂直度的參數。地面硬化處理是非常重要的一步，其作用體現在2 個方面：一是通過硬化的砼基礎為盤扣式腳手架、貝雷架以及施工載荷提供良好的承載力；二是通過砼面層實現統一的基礎標高控制，為高支模的支架系統提供統一的搭載標高。如果不進行地面硬化處理，而是采用自然地基作為搭載平面，那么在后期施工中很可能出現地基不均勻沉降、模板標高難以精確控制的問題[3]。

2.1.3 貝雷架安裝

該項目采用貝雷架的主要原因是滑道為斜坡結構，滿堂腳手架不易安裝，鋼管接觸面小以及架體滑移將對滿堂腳手架體系造成很大的安全風險，最高處的架體高度需達到60 m 以上，盤扣式鋼管腳手架體系難以滿足搭設需求。因此，對于高區的模板支撐體系，采用承載力和適應性都更突出的貝雷梁架，具體的支撐方案是在坡道上設置鋼箱梁，以塔吊方式將其吊裝到預定位置，并將預埋鋼板與箱梁的底部和端頭焊接牢靠[4]。

2.1.4 高模板支撐體系施工

盤扣式腳手架系統的搭建要點在于限制好立桿的垂直度、橫距、縱距、水平桿的步距以及主次龍骨的規格和間距。在施工方案設計階段早已明確了這些基本參數，其中立桿的橫距和縱距全部按照900 mm 處理，水平桿的步距全部按照1 500 mm 處理。項目中使用的主龍骨為雙鋼管，次龍骨為木枋。

（1）立桿搭設要求。立桿底部的200 mm 高度范圍內設置橫向和縱向的掃地桿，垂直度采用專業的儀器進行測量，對于偏差過大的立桿進行底座調整。

（2）剪刀撐搭設。剪刀撐分為水平和豎向兩種。豎向剪刀撐連續設置在架體外側和內部，按照縱向和橫向每5 跨設置剪刀撐，剪刀撐跨度不低于3 m。剪刀撐斜桿與水平方向的夾角控制在45°～60°。水平剪刀撐設置在豎向剪刀撐的交點平面，水平剪刀撐的具體設置位置是豎向每隔4.5 m，其寬度控制在3～5 m。

（3）模板支設。模板搭建的基本要求是加固牢靠、做好接縫位置的密封處理，混凝土澆筑之后的載荷作用在模板上有可能引發漏漿的風險，因此要重視模板加固這一工序，在接縫部位設置專門的密封條，防止水分或者水泥漿液直接流失[5]。

2.1.5 驗收

在安裝模板之前首先對支撐系統進行嚴格驗收，重點針對立桿橫縱步距、水平桿步距、掃地桿的高度、剪刀撐的設置等進行驗證，尤其要關注立桿的垂直度，由于搭設高度較大，如果垂直度上存在過大的偏差，將會對后續的施工產生很大的安全威脅。其次，檢查盤扣式腳手架的連接節點，重點是插銷是否安裝到位，對于存在螺栓連接的部位，可使用扭力扳手來規范安裝時的力度。支撐體系驗收合格后再安裝模板，重點檢查模板固定的牢靠程度、模板的底部標高以及模板連接部分的密封性[6]。

2.2 混凝土澆筑工程

搭建高支模能為混凝土澆筑施工創造有利的條件，核心施工內容依然是現澆混凝土施工。依據混凝土現澆施工的基本流程，施工組織的要點如下。

2.2.1 各類原材料的進場驗收

在混凝土工程中需通過專業的試驗全面掌握混凝土配置原材料的性能特點以及各種原材料的最佳設計配合比。項目管理中需委托專業的第三方鑒定機構對混凝土的凝結時間、強度、安定性進行測試。凝結時間決定了后期施工過程中混凝土制備速度、運輸車輛以及混凝土泵之間的配合方式，必須確保混凝土材料在初凝之前就澆筑完畢，否則將影響澆筑結構的質量。目前，對以上檢測內容已經形成了成熟且完善的方法，例如，檢測混凝土安定性主要采用雷氏法，水泥強度試驗采用標準的水泥膠砂強度檢驗方法。

在混凝土檢驗之前需對粗集料、細集料以及摻和料等進行質量驗收。粗骨料的驗收重點是含泥量、壓碎值以及粒徑范圍等，在配置混凝土時要求骨料的含泥量不得超過其總重量的1%。細集料主要為河砂，同樣存在含泥量或者黏土含量過高的問題，檢測方法是使用水浸泡細集料，過濾細砂，然后觀察水的含泥量。

2.2.2 混凝土制備、運輸、澆筑及振搗

攪拌制備混凝土時要充分考慮澆筑時的進度需求、混凝土澆筑泵車的數量、運輸車輛的數量，然后按照需求合理、適量地配置混凝土料。為了強化制備混凝土時各種原材料的比例控制，施工時推薦采用大型拌和站，高支模工程的混凝土澆筑量較大，此次研究的項目中跑道的長度和寬度都很大，導致混凝土澆筑量激增。

拌和站內置的電子稱量裝置可以高效地測量各類原材料的質量。混凝土運輸和混凝土泵車現場澆筑需達到高效的配合，高支模工程需盡可能一次性完成澆筑作業，并且可從多個階段同步澆筑。對于厚度較大的結構，可采用分層澆筑的方式，并且同步跟進混凝土振搗操作，尤其在分層澆筑的位置，振搗棒需促進上下層澆筑面的有效融合。在澆筑混凝土的過程中要注意控制導管口和澆筑面的垂直距離，通常不超過2 m，否則容易造成混凝土離析[7]。

2.2.3 高支模混凝土澆筑的溫度控制

該項目中的現澆混凝土工程體積較大，在澆筑過程中會出現溫度控制困難的問題，原因是水泥水化熱產生的熱量大量積聚在混凝土結構內部，并導致內層混凝土的溫度遠高于外層混凝土，進而引發強烈的熱脹冷縮效應，形成膨脹裂縫。預防這一問題的方法是使用低熱水泥，配置混凝土時添加一定量的緩凝劑，必要時采取冷水降溫措施，在澆筑區域內提前預埋冷水管以及溫度監測傳感器，隨著內部溫度的升高及時開啟冷水降溫系統，使其快速帶走混凝土內部的熱量。

2.2.4 養護

養護主要是根據混凝土的齡期要求，嚴格落實養護時間，在整個養護過程中及時補充水分，尤其在高溫天氣下，可在混凝土結構表面鋪設一層草簾，并定期灑水，使其始終保持濕潤狀態，防止混凝土結構表面因快速失水而形成干縮裂縫。

2.3 模板拆除

拆除模板及腳手架支撐系統與搭設過程相似，同樣存在較大的安全風險。首先要把握拆模的時機，不可過早拆模，待混凝土結構強度達到設計強度的75%以上后，再拆除模板以及相應的支撐結構。拆模的順序與搭建模板時相反，可按照頂模、端模、側模、底模的順序依次進行拆模。盤扣式腳手架以及貝雷架按照從上到下的順序依次拆除，在支架拆卸的下方需設置硬圍護和警示牌，防止其他施工人員誤入作業區域，這樣可有效預防物體打擊類的傷害。

2.4 其他施工組織要點

2.4.1 進度安排

現澆混凝土高模板支撐系統在施工現場管理中存在很大的安全風險，雖然經過了嚴格的技術論證，但最有效的管理措施是盡快完成現澆施工，并且將支架和模板系統拆除。因此，在此類工程活動的管理中需加強進度管理，以緊湊的方式組織施工。例如，可采用流水線施工法，確保物資、人員以及設備之間的高度配合，促進施工進度。

2.4.2 人員和機械安排

高支模施工中存在盤扣式腳手架搭設作業，有些還涉及貝雷架搭設，相關從業人員需持有架子工上崗證以及架子工操作證。貝雷架安裝過程中還會使用塔吊或者履帶吊等大型吊裝機械設備，吊裝機械的操作人員也要具備相應的資質證書。可見，施工單位在管理過程中需加強對各類特征作業人員的管理，檢查其資質證書的有效性，堅決預防證書過期未審或者無證上崗等問題。施工材料主要涉及模板、腳手架、貝雷片、水泥和粗細集料等，施工單位要根據進度要求以及作業內容及時安排各種物資進場，包括機械設備在內。

3 結語

工程項目施工方案、施工流程、人機材準備、質量管理措施以及安全管理措施等，是現澆混凝土高模板支撐施工的組織設計重點。在具體的施工管理中，要加強對支架系統搭拆的管控力度，全面分析支架地基的穩固性、支架立桿的垂直度、支架頂部標高、橫縱步距、剪刀撐等影響高支模搭設效果的關鍵因素。