大跨度廠房高支模施工關鍵技術研究

孔 飛 （安徽富煌鋼構股份有限公司，安徽 巢湖 238076）

0 前言

眾所周知，混凝土結構施工離不開支模技術，而大跨度高層高混凝土結構因其本身的結構特點，具備普通的混凝土結構所沒有的施工特點和難度。模板和支撐作為高支模技術體系的兩個部分，缺一不可，都需要經過科學的計算和論證，并編制專項設計方案后方可進行施工。在以往的工程案例中，不乏因為缺少科學的管理組織以及淡薄的安全意識所引發的模板坍塌事故，造成了嚴重的人員傷亡和經濟損失。無論從安全施工層面還是經濟效益層面，加快深化高支模施工技術的研究與推廣都意義重大。

1 工程概況

本工程為順豐速運智能分揀合肥基地二期工程4#智能分揀中心，項目位于合肥市蜀山新產業園區內雪霽北路與汶水路交口西南角。南側為待建的3#電子商務中心，西側為已建的一期工程。總建筑面積46466.64m2，地上2 層，無地下室，建筑高度25.2m，其中首層10.8m。

結構類型為鋼筋混凝土框架+門式鋼結構，其中庫房一層為鋼筋混凝土框架結構，二層為豎向框排架結構，車道及平臺為鋼筋混凝土框架結構。庫房外邊側有車道與一期連通，車道最高處距室外地坪10.6m。庫房二層樓板為超長、超寬結構（193.28m×91.28m），設計采用后澆帶形式將整塊樓板分為8 塊（最大一塊現澆樓板尺寸為52.64m×46.64m）區域。樓板（含車道）混凝土采用C35（車道平臺處為P6 抗滲混凝土），厚度為150mm，局部120mm，車道板厚度160mm。

圖1 項目鳥瞰圖

2 高大模板工程概況

2.1 高支模區域設計概況

建辦質[2018]31號文中關于超過一定規模的分部分項工程（模板工程及支撐體系）規定，搭設高度8m 及以上，或搭設跨度18m 及以上，或施工總荷載（設計值）15kN/m2及以上，或集中線荷載（設計值）20kN/m 及以上，屬于高支模范疇，均需要專家論證。

本工程4#智能分揀中心庫房1層層高達到10.8m，車道及平臺最高處距室外地坪10.6m，車道處邊梁跨度達到20.2m，均屬于超過一定規模的分部分項工程的范疇。因此，此處模板工程需編制高支模專項施工方案，并經過專家論證通過后方可實施。

本工程高支模區域設計概況如下。

庫房一層高支模區域：位于7～20軸/E～W 軸之間，板頂標高10.8m，樓地面做法為素土分層回填夯實，壓實系數不小于0.94，分層厚度不大于300mm，其上為80mm 厚的C20 混凝土墊層，地面標高±0.00m。樓板厚度150mm，混凝土強度C35。主梁最大尺寸為450mm×1250mm，600mm×1000mm。同時，該區域被后澆帶劃分為8 塊高支模區域，最大板塊尺寸為52.6m×46.4m。

平臺區高支模區域：位于3～5 軸/E～W 軸 之 間，板 頂 標 高9.505m～9.694m，室外地坪的標高為-1.00m，地面做法為素土分層回填夯實，壓實系數不小于0.94，分層厚度不大于300mm，其上為200mm 厚水泥石粉穩定層以及100mm厚C15素混凝土。梁、板采用抗滲混凝土，抗滲等級P6，樓板厚度150mm，平臺邊梁500mm×1500mm、800mm×1800mm，主 梁 400mm×1600mm。后澆帶將整塊平臺板劃分為4塊，最大板塊尺寸為52.6m×18.4m。

車道（一）高支模區域：1～4軸/W～AA 軸之間，坡道最高點標高9.605m，坡道最低點標高7.900m，室外地坪做法同平臺區。樓板厚度160mm，主梁最大尺寸700mm×1800mm，跨度19m，為大跨度框架梁。

車道（二）高支模區域：3～5 軸/A～D 軸之間，坡道最高點標高9.605m，坡道最低點標高6.980m，室外地坪做法同平臺區。樓板厚度160mm，主梁最大尺寸700mm×1800mm，跨度20.2m，為大跨度框架梁。

2.2 重難點分析及應對措施

①高支模施工工序繁雜，涉及工種多，從技術角度對高支模施工的質量與安全進行控制，將是高支模施工實施的關鍵的一環。

解決措施：

a.施工方案編制須全面、詳細，驗算準確，施工方案必須通過專家論證通過后實施；

b.方案論證完畢后，首先技術人員要進行詳細的方案交底，施工前利用BIM 技術對各施工班組進行高支模的可視化交底，操作工人需徹底領會高支模施工質量、安全控制要點；

c.高支模施工過程中施工技術人員須進行旁站糾正錯誤，保證施工驗收通過。

②本工程高支模區域占地面積大，材料運輸量大，同時本工程工期要求緊，高支模施工過程中做好材料采購、堆放、周轉以及相關工序的組織，將是高支模施工組織成敗的關鍵。

解決措施：

a.所有高支模區域使用材料，包括鋼管、扣件、頂托、底座、模板、木方等材料進場，必須按照方案標準進行聯合驗收，驗收合格后方可使用；

b.嚴格控制支撐體系的安拆順序及要點，做好地面硬化工作，合理劃分施工段，提前規劃施工路線及施工區域，安排好材料周轉工作。

③超長、大跨度混凝土結構裂縫控制措施

本工程庫房一層頂樓板結構總長193.3m，寬91.3m，屬超長結構，車道、平臺區域梁最大長度達到20.2m，屬大跨度結構。在結構設計中整個結構未設伸縮縫，但設置了后澆帶。超長結構混凝土抗裂及后澆帶處理是本工程難點之一，控制大跨度結構防開裂將是高支模施工質量好壞的關鍵。

解決措施：

a.超長、大跨度混凝土結構施工時，提前確定混凝土裂縫控制的目標及保證目標實現的措施，并且在立桿基礎、模板支撐、鋼筋安裝、混凝土澆筑、養護等分部及分項工程的施工過程中嚴格把關、加強檢查；

b.架體搭設順序：大跨度梁先搭設，次梁、板后搭設，拆模順序為大跨度梁28d 后拆除，次梁、板14d 后先拆除，后澆帶部位支撐架要單獨搭設，此部位要2個月后拆除。

3 高支模施工設計方案

3.1 模板支撐體系選擇

高大模板支撐體系需同時滿足安全可靠、經濟合理的要求，模板及其支架的結構設計應選用專業的施工安全計算軟件。依據現場實際條件和規定的使用期限，首先，模板支撐體系能夠充分滿足預期的安全性和適用性的要求；其次，模板及其支架結構選型時，要求膜架受力明確、構造措施到位，并便于檢查驗收；最后，模板及其支架的搭設，必須按照《建筑施工模板安全技術規范》(JGJ162-2008)等相關檢查驗收標準的要求，且符合合肥市安全文明工地的有關要求。

綜合考慮工程項目實際情況以及項目工期、安全、質量和成本的要求，本項目高支模方案設計為模板支撐體系選擇傳統的扣件式鋼管滿堂支模架，所有周轉材料選擇樓板底、梁側、梁底等位置，面模板均采用15m 厚木膠合板；梁與樓板的加固方木選用落葉松木，截面尺寸均為50mm×80mm；鋼管全部采用Φ 48.0×3.0m 鋼管（受力驗算時按照Φ 48.0×2.8mm 進行驗算）；梁側加固用對拉螺桿，采用Φ14。

3.2 具體設計

3.2.1樓板模板支撐體系設計

本工程庫房、車道、平臺三類高支模區域的樓板板厚分別為120mm、150mm 與160mm 三種，支架高度最高為10.8m，樓板的模架設計按160mm厚板，10.8m 支架高度計算，本工程樓板的模板支撐系統具體設計為樓板支撐體系采用扣件式鋼管滿堂支撐架，立桿縱橫距均為 900mm，水平桿步距1200mm，掃地桿距立桿支撐底板200mm，立桿下端設統一的木墊板或底座，架體立桿頂端采用可調U 型支托實現高度調節，距U 型托位置200mm 處立桿上增加水平拉桿一道，樓板面板支撐主龍骨采用φ48.0×3.0 雙鋼管，設計間距900mm，次龍骨選用50mm×80mm 方木，設計間距300mm（圖2）。本項目樓板支撐架體需拉結設計成整體，在最頂部加密水平桿位置及豎向剪刀撐底部、中部和頂部均設置水平剪刀撐。

圖2 樓板模板設計圖

3.2.2梁模板支撐體系設計

以庫房區600mm×1000mm 梁為例，其模板支撐體系設計為梁模板支撐體系同樣采用扣件式鋼管滿堂支撐架，高支模體系中梁、板支撐立桿共用，梁底立桿沿跨度方向間距設計900mm，梁兩側立桿間距1200m，梁底設置兩根承重立桿，立桿間距400m，承重立桿位于梁底中間，梁下水平橫桿步距1200m，掃地桿距立桿支撐底板200mm，立桿下端設統一的木墊板或底座，架體立桿頂端采用可調U 型支托實現高度調節，立桿上端距U 型托位置200mm 處沿縱橫向均設置一道水平拉桿。梁底主龍骨選用φ48.0×3.0 的 雙 鋼 管，間 距 設 計 為600mm，梁底次龍骨選用5 根50mm×80mm 木方，等間距均布，梁側次龍骨也選用50mm×80mm 方木，豎向布置，沿跨度方向每隔200mm 布置一道；梁側豎向布置4 道Φ14 對拉螺桿，自下往上距梁底分別為100mm、300mm、500mm、700mm，沿跨度方向上梁側對拉螺桿間距為600mm（見圖3）。

圖3 梁模板設計圖

3.2.3高支模模板支架構造要求

①滿堂支撐架立桿、水平桿構造要求

a.每根立桿底部宜設置底座或墊板；支模架立桿基礎在不同高度上時，須將高處的掃地桿向低處延長兩跨并與立桿固定，且立桿高低差不應大于1m。特別對靠邊坡上方的立桿要求到邊坡的距離不應小于500mm。

b.滿堂支撐架立桿伸出頂層水平桿中心線長度不應超過0.5m，滿堂支撐架搭設高度不宜超過30m。

c.滿堂支撐架立桿的可調底座、可調托撐的螺桿插入立桿內的長度需大于150mm，伸出立桿長度不宜大于300mm。

d.支撐架體立桿接長的對接接頭應交錯布置，且接頭需采用對接扣件連接。相鄰立桿的接頭不得設置在同步內，同步內隔一根立桿的兩個相鄰接頭在高度方向錯開的距離宜大于0.5m，各立桿對接接頭中心至主節點（立桿與縱橫向水平桿的交匯點）的距離宜小于步距的1/3。

e.每根水平桿搭設長度不宜小于3跨，且相鄰縱向水平桿的接頭不應設置在同跨或同步內。水平桿宜采用搭接接頭，搭接長度不應小于1m，并且在搭接長度上等間距設置不少于3 個固定用旋轉扣件。

②剪刀撐布置構造要求（圖4）

圖4 加強型水平、豎向剪刀撐構造布置圖

a.剪刀撐鋼管宜采用旋轉扣件與之相交的立桿或水平桿固定，旋轉扣件中心線至主節點的距離宜小于150mm。為保證剪刀撐搭設時與立桿或水平桿連接上，架體立桿搭設時必須彈好控制線，并且縱橫向立桿搭設成直線。

b.水平剪刀撐與支架縱橫向夾角應為45°～60°，豎向剪刀撐斜桿與地面的傾角宜為45°～60°。

c.本工程滿堂支撐架選用加強型剪刀撐，立桿縱橫向間距0.9m×0.9m，同時架體構造措施為在架體外側周邊及內部縱、橫向每隔5 跨設置一道剪刀撐，并應由低至頂連續設置，剪刀撐寬度宜為5跨。

d.在豎向剪刀撐頂部交點平面應設置水平剪刀撐，掃地桿的位置平面應設置水平剪刀撐。上部水平剪刀撐至架體底平面距離不宜超過6m，剪刀撐寬度應為3m～5m。

e.當建筑層高在8m～20m 時，還應在縱橫向相鄰的兩豎向連續式剪刀撐之間增加之字斜撐，應在每個剪刀撐中間處增加一道水平剪刀撐。

③架體拉結構造要求

為了施工的安全性以及架體的穩定性，本工程先進行結構柱的混凝土澆筑施工，待結構柱混凝土強度達到設計強度70%以上時，將其作為整個架體的拉結基礎，結構柱4 個角采用∠30×30×3角鋼進行保護。豎向拉結不小于2道,間距不大于1.5m。拉結方法如圖5所示。

圖5 架體拉結設計圖

4 結語

本文以順豐速運智能分揀中心高大模板施工為實例，介紹了高支模的設計和施工方法，并詳細論述了施工全過程中的各項安全保證措施。確保了工程的安全和質量，也為類似的大跨度混凝土結構廠房的高支模施工提供了有益的參考作用。