高大模板支撐體系的施工技術及安全控制探究

聞 劍

隨著高層建筑、超高層建筑的增多，高大模板支撐體系的應用范圍不斷擴大。但在應用高大模板支撐體系時，需要使其強度、剛度、穩定性符合建筑工程施工設計要求，能在起到支撐作用的基礎上，維護建筑施工活動的安全性。對此，相關人員應結合高大模板支撐體系的施工技術方案，加強高大模板支撐時的安全管理，完善建筑項目模板支撐條件。

1 高大模板支撐體系概述

高大模板支撐體系簡稱“高支模”，在建筑領域內，水平混凝土結構模板支撐體系跨度超過18 m，高度超過8 m，且平均荷載、集中荷載不低于15 kN/m2、20 kN/m2時，均可稱為高大模板支撐。高大模板支撐體系中，樓板滿堂支撐、梁下支撐都會使用扣件式鋼管架作為支撐體系，對于梁下支撐，鋼管架支撐的基礎上還需要使用頂托。

高大模板支撐體系施工中，主要材料有對拉螺栓、墊板、膠合板、扣件及鋼管等，一些對支撐體系強度要求高的建筑項目，高大模板支撐體系中還需要使用鋼模板。設計人員會依據模板結構、實際高度選擇合適的支撐體系，常用的高大模板支撐體系包括承插型、碗扣式、門式架、扣件式及盤扣式等類型[1]。

2 高大模板支撐體系施工中的常見問題

2.1 搭設及拆模方法不完善

（1）不科學的搭設方式。高大模板支撐體系一般需要設置在承載力強、穩定的地面或地基上，并在底部布設墊板，維持整個支撐體系的穩定性。但部分施工單位未提前核查地基的穩定性，計算檢測其承載力，搭設支撐體系時未加固處理地基，或是應用墊板，都會引起安全隱患。同時，高大模板支撐體系中的立桿、水平桿規格尺寸和距離設計不合理時，同樣會影響支撐體系連接效果。

（2）拆模過快且無序。高大模板支撐體系施工時，混凝土強度達到一定值后需要拆除模板。拆除時間過早會導致混凝土結構受損，留下開裂隱患[2]。但在實際施工中，存在模板拆除時間過早、拆除行為無序的情況，導致混凝土結構、外觀結構不符合要求。

2.2 施工操作行為不規范

高大模板支撐體系中的荷載過于集中，超過支撐體系的實際承載能力，并存在偏心荷載時，支撐體系會存在坍塌、失穩的安全隱患。造成這一安全、質量風險的主要原因是施工操作行為不規范，具體包括以下幾方面。

第一，未能嚴格遵守高大模板支撐體系的施工方案。支撐體系中，水平桿能夠側向約束立桿，控制立桿步距，提高支撐體系的極限承載能力，若水平桿數量不合理，會導致支撐體系承載力變弱[3]。第二，地基加固、墊板安裝施工操作不規范時，支撐體系會因地基沉降、變形、地面失穩等情況，無法順利地傳遞支撐荷載，使得支撐體系受力分布不均，立桿受力增加，產生施工安全隱患。第三，支撐節點連接、設計不符合相關的規范要求時，會影響支撐體系的穩定性，從而引起施工安全問題。

2.3 支撐體系設計方案不合理

高度大于8 m 的模板支撐體系屬于安全風險較大的施工項目，需要在設計高大模板支撐體系、擬定施工方案時，先行組織專家進行論證，確保設計方案、施工方案的可行性。但是，由于我國針對高大模板支撐體系安全、高質量施工相關的技術規范較少，因此在設計高大模板支撐體系時，設計方案的評估和論證依賴施工經驗，無法準確地驗證其安全性、實用性。另外，設計高大模板支撐體系時，需要考慮模板支撐自重、混凝土重量、人機荷載、風荷載及混凝土澆筑時的沖擊荷載等參數，但一些荷載數據采集較為困難，若設計方案與規范要求不符時，同樣會導致施工過程中的支撐體系存在安全隱患。

3 高大模板支撐體系的施工技術要點

3.1 搭設大截面梁模板

搭設大截面梁模板時，高大模板支撐體系應采用扣件式鋼管支撐體系，規格為900 m×900 mm。梁模板兩側的立桿需要布設縱向、水平向的找平桿以及雙鋼管背楞，使其間距保持在500 mm，借助M14 對拉螺桿將其固定。

支撐體系的架體結構為滿堂支撐，四周需要連續搭設豎向的剪刀撐，即在高大模板支撐體系內部，每隔4.5 m縱向、橫向搭設剪刀撐，并在架體底部、梁結構底部設置1 道掃地桿和水平桿。高樓層施工，需要在架體內設置水平桿的前提下，應用安全兜網鋪滿水平桿區域。

梁結構側邊設置對拉螺桿時，對拉螺桿的數量需要依據梁結構的高度設置。最下一道對拉螺桿和梁底的間距應控制在150 mm，最上層的對拉螺桿和底板的間距應小于400 mm，梁模板支撐結構中部和對拉螺桿應保持400 ～500 mm 的距離。

3.2 合理設計墻模板

建筑工程中，墻模板是建筑圍護工程的主要結構，該區域是應用高大模板支撐體系的重要節點。在墻模板施工時，支撐體系施工方案的主要流程如下。

第一，將墻體結構上留有的雜物全部清除，然后處理墻體模板縫隙，可用砂漿抹平墻體模板縫隙。正式安裝墻體模板時，施工人員應提前安裝預埋件、門窗模板和預埋件，并根據墻模板的實際厚度焊接鋼筋，確保墻模板設置的垂直性、外觀尺寸的合理性[4]。

第二，安裝墻體模板支撐體系，同時檢查施工現場墻體結構上的所有縫隙，將其填補后，進行板底支撐。在墻體結構的立柱空間內設置木方、面板和其他支撐結構，用高大模板支撐體系緩解墻體模板施工時產生的懸挑受力。在此過程中，施工人員應嚴格控制立柱長度，合理減少自由端長度，同時核查支撐體系中可調托端部的水平桿是否存在位移或其他情況。

第三，在墻模板施工中應用支撐體系時，相關人員應持續驗證高大模板支撐施工方案的可行性，并做好隱蔽工程的核查，包括模板零件、螺栓是否存在松動等情況。

3.3 優化模板支撐體系

高大模板支撐體系施工前，施工人員應依據建筑施工中各區域模板支撐體系的時間差對建筑現澆結構進行養護，使其強度符合支撐體系施工的根本要求。然后應用已澆筑墻結構、柱結構作為模板支撐節點，并設置拉結點。

安裝梁模板時，施工人員應做好鋼筋綁扎工作，并為鋼筋工程的其他分項工程提供施工面。對于全部跨度超過4 m的梁結構，鋼筋需要起拱0.2%，以此避免高大模板支撐體系施工過程中撓度過大的現象。

梁模板的端口還應設置可拉緊的鎖扣桿，同時注意預防梁口變形。模板板縫大于2 m 時，還應在施工期間用膠帶將其密封，梁高度超過300 mm 時，梁側模板底端應避免九合板作為壓條，可直接用方木固定梁側板。梁模板高度小于300 mm 時，可直接用模板結構壓條，使模板支撐體系施工的抗剪度符合安全施工要求，降低施工環節的安全風險。

3.4 安裝柱模板

（1）合理控制柱模板標高。為確保柱施工質量，還應重視柱模板標高的控制，應提前根據模板設計、模板結構的實際數量，計算模板標高。按照已有的柱模板高度，用建筑物柱結構設計高度減去混凝土樓板高度，然后根據計算結果，把非整體支撐體系剪裁后安裝在柱模板上，使模板、支撐結構相互連接時不出現沖突。新澆混凝土時，混凝土強度達到一定值后，需要在柱模板支撐施工過程中，標注出柱模板上的標高控制線、軸線。檢查無誤后，現場確定立柱測線[5]。

（2）規范柱模板安裝流程。正式安裝柱模板時，施工人員要提前清除柱結構中的所有雜物，再根據高大模板吊裝工藝，按照順序吊裝模板，將其布設在柱內，然后應用柱箍、穿墻套管穩固柱模板及其支撐體系。

3.5 拆除模板

拆除模板是高大模板支撐體系施工中的關鍵環節，必須給予高度重視。在此期間，為確保模板拆除時支撐體系的穩定性和安全性，還應科學地選擇拆模方法，提前梳理拆模順序，避免出現“強拆亂拆”的情況。

模板的拆除順序：先拆除后序安裝的高大模板支撐結構，然后分別拆除側模板及其支撐結構和底模板。原因在于建筑側模板一般屬于非承重模板，而底模板還需分擔建筑混凝土結構產生的自重。采用分段拆除方法時，施工人員還應注意相鄰兩端模板、支撐體系拆除的高差，高差值不能過大。拆除期間，還應避免混凝土結構、模板支撐體系產生碰撞，同時保護好混凝土結構的邊角、外觀。拆除結束后，將拆卸下的材料堆放整齊，安全存儲。

4 高大模板支撐體系的安全控制措施

4.1 重視支撐體系搭設階段的安全管理

第一，對于高大模板支撐體系施工作業，施工人員需要持證上崗，并提前接受安全教育和施工技術指導，同時遵循建筑項目的相關規定進行技術交底。記錄存檔后才能進入施工現場。

第二，做好材料質量管理，支撐體系的材料外觀、規格和質量應符合相關要求。例如，鋼管不存在彎曲、銹蝕、裂紋等情況，表面平整、光潔。

第三，搭設支撐體系前，還應在立桿底部設置墊板，墊板的強度、尺寸應符合設計值。布設高大模板支撐體系的地基工程、地面工程時，應提前進行夯實加固處理，使其整體荷載能力符合支撐體系的承載力要求。

第四，設置水平、縱橫向剪刀撐時，施工人員可同步進行高大模板支撐體系的架體搭設作業，但支撐體系需要保持獨立，不得與施工升降設備、塔吊設備連接。搭設期間，施工人員應加強安全防護，提前采取安全防護措施，并佩戴安全帽、系安全帶、穿防滑鞋。

第五，架體搭設完畢后，施工人員應先自檢，合格后分別交由施工管理單位、監理單位檢查驗收。主要驗收內容包括支撐體系搭設質量、支撐體系立桿步距、支撐體系底座設置、支撐體系剪刀撐設置效果及支撐體系中扣件連接的架體垂直度等。驗收合格后才能進行下道工序。

4.2 加強混凝土和鋼筋施工的安全監測

對于高大模板支撐體系，施工環節中的鋼筋工程施工質量會影響其安全性。因此，為確保該項施工活動的安全管理效果，還應加強施工環節的安全監測。

第一，施工人員可在墻柱結構內設置L 形鋼筋頭及2 ～3 個支架沉降、水平看點，用于觀測支撐體系的穩定性。

第二，應用檢測儀測量支撐體系的水平位置、垂直度和有無沉降情況。施工時應組織專業人員檢查支撐體系的架體，并檢查固結點有無松動、不均勻沉降問題。發現異常數據后，應立即停止澆筑作業，排查安全隱患后繼續施工。

第三，安全監測應堅持“實時監測、動態管理”的原則。例如，在混凝土澆筑時，每隔30 min 監測1 次，混凝土凝結后，安全監測頻率可調整為每天1 次。

4.3 完善模板支撐體系的施工設計

高大模板支撐體系的搭設質量影響施工活動的安全性，所以相關人員應完善模板支撐體系的施工設計，規范支撐體系搭設流程，提升高大模板支撐體系的技術水平。對于地質特殊的地基工程，應全面檢測其承載力，發現軟土地質、不良土質后，施工人員要根據高大模板支撐體系的基礎承載需求，加固地基結構，檢測無誤后搭設支撐體系。

施工現場還應提前布設排水溝、集水井等放排水設施，確保在降雨時能及時排出施工區域的積水和雨水，以免地基結構、底部墊板因受潮或被浸泡而導致支撐架體存在失穩問題。安裝支撐架體的立桿時，應確保立桿的垂直度，立板底部應設有墊板、掃地桿。搭設完畢后，開始搭設橫向的水平桿，對于支撐節點區域的水平桿，應采用“雙向布設”的方式。立桿步距應嚴格遵守施工方案，且支撐體系架體頂部的水平桿和立桿交叉后，需要重點控制水平桿的伸出長度。

4.4 確保高大模板支撐體系設計合理性

建筑工程中，確保高大模板支撐體系設計的合理性同樣有助于提升高大模板支撐體系施工的安全性。因此，相關人員應依據支撐體系技術規范、建筑行業的技術標準、國家的相關規定設計高大模板支撐結構。同時，可應用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術、大數據技術，建立高大模板支撐體系的力學模型，提前評估設計方案、結構設計的可靠性。

具體施工時，應結合現場情況全面分析現場活荷載、模板體量、其他隨機因素容易引發的安全風險，記錄高大模板支撐體系可能存在的荷載效應，以及當前材料的抗力數值，優化模板支撐體系設計方案。對于超高層建筑，往往會應用各類大型復雜性的模板支撐體系，為確保支撐體系施工安全，還應在設計模板支撐體系時，應用數學理論、力學理論簡化設計流程，梳理荷載傳遞路徑，分析支撐體系受力可行性后，完成復雜模板支撐體系的設計方案。

5 結語

高大模板支撐體系是建筑項目中的常用支撐結構，適用于高層、超高層建筑的支撐要求。但在應用高大支撐模板時，應結合實際情況，合理設計高大支撐模板，規范柱模板、墻模板支撐施工流程，做好高大支撐模板體系施工過程中的安全控制工作，增強施工人員的安全意識，落實安全防護措施，確保高大模板支撐體系的施工安全和施工質量。