淺談扣件式鋼管支撐架體混凝土高大模板工程設計與施工

周旭東

安徽省安慶市建筑管理處 安徽 安慶 246003

引言

隨著我國經濟快速發展，城市建設日新月異，人們對建筑物的功能要求日益提高，大跨度、大空間以及奇異造型建筑物層出不窮，促進了施工技術不斷進步、創新。為了滿足人們對建筑功能的需求，混凝土高大模板工程施工越來越多，同時施工安全風險也越來越大。按照《住房城鄉建設部辦公廳關于實施〈危險性較大的分部分項工程安全管理規定〉有關問題的通知》（建辦質2018〔31〕號）附錄二規定，搭設高度8m以上，或搭設跨度18米及以上，或施工總荷載（設計值）15kN/m2及以上，或集中線荷載20kN/m及以上的混凝土模板支撐工程，需要編制專項施工方案，并組織專家論證。作者結合參加高大模板工程施工專項方案專家論證和施工現場模板工程質量安全監督工作經驗，通過工程實例談談扣件式鋼管支撐混凝土模板設計與施工。

1 扣件式鋼管支撐混凝土模板設計

1.1 熟悉圖紙及高大模板支撐體系選型

安慶市博物館建設工程，總建筑面積40081.35㎡，地下一層，地上三層，局部四層，建筑高度24m，鋼筋混凝土框架結構，建設單位：安慶市重點工程管理處；設計單位：中房集團設計有限公司；施工單位：中國建筑第五工程局有限公司；監理單位：合肥市工程建設監理有限公司；2017年4月8日開工，2018年7月30日竣工；質量安全驗收標準：安慶市級“質量安全標準化示范工地”“振風杯”。

首先要仔細閱讀工程施工圖紙，按照住建部建質辦〔2018〕31號文附錄二規定，判定高大模板工程位置，明確高大模板工程特點，建筑物平面圖、立面布置和空間剖面圖，詳細了解支模區域、支模高度或標高，高支模范圍內混凝土梁截面尺寸、跨度、板厚，有無沉降縫、伸縮縫和后澆帶，高支模區域與非高支模區域周邊的聯系，以及立柱支撐的支撐面（地基情況）等，同時要清楚施工質量安全要求和技術保證條件。其次在此基礎上，力求高大模板支撐體系結構安全可靠、經濟合理；在規定的條件下和使用期限內充分滿足預期的安全性和耐久性；選用的材料，要常見通用、可重復利用及便于維修保養；結構受力明確，構造措施易保證，同時搭拆方便，易于檢查驗收，質量安全可控；再結合以往的施工經驗，本工程采用扣件式鋼管支撐架混凝土模板體系。

1.2 材料選擇

建筑行業是市場經濟體系發展中的重要組成部分，其發展速度的逐步提高，施工作業中問題也逐漸暴露出來，特別是在工程設計時，所以我們還需要做好每一個環節的工作。首先，應做好材料選擇，材料質量是否過關，也關乎施工作業能否安全順利開展，所以作為管理人員應加強對材料的管理，這就需要結合實際工程建設需求，選擇適宜的材料并投入使用。其次，通常情況下，鋼管我們應選擇鋼管Φ48.3×3.6，也要充分考慮市場上各個鋼管的質量，在實際計算時按Φ48.3×2.8計算，這樣才能夠降低施工風險，保障整個施工作業井然有序的開展。此外，材料選擇時，采購人員也要做到貨比三家，既要注重經濟，又要注重材質量，這樣才能確保高大模板工程設計工作更加科學化與合理化。除鋼管外，還要選擇梁板底模、主楞、次楞，側模內楞、外楞、對拉螺栓，頂托、掃地桿、連桿、剪刀撐及扣件等，并用表格形式列出材料規格、尺寸、計算參數和力學性能指標[1]。

1.3 載荷取值與組合計算

為了提高扣件式鋼管支撐架體混凝土高大模板設計工作質量，我們要做好載荷取值計算工作。由于工程設計所涉及的內容比較復雜，還需要做好詳細的計劃，要采用正確的方法做好載荷取值計算工作，因為倘若計算過程中存在細微差別，也會影響后期施工質量。比如：管理人員應結合實際情況來進行載荷取值計算，也可以通過利用計算機等輔助工具收集相關載荷數據資料，進一步為后續施工提供理論數據支持。其次，工作人員也要避免簡單套用施工手冊表格來進行載荷計算的現象，應結合實際采用正確方法做好載荷取值計算工作，從而保障施工朝著科學化方向順利展開，以及提高施工單位經濟利潤。具體按《建筑施工模板安全技術規范》（GJG162-2008）4.1、4.2、4.3.1、4.3.2、4.4.1條分別計算荷載的標準值和設計值（恒載分項系數取1.3，活載分項系數取1.5），并按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行荷載效應組合，計算承載力和驗算撓度。

1.4 模板設計

模板設計也是扣件式鋼管支撐架體混凝土高大模板設計中重要環節，其設計質量的高低也將影響著施工單位發展，特別是在近幾年來市場經濟的不斷變化與發展，對建筑企業提出更高的要求，要想提高施工質量和效率，應做好模板設計工作。第一，模板設計，應選擇正確的方法展開模板設計，而設計人員也要提高責任心，這樣才能夠確保模板設計質量得到提高。第二，在模板設計時，也要做好次、主楞模板設計工作。這也是模板設計中需要注重的環節。因為在現代社會背景之下，施工行業發展速度逐步得到提高，而在施工作業中也會遇到很多問題，致使自身風險比較大，所以為了全面提高扣件式大模板工程設計質量，我們要做好次、主楞模板設計工作，這樣既能夠為后續施工作業提供有力的保障，也能夠極大的解決以往設計中存在的問題，最后，保障整個施工作業能夠安全順利的展開。根據扣件式鋼管支撐模板系統受力情況和力的傳遞路徑，合理確定支撐系統受力計算簡圖。按照《建筑施工模板安全技術規范》第5.1、5.2條規定：面板按簡支跨設計；次楞一般按兩跨以上連續梁，主楞根據實際情況按連續梁、簡支梁或懸臂梁設計；對拉螺栓、扣件式鋼管立柱按軸心受拉、受壓設計等，分別計算抗彎強度、抗拉強度、抗壓強度、撓度，構件長細比、扣件抗滑移、立柱地基（支撐面）承載力，如有轉換層，轉換層下支撐層承載力也應驗算，對于雙扣件在抗滑移驗算時，應力一般乘以0.8系數折減，確保支撐系統的強度、剛度和穩定性。

1.5 繪制模板支撐系統施工圖紙

施工圖紙是工程師的語言，指導施工現場操作人員按圖施工和施工質量檢查，保證模板支撐系統安裝質量。圖紙要符合建筑工程制圖相關標準要求，主要圖紙包括：①高大模板區域立桿、縱橫水平桿平面布置圖，標注軸線及編號、立桿縱橫間距尺寸、杠件水平投影；②模板支撐系統剖面圖、立面圖。標注立柱墊塊（12槽鋼）、水平桿間距、水平（豎向）剪刀撐間距位置；③剪刀撐布置圖。標注水平剪刀撐、豎向剪刀撐平面及投影位置，設置方法如連續式或之字形等；④梁板配模大樣圖。標注梁底模、主次楞及側模、內外楞，對拉螺栓材質、直徑和間距等；⑤特殊工程部位詳圖。如沉降縫、伸縮縫和有高低差梁模板截面圖，后后澆帶處板模板截面圖；⑥連墻件設置等節點詳圖。如抱柱（邊柱、中柱、角柱）連接點等。⑦混凝土澆筑順序方向圖；⑧模板支撐系統監測點布置圖。

2 扣件式鋼管支撐架體模板安裝施工與拆除

2.1 扣件式鋼管支撐架體模板安裝施工

支架、模板施工安裝工序：支撐面清理→彈梁軸線并復核→安放墊木→搭設支架→調整托梁→擺主梁安→放底模并固定→梁底起拱→綁扎梁鋼筋→安裝側模側→模拉線支撐（梁高加對拉螺栓）復→核梁模尺寸、標高、位置→與相鄰模板連固。側模安裝施工工序：安裝梁一側模板→安裝另一側模板→安裝上下鎖品楞、斜撐楞、腰楞、對拉螺栓→復核梁模尺寸、位置→與相鄰模板連固→預檢驗收[2]。

一般情況下，梁和板立柱的縱橫向間距相等或成倍數，立桿、水平桿接長須采用對接扣件連接，扣件螺栓緊固扭力矩控制在40～60N.m，剪刀撐水平夾角45°～60°，水平桿步距小于1.8m。扣件式鋼管支撐架體混凝土模板安裝施工質量應符合《建筑施工模板安全技術規范》6.1、6.2條，《扣件式鋼管腳手架安全技術規范》6.2.1、6.3條，《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB5024-2015）4.1、4.2條規定。同時注意做好底層支模區域周邊場地排水設施，防止地基受雨水浸泡，引起立柱沉降。

2.2 澆筑混凝土施工及模板系統變形監測

在澆筑混凝土過程中，關鍵是保證扣件式鋼管支撐模板體系受力均衡，防止支撐體系局部失穩，導致整體坍塌。首先要加強混凝土澆筑施工管理，選擇科學、正確的澆筑方法。混凝土澆筑方法不正確，往往會影響支撐系統的穩定性，因此施工人員應根據實際工程需求，選擇正確的方法來展開混凝土澆筑作業，這不僅能夠提高整個扣件式鋼管支架體的穩定性，同時也能實現降成本增效益的目的。按照模板設計時確定的混凝土澆筑順序，先澆柱混凝土，待柱混凝土強度達到設計強度70%，再對稱的澆梁、板混凝土，對于深梁要分層澆筑。泵送混凝土要考慮泵管、布料機震動產生水平推力危害，同時避免施工操作人員和物料集中產生局部過大的荷載影響。同時要做好模板系統變形監測。高大模板支撐體系監測除了使用儀器監測外，在混凝土澆筑過程中，安排專職安全技術人員檢查支架、支撐情況，也就是平常所說的“看撐、看模”，發現立桿（柱）下沉、扣件松脫，或過大的桿件、模板彎曲變形和水平位移，及時加固處理，如出現險情，立即停止作業，撤出施工人員。監測頻次：在混凝土澆筑過程中實時監測，每隔30分鐘一次，混凝土完成后至12小時，每間隔1小時觀測一次，12小時后至7天齡期，每天觀測一次，并形成完整監測記錄。只有完善的相應監測體系，才能發揮監測系統價值功能，保障整個施工過程安全處于受控狀態。

2.3 模板拆除

在扣件式鋼管支撐架體混凝土高大模板施工中，還需要做好模板拆除工作，模板拆除也需要按照相應的順序，因為順序不正確，不僅影響后續施工進度，而且對工程質量安全造成影響。模板拆除應遵循《建筑施工模板安全技術規范》（GJG162-2008）第7.1、7、2、7.3條規定。一般情況下板混凝土強度達到設計強度75%，梁及懸臂構件混凝土強度達到設計強度100%才允許拆模。在模板拆除時，施工人員可采取先支的后拆，后支的先拆，先拆非承重模板、后拆承重模板，并應選擇從上至下的順序進行模板拆除。只有保證模板拆除順序的正確性，才能夠避免問題的出現。對于混凝土后澆帶處模板支架，在其周邊模板支架拆除后，仍能保證獨立的穩定結構體系。

2.4 應急處置

由于扣件式鋼管支撐架體混凝土施工綜合性比較強，在實際作業過程中也會出現一些突發狀況，所以為了避免問題的出現，施工單位還需要做好應急處理措施。首先，應了解在實際施工建設時可能發生的安全事故類型以及概率，進一步制定應急措施，如模板坍塌、高支模失穩、高空墜落、物體打擊、觸電、機械傷害等應急預案，保障施工作業人員生命財產安全的同時，也能夠為后續施工建設奠定夯實的基礎。再者，也要引導施工人員在施工作業過程中提高安全責任意識，同時也要配備相應的防護措施。其次，施工單位也要明確劃分各級人員崗位職責，落實安全責任制，使他們能夠清楚地了解到自身應當承擔的責任和義務，只有將責任落實到具體人頭之上，才能夠避免相互推脫責任等不良現象的出現，切實保障施工安全，有序進行[3]。

3 結束語

實踐證明，該項目高大模板支撐體系選型正確，符合實際；施工過程中，嚴格材料選擇進場、支架搭設、混凝土澆筑、模板拆除等工序質量和安全管理，工程實體質量達到或超過設計和相關規范驗收標準，得到建設單位、監理單位和質量安全監督管理部門認可和表彰，并獲得“安慶市建設工程質量安全標準化工地”和工程質量優質獎“振風杯”，實現了預期目標。