超大梁施工控制要點(diǎn)

文／梁杰峰 廣州市恒盛建設(shè)集團(tuán)有限公司 廣東廣州 510540

引言：

在建筑超大梁施工期間，扣件式鋼管支撐是最為常用的模板支撐型式，有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安拆、承壓能力強(qiáng)的顯著優(yōu)勢(shì)，完全滿足超大梁施工需求，對(duì)工程綜合效益提升有重要意義。與此同時(shí)，高大模板支撐現(xiàn)場(chǎng)施工十分復(fù)雜，施工操作難度大，期間存在諸多質(zhì)量和安全隱患。為此，在施工期間，要重視扣件式高大模板支撐施工，強(qiáng)化超大梁施工控制水平。

1.工程概況

本工程選用超大梁施工技術(shù)，在地下室負(fù)一層頂板、塔樓和裙樓交界處等區(qū)域內(nèi)搭設(shè)超大梁扣件式鋼管支撐體系，塔樓部位頂板支模高度為5.45m，裙樓地下室負(fù)一層頂板支模高度為3.3m，按照最不利工況下的5.45m 最高層高進(jìn)行計(jì)算。為有效控制超大梁施工全過(guò)程，預(yù)防質(zhì)量問(wèn)題與安全事故出現(xiàn)，嚴(yán)格遵循《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ162-2008）、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）等現(xiàn)行規(guī)范文件，以架體基礎(chǔ)強(qiáng)度控制、扣件式鋼管支架桿件間距控制、架體監(jiān)測(cè)作為施工控制重點(diǎn)，最終取得理想施工成效，實(shí)現(xiàn)工程預(yù)期建設(shè)目標(biāo)。

2.高大模板支撐力的影響因素

2.1 原材料

高大模板支撐性能主要取決于支撐體系材料種類、材質(zhì)，如果盲目選用支撐材料，或是為控制造價(jià)成本而使用劣質(zhì)材料，都會(huì)削弱高大模板支撐性能，現(xiàn)場(chǎng)施工期間有較高可能出現(xiàn)模板變形失穩(wěn)、倒塌等安全事故。根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》等現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，選用鋼管作為扣件式腳手架材料，要求鋼管厚度不小于3.0mm，鋼管直徑不小于48mm，鋼管壁厚值或直徑不達(dá)標(biāo)則會(huì)大幅降低鋼管實(shí)際抗壓強(qiáng)度。同時(shí)，除鋼管外，高大模板支撐體系原材料還包括主次楞方木、膠合板、扣件、可調(diào)支托、墊板等配套材料，錯(cuò)誤選用配套材料，同樣會(huì)對(duì)高大模板支撐性能造成一定程度的影響[1]。

2.2 構(gòu)造因素

扣件是扣件式鋼管支撐體系的核心部件，以連接桿件作為功能定位，扣件擰緊力矩和高大模板支撐剛性有密切聯(lián)系。從早期建筑工程，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況來(lái)看，部分扣件的實(shí)際擰緊力矩值并未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，問(wèn)題根源在于支撐體系構(gòu)造缺乏合理性，沒有考慮到現(xiàn)場(chǎng)溫度、工藝操作行為對(duì)力矩?cái)?shù)值造成的重要影響，還會(huì)出現(xiàn)扣件無(wú)法完全擰緊的問(wèn)題，進(jìn)而影響支撐體系剛度。同時(shí)，現(xiàn)有高大模板支撐技術(shù)規(guī)范內(nèi)缺乏明確的立桿懸臂端長(zhǎng)度計(jì)算公式，一些技術(shù)人員憑借施工經(jīng)驗(yàn)設(shè)定懸臂端長(zhǎng)度值。如果立桿懸臂端長(zhǎng)度低于頂層水平桿中心線支撐點(diǎn)長(zhǎng)度，將會(huì)由此引發(fā)削弱模板支撐穩(wěn)定承載力、受力提升變形、影響主梁高度等一系列連鎖問(wèn)題。

3.扣件式高大模板支撐體系施工要點(diǎn)分析

3.1 施工材料準(zhǔn)備

在施工材料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，提前收集同類項(xiàng)目案例來(lái)確定材料種類、性能要求，在現(xiàn)場(chǎng)挑選一處代表性施工段進(jìn)行樣板先行，根據(jù)試驗(yàn)段施工情況來(lái)確定最終的選材配置方案。在本工程，最終選用Ф48x3.0mm 規(guī)格的桿件作為立桿和水平桿，準(zhǔn)備承載力在40kN 及以上的可調(diào)頂托，選用50x100x2000mm 的木枋與對(duì)接/直角扣件，選用1830x915x15mm 木膠合板，選用加工成型的Ф14 螺桿，以及準(zhǔn)備蝴蝶扣、鐵絲等配套材料[2]。其中扣件式鋼管架體規(guī)格及參數(shù)如表1。最后，加強(qiáng)材料質(zhì)控力度，入場(chǎng)環(huán)節(jié)詳細(xì)檢查各批次材料的材質(zhì)、數(shù)量與性能質(zhì)量，隨機(jī)抽取少量材料送至實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)力學(xué)性能，核查質(zhì)檢報(bào)告、生產(chǎn)許可書等文件，辦理合格材料入場(chǎng)手續(xù)，并按照施工要求對(duì)原材料進(jìn)行預(yù)處理，直至材料質(zhì)量狀態(tài)、使用性能完全達(dá)標(biāo)。以鋼管材料為例，入場(chǎng)環(huán)節(jié)檢查鋼管壁厚與外徑值是否達(dá)到3mm 和48mm，退回存在彎曲變形、開裂等明顯質(zhì)量缺陷的鋼管材料。入場(chǎng)后由施工人員開展鋼管預(yù)處理作業(yè)，將鋼管裁剪或接長(zhǎng)至特定長(zhǎng)度，鑿除表面毛刺與清理灰塵銹跡，保持鋼管表面潔凈、光滑狀態(tài)，在表面涂刷防銹保護(hù)漆層或是施作鍍鋅層，禁止在鋼管上打孔。

表1 扣件式鋼管架體規(guī)格及參數(shù)

3.2 模板支架的搭設(shè)要點(diǎn)

在模板支架搭設(shè)環(huán)節(jié)，要提前進(jìn)行技術(shù)交底工作，要求施工人員全面掌握確定間距、地基處理、立桿安裝、橫桿安裝、扣件安裝、剪刀撐與掃地桿安裝、模板吊裝、模板調(diào)整等多道工序的技術(shù)操作要點(diǎn)，具體如下。

3.2.1 確定間距

施工單位提前按照現(xiàn)行施工規(guī)范來(lái)確定模板支撐體系內(nèi)各處桿件的間距值，根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)編制施工技術(shù)方案、開展測(cè)量放線作業(yè)，彈放定位線與控制線作為施工參照物。例如，在鋼管和扣件拼接環(huán)節(jié)，把立桿對(duì)接接頭錯(cuò)開距離控制在500mm 以上，把相鄰立桿對(duì)接方向和接頭距離控制在500mm 以內(nèi)。

3.2.2 立桿安裝

提前組織完成測(cè)量放線作業(yè)，在現(xiàn)場(chǎng)地面彈放墨線來(lái)標(biāo)記各根立桿安裝位置，確定立桿排距值和橫距值。隨后，施工人員在兩端部位各搭設(shè)一根立桿，設(shè)置角點(diǎn)與掛設(shè)吊線，保持吊線垂直狀態(tài)，再著手搭設(shè)中間部位的立桿，由多根立桿縱向成行、橫向成排，最終縱橫成面，并在立桿頂端安裝可調(diào)支托，頂托插入長(zhǎng)度控制在150mm 以上、絲桿外露長(zhǎng)度控制在300mm 以內(nèi)，把立桿、水平桿二者接頭錯(cuò)開布置在多個(gè)框格內(nèi)。同時(shí)，禁止采取搭接方式連接立桿，必須采取扣件對(duì)接方式，扣件設(shè)置完畢后檢查立桿對(duì)接端頭是否平整。

3.2.3 橫桿安裝

施工人員要查看支撐架構(gòu)造荷載在立桿安裝期間的變化情況，確定荷載穩(wěn)定后，再開展橫桿安裝作業(yè)，采取等步距法順序設(shè)置各根橫桿，步距小于1.2m 時(shí)通過(guò)水平桿來(lái)連接超大梁支模架體和板支模架體，在梁板模板支撐架水平桿部位固定安裝不小于2 跨的直角扣件。同時(shí)，如果高大模板支撐體系構(gòu)造較為特殊，則需要調(diào)整橫桿安裝方法。例如，在支撐架中部分布加強(qiáng)層時(shí)，考慮到軸力沿高度方向明顯變化，需要采取下小上大變步距設(shè)置方法。而在支撐架高度超過(guò)20m 或是橫向高寬比超過(guò)6 時(shí)，則額外設(shè)置單道或多道整體性水平加強(qiáng)層，用于提升支撐體系整體剛度。

3.2.4 扣件安裝

施工人員同步安裝桿件與扣件，利用扣件來(lái)固定桿件位置，連接多根桿件形成高大模板支撐架整體結(jié)構(gòu)，根據(jù)桿件種類選擇扣件，如在立桿接頭部位安裝對(duì)接扣件，要求直角扣件和旋轉(zhuǎn)扣件二者中心點(diǎn)間距值不超過(guò)150mm，各處桿件端頭部位伸出蓋板邊緣長(zhǎng)度控制在100mm 以上。隨后，各處扣件安裝完畢后，使用檢測(cè)扳手重點(diǎn)檢查扣件擰緊力矩，要求扣件螺絲擰緊力矩控制在40N·m-65N·m 以內(nèi)，如果螺絲完全擰緊后的扣件力矩值仍不達(dá)標(biāo)，則更換全新扣件或是相同位置安裝2 個(gè)扣件[3]。

3.2.5 剪刀撐與掃地桿安裝

施工人員按照縱橫方向設(shè)置各根掃地桿，掃地桿與墊層高差控制在200mm 以內(nèi)，掃地桿離地高度過(guò)高會(huì)影響到立桿下端懸臂長(zhǎng)度。隨后，在支撐架四周外立面和主梁側(cè)滿設(shè)剪刀撐，將斜桿、地面傾角維持在45°-60°以內(nèi)。同時(shí)，如果高大模板支撐架高度超過(guò)4.0m，則以支撐架頂部作為起始點(diǎn)，從上到下每隔兩步設(shè)置一道水平剪刀撐。

3.2.6 模板安裝

待支撐架搭設(shè)完畢、通過(guò)荷載驗(yàn)算檢測(cè)后，施工人員即可將超大梁模板結(jié)構(gòu)安裝就位。提前在現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)墻、結(jié)構(gòu)柱位置彈放模板控制線，率先搭設(shè)梁模支撐體系與安裝梁底模板和梁側(cè)模板，再搭設(shè)側(cè)向支撐體系，對(duì)模板結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行校核、加固處理，如果超大梁跨度超過(guò)4m，必須進(jìn)行起拱處理，從兩端向中間部位均勻起拱。隨后，在模板安裝完畢后，為改善超大梁混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量，預(yù)防麻面等缺陷問(wèn)題出現(xiàn)，還應(yīng)清理模板內(nèi)部灰塵污漬和積水，鑿除模板表面突起物和修補(bǔ)凹陷部位，保持模板表面潔凈、平整狀態(tài)。最后，在模板拼縫部位嵌填海綿膠條等封閉材料，模板壁面均勻涂刷脫模劑，模板處理完畢后立即開展混凝土現(xiàn)澆作業(yè)，避免因工序銜接不及時(shí)而出現(xiàn)脫模劑剝落等施工問(wèn)題。

3.2.7 模板調(diào)整

在模板調(diào)整環(huán)節(jié)，施工人員使用鋼尺等工具，對(duì)各處模板結(jié)構(gòu)的軸線位置和垂直度進(jìn)行測(cè)量檢查，如果模板安裝偏差超過(guò)允許范圍，立即進(jìn)行調(diào)整，確定無(wú)誤后再設(shè)置多道對(duì)拉螺桿來(lái)固定模板位置，通過(guò)鋼管連接模板結(jié)構(gòu)與配套支撐體系，避免后續(xù)在混凝土澆筑、振搗期間出現(xiàn)模板晃動(dòng)失穩(wěn)情況。同時(shí)，也可選擇直接在內(nèi)側(cè)模板橫向背楞部位預(yù)留孔洞，擰入對(duì)拉螺栓和配對(duì)螺母，選用Ф14mm 通直螺栓作為對(duì)拉螺栓，在鋼管端部絲桿設(shè)置活動(dòng)螺絲，通過(guò)活動(dòng)螺絲松緊程度來(lái)調(diào)整模板垂直度，無(wú)需把模板抬離支撐面進(jìn)行調(diào)整[4]。

3.3 澆筑混凝土

混凝土澆筑前，施工單位項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人確認(rèn)模板支架符合安全和質(zhì)量要求，鋼筋安裝工程達(dá)到隱蔽的條件，安裝預(yù)留完畢，天氣條件許可，能具備混凝土澆筑的安全生產(chǎn)條件后，簽署混凝土澆筑令，方可澆筑混凝土。在混凝土澆筑環(huán)節(jié)，施工人員對(duì)模板安裝質(zhì)量、支撐架承載性能、鋼筋綁扎埋置質(zhì)量、混凝土材料使用性能進(jìn)行全面檢查，確定現(xiàn)場(chǎng)條件完全滿足混凝土安全生產(chǎn)條件后，方可簽署混凝土澆筑令，組織開展混凝土現(xiàn)澆作業(yè)。隨后，在澆筑期間，采取對(duì)稱澆筑方式，在模板兩側(cè)同步澆筑混凝土，把各處澆筑點(diǎn)的混凝土堆高控制在400mm 以內(nèi)，堆高面積控制在1m2以內(nèi)，分多次澆筑混凝土，超大梁?jiǎn)未螡仓叨瓤刂圃?.4m 內(nèi)，如果單點(diǎn)澆筑混凝土或是單次澆筑量超標(biāo)，容易出現(xiàn)模板支撐體系失穩(wěn)傾斜、內(nèi)部蜂窩、振搗不利等各項(xiàng)問(wèn)題[5]。最后，施工人員按順序依次完成結(jié)構(gòu)柱、剪力墻、頂梁、抱柱、梁板等部位的混凝土澆筑作業(yè)，根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)來(lái)編制面向各處部位的專項(xiàng)施工方案。例如，對(duì)于墻柱部位，提前處理根部水平施工縫，模板支設(shè)完畢后在基層表面澆筑厚度在5cm 左右的細(xì)石混凝土或水泥砂漿層，采取長(zhǎng)條分段澆筑方式，以兩端作為起始部位，順序向中間部位延伸澆筑混凝土，并把澆筑高度控制在2m 以內(nèi)。如果錯(cuò)誤選擇澆筑方向，容易產(chǎn)生橫向推力、出現(xiàn)墻柱彎曲變形現(xiàn)象。而對(duì)于梁板部位，率先在梁柱接頭部位澆筑高等級(jí)混凝土，以此來(lái)改善梁板、墻柱結(jié)構(gòu)結(jié)合效果，再繼續(xù)澆筑強(qiáng)度等級(jí)略低的梁板混凝土，采取趕漿法，按階梯狀持續(xù)推進(jìn)澆筑混凝土，以及在鋼筋密集節(jié)點(diǎn)部位更換小直徑振搗棒頭開展振搗作業(yè)。

此外，混凝土澆筑完畢后，進(jìn)入養(yǎng)護(hù)工序，現(xiàn)場(chǎng)營(yíng)造穩(wěn)定且適宜的養(yǎng)護(hù)條件，始終保持混凝土濕潤(rùn)狀態(tài)，混凝土溫差控制在20℃以內(nèi)。待超大梁到達(dá)預(yù)定養(yǎng)護(hù)齡期，且梁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即可開展拆模作業(yè)，按照從上到下順序，率先拆除后期支設(shè)的非承重模板結(jié)構(gòu)，再拆除先期支設(shè)的承重模板結(jié)構(gòu)，直至完成全部模板拆模作業(yè)。最后，施工人員著手拆除高大模板支撐體系，在下放搭設(shè)臨時(shí)防護(hù)支架，正常情況下以木楞作為拆除起始點(diǎn)，所拆木楞放置在防護(hù)支架上。如果立柱水平拉桿在2 層以上，則率先拆除多余層拉桿，最后一道水平拉桿拆除完畢后繼續(xù)拆除剩余2 層拉桿和立柱。而在梁下立柱跨度較大時(shí)，以跨中部位作為起始點(diǎn)，對(duì)稱拆除兩端支架，持續(xù)釋放應(yīng)力。

4.扣件式高大模板支撐體系施工控制

4.1 模板支撐體系的檢查驗(yàn)收

在檢查驗(yàn)收環(huán)節(jié)，本工程推行三檢制度，依次由施工班組、項(xiàng)目質(zhì)檢員和安全員分別開展自檢、互檢與專檢作業(yè)，以《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》作為驗(yàn)收依據(jù)，順序完成地基驗(yàn)收、基礎(chǔ)驗(yàn)收、支撐驗(yàn)收、模板驗(yàn)收與超大梁混凝土結(jié)構(gòu)驗(yàn)收作業(yè)，總監(jiān)理工程師在驗(yàn)收?qǐng)?bào)告上簽字蓋章確認(rèn)后，方可完成隱蔽驗(yàn)收作業(yè)，進(jìn)入下道工序。同時(shí)，超大梁檢查驗(yàn)收是一項(xiàng)綜合性、專業(yè)性活動(dòng)，必須全面掌握驗(yàn)收內(nèi)容和明確驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。例如，在高大模板支撐體系安裝期間，檢查施工人員是否按照方案內(nèi)容提前放線定位、桿件縱橫安裝情況和步距是否合規(guī)、扣件安裝完畢后是否檢測(cè)螺栓擰緊力矩。而在支撐體系安裝完畢后，使用水平儀、水平尺等工具，檢查單根縱向水平桿兩端高差的偏差值是否超過(guò)±20mm、剪刀撐斜桿與地面傾角是否低于45°或是超過(guò)60°、支撐架總體垂直度偏差是否超過(guò)±90mm，并要求地基基礎(chǔ)底座沉降值不得超過(guò)10mm[6]。

4.2 荷載維護(hù)管理

在超大梁施工期間，模板體系坍塌問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，問(wèn)題根源在于混凝土荷載屬于可變荷載，混凝土現(xiàn)澆期間出現(xiàn)澆筑點(diǎn)部位堆載現(xiàn)象，進(jìn)而影響到高大模板支撐體系荷載狀態(tài)，因局部承受過(guò)大荷載而導(dǎo)致支撐失效、模板結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。對(duì)此，為預(yù)防模板坍塌等工程事故出現(xiàn)，施工單位必須采取荷載維護(hù)管理措施，率先準(zhǔn)備汽車泵完成墻柱部位混凝土現(xiàn)澆作業(yè)，再采取泵管澆筑方式來(lái)澆筑梁板部位，以梁板中部作為起始點(diǎn)，向兩邊延伸澆筑混凝土，保持模板結(jié)構(gòu)和支撐體系均勻受載狀態(tài)。同時(shí)，把同樓層內(nèi)墻柱部位、梁板部位的澆筑間隔時(shí)間控制在3d 以上，等待墻柱混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)模板支撐體系和結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行連接、抱緊或是頂緊處理，采取剛性連接方式來(lái)連接梁板下部模板支撐架立桿和結(jié)構(gòu)柱，處理完畢后方可繼續(xù)澆筑梁板混凝土，確保支撐體系可以順利把所承受絕大多數(shù)施工荷載傳遞給主體結(jié)構(gòu)。

4.3 監(jiān)測(cè)監(jiān)控

在超大梁現(xiàn)場(chǎng)施工期間，受到原材料性能、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件、工藝操作等因素影響，有可能出現(xiàn)脹模、模板傾斜變形、支撐架晃動(dòng)、漏漿等施工問(wèn)題，如果問(wèn)題處理不及時(shí)，隨著時(shí)間推移，最終演變形成質(zhì)量通病或是安全事故，造成不必要損失。對(duì)此，為有效控制施工活動(dòng)，施工單位必須同步開展監(jiān)測(cè)監(jiān)控作業(yè)，在高大模板支撐架上布置若干觀測(cè)點(diǎn)，由沉降觀測(cè)點(diǎn)、位移觀測(cè)點(diǎn)組成，把觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)至角鋼部位，每隔30min 讀取記錄一次測(cè)量數(shù)值，根據(jù)實(shí)測(cè)值、初始值比對(duì)結(jié)果來(lái)計(jì)算模板結(jié)構(gòu)或支撐架的沉降量、位移量。在本工程，準(zhǔn)備經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、線錘等儀器工具，以混凝土澆筑過(guò)程作為模板支撐系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)時(shí)間，把支架沉降預(yù)警值、支座沉降預(yù)警值、支架水平位移預(yù)警值均設(shè)定為4mm。

4.4 應(yīng)急管理措施

超大梁是一項(xiàng)危險(xiǎn)系數(shù)較高的施工活動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)施工期間偶爾出現(xiàn)支模坍塌、高處墜落、物體打擊等安全事故，造成嚴(yán)重?fù)p失與產(chǎn)生人員傷亡。為貫徹落實(shí)安全生產(chǎn)目標(biāo)，提前預(yù)防安全事故出現(xiàn)，并把事故受損程度控制在可接受范圍內(nèi)。施工單位需要樹立應(yīng)急管理意識(shí)，提前制定流程明確的事故應(yīng)急救援工作程序，編制面向各類典型事故的應(yīng)急處置預(yù)案[7]。以支模坍塌應(yīng)急管理為例，提前采取技術(shù)交底、驗(yàn)證模板與支撐架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載性能、增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)加固裝置、控制混凝土澆筑高度與澆筑速度等多項(xiàng)措施，預(yù)防模板坍塌問(wèn)題出現(xiàn)。如果仍舊出現(xiàn)支模坍塌事故，現(xiàn)場(chǎng)人員立即組織開展救援搶險(xiǎn)工作，率先對(duì)模板體系進(jìn)行臨時(shí)加固處理，再搶救受傷人員，把受傷人員轉(zhuǎn)運(yùn)至附近醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行救治，通過(guò)臨時(shí)加固來(lái)預(yù)防二次坍塌事故發(fā)生，以及按規(guī)定把安全事故上報(bào)給工程所在地區(qū)主管部門請(qǐng)求救援。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，為保障超大梁施工活動(dòng)有序開展，最大程度發(fā)揮超大梁施工技術(shù)的價(jià)值，施工期間必須加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)控制力度，以高大模板支撐體系作為控制重點(diǎn)，掌握關(guān)鍵工序現(xiàn)場(chǎng)操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，全程監(jiān)督控制超大梁施工操作過(guò)程，積極落實(shí)支撐體系檢查驗(yàn)收、荷載維護(hù)管理、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、應(yīng)急管理等多項(xiàng)控制措施，降低后期返工概率。