建筑工程中高支模施工工藝與優(yōu)化措施

文／于金 山東黃金集團(tuán)建設(shè)工程有限公司 山東濟(jì)南 250000

引言：

在開展大跨度、重荷載且結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜的建筑項目施工時，高支模技術(shù)的運用頻率越來越高，這項技術(shù)在保障施工過程的安全性及工程質(zhì)量上起到了很大的作用。這里所說的高支模工程，是指建造的模板支撐系統(tǒng)的高度達(dá)到或超過8 米，或者橫跨距離達(dá)到或超過18 米，或者施工負(fù)載總量達(dá)到或超過15 千牛頓每平方米，或者集中線性負(fù)載達(dá)到或超過20 千牛頓每米。與其它施工技術(shù)相比，高支模的應(yīng)用難度和風(fēng)險都相對較大，因此在技術(shù)施工的初期階段，施工方需要針對具體的工程特點進(jìn)行專業(yè)的設(shè)計與規(guī)劃，并在技術(shù)施工過程中進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，以確保施工安全。高支模施工技術(shù)盡管能夠用于高空間、大跨度的建筑施工，但鑒于它在建筑工程中屬于風(fēng)險最大的作業(yè)之一，直接關(guān)系到工程進(jìn)度和質(zhì)量，因此必須按照高支模施工的標(biāo)準(zhǔn)來科學(xué)施工，同時考慮到高支模的特殊性，必須制定并實施有效的技術(shù)措施。

1.高支模施工工藝解析

1.1 高支模施工工藝特征

在建筑工程施工中，利用高支模技術(shù)時，必須要借助特定的模板支撐體系，這樣才能讓該技術(shù)得以正常發(fā)揮作用。支架的穩(wěn)定性直接影響到后續(xù)建筑的裝飾裝修和安裝作業(yè)的順利進(jìn)行，也直接關(guān)系到混凝土澆筑作業(yè)的效果，進(jìn)而與施工的最終質(zhì)量緊密相連。作為一個應(yīng)用面廣、靈活度高的施工技術(shù)，高支模在施工過程中允許工人根據(jù)工程具體情況和需求進(jìn)行相應(yīng)的拆裝。而且，由于其技術(shù)難度較大，在技術(shù)準(zhǔn)備階段往往需要較大的投入。傳統(tǒng)的腳手架系統(tǒng)在某些特定的情況下不能滿足高空作業(yè)的要求，而高支模技術(shù)的運用恰好解決了這一問題[1]。盡管使用高支模技術(shù)使施工難度有所增加，但合理運用此技術(shù)能夠滿足更多高難度的高空作業(yè)需求。目前，隨著國內(nèi)超高層建筑數(shù)量的增多，高支模技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷拓寬，它已經(jīng)成為了超高層建筑施工中不可或缺的支撐系統(tǒng)。高支模技術(shù)所用的模板材料，符合建筑行業(yè)發(fā)展中提出的環(huán)保要求，可以進(jìn)行重復(fù)利用，展現(xiàn)出了理想的節(jié)能環(huán)保效果。對施工單位來說，在采用高支模技術(shù)的過程中，不僅要清楚地認(rèn)識到該技術(shù)的優(yōu)勢，還要充分了解其技術(shù)特性，并實施全程的管理與控制，以確保施工活動達(dá)到建筑工程施工的各項標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2 采用高支模施工技術(shù)的意義

我國城市建設(shè)的加速發(fā)展，帶動了建筑項目需求量的增加。城市人口的不斷擴(kuò)張和人均占地面積的逐年減少，都昭示著要尋求更多建筑空間以滿足商業(yè)和辦公的空間需求，這直接促進(jìn)了城市高層建筑數(shù)量的增長進(jìn)度。高層建筑不僅解決了居住和使用空間的問題，同時也成為了城市形象與建筑施工技術(shù)實力的體現(xiàn)。同時，建筑行業(yè)面臨的是越來越多的高、大、復(fù)雜的高層建筑施工挑戰(zhàn)[2]。自20 世紀(jì)90 年代起，我國已經(jīng)引入了承插式、碗扣式等多樣化腳手架技術(shù)。隨著建筑物高度的不斷攀升，搭設(shè)跨度的不斷擴(kuò)大，施工技術(shù)也在持續(xù)進(jìn)步中。高支模板技術(shù)的運用大幅降低了材料成本，并有效地控制了施工成本。但根據(jù)高支模板施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，必須是整體結(jié)構(gòu)和建筑物高度滿足一定標(biāo)準(zhǔn)和要求，才能將其投入使用。比如，建筑物的高度、周邊建筑物的間距、模板的承載力等都是需要考慮的關(guān)鍵指標(biāo)。通過制訂出一個有效的施工計劃和更加合理的高支撐模板方案，可以提高施工的安全性，同時提升建筑項目的質(zhì)量和施工效率。盡管如此，由于技術(shù)復(fù)雜性，高支模板技術(shù)在應(yīng)用過程中仍舊存在著一定的安全風(fēng)險。

2.高支模施工工藝準(zhǔn)備工作

2.1 建筑材料準(zhǔn)備

在開展高支模施工項目之前，工程所需的建筑材料必須要準(zhǔn)備到位，這些材料主要包括鋼筋、混凝土、木材、鋁板等。在整個施工過程中，必須根據(jù)工程的具體情況對不同材料進(jìn)行仔細(xì)分類管理，確認(rèn)所選材料不會對工程的綜合性能產(chǎn)生負(fù)面影響。在鋼筋的使用上，應(yīng)當(dāng)采取合理的截面設(shè)計方法來配置鋼筋結(jié)構(gòu)，以便使結(jié)構(gòu)設(shè)計更為簡潔，同時減輕設(shè)計階段的工作量。施工人員在日常工作中需要選擇合適的連接節(jié)點，并根據(jù)鋼筋工程的具體需求購買合適的材料。做好建筑材料的準(zhǔn)備工作是非常關(guān)鍵的，它能夠極大地減少施工過程中事故的發(fā)生概率。在材料的選擇上，必須加大重視力度，應(yīng)當(dāng)選擇那些性能優(yōu)良且成本效益較高的材料，這樣不僅可以提升工程的整體質(zhì)量，還能確保工程經(jīng)濟(jì)性。

2.2 參數(shù)設(shè)計環(huán)節(jié)

在高支模施工籌備階段，要對每一個工藝的參數(shù)進(jìn)行精確的設(shè)計，讓選用的模板結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到施工的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。管理團(tuán)隊還需加強(qiáng)施工工藝流程的控制，確保其與施工手冊的規(guī)定保持一致性。根據(jù)不同地域的建筑材料特性和結(jié)構(gòu)需求，應(yīng)用模擬技術(shù)對施工每個環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)演，確保模板設(shè)計滿足規(guī)定的各項性能標(biāo)準(zhǔn)。在結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要重點考量結(jié)構(gòu)在承受載荷時的強(qiáng)度是否符合規(guī)范，通過選擇合適的支撐材料，可以顯著提高工程整體的安全系數(shù)，防止工程實施中出現(xiàn)安全風(fēng)險[3]。設(shè)計人員通常會使用三維模型作為設(shè)計基礎(chǔ)，對高支模結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模分析，確保其整體強(qiáng)度在安全范疇內(nèi)。普遍采用的方法是使用沙盤模型來模擬整個高支模施工的過程，這樣做不僅可以縮減工程預(yù)算，還能提升工程設(shè)計的效率。施工單位通過對沙盤模型的分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)并糾正施工過程中的問題，防止?jié)撛诘陌踩L(fēng)險，現(xiàn)階段施工單位可以利用BIM 技術(shù)進(jìn)行施工過程的仿真推演，并結(jié)合虛擬沙盤模擬技術(shù)，能有效降低建設(shè)成本。

3.建筑工程中高支模主要的施工工藝

3.1 模板定位

高支模模板的定位首先要確立精準(zhǔn)的控制網(wǎng)，控制網(wǎng)的建立以樓面主軸線為基礎(chǔ)，沿垂直和水平方向布設(shè)，保證模板定位的基準(zhǔn)點精確無誤。在混凝土底板或頂板澆筑完成并且達(dá)到了一定的硬度，具體表現(xiàn)為手按壓其表面時不會留下痕跡，強(qiáng)度達(dá)到或超過1.2 兆帕?xí)r，施工人員才可以登上進(jìn)行后續(xù)的工序。此時，首項任務(wù)是進(jìn)行軸線的投測，這包括利用樓層的主要軸線作為參考，建立并測量控制線。以這些控制線為基準(zhǔn)，依次展開各個細(xì)節(jié)軸線的布置，并在軸線的基礎(chǔ)上標(biāo)定出具體構(gòu)件的尺寸和位置，這樣可以確保后續(xù)模板的準(zhǔn)確安裝與校準(zhǔn)。在模板被拆除后，人員需要在樓層標(biāo)出500 毫米高度的控制線，并利用這一標(biāo)記直接將板底的控制線延伸至墻面和柱子上，以確保結(jié)構(gòu)各部分的精確對位。除了模板自身的定位，還需要注意與現(xiàn)場其他施工活動如支撐系統(tǒng)、混凝土澆筑等進(jìn)行協(xié)調(diào)，避免在施工過程中因交叉干擾造成的定位誤差。

3.2 模板的安裝搭設(shè)

在施工前須確保模板系統(tǒng)的風(fēng)荷載、混凝土澆筑力等影響因素設(shè)計方案滿足建筑工程的靜動載荷要求，施工單位應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化原則，精確測繪并劃分施工區(qū)域，依據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行部件的精準(zhǔn)拼裝[4]。支架立柱、橫梁、斜撐等主體結(jié)構(gòu)需嚴(yán)格按照力學(xué)原理和施工圖設(shè)定位置，確保模板系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性與水平調(diào)整功能。錨固件、連接件的選擇與應(yīng)用需考慮承載能力和適應(yīng)性，以滿足不同環(huán)境條件下的安全性要求。模板面板的垂直度、平整度直接影響最終混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，故現(xiàn)場施工人員必須使用精密儀器進(jìn)行復(fù)核、調(diào)整。在模板安裝完成后，對整體支模結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載測試，以驗證其承載性和剛度是否達(dá)到設(shè)計預(yù)期，確保在后續(xù)的混凝土澆筑過程中，模板系統(tǒng)能夠有效承受來自新澆筑混凝土的壓力與振動。

3.3 外框架梁柱施工

進(jìn)行梁柱的外框施工作業(yè)是整個高支模施工中比較困難的一個步驟，它決定了整個工程的施工質(zhì)量需要施工單位有足夠的重視，由于在常規(guī)施工作業(yè)中梁柱通常集中分布在較為狹窄的空間內(nèi)，使施工難度加大。施工人員必須嚴(yán)格遵循既定的作業(yè)流程，確保各項工序的精準(zhǔn)執(zhí)行。在澆筑梁的混凝土?xí)r，應(yīng)不斷監(jiān)測梁柱的確切位置，若發(fā)現(xiàn)明顯偏移，就需對梁柱與支點之間的結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合加固處理。框架及立柱裝置就緒之后，技術(shù)人員還需要針對實際施工環(huán)境，調(diào)整支撐橫梁下方的水平拉桿，移至主體結(jié)構(gòu)兩側(cè)相應(yīng)位置。在整個施工過程中，還應(yīng)確保腳手架與樓層梁柱保持水平對齊，這一點對于確保節(jié)點連接的質(zhì)量至關(guān)重要。

3.4 混凝土澆筑施工

首先，在混凝土施工之前，要針對作業(yè)要求科學(xué)配制混凝土材料，保證其品質(zhì)滿足工程的施工標(biāo)準(zhǔn)；其次，澆筑前必須對模板的承重能力做出準(zhǔn)確的分析，并安排專門技術(shù)人員檢驗支架的承載力，并將檢查數(shù)據(jù)細(xì)致記錄。若在檢查中發(fā)現(xiàn)模板出現(xiàn)任何松動情況，需立刻中止檢測及時處理，并在問題解決并復(fù)查合格后方可開始澆筑作業(yè)。施工時根據(jù)結(jié)構(gòu)特性及現(xiàn)場實際狀況，選擇用泵送方式施工高支模板混凝土。澆筑分為兩階段，先在梁底部安裝模板增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在梁底澆筑混凝土后再進(jìn)行梁板綁扎工作，并對模板支撐進(jìn)行加強(qiáng)處理。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期的75%時，在梁面板處澆筑混凝土應(yīng)緩慢進(jìn)行。對于較高的高支模板層，建議從中部向兩側(cè)逐漸進(jìn)行澆筑，優(yōu)先澆筑梁內(nèi)區(qū)，其次是板底區(qū)，隨后在增加混凝土坡度的情況下，繼續(xù)完成其他區(qū)域的澆筑。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)當(dāng)在梁體和板段同步進(jìn)行，采用層次分明的方式，由中心向外側(cè)進(jìn)行，每一層的厚度控制在40 厘米以內(nèi)。在澆筑過程中，施工單位需安排專人定時檢查支架穩(wěn)定性，一旦發(fā)現(xiàn)任何松動或沉降現(xiàn)象，應(yīng)立即暫停工作，查明原因后進(jìn)行相應(yīng)處理。同時，需確保澆筑時不損害頂板的混凝土結(jié)構(gòu)，避免在排料口堆積過多的物料[5]。

3.5 設(shè)置高支模立桿與加固

為保證高支模豎柱的施工過程能夠順利，施工前應(yīng)對豎柱進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌惭b與加固作業(yè)，施工中要對豎向結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性須給予充分重視，不然任何疏忽均可能危及整個支撐系統(tǒng)的安全性。支柱的中間或上部位置的選擇，應(yīng)依據(jù)所需控制的豎柱間距來決定。考慮到支柱在軸向承力上會因高度的變化而不同，因此推薦采用由上至下逐漸增大的步距配置，以此確保施工階段的整體穩(wěn)定。在施工作業(yè)中，支撐模板的間距宜控制在1.5 米內(nèi)，而對于承受較大力量的梁底立桿，應(yīng)根據(jù)施工要求適時增設(shè)雙立桿，且隨著柱間距的擴(kuò)大，應(yīng)增加橫向的雙向立桿，以此提高立桿的雙向剛性及承載力。在高支模的兩側(cè)及中心部位，每隔五排橫桿，應(yīng)設(shè)置橫向剪力支撐，確保橫梁在結(jié)構(gòu)上發(fā)揮預(yù)定功能。隨著施工進(jìn)度的推進(jìn)和支架承載層級的提升，施工現(xiàn)場的質(zhì)量監(jiān)督員需對支撐系統(tǒng)進(jìn)行周期性檢測，對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，確保豎向高度偏差在±15.0 毫米范圍內(nèi)。如檢測出質(zhì)量問題，須立即上報項目經(jīng)理。完成上述流程后，方可開始支架的安裝工作，并在技術(shù)交底完成后展開施工活動。例如，豎向距橫梁的垂直偏差需符合施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；控制端的連接件要錯開并固定于不同框架內(nèi)；安裝扣件時，應(yīng)向內(nèi)處理，以避免雨水對穩(wěn)定性的不利影響；嚴(yán)禁混用外徑51.0 毫米與外徑48.0 毫米的鋼管，如果發(fā)現(xiàn)安裝中有變形的鋼管應(yīng)立即剔除掉。

3.6 模板支撐架拆除

施工期間保障工作人員人身安全的關(guān)鍵點在于，只有在混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計要求后，才可以開始拆卸支架。支架拆除前，項目負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人及施工人員需共同對照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)試件進(jìn)行強(qiáng)度測試，確認(rèn)無誤后才能進(jìn)行拆卸作業(yè)。在模板的拆除過程中，需嚴(yán)格遵循設(shè)計規(guī)范，若沒有特殊設(shè)計要求，則按照“先裝后拆，后裝先拆”的順序進(jìn)行。拆模作業(yè)中嚴(yán)禁采取粗暴方式，應(yīng)細(xì)致處理模板，將其轉(zhuǎn)移到指定區(qū)域，且在拆除完成后及時進(jìn)行清理，以便順利開展后續(xù)施工。如在拆模期間遇到任何可能影響混凝土外表質(zhì)量或結(jié)構(gòu)安全的問題，應(yīng)立刻中止拆模作業(yè)，并報告給施工單位，待制定出確切的施工方案后才可繼續(xù)。拆除支撐系統(tǒng)時也要按照先裝后拆，后裝先拆的原則，且按照自上而下的順序來進(jìn)行操作，嚴(yán)禁在工地內(nèi)兩個樓層同時進(jìn)行拆除活動。同時，工人在拆除零件后不得將其隨意拋至地面，而應(yīng)通過起重設(shè)備將其降至地面，并按類別妥善存放。另外，工作區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置明顯的安全警告標(biāo)志，并由專業(yè)安全員進(jìn)行定期檢查，確保整個施工過程都安全且沒有隱患。

4.建筑工程中高支模施工的優(yōu)化措施

4.1 合理選用設(shè)計方案

施工設(shè)計方案作為建設(shè)項目的核心依據(jù)，對整個項目的實施起到了決定性的作用。為了發(fā)揮高支模施工技術(shù)的最大效能，保障項目施工能順利推進(jìn)是必不可少的前提條件。因此，在施工作業(yè)開始之前，優(yōu)先明確一個切實可行的設(shè)計方案是至關(guān)重要的，這是高支模技術(shù)得以有效應(yīng)用的基礎(chǔ)。在規(guī)劃設(shè)計方案時，必須全面評估方案是否嚴(yán)格遵循相關(guān)安全規(guī)范，是否滿足既定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且要確保方案的選取符合生態(tài)文明建設(shè)的相關(guān)要求。綜合上述各方面的合規(guī)性，才能夠做出最恰當(dāng)?shù)姆桨高x擇。

4.2 科學(xué)選擇及管理材料

科學(xué)合理地選材，不僅能夠確保高支模結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，同時也能夠提升施工效率與經(jīng)濟(jì)性。在支模系統(tǒng)的構(gòu)成材料選用上，需優(yōu)先考慮其力學(xué)性能、穩(wěn)定性以及與工程具體條件的適應(yīng)性，讓材料性質(zhì)能夠滿足高支模所承受的荷載要求及工作環(huán)境的復(fù)雜性。針對材料管理，施工單位應(yīng)建立一套嚴(yán)格的材料管理制度，對進(jìn)場的材料進(jìn)行全面的質(zhì)量控制與跟蹤記錄，以便在施工中快速響應(yīng)材料使用的實際情況。對于支模材料的儲存與保養(yǎng)也要有明確規(guī)范，以降低因存儲不當(dāng)導(dǎo)致的材料性能退化，而且還要重視施工過程中材料的實時監(jiān)控與材料抽樣檢查等工作，這樣才能讓施工團(tuán)隊及時發(fā)現(xiàn)材料隱藏的缺陷，并提前進(jìn)行風(fēng)險預(yù)防，保障工程質(zhì)量和施工安全。

4.3 改進(jìn)支撐體系

在現(xiàn)代化的建筑工程施工中，高支模的支撐體系改進(jìn)需從力學(xué)性能與系統(tǒng)可靠性兩大維度入手，采用先進(jìn)的計算模型與仿真技術(shù)，精確預(yù)測支撐結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的響應(yīng)情況，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的最優(yōu)化。在材質(zhì)選擇上，輕質(zhì)高強(qiáng)的新型材料能夠有效降低支撐結(jié)構(gòu)自重，同時提高承載力和抗震性能。此外支撐體系的連接節(jié)點設(shè)計也非常重要，需保證節(jié)點具有足夠的剛度與強(qiáng)度，以避免在施工荷載作用下出現(xiàn)連接失效。支撐體系的布局應(yīng)當(dāng)遵循模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化原則，便于快速組裝與拆卸提升施工效率。

4.4 提高高支模安裝作業(yè)的精確度

高支模體系的安裝隊伍需要對各類施工材質(zhì)有充分的認(rèn)識，嚴(yán)格遵守施工規(guī)程，并嚴(yán)密按照設(shè)計方案來進(jìn)行裝配作業(yè)，任何連接點的誤差都是不允許的。在不同材質(zhì)的連接環(huán)節(jié)，對裝配的準(zhǔn)確性要有嚴(yán)格把控，避免產(chǎn)生明顯的裂紋或連接松動等質(zhì)量問題。這就對技術(shù)交底的工作提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，要求在高支模的安裝各環(huán)節(jié)上做到技術(shù)要領(lǐng)的具體落實，確保施工人員獲得準(zhǔn)確的技術(shù)指導(dǎo)，并且將設(shè)計意圖無誤地轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場施工的具體操作，杜絕因錯誤理解設(shè)計細(xì)節(jié)或者參數(shù)，而引發(fā)施工的潛在安全風(fēng)險。

4.5 對施工技術(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)

綜合運用信息化管理與模擬技術(shù)等現(xiàn)代施工理念，能夠優(yōu)化施工方案，減少現(xiàn)場作業(yè)的不確定性。利用智能化施工系統(tǒng)，實現(xiàn)對工程進(jìn)度的實時監(jiān)控，及時調(diào)整施工策略，確保支模系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工程質(zhì)量。在材料技術(shù)方面，選用強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更好的新型支撐材料，如高性能鋼材或復(fù)合材料，可以顯著提高支模的承載能力和耐久性。并且要不斷強(qiáng)化施工人員的專業(yè)培訓(xùn)力度，提高其對先進(jìn)施工技術(shù)的理解與應(yīng)用能力，確保施工過程中能夠準(zhǔn)確無誤地執(zhí)行設(shè)計意圖。通過這些措施，可以有效控制工程風(fēng)險，提高施工安全性，實現(xiàn)高支模施工技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)與創(chuàng)新。

結(jié)語：

綜上所述，高支模施工作為建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工工藝和優(yōu)化措施的研究具有重要意義。通過對高支模豎柱安裝精度和穩(wěn)定性的控制、施工材料的科學(xué)選擇與管理、支撐體系的改進(jìn)以及施工技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，不僅提升了結(jié)構(gòu)安全性，而且增進(jìn)了工程效率。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些優(yōu)化措施將進(jìn)一步促進(jìn)建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展，尤其是在提高施工質(zhì)量和效率方面發(fā)揮顯著作用。