高大模板支撐體系的設(shè)計(jì)探討

黃凱

（重慶玖和惠鼎建筑勞務(wù)有限公司，重慶 400000）

0 前言

在建筑工程施工中，高大模板支撐體系是極其重要的組成部分（如圖1所示），具有較強(qiáng)的關(guān)鍵性和較大的危險(xiǎn)性。高大模板支撐體系的施工過程往往具有高度高、跨度大、荷載大和基礎(chǔ)條件差等施工難點(diǎn)。對(duì)于這些問題的處理，如果施工方案設(shè)計(jì)不合理或者在施工過程中存在一定的操作不當(dāng)，則會(huì)影響項(xiàng)目設(shè)計(jì)的施工質(zhì)量，也可能帶來坍塌等事故。這會(huì)給施工人員的生命安全造成極大的威脅，同時(shí)也會(huì)拖慢工程施工進(jìn)度、增加施工成本。因此，施工單位必須在設(shè)計(jì)和施工過程中嚴(yán)格按照施工規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)好好綜合全局的組織方案，提高設(shè)計(jì)的安全性和建筑工程的質(zhì)量水平。

圖1 高大模板

1 高大模板支撐體系設(shè)計(jì)基本內(nèi)容

在模板支撐體系施工之前，應(yīng)先由設(shè)計(jì)人員及相關(guān)工作人員制訂模板支撐體系的施工方案和基本內(nèi)容，確保施工方案準(zhǔn)確無誤、符合相關(guān)規(guī)定與實(shí)際情況后在進(jìn)行施工。施工方案要結(jié)合建筑工程的特點(diǎn)，針對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的問題給出解決的預(yù)設(shè)方案，內(nèi)容主要包括地基的建造與排水工作的處理，模板體系的計(jì)算，架體與建筑物的連接，施工材料及主要的規(guī)格參數(shù)、剪刀撐的設(shè)計(jì)，鋼管的連接方式等。施工隊(duì)伍還需要繪制出支撐體系設(shè)計(jì)圖、設(shè)計(jì)圖要對(duì)建筑工程中的特殊要求做出具體的說明。

2 高大模板支撐體系設(shè)計(jì)步驟

2.1 確定支撐架類型

設(shè)計(jì)高大模板支撐體系，首先要根據(jù)支撐架選型原則來確定支撐架的類型。一般支撐架類型分為扣件式鋼管架和碗扣式鋼管架。

2.2 對(duì)梁、板、支撐架進(jìn)行歸類、標(biāo)注

在確定好支撐架的類型后，首先要將高大模板范疇內(nèi)的梁和板按照不同的類型進(jìn)行分類，然后分別計(jì)算不同類型的支撐架中最大的梁和板相關(guān)參數(shù)，記錄格式如圖2所示。

圖2 ××式支撐架超大模板支撐體系

2.3 相關(guān)參數(shù)的計(jì)算

2.3.1 主要材料的參數(shù)計(jì)算

在計(jì)算主要材料的相關(guān)參數(shù)時(shí)，要嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行，并結(jié)合實(shí)際情況，在保證精度和效率的前提下，計(jì)算出主要材料的相關(guān)參數(shù)。如果在測(cè)量過程中發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的材料與設(shè)計(jì)材料出現(xiàn)偏差，應(yīng)第一時(shí)間將設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際數(shù)值進(jìn)行校對(duì)，并及時(shí)修改設(shè)計(jì)參數(shù)以保證設(shè)計(jì)方案的可實(shí)施性和高精確度。

2.3.2 荷載取值

恒載標(biāo)準(zhǔn)值包括模板、鋼筋和混凝土的自重?；钶d標(biāo)準(zhǔn)值包括施工人員及設(shè)備的荷載標(biāo)準(zhǔn)值和振搗、傾倒混凝土過程中產(chǎn)生的荷載。荷載取值應(yīng)按照建筑施工模板支撐體系相關(guān)技術(shù)規(guī)定進(jìn)行選取。

2.4 模板支撐體系的計(jì)算

2.4.1 計(jì)算步驟

首先根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，初步確定梁板支撐體系立桿間距、橫桿步距以及梁（板）底主、次龍骨間距和梁側(cè)內(nèi)、外龍骨間距，然后根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的模板、方木、立桿、對(duì)拉螺栓等建筑材料及相應(yīng)荷載進(jìn)行計(jì)算，并逐步調(diào)整至最佳的結(jié)果。

計(jì)算梁（板）模板支撐體系參數(shù)時(shí)，首先計(jì)算施工荷載，然后計(jì)算底模、側(cè)模、主龍骨、次龍骨等構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度。最后進(jìn)行鋼管立桿的穩(wěn)定性以及立桿支撐樓面承載力的驗(yàn)算。這里需要注意，當(dāng)列出所有需要測(cè)算的梁和板之后，還需要計(jì)算每一種支撐架類型中的截面最大的梁和板的施工或者以及構(gòu)件強(qiáng)度和剛度，然后驗(yàn)算同一支撐架類型中最大搭設(shè)高度的立桿穩(wěn)定性。最后根據(jù)截面最大的梁和板，計(jì)算出在最大荷載強(qiáng)度和最大搭設(shè)高度下立桿支撐地面的承載力。在最保守的條件下確定支撐架體系的搭設(shè)方案。對(duì)于同一項(xiàng)目工程中其他同類型的支撐架，只要截面尺寸相差不大，均可以按照此方案進(jìn)行搭設(shè)。如果截面尺寸相差過大，則可以根據(jù)實(shí)際情況重新調(diào)整支撐架體系中的各構(gòu)件布局，經(jīng)過驗(yàn)算確保安全后進(jìn)行搭設(shè)，以此降低項(xiàng)目工程的經(jīng)濟(jì)成本。

2.4.2 計(jì)算注意事項(xiàng)

立桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算在計(jì)算扣件式支撐架立桿的長(zhǎng)度時(shí)，要分為“頂部立桿段”和“非頂部立桿段”兩種類型進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果應(yīng)取穩(wěn)定狀態(tài)下的最保守值。

2.4.3 繪制構(gòu)造設(shè)置圖

在全部的計(jì)算結(jié)果得出之后，因?yàn)楦鶕?jù)計(jì)算結(jié)果繪制立桿平面的布置圖，剖面圖、恰提與周圍建筑連接圖、水平與縱向剪刀撐等構(gòu)造設(shè)置圖。并且要將整個(gè)模板支撐體系的詳細(xì)布置以表格的形式具體列出，如圖3所示。

圖3 梁（板）支撐架設(shè)計(jì)方案表

3 高大模板支撐體系構(gòu)造要求

（1）在高大模板支撐體系的施工過程中，應(yīng)保證立桿的地基平坦堅(jiān)實(shí)，能夠滿足立桿的穩(wěn)定性和地基密度要求。另一方面，在高大模板支撐體系的設(shè)計(jì)階段，要設(shè)計(jì)好排水系統(tǒng)，保證實(shí)際使用過程中排水通暢，地基表面跟內(nèi)部不得出現(xiàn)積水現(xiàn)象。

（2）當(dāng)模板工程的施工總荷載大于10kN/m2，或集中線荷載大于15kN/m時(shí)，必須增設(shè)混凝土墊層，并且保證的混凝土墊層的強(qiáng)度在C10以上、厚度大于等于100mm。

（3）對(duì)于設(shè)計(jì)圖中位于樓面的立桿，要在對(duì)應(yīng)立桿的樓層下面采取可靠的支撐措施，確保樓面不會(huì)受到立桿的作用而產(chǎn)生形變。為保證立桿底部受力均勻，需要在立桿底部設(shè)置底座，底座的規(guī)格應(yīng)不小于150mm×150mm×8mm，材質(zhì)應(yīng)采用鋼板和鋼管套管焊接而成。在底座的下面，要鋪設(shè)木質(zhì)墊板或槽鋼。木質(zhì)墊板的規(guī)格要求長(zhǎng)度在兩跨以上，寬度在150mm以上，厚度要保持50mm以上。槽鋼一般選取12~16號(hào)槽鋼。

（4）支撐架在安裝時(shí)需要設(shè)置水平桿和掃地桿?？v向掃地桿和橫向掃地桿的固定方式均為直角扣件式，但縱向掃地桿的固定位置在底座上皮200mm處，橫向掃地桿一般固定在縱向掃地桿的正下方位置處。

（5）剪刀撐能夠有效提高支撐假體的穩(wěn)定性。在支撐架架體的兩端和中間，要沿水平方向向四周設(shè)置三道水平剪刀撐。剪刀撐的設(shè)置原則為：從架體的一端開始，每隔4跨設(shè)置一道雙向剪刀撐，每道剪刀撐至少橫跨五根立桿，同時(shí)要保證剪刀撐立桿和橫桿穩(wěn)定連接。剪刀撐采用搭接的方法進(jìn)行連接，搭接接頭要大于500mm，并用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件進(jìn)行固定。剪刀撐的構(gòu)造應(yīng)符合最新的建筑規(guī)定。

（6）隨著架體高度的升高，穩(wěn)定性會(huì)逐漸下降。為了保證架體的穩(wěn)定性，要盡量減小架體搭設(shè)高度對(duì)架體穩(wěn)定性的影響，同時(shí)還要確保架體與四周建筑形成可靠連接。在連墻件的安置方面，豎直方向上連墻件的間隔大約為每層樓4m以內(nèi)，水平方向上大約在三跨以內(nèi)。如果架體周圍沒有建筑物提供支撐，則要采用格構(gòu)柱法來提高支撐體系的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

高大模板支撐體系的設(shè)計(jì)關(guān)乎施工過程中的質(zhì)量水平，因此高大模板支撐體系的設(shè)計(jì)尤為重要。目前，高大模板支撐體系是一個(gè)涵蓋了設(shè)計(jì)、技術(shù)、安全與監(jiān)測(cè)四個(gè)方面的綜合項(xiàng)目。實(shí)踐證明，只有在設(shè)計(jì)和施工過程中嚴(yán)格按照施工規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)好好綜合全局的組織方案，把握好施工過程中的微小細(xì)節(jié)，并嚴(yán)格按照?qǐng)?zhí)行過程進(jìn)行，并做好模板支撐體系的質(zhì)量檢測(cè)，最大限度保證高大模板支撐體系的質(zhì)量水平，減少安全事故的發(fā)生。