現(xiàn)澆混凝土高模板支撐的施工組織設(shè)計(jì)

張文杰

高支模施工具有安全風(fēng)險(xiǎn)高、難度系數(shù)大、施工精度不易控制等難點(diǎn)，有些工程項(xiàng)目還存在斜坡結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增加了支架搭設(shè)和混凝土澆筑的難度。此類(lèi)施工的重點(diǎn)是搭建穩(wěn)健的支撐體系，嚴(yán)格控制模板標(biāo)高，依照混凝土澆筑施工的基本流程搭建模板、澆筑及養(yǎng)護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)。研究現(xiàn)澆混凝土高支模的施工組織設(shè)計(jì)策略有助于提高此類(lèi)施工的效率、質(zhì)量以及安全性，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

本次研究以國(guó)內(nèi)某滑雪樂(lè)園的滑道施工為例，項(xiàng)目中的滑道共分為3個(gè)等級(jí)，其中初學(xué)者滑道長(zhǎng)度為120 m，平均寬度達(dá)到45 m，滑道的坡度為8°，標(biāo)高在5.1 ～21.9 m，最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的落差為16.8 m。初中級(jí)滑道長(zhǎng)度為330 m，寬度是30 m，坡度為9°～12.5°，標(biāo)高最高點(diǎn)達(dá)到59.1 m，落差為60 m。最后一個(gè)是高級(jí)滑道，寬28 m，長(zhǎng)260 m，坡度為11.50°～20.5°，標(biāo)高最高為59.1 m，落差60 m?；阑A(chǔ)結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成，然后通過(guò)造雪機(jī)、冷風(fēng)機(jī)等實(shí)現(xiàn)室內(nèi)造雪。由于滑道最高點(diǎn)的標(biāo)高達(dá)到了59 m 以上，因而施工過(guò)程中涉及高模板支撐作業(yè)。

2 現(xiàn)澆混凝土高模板支撐施工組織設(shè)計(jì)

2.1 高模板支撐體系搭設(shè)

2.1.1 前期準(zhǔn)備

（1）制定施工方案。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，由專(zhuān)家論證后決定采用“貝雷梁+盤(pán)扣式架體”的組合式支撐體系，貝雷梁的結(jié)構(gòu)形式及搭設(shè)方式有明確的規(guī)范要求，該項(xiàng)目中為了強(qiáng)化坡道上的基礎(chǔ)，增設(shè)了矩形的鋼梁。在架體選型上主要考慮鋼管規(guī)格的統(tǒng)一性以及鋼管的整體質(zhì)量。盤(pán)扣式腳手架系統(tǒng)采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)格，鋼管的材質(zhì)均為Q345B，其表面采用鍍鋅防腐處理技術(shù)，主要的結(jié)構(gòu)形式為承插型盤(pán)扣式架體[1]。為了提高模板支撐的施工效率，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為低區(qū)、中區(qū)以及高區(qū)3 種類(lèi)型，具體可參考圖1，3 個(gè)區(qū)域在搭設(shè)高度上存在差異，以圖1中的低區(qū)為示例，其具體的搭設(shè)指標(biāo)可以參考表1。項(xiàng)目中所使用的模板厚度均為15 mm，立桿的橫距和縱距全部為900 mm，步距為1 500 mm，頂部使用可調(diào)節(jié)的承托結(jié)構(gòu)。

表1 低區(qū)高支模系統(tǒng)搭設(shè)要求

圖1 雪樂(lè)園項(xiàng)目滑道高支模區(qū)域劃分示意圖

（2）設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算。在高模板支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要非常重視設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算。設(shè)計(jì)階段以及后期的驗(yàn)收階段都要反復(fù)核算貝雷架的彎矩、撓度以及剪力等參數(shù)[2]。

（3）立桿及貝雷架放樣。在全方位搭設(shè)架體之前需先做好貝雷架以及立桿的基礎(chǔ)放樣，確定搭設(shè)點(diǎn)的具體位置。同時(shí)以平面設(shè)計(jì)圖紙為根據(jù)，在混凝土基礎(chǔ)地坪上做好放樣工作。

（4）施工工具租賃。由于該項(xiàng)目使用的貝雷梁以及承插式腳手架用量較大，考慮到施工成本控制的因素，決定采用租賃的方式獲取這些物資。待物資進(jìn)場(chǎng)時(shí)對(duì)腳手架系統(tǒng)的材質(zhì)、規(guī)格以及變形情況等進(jìn)行嚴(yán)格檢查，凡不符合要求的一律更換。

2.1.2 墊板和底座設(shè)置

由于高模板支撐體系在后期運(yùn)用階段會(huì)承載較大的模板載荷以及混凝土澆筑載荷，再加上支架體系本身也存在較大的自重，因而需加強(qiáng)底座和墊板的設(shè)計(jì)。首先在施工區(qū)域內(nèi)澆筑一層混凝土基礎(chǔ)，厚度控制在15 cm 上下，做好平整度控制，使其具有良好的承載力。然后按照立桿的放樣點(diǎn)，在立桿支座下放支點(diǎn)墊板，并且墊板的材質(zhì)、規(guī)格要統(tǒng)一，在墊板上設(shè)置盤(pán)扣式腳手架的支座。

由于架體搭設(shè)較高，對(duì)垂直度的要求很高，在設(shè)置支座時(shí)必須嚴(yán)格檢測(cè)其垂直度的參數(shù)。地面硬化處理是非常重要的一步，其作用體現(xiàn)在2 個(gè)方面：一是通過(guò)硬化的砼基礎(chǔ)為盤(pán)扣式腳手架、貝雷架以及施工載荷提供良好的承載力；二是通過(guò)砼面層實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的基礎(chǔ)標(biāo)高控制，為高支模的支架系統(tǒng)提供統(tǒng)一的搭載標(biāo)高。如果不進(jìn)行地面硬化處理，而是采用自然地基作為搭載平面，那么在后期施工中很可能出現(xiàn)地基不均勻沉降、模板標(biāo)高難以精確控制的問(wèn)題[3]。

2.1.3 貝雷架安裝

該項(xiàng)目采用貝雷架的主要原因是滑道為斜坡結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)堂腳手架不易安裝，鋼管接觸面小以及架體滑移將對(duì)滿(mǎn)堂腳手架體系造成很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，最高處的架體高度需達(dá)到60 m 以上，盤(pán)扣式鋼管腳手架體系難以滿(mǎn)足搭設(shè)需求。因此，對(duì)于高區(qū)的模板支撐體系，采用承載力和適應(yīng)性都更突出的貝雷梁架，具體的支撐方案是在坡道上設(shè)置鋼箱梁，以塔吊方式將其吊裝到預(yù)定位置，并將預(yù)埋鋼板與箱梁的底部和端頭焊接牢靠[4]。

2.1.4 高模板支撐體系施工

盤(pán)扣式腳手架系統(tǒng)的搭建要點(diǎn)在于限制好立桿的垂直度、橫距、縱距、水平桿的步距以及主次龍骨的規(guī)格和間距。在施工方案設(shè)計(jì)階段早已明確了這些基本參數(shù)，其中立桿的橫距和縱距全部按照900 mm 處理，水平桿的步距全部按照1 500 mm 處理。項(xiàng)目中使用的主龍骨為雙鋼管，次龍骨為木枋。

（1）立桿搭設(shè)要求。立桿底部的200 mm 高度范圍內(nèi)設(shè)置橫向和縱向的掃地桿，垂直度采用專(zhuān)業(yè)的儀器進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于偏差過(guò)大的立桿進(jìn)行底座調(diào)整。

（2）剪刀撐搭設(shè)。剪刀撐分為水平和豎向兩種。豎向剪刀撐連續(xù)設(shè)置在架體外側(cè)和內(nèi)部，按照縱向和橫向每5 跨設(shè)置剪刀撐，剪刀撐跨度不低于3 m。剪刀撐斜桿與水平方向的夾角控制在45°～60°。水平剪刀撐設(shè)置在豎向剪刀撐的交點(diǎn)平面，水平剪刀撐的具體設(shè)置位置是豎向每隔4.5 m，其寬度控制在3～5 m。

（3）模板支設(shè)。模板搭建的基本要求是加固牢靠、做好接縫位置的密封處理，混凝土澆筑之后的載荷作用在模板上有可能引發(fā)漏漿的風(fēng)險(xiǎn)，因此要重視模板加固這一工序，在接縫部位設(shè)置專(zhuān)門(mén)的密封條，防止水分或者水泥漿液直接流失[5]。

2.1.5 驗(yàn)收

在安裝模板之前首先對(duì)支撐系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)收，重點(diǎn)針對(duì)立桿橫縱步距、水平桿步距、掃地桿的高度、剪刀撐的設(shè)置等進(jìn)行驗(yàn)證，尤其要關(guān)注立桿的垂直度，由于搭設(shè)高度較大，如果垂直度上存在過(guò)大的偏差，將會(huì)對(duì)后續(xù)的施工產(chǎn)生很大的安全威脅。其次，檢查盤(pán)扣式腳手架的連接節(jié)點(diǎn)，重點(diǎn)是插銷(xiāo)是否安裝到位，對(duì)于存在螺栓連接的部位，可使用扭力扳手來(lái)規(guī)范安裝時(shí)的力度。支撐體系驗(yàn)收合格后再安裝模板，重點(diǎn)檢查模板固定的牢靠程度、模板的底部標(biāo)高以及模板連接部分的密封性[6]。

2.2 混凝土澆筑工程

搭建高支模能為混凝土澆筑施工創(chuàng)造有利的條件，核心施工內(nèi)容依然是現(xiàn)澆混凝土施工。依據(jù)混凝土現(xiàn)澆施工的基本流程，施工組織的要點(diǎn)如下。

2.2.1 各類(lèi)原材料的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

在混凝土工程中需通過(guò)專(zhuān)業(yè)的試驗(yàn)全面掌握混凝土配置原材料的性能特點(diǎn)以及各種原材料的最佳設(shè)計(jì)配合比。項(xiàng)目管理中需委托專(zhuān)業(yè)的第三方鑒定機(jī)構(gòu)對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度、安定性進(jìn)行測(cè)試。凝結(jié)時(shí)間決定了后期施工過(guò)程中混凝土制備速度、運(yùn)輸車(chē)輛以及混凝土泵之間的配合方式，必須確保混凝土材料在初凝之前就澆筑完畢，否則將影響澆筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。目前，對(duì)以上檢測(cè)內(nèi)容已經(jīng)形成了成熟且完善的方法，例如，檢測(cè)混凝土安定性主要采用雷氏法，水泥強(qiáng)度試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)的水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法。

在混凝土檢驗(yàn)之前需對(duì)粗集料、細(xì)集料以及摻和料等進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。粗骨料的驗(yàn)收重點(diǎn)是含泥量、壓碎值以及粒徑范圍等，在配置混凝土?xí)r要求骨料的含泥量不得超過(guò)其總重量的1%。細(xì)集料主要為河砂，同樣存在含泥量或者黏土含量過(guò)高的問(wèn)題，檢測(cè)方法是使用水浸泡細(xì)集料，過(guò)濾細(xì)砂，然后觀(guān)察水的含泥量。

2.2.2 混凝土制備、運(yùn)輸、澆筑及振搗

攪拌制備混凝土?xí)r要充分考慮澆筑時(shí)的進(jìn)度需求、混凝土澆筑泵車(chē)的數(shù)量、運(yùn)輸車(chē)輛的數(shù)量，然后按照需求合理、適量地配置混凝土料。為了強(qiáng)化制備混凝土?xí)r各種原材料的比例控制，施工時(shí)推薦采用大型拌和站，高支模工程的混凝土澆筑量較大，此次研究的項(xiàng)目中跑道的長(zhǎng)度和寬度都很大，導(dǎo)致混凝土澆筑量激增。

拌和站內(nèi)置的電子稱(chēng)量裝置可以高效地測(cè)量各類(lèi)原材料的質(zhì)量?；炷吝\(yùn)輸和混凝土泵車(chē)現(xiàn)場(chǎng)澆筑需達(dá)到高效的配合，高支模工程需盡可能一次性完成澆筑作業(yè)，并且可從多個(gè)階段同步澆筑。對(duì)于厚度較大的結(jié)構(gòu)，可采用分層澆筑的方式，并且同步跟進(jìn)混凝土振搗操作，尤其在分層澆筑的位置，振搗棒需促進(jìn)上下層澆筑面的有效融合。在澆筑混凝土的過(guò)程中要注意控制導(dǎo)管口和澆筑面的垂直距離，通常不超過(guò)2 m，否則容易造成混凝土離析[7]。

2.2.3 高支模混凝土澆筑的溫度控制

該項(xiàng)目中的現(xiàn)澆混凝土工程體積較大，在澆筑過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)溫度控制困難的問(wèn)題，原因是水泥水化熱產(chǎn)生的熱量大量積聚在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并導(dǎo)致內(nèi)層混凝土的溫度遠(yuǎn)高于外層混凝土，進(jìn)而引發(fā)強(qiáng)烈的熱脹冷縮效應(yīng)，形成膨脹裂縫。預(yù)防這一問(wèn)題的方法是使用低熱水泥，配置混凝土?xí)r添加一定量的緩凝劑，必要時(shí)采取冷水降溫措施，在澆筑區(qū)域內(nèi)提前預(yù)埋冷水管以及溫度監(jiān)測(cè)傳感器，隨著內(nèi)部溫度的升高及時(shí)開(kāi)啟冷水降溫系統(tǒng)，使其快速帶走混凝土內(nèi)部的熱量。

2.2.4 養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)主要是根據(jù)混凝土的齡期要求，嚴(yán)格落實(shí)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在整個(gè)養(yǎng)護(hù)過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)充水分，尤其在高溫天氣下，可在混凝土結(jié)構(gòu)表面鋪設(shè)一層草簾，并定期灑水，使其始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)，防止混凝土結(jié)構(gòu)表面因快速失水而形成干縮裂縫。

2.3 模板拆除

拆除模板及腳手架支撐系統(tǒng)與搭設(shè)過(guò)程相似，同樣存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。首先要把握拆模的時(shí)機(jī)，不可過(guò)早拆模，待混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上后，再拆除模板以及相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)。拆模的順序與搭建模板時(shí)相反，可按照頂模、端模、側(cè)模、底模的順序依次進(jìn)行拆模。盤(pán)扣式腳手架以及貝雷架按照從上到下的順序依次拆除，在支架拆卸的下方需設(shè)置硬圍護(hù)和警示牌，防止其他施工人員誤入作業(yè)區(qū)域，這樣可有效預(yù)防物體打擊類(lèi)的傷害。

2.4 其他施工組織要點(diǎn)

2.4.1 進(jìn)度安排

現(xiàn)澆混凝土高模板支撐系統(tǒng)在施工現(xiàn)場(chǎng)管理中存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，雖然經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的技術(shù)論證，但最有效的管理措施是盡快完成現(xiàn)澆施工，并且將支架和模板系統(tǒng)拆除。因此，在此類(lèi)工程活動(dòng)的管理中需加強(qiáng)進(jìn)度管理，以緊湊的方式組織施工。例如，可采用流水線(xiàn)施工法，確保物資、人員以及設(shè)備之間的高度配合，促進(jìn)施工進(jìn)度。

2.4.2 人員和機(jī)械安排

高支模施工中存在盤(pán)扣式腳手架搭設(shè)作業(yè)，有些還涉及貝雷架搭設(shè)，相關(guān)從業(yè)人員需持有架子工上崗證以及架子工操作證。貝雷架安裝過(guò)程中還會(huì)使用塔吊或者履帶吊等大型吊裝機(jī)械設(shè)備，吊裝機(jī)械的操作人員也要具備相應(yīng)的資質(zhì)證書(shū)?？梢?jiàn)，施工單位在管理過(guò)程中需加強(qiáng)對(duì)各類(lèi)特征作業(yè)人員的管理，檢查其資質(zhì)證書(shū)的有效性，堅(jiān)決預(yù)防證書(shū)過(guò)期未審或者無(wú)證上崗等問(wèn)題。施工材料主要涉及模板、腳手架、貝雷片、水泥和粗細(xì)集料等，施工單位要根據(jù)進(jìn)度要求以及作業(yè)內(nèi)容及時(shí)安排各種物資進(jìn)場(chǎng)，包括機(jī)械設(shè)備在內(nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

工程項(xiàng)目施工方案、施工流程、人機(jī)材準(zhǔn)備、質(zhì)量管理措施以及安全管理措施等，是現(xiàn)澆混凝土高模板支撐施工的組織設(shè)計(jì)重點(diǎn)。在具體的施工管理中，要加強(qiáng)對(duì)支架系統(tǒng)搭拆的管控力度，全面分析支架地基的穩(wěn)固性、支架立桿的垂直度、支架頂部標(biāo)高、橫縱步距、剪刀撐等影響高支模搭設(shè)效果的關(guān)鍵因素。