土建工程施工中的高支模施工技術(shù)

張 健

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《建設(shè)工程高大模板支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)督管理導(dǎo)則》（建質(zhì)[2009]254 號(hào)）對(duì)高支模的定義為：施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土構(gòu)件模板的支撐高度大于8 m，或搭設(shè)跨度大于18 m，或施工總荷載大于15 kN/m2，或集中線荷載大于20 kN/m2。高支模施工技術(shù)的運(yùn)用，要求施工單位嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際情況組織專業(yè)技術(shù)人員編制專項(xiàng)施工方案，以保證施工作業(yè)的規(guī)范性與科學(xué)性[1]。目前，得益于建筑“四新技術(shù)”的發(fā)展，土建工程向著高凈空和大跨度的趨勢(shì)轉(zhuǎn)變，高支模施工技術(shù)的應(yīng)用更為普遍。

1 工程概況

1.1 基本情況

某綜合體項(xiàng)目，規(guī)劃建設(shè)用地總面積2.75 萬(wàn)m2，建筑總面積約8.47 萬(wàn)m2。該項(xiàng)目包括地上建筑3層，最高處17.5 m，建筑面積6.55 萬(wàn)m2；地下建筑2 層，高度為7.2 m，建筑面積為1.92 萬(wàn)m2。2#主體樓分為A、B 兩個(gè)部分，高支模施工區(qū)域位于辦公大堂，貫穿1 ～3 層，中空標(biāo)高最小為-1.9 m.最大為13.5 m；模板基礎(chǔ)為C30 樓板，厚度為180 mm。該辦公大堂梁體跨度大、凈空高、截面尺寸大，模板支架體系的抗傾覆能力要求較高。

1.2 施工重難點(diǎn)

1.2.1 梁體高度、跨度和尺寸大

本綜合體項(xiàng)目工程中高支模的高度為11.5 ～15.6 m，梁體的跨度為10.3 ～17.9 m，高支模截面的尺寸最大為620 mm×1 650 mm，板厚為120 ～150 mm，柱子設(shè)計(jì)高度為8.3 m。由于梁體的高度、跨度和截面尺寸大，承受荷載大，因此對(duì)模板體系的剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性均提出較高要求。高大模板的施工詳情統(tǒng)計(jì)表如表1 所示。

表1 高大模板的施工詳情統(tǒng)計(jì)表

1.2.2 高支模施工區(qū)域面積大

本項(xiàng)目中，高支模施工區(qū)域面積約為1 500 m2，增加了模板搭設(shè)作業(yè)難度。澆筑混凝土?xí)r，由于柱子較高，混凝土下落對(duì)模板支架的沖擊力較強(qiáng)，且整體成型后的自重大，因此容易出現(xiàn)變形、爆模等問(wèn)題。

1.2.3 現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜

本工程位于市區(qū)，周邊交通流量較大，且附近有居民小區(qū)。施工作業(yè)中，機(jī)械設(shè)備的使用會(huì)產(chǎn)生一定噪音，材料運(yùn)輸過(guò)程會(huì)影響交通，甚至造成環(huán)境污染。如何在保證施工進(jìn)度與質(zhì)量的前提下控制噪音與環(huán)境污染，最大程度減小對(duì)周圍交通的干擾，也是本項(xiàng)目施工中的重難點(diǎn)。

2 高支模施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)

2.1 高支模施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

與常規(guī)腳手架施工技術(shù)相比，高支模施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一是可滿足多種施工設(shè)計(jì)需求，尤其適用于復(fù)雜的混凝土建筑結(jié)構(gòu)，如高層、超高層建筑和大跨度建筑等。二是材料構(gòu)件可以循環(huán)使用，本身?yè)p耗較小，能降低工程的施工成本，既能提高經(jīng)濟(jì)效益，又滿足節(jié)能環(huán)保的要求[2]。三是高支模體系穩(wěn)定性較強(qiáng)，施工期間規(guī)范作業(yè)、嚴(yán)格管理，能有效控制建筑結(jié)構(gòu)載荷，保證施工安全。

2.2 高支模施工技術(shù)的特點(diǎn)

高支模施工技術(shù)的特點(diǎn)包括：一是危險(xiǎn)性高。高支模施工屬于高空作業(yè)，具有較高的危險(xiǎn)性，不僅要制訂規(guī)范、完善的專項(xiàng)施工方案，還要對(duì)施工人員進(jìn)行技能培訓(xùn)，只有加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全管理力度，才能最大程度降低危險(xiǎn)。二是作業(yè)難度大。高支模施工規(guī)模大、工序多，且支架材料和結(jié)構(gòu)多樣化，提高了施工作業(yè)難度，一旦管控不到位很可能引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題或安全事故。三是影響因素復(fù)雜。高支模施工不是一個(gè)獨(dú)立的體系，其施工影響因素復(fù)雜，要綜合考慮地基、建筑材料、主體結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)交通條件、周圍建筑物以及地下管線等多種因素[3]。

3 高支模施工工藝流程

本項(xiàng)目高支模施工工藝流程為：編制專項(xiàng)施工方案→現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備→高支模搭設(shè)→支架體系加固→高支模驗(yàn)收→混凝土澆筑→高支模拆除。

3.1 編制專項(xiàng)施工方案

高支模施工技術(shù)要求嚴(yán)格，施工單位應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況組織專業(yè)技術(shù)人員編制專項(xiàng)施工方案，確定重要部位和關(guān)鍵工序，合理配置人、機(jī)、料等資源，制定完善可行的質(zhì)量、工期、安全以及環(huán)保管控措施。專項(xiàng)施工方案編制完成后，經(jīng)監(jiān)理工程師審核并簽字確認(rèn)才能指導(dǎo)施工作業(yè)開(kāi)展。另外，該專項(xiàng)方案確認(rèn)后，施工期間不得進(jìn)行修改。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備主要是人、機(jī)、料三要素的準(zhǔn)備，結(jié)合高支模施工技術(shù)的特點(diǎn)，準(zhǔn)備工作的要點(diǎn)如下。一是模板拼裝。以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)規(guī)范拼裝模板，確保各項(xiàng)偏差符合設(shè)計(jì)要求。拼裝完成后進(jìn)行檢查，查看模板編號(hào)與使用部位是否一致，模板之間的連接是否緊密等。二是基準(zhǔn)點(diǎn)定位。測(cè)量人員在使用全站儀時(shí)，先放出樁的十字交叉控制線，再放出偏軸控制線，復(fù)核無(wú)誤后依次放出梁和柱的邊線。標(biāo)高測(cè)量中，使用水準(zhǔn)儀將標(biāo)高引測(cè)到模板安裝位置上，用于控制模板的拼裝高程。在模板拼裝環(huán)節(jié)，按照?qǐng)D紙上的尺寸要求進(jìn)行作業(yè)，在接頭與拼縫處使用木方、卡子提高模板的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)漏漿問(wèn)題。測(cè)量放樣完成后，注意保護(hù)樁點(diǎn)、軸線、邊線以及標(biāo)高控制點(diǎn)，形成真實(shí)完整的記錄資料。

3.3 高支模搭設(shè)

3.3.1 梁模板搭設(shè)

梁模板搭設(shè)施工流程為：測(cè)量放樣→設(shè)置墊板→支設(shè)立桿→搭設(shè)橫向與縱向掃地桿→搭設(shè)橫向與縱向橫桿→設(shè)置剪刀撐→立桿接長(zhǎng)至設(shè)計(jì)標(biāo)高→檢查。其施工技術(shù)要點(diǎn)如下。第一，梁的支柱高度保持一致，主龍骨與次龍骨高度保持一致，以滿足平整度要求。第二，梁模板搭設(shè)時(shí)，相鄰部位的構(gòu)件緊密拼接，尤其要處理好梁模板與板模板的交匯處，即板模板在上，梁模板在下，使用梁的側(cè)模夾住底模板。第三，模板跨度小于4 m 時(shí)不起拱，跨度在4 ～9 m 按照跨度的1‰起拱，跨度小于9 m 按照3‰起拱。第四，使用專業(yè)計(jì)量軟件，計(jì)算立桿數(shù)量、主次龍骨間距以及對(duì)拉螺栓間距。計(jì)算結(jié)果顯示，普通截面的梁體（小于20 kN/m2），兩側(cè)立桿間距900 mm，并在梁底加設(shè)1 根鋼立桿，縱向間距為900 mm；集中線荷載超限的梁體（大于20 kN/m2），兩側(cè)立桿間距1 200 mm，并在梁底加設(shè)2 根鋼立桿，縱向間距為450 mm。第五，截面尺寸620 mm×1 650 mm 的梁，因尺寸大，自重大，梁體搭設(shè)的危險(xiǎn)系數(shù)高，對(duì)施工技術(shù)提出高要求，其梁底支撐設(shè)計(jì)如表2 所示。

表2 620 mm×1650 mm 梁底支撐設(shè)計(jì)

3.3.2 板模板搭設(shè)

本施工項(xiàng)目的高支模區(qū)域的板跨度為6 000 mm×6 000 mm，厚度尺寸為120 mm 和150 mm，施工工藝流程與梁模板基本一致。模板施工中，要求緊密拼裝，當(dāng)跨度大于3.6 m 時(shí)按照跨度的1‰設(shè)置起拱。經(jīng)計(jì)算，板模板立桿的橫向與縱向間距均為850 mm，立桿步距為1 000 mm；板底主龍骨、次龍骨間距分別是870 mm、220 mm。

3.3.3 柱模板搭設(shè)

柱模板使用15 mm 厚的塑料模板，豎楞尺寸為80 mm×40 mm，間距為220 mm。柱模板支設(shè)后，使用鋼材進(jìn)行抱箍加固，底部抱箍距離地面200 mm，頂部抱箍距離上口300 mm，中間抱箍的間距設(shè)置為400 mm。位于邊角部位的模板，拼縫處使用雙面膠條粘貼，防止發(fā)生漏漿。

3.4 支架體系加固

本項(xiàng)目中，梁、板、柱模板搭設(shè)施工使用承插式輪扣腳手架，為保證支架體系的穩(wěn)定性，可采用以下加固措施。第一，在立桿之間設(shè)置橫向和豎向剪刀撐，在架體外立面自上而下設(shè)置，每間隔6 m設(shè)置1 道。第二，在架體的頂部和底部，分別設(shè)置1道水平剪刀撐，高度上每4～6個(gè)步距設(shè)置1 道。第三，豎直方向上，每間隔6 m 鋪設(shè)1 層安全網(wǎng)。第四，澆筑完成的混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，使用連墻件與支架相連[4]。

3.5 高支模驗(yàn)收

高支模施工完成后，先由施工班組自檢，重點(diǎn)檢查承重桿件和連接件的高程、間距、尺寸等參數(shù)。自檢完成后，組織監(jiān)理工程師、安全員和技術(shù)員進(jìn)行驗(yàn)收，只有順利通過(guò)驗(yàn)收才能進(jìn)入混凝土澆筑工序。

3.6 混凝土澆筑

混凝土澆筑是一道重要的工序，技術(shù)要點(diǎn)包括以下幾方面。第一，本項(xiàng)目中的混凝土柱較高，為避免混凝土發(fā)生離析，采用逐層澆筑法，并將澆筑速度控制在1.5 m/h，減小對(duì)模板體系的沖擊力，防止發(fā)生爆模。第二，梁、板澆筑時(shí)，為保證支架受力平衡，現(xiàn)場(chǎng)配置2臺(tái)泵車，按照從兩邊向中間的順序?qū)ΨQ澆筑，并控制好澆筑時(shí)間，防止出現(xiàn)冷縫。截面尺寸較大的梁，如500 mm×1 450 mm和620 mm×1 650 mm，應(yīng)采用分層澆筑法。第三，梁與柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)相差較大，設(shè)置隔離網(wǎng)將高、低等級(jí)的混凝土分隔開(kāi)，兩者分別澆筑，隔離網(wǎng)的傾斜度設(shè)置為30°～60°。第四，混凝土進(jìn)入模板內(nèi)，組織施工人員充分振搗，使用插入式+附著式振搗設(shè)備，以混凝土表面出現(xiàn)浮漿、不出現(xiàn)氣泡、不發(fā)生下沉為準(zhǔn)。第五，混凝土澆筑過(guò)程中，組織測(cè)量人員監(jiān)測(cè)模板與支架體系的位移量，一旦變形和沉降值超限，及時(shí)采取加固措施，保證澆筑質(zhì)量[5]。

3.7 高支模拆除

混凝土凝固且達(dá)到一定強(qiáng)度后，可拆除模板、支架體系，達(dá)到循環(huán)利用的效果，拆除技術(shù)要點(diǎn)如下。第一，根據(jù)梁板的跨度確定混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，作為拆除施工的標(biāo)準(zhǔn)。第二，拆除作業(yè)流程與模板支設(shè)流程相反，拆除部位及時(shí)清理干凈，保證施工安全。第三，重點(diǎn)關(guān)注鋼管和塑料模板等構(gòu)件，拆除后檢查外觀質(zhì)量，看有無(wú)破損情況，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)更換，方便后續(xù)循環(huán)使用。

4 高支模施工效益分析

本項(xiàng)目中，高支模施工選用塑料模板，架體搭設(shè)使用承插式輪扣腳手架，柱模板加固使用抱箍加固。相比傳統(tǒng)的木模板、鋼管扣件腳手架以及對(duì)拉螺栓加固方案，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益更加突出。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

第一，節(jié)約材料費(fèi)。根據(jù)當(dāng)?shù)厮芰夏０搴湍灸０宓倪M(jìn)場(chǎng)與回收單價(jià)，考慮到施工中的損耗，計(jì)算可得塑料模板的總成本為16.332 萬(wàn)元，木模板的總成本為17.234 萬(wàn)元，可節(jié)約材料費(fèi)9 020 元。第二，節(jié)約人工費(fèi)。使用承插式輪扣腳手架方便安裝拆除，抱箍加固可加快施工效率，按照以往施工經(jīng)驗(yàn)，共計(jì)節(jié)約人工約480 個(gè)；按照架子工350 元/工日計(jì)算，節(jié)約人工費(fèi)約16.8 萬(wàn)元。

4.2 社會(huì)效益

塑料模板、承插式輪扣腳手架以及抱箍加固技術(shù)的應(yīng)用，一方面加快了施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)了模板與構(gòu)件的循環(huán)利用，符合節(jié)能環(huán)保的要求；另一方面為類似工程施工作業(yè)提供了經(jīng)驗(yàn)，有助于新技術(shù)與新工藝的推廣，社會(huì)效益顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

高支模施工技術(shù)常用于高層建筑與大跨度建筑，能滿足多種施工設(shè)計(jì)需求，材料構(gòu)件可循環(huán)使用，且模板體系的穩(wěn)定性較強(qiáng)，但現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)要求較高。本文結(jié)合工程實(shí)例，從編制專項(xiàng)施工方案、現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備、高支模搭設(shè)、支架體系加固、高支模驗(yàn)收、混凝土澆筑以及高支模拆除等方面介紹了施工技術(shù)方法，最終獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。希望通過(guò)本文，能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁﹨⒖?，?shí)現(xiàn)預(yù)期管控目標(biāo)。