高大支模支撐體系施工
——以紫蘭中學(xué)項(xiàng)目為例

文／劉凱圖 廣州市第二建筑工程有限公司 廣東廣州 510045

1、工程概況

紫蘭中學(xué)項(xiàng)目是坐落于我國(guó)廣州市花都區(qū)的一項(xiàng)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)內(nèi)容包括教學(xué)樓、行政圖書館、藝體樓、地下室與活動(dòng)用房，總建筑面積為29716m2。其中高大模板支撐體系集中應(yīng)用于活動(dòng)用房。在二層室內(nèi)籃球場(chǎng)、室內(nèi)籃球場(chǎng)天面層、階梯教室天面層均為搭設(shè)高度5-11m，跨度24-26m，最大梁截面500×1700mm的梁板。在二層階梯教室樓梯段斜板底部采用搭設(shè)高度5-8.5m（局部10.3m）的扣件式鋼管支撐架作為高大模板支撐體系。

2、高大支模支撐體系的施工流程及操作要點(diǎn)

2.1 支撐體系搭設(shè)

（1）立桿基礎(chǔ)

在立桿基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)，當(dāng)前常見(jiàn)的立桿基礎(chǔ)分為鋼混樓板以及混凝土墊層兩種，在選擇第一種立桿基礎(chǔ)時(shí)，保留不少于2層的模板支撐。而在選擇第二種立桿基礎(chǔ)時(shí)，提前對(duì)下方地基土加以壓實(shí)處理，要求地基土壓實(shí)度在90%以上。隨后，為減輕立桿壓力，提前在立桿下方部位鋪設(shè)木墊板，使用相同規(guī)格尺寸墊板，多數(shù)工程均選用厚度在50mm以上的木墊板，重點(diǎn)檢查是否出現(xiàn)墊板開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題，將木墊板的厚度、寬度偏差分別控制在±5mm以及-20mm內(nèi)。

（2）立桿

在立桿搭設(shè)環(huán)節(jié)，采用Φ48×3.5 鋼管作為立桿，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)設(shè)定立桿橫縱向間距等參數(shù)，并采取對(duì)接扣件式連接方式來(lái)連接立桿。在紫蘭中學(xué)項(xiàng)目中，為確保支撐連成整體，在原計(jì)算書基礎(chǔ)上加密調(diào)整梁板支撐立桿至倍數(shù)。最終，選擇保持板0.9m立桿間距，大截面梁立桿間距由0.6m調(diào)整至0.45m。隨后，對(duì)立桿搭設(shè)質(zhì)量進(jìn)行檢查，依次檢查立桿垂直度、橫縱間距、相鄰立桿接頭狀態(tài)等，如將立桿垂直度偏差控制在支架總高度2%。

（3）水平桿

在水平桿搭設(shè)環(huán)節(jié)，分別在立桿頂部以及底部沿水平方向搭設(shè)掃地桿與水平桿，綜合分析設(shè)計(jì)層高、支架結(jié)構(gòu)型式、支架步距設(shè)計(jì)要求等因素來(lái)分配水平桿以及掃地桿距離。在本項(xiàng)目中，在縱水平桿底部離地0.2m部位安裝首道掃地桿，其中地面存在高差的部位，高處的掃地桿往低處延伸不少于3跨，同時(shí)在低處離地0.2m另外設(shè)置掃地桿，特別是階梯教室天面的支撐體系，按階梯教室梯板相同坡度，設(shè)置斜向掃地桿。掃地桿向上延伸至離地高度1400mm的部位安裝第一道水平桿，往上按步距1500mm安裝水平桿，在最上部預(yù)留出300mm的高操作部位。隨后，開(kāi)展水平桿卡緊作業(yè)，將連接盤內(nèi)插入桿件端頭，使用手錘敲擊桿件端部，使桿件逐漸深入連接盤，保持桿件緊固狀態(tài)，避免出現(xiàn)桿件松脫傾斜問(wèn)題。最后，在水平桿搭設(shè)完畢后，對(duì)全部水平桿的位置、間距、垂直度進(jìn)行測(cè)量調(diào)整，將偏差控制在允許范圍內(nèi)，在調(diào)整完畢后結(jié)束水平桿搭設(shè)作業(yè)。

（4）剪刀撐

為提高模板支撐體系結(jié)構(gòu)剛度與改善承載性能，可選擇在模板支架結(jié)構(gòu)中設(shè)置剪刀撐，分為豎向剪刀撐與水平剪刀撐。其中，豎向剪刀撐布置在支架外側(cè)區(qū)域沿四周方向、支架中心點(diǎn)沿縱橫方向、大截面梁的支架，以地面為起始點(diǎn)，沿板底連續(xù)布置豎向剪刀撐，保持剪刀撐底部以及下方地面頂緊狀態(tài)，并安裝旋轉(zhuǎn)扣件來(lái)固定立桿和剪刀撐，將豎向剪刀撐寬度控制在4跨以內(nèi)。水平剪刀撐則布置在下部掃地桿、頂部水平橫桿和架體中間高度等部位，一般情況下，把單個(gè)水平剪刀撐寬度設(shè)定在6000mm內(nèi)并聯(lián)系設(shè)置，設(shè)置旋轉(zhuǎn)扣件來(lái)固定桿件與水平剪刀撐，而在支撐高度超過(guò)8m時(shí)，在上部?jī)傻浪綏U件的間隔處加設(shè)一道水平桿件，從而改善支撐架穩(wěn)定性能。

（5）可調(diào)托撐

在可調(diào)托撐搭設(shè)環(huán)節(jié)，使用U型可調(diào)托座，要求托座標(biāo)高略高于梁體中部，在支架打設(shè)置設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在立桿頂部布置可調(diào)托座，在立桿中插入托座，使用梯形螺紋作為絲桿，要求絲桿露出立桿頂部的長(zhǎng)度值在200mm內(nèi)，螺紋螺距在6mm左右，托座與最上部水平桿間距在300mm內(nèi)。隨后，在可調(diào)托撐安裝完畢后，對(duì)托撐安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，保證托撐穩(wěn)定不偏心。最后，在可調(diào)托撐上鋪設(shè)鋼管和木方龍骨。

2.2 模板支設(shè)

在模板支設(shè)環(huán)節(jié)，要求施工人員全面掌握各部位模板支設(shè)與配套支撐結(jié)構(gòu)的施工要點(diǎn)。例如，在安裝大截面梁模板時(shí)，紫蘭中學(xué)項(xiàng)目中使用膠合模板，采取雙層龍骨支撐形式，分別使用鋼管以及木枋作為橫楞與豎楞，并在模板間隔部位設(shè)置對(duì)拉螺桿，將螺桿縱向間距、對(duì)拉螺桿與大截面梁水平間距均控制為500mm，考慮到澆筑應(yīng)力主要集中在梁下方，部分位置再另外增設(shè)步步緊作為側(cè)模的加固。由于存在大跨度的梁板，模板整體按3/1000起拱，在梁鋼筋綁扎完成并再次測(cè)量起拱高度校正無(wú)誤后再對(duì)梁側(cè)模封板。

2.3 混凝土澆筑

根據(jù)同類項(xiàng)目施工情況來(lái)看，由于錯(cuò)誤選擇混凝土澆筑振搗方式，或是在混凝土澆筑期間存在不當(dāng)操作行為，對(duì)模板與支撐結(jié)構(gòu)狀態(tài)造成明顯影響，嚴(yán)重時(shí)造成模板變形、支架晃動(dòng)失穩(wěn)、混凝土漏漿、混凝土蜂窩麻面等后果，存在質(zhì)量安全隱患。因此，為保障施工質(zhì)量，預(yù)防模板支撐結(jié)構(gòu)晃動(dòng)失穩(wěn)等問(wèn)題出現(xiàn)，必須嚴(yán)格控制混凝土澆筑質(zhì)量。首先，明確混凝土澆筑順序，率先開(kāi)展墻、柱構(gòu)件的混凝土澆筑作業(yè)，在梁模板支設(shè)完畢、鋼筋未綁扎前進(jìn)行，以梁模板作為混凝土操作平臺(tái)，預(yù)先在模板底部填充5-10cm厚的同標(biāo)號(hào)減骨料混凝土，分層開(kāi)展混凝土澆筑、振搗作業(yè)，將澆筑層厚度控制在0.5m內(nèi)，或是在柱、墻側(cè)面開(kāi)設(shè)澆筑孔來(lái)分段澆筑。在墻柱構(gòu)件混凝土現(xiàn)澆結(jié)束、強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后，設(shè)置抱柱和對(duì)撐與整個(gè)支撐架體連接，增加架體剛度，降低架體橫向偏移和傾覆的可能。然后再開(kāi)展梁、板構(gòu)件的混凝土澆筑作業(yè)。同時(shí)澆筑梁、板。其次，掌握各處構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)的正確施工方法，以大截面梁構(gòu)件為例，通過(guò)分層澆筑方法，將各層澆筑的厚度控制在0.5m左右，再利用“趕漿法”，采取從下到上的順序進(jìn)行澆筑。再次，在混凝土振搗環(huán)節(jié)，重點(diǎn)控制振搗器插入深度、振搗次數(shù)、振搗頻率、振搗力度等工藝參數(shù)，以振搗器插入深度，保持振搗器、模板、預(yù)埋件三者安全間距，如果振搗器與模板板面相互碰撞，將對(duì)模板與支撐架結(jié)構(gòu)施加額外作用力，有一定可能出現(xiàn)模板變形破損、漏漿、支撐架晃動(dòng)失穩(wěn)的問(wèn)題。最后，在混凝土澆筑振搗期間，由專人持續(xù)觀察模板結(jié)構(gòu)與支撐結(jié)構(gòu)狀態(tài)，同時(shí)使用無(wú)線監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)架體和立桿的沉降位移傾角和軸力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，禁止其他人在混凝土澆筑期間進(jìn)入模架內(nèi)部，如果出現(xiàn)位移、變形、過(guò)幅晃動(dòng)、立桿底部與墊層懸空等異常問(wèn)題，立即停止混凝土澆筑，疏散撤離，然后對(duì)模板支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。

2.4 模板支架拆除

在模板支架拆除環(huán)節(jié)，綜合分析構(gòu)件類型、跨度、模板允許承受荷載等因素，確定各類模板的拆模強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。例如，針對(duì)板構(gòu)件，在跨度小于2m和超過(guò)8m時(shí)，分別在試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值50%與100%時(shí)拆除模板，針對(duì)跨度小于和超過(guò)8.0m的梁構(gòu)件，分別在試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%和100%時(shí)拆除模板，懸臂構(gòu)件必須在試塊完全達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值后再拆除模板。隨后，按順序拆除模板支架，自上至下拆除立桿、水平桿、旋轉(zhuǎn)扣件、可調(diào)托撐、剪刀撐等配件，率先拆除后搭設(shè)的桿件，最后拆除先搭設(shè)的桿件，并在上層樓面混凝土澆筑結(jié)束7d、試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值70%后，方可拆除樓面模板的支撐架。本項(xiàng)目由于樓層較高，均是大跨度的大截面梁，而且上下兩層均是高大支模體系，出于結(jié)構(gòu)安全的考慮，在上一層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%并通過(guò)同條件試塊驗(yàn)證后，先拆除上一層的模板和支撐體系，然后再拆除下面一層的模板與支撐。最后，全面檢查所拆除水平桿、立桿、剪刀撐等配件的外觀質(zhì)量，清理灰塵污漬、殘留浮漿，對(duì)彎曲配件進(jìn)行校正處理，更換損壞嚴(yán)重的配件，將剩余配件分類堆放，留待周轉(zhuǎn)使用。

3、高大支模支撐體系的施工策略

3.1 支撐體系選材與質(zhì)量檢驗(yàn)

首先，在高大支模支撐體系施工前，綜合分析工程設(shè)計(jì)要求、模板周轉(zhuǎn)使用次數(shù)、荷載大小、工期時(shí)間要求等因素，嚴(yán)格遵循《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ162-2019），做好水平桿件、主次龍骨、可調(diào)托板等配件的選材工作。在本項(xiàng)目中，選擇使用面板厚度在15mm及以上的覆膜木模板作為樓梯斜段、樓梯梁、休息平臺(tái)等部位的模板，使用抗剪性能為1.4N/mm2、抗彎強(qiáng)度為13N/mm2的方木作為龍骨，使用鋼管作為樓梯段立桿，以及準(zhǔn)備手鋸、可調(diào)托撐、扣件、鋼卷尺等其他料具。

其次，在入場(chǎng)環(huán)節(jié)，對(duì)各批次模板支撐配件的規(guī)格尺寸、外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，退回規(guī)格有誤、存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷的配件，如檢查鋼管外徑偏差、外表面銹蝕深度、壁厚偏差，檢測(cè)鋼管抗拉強(qiáng)度與水平桿抗剪承載力。確定配件質(zhì)量無(wú)誤后，清理配件表面的灰塵污漬與殘留銹跡，對(duì)配件進(jìn)行熱鍍鋅防銹處理。隨后，在模板支設(shè)、拆除期間重復(fù)使用水平桿件等配件時(shí)，要求施工人員在模板支設(shè)前、拆除后重復(fù)檢查配件質(zhì)量，做好配件清理和預(yù)處理工作，確定一切無(wú)誤后，再開(kāi)展混凝土現(xiàn)澆作業(yè)。最后，在模板支撐架搭設(shè)期間，要求施工人員對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙與所適用配件，重點(diǎn)檢查是否存在支撐配件混淆使用、錯(cuò)誤使用單扣件與雙扣件、支撐桿件規(guī)格尺寸與設(shè)計(jì)要求不一致的問(wèn)題，在確定配件編號(hào)與圖紙信息準(zhǔn)確無(wú)誤后，再將配件投入使用，搭設(shè)模板支撐架。

3.2 搭設(shè)質(zhì)量驗(yàn)收

模板搭設(shè)關(guān)系著整體結(jié)構(gòu)安全，所以在搭設(shè)后要及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收工作，避免在后續(xù)施工期間出現(xiàn)支撐架晃動(dòng)失穩(wěn)、模板滑移、混凝土漏漿等質(zhì)量問(wèn)題，需要高大模板支撐搭設(shè)質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，由項(xiàng)目經(jīng)理組織質(zhì)量驗(yàn)收工作，協(xié)同公司安全、技術(shù)和質(zhì)量部門，邀請(qǐng)論證審核方案的專家組組長(zhǎng)和專家以及行業(yè)監(jiān)督部門共同驗(yàn)收，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，在驗(yàn)收通過(guò)后，再進(jìn)入下道工序。

在模板支撐質(zhì)量驗(yàn)收環(huán)節(jié)，首先，檢查桿件、扣件、可調(diào)托撐等配件的牢固情況，要求全部桿件均保持橫平豎直狀態(tài)，螺栓露出螺帽10mm，在螺栓端頭部位布置墊板，檢查各部位是否牢固，禁止在橫桿、立桿間隔部位隔步設(shè)置直角扣件，對(duì)存在松動(dòng)、滑移問(wèn)題的扣件螺栓進(jìn)行返工處理。其次，檢查立桿垂直度，一般情況下，將立桿垂直度偏差控制在支撐架總高度2%以內(nèi)即可，必要時(shí)將垂直度偏差值控制在支撐架總高0.75%以內(nèi)，且偏差值不得超過(guò)60mm，同時(shí)，要求立桿落地在堅(jiān)實(shí)平整的基礎(chǔ)上，如落地在混凝土硬化地坪上，在立桿端部區(qū)域加墊50mm木板作為底座，不得使用磚作為底座。再次，對(duì)剪刀撐的布置道數(shù)、布置位置、間距、落地情況、夾角值進(jìn)行檢查，禁止出現(xiàn)剪刀撐漏設(shè)，將水平剪刀撐與斜桿、豎向剪刀撐斜桿和地面的夾角、傾角均控制在45°-60°內(nèi)。最后，在后續(xù)混凝土現(xiàn)澆期間，由專人持續(xù)觀察模板支撐架結(jié)構(gòu)狀態(tài)，借助監(jiān)測(cè)設(shè)備在支撐架受到上部荷載、混凝土振搗作用力等因素影響而出現(xiàn)桿件變形、節(jié)點(diǎn)松動(dòng)等問(wèn)題時(shí)，及時(shí)將問(wèn)題上報(bào)反饋，采取更換變形桿件、緊固松動(dòng)節(jié)點(diǎn)等處理措施，必要時(shí)停止混凝土施工并疏散撤離，待問(wèn)題得到妥善處理、模板結(jié)構(gòu)與支撐架恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)后，繼續(xù)開(kāi)展混凝土作業(yè)。

3.3 荷載維護(hù)

考慮到混凝土澆筑期間偶爾出現(xiàn)模板支撐體系坍塌、晃動(dòng)失穩(wěn)等施工問(wèn)題，存在安全隱患。這一問(wèn)題的根源在于，混凝土荷載為可變荷載，在澆筑點(diǎn)周圍出現(xiàn)堆載現(xiàn)象時(shí)，對(duì)模板支撐體系的承載性能提出更高要求，進(jìn)而引發(fā)上述問(wèn)題出現(xiàn)，盡管在后續(xù)采取支撐架加固等處理措施，仍舊會(huì)對(duì)施工進(jìn)度造成影響。因此，為預(yù)防和減少這類施工問(wèn)題出現(xiàn)，保證模板支設(shè)、混凝土現(xiàn)澆作業(yè)的順利開(kāi)展，需要在高大支模支撐體系施工期間做好荷載維護(hù)工作。例如，在梁板混凝土澆筑環(huán)節(jié)，以構(gòu)件中心點(diǎn)作為起始點(diǎn)，向兩邊延伸澆筑混凝土，保持兩邊混凝土澆筑進(jìn)度的一致性，使得模板支撐架在澆筑期間始終保持為均衡受載狀態(tài)，避免因受載失衡而出現(xiàn)失穩(wěn)傾斜現(xiàn)象。同時(shí)，將梁板構(gòu)件與柱構(gòu)件的混凝土澆筑間隔時(shí)間控制在3d左右，對(duì)支撐架與柱體進(jìn)行頂緊、連接或是抱緊處理，柱體和梁板下方模架立桿形成剛性連接，在其基礎(chǔ)上澆筑梁板混凝土。

3.4 外墻外腳手架施工

在包括紫蘭中學(xué)項(xiàng)目在內(nèi)的多數(shù)建筑工程中，普遍需要開(kāi)展大量的高處作業(yè)。由于工程現(xiàn)場(chǎng)及周邊環(huán)境較為復(fù)雜，如何保障施工安全，預(yù)防高處墜落事故出現(xiàn)，是施工期間遇到的一項(xiàng)重要難題。針對(duì)于此，需要在外架施工期間應(yīng)用到高大支模支撐體系施工技術(shù)。在紫蘭中學(xué)項(xiàng)目中，外腳手架既作為高大支模體系的外立面安全防護(hù)，也是現(xiàn)場(chǎng)人員的平時(shí)以及應(yīng)急逃生通道。外腳手架要獨(dú)立搭設(shè)，不得與高大支模體系有任何連接。使用混凝土墊層作外腳手架基礎(chǔ)，將回填層壓實(shí)系數(shù)保持在0.93以上，現(xiàn)澆混凝土層來(lái)硬化立桿基礎(chǔ)，根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況與設(shè)計(jì)要求來(lái)控制地基寬度、地基承載力等工藝參數(shù)。同時(shí)，施工人員在底座部位鋪設(shè)墊木，在全部鋼管底部都安裝木枋以及底座，不得遺漏，并在外立面滿掛安全網(wǎng)，作業(yè)層上鋪設(shè)腳手板，在平橋與外立桿內(nèi)側(cè)等區(qū)域固定安裝擋腳板與連墻桿，連墻桿與混凝土結(jié)構(gòu)有效連接。在本項(xiàng)目中，由于樓層層高較大，現(xiàn)場(chǎng)將連墻桿加密設(shè)置。最后，搭設(shè)上落通道和安全出入口。上落樓梯用鋼管扣件搭設(shè)，梯板用專用的樓梯腳手板，下方用兩層安全網(wǎng)設(shè)置兜底網(wǎng)，樓梯兩側(cè)設(shè)置扶手。安全出入口在首層與上落樓梯連接，上空設(shè)置雙層橫杠，各鋪一層腳手板和模板。上落樓梯和安全出入口夜間均使用LED燈帶照明，確保通行安全。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，為防止高支模支撐體系失穩(wěn)，保障施工作業(yè)安全，全面提升高大模板支撐體系施工水準(zhǔn)和作業(yè)效率，爭(zhēng)取一次性完成模板搭設(shè)與混凝土現(xiàn)澆作業(yè)。施工單位必須對(duì)高大支模支撐體系施工技術(shù)予以高度重視，嚴(yán)格把控支撐體系搭設(shè)、模板支設(shè)、混凝土澆筑、模板支撐架拆除等施工環(huán)節(jié)質(zhì)量，積極采納支撐選材、搭設(shè)質(zhì)量驗(yàn)收、荷載維護(hù)、外墻外腳手架施工四項(xiàng)施工策略，做到對(duì)高大支模支撐體系的持續(xù)完善、創(chuàng)新優(yōu)化，保證支撐結(jié)構(gòu)整體的安全性及穩(wěn)定性。