淺談扣件式鋼管支撐架體混凝土高大模板工程設(shè)計(jì)與施工

周旭東

安徽省安慶市建筑管理處 安徽 安慶 246003

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市建設(shè)日新月異，人們對(duì)建筑物的功能要求日益提高，大跨度、大空間以及奇異造型建筑物層出不窮，促進(jìn)了施工技術(shù)不斷進(jìn)步、創(chuàng)新。為了滿足人們對(duì)建筑功能的需求，混凝土高大模板工程施工越來(lái)越多，同時(shí)施工安全風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越大。按照《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于實(shí)施〈危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定〉有關(guān)問題的通知》（建辦質(zhì)2018〔31〕號(hào)）附錄二規(guī)定，搭設(shè)高度8m以上，或搭設(shè)跨度18米及以上，或施工總荷載（設(shè)計(jì)值）15kN/m2及以上，或集中線荷載20kN/m及以上的混凝土模板支撐工程，需要編制專項(xiàng)施工方案，并組織專家論證。作者結(jié)合參加高大模板工程施工專項(xiàng)方案專家論證和施工現(xiàn)場(chǎng)模板工程質(zhì)量安全監(jiān)督工作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)工程實(shí)例談?wù)効奂戒摴苤位炷聊０逶O(shè)計(jì)與施工。

1 扣件式鋼管支撐混凝土模板設(shè)計(jì)

1.1 熟悉圖紙及高大模板支撐體系選型

安慶市博物館建設(shè)工程，總建筑面積40081.35㎡，地下一層，地上三層，局部四層，建筑高度24m，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建設(shè)單位：安慶市重點(diǎn)工程管理處；設(shè)計(jì)單位：中房集團(tuán)設(shè)計(jì)有限公司；施工單位：中國(guó)建筑第五工程局有限公司；監(jiān)理單位：合肥市工程建設(shè)監(jiān)理有限公司；2017年4月8日開工，2018年7月30日竣工；質(zhì)量安全驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：安慶市級(jí)“質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化示范工地”“振風(fēng)杯”。

首先要仔細(xì)閱讀工程施工圖紙，按照住建部建質(zhì)辦〔2018〕31號(hào)文附錄二規(guī)定，判定高大模板工程位置，明確高大模板工程特點(diǎn)，建筑物平面圖、立面布置和空間剖面圖，詳細(xì)了解支模區(qū)域、支模高度或標(biāo)高，高支模范圍內(nèi)混凝土梁截面尺寸、跨度、板厚，有無(wú)沉降縫、伸縮縫和后澆帶，高支模區(qū)域與非高支模區(qū)域周邊的聯(lián)系，以及立柱支撐的支撐面（地基情況）等，同時(shí)要清楚施工質(zhì)量安全要求和技術(shù)保證條件。其次在此基礎(chǔ)上，力求高大模板支撐體系結(jié)構(gòu)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理；在規(guī)定的條件下和使用期限內(nèi)充分滿足預(yù)期的安全性和耐久性；選用的材料，要常見通用、可重復(fù)利用及便于維修保養(yǎng)；結(jié)構(gòu)受力明確，構(gòu)造措施易保證，同時(shí)搭拆方便，易于檢查驗(yàn)收，質(zhì)量安全可控；再結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，本工程采用扣件式鋼管支撐架混凝土模板體系。

1.2 材料選擇

建筑行業(yè)是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系發(fā)展中的重要組成部分，其發(fā)展速度的逐步提高，施工作業(yè)中問題也逐漸暴露出來(lái)，特別是在工程設(shè)計(jì)時(shí)，所以我們還需要做好每一個(gè)環(huán)節(jié)的工作。首先，應(yīng)做好材料選擇，材料質(zhì)量是否過(guò)關(guān)，也關(guān)乎施工作業(yè)能否安全順利開展，所以作為管理人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)材料的管理，這就需要結(jié)合實(shí)際工程建設(shè)需求，選擇適宜的材料并投入使用。其次，通常情況下，鋼管我們應(yīng)選擇鋼管Φ48.3×3.6，也要充分考慮市場(chǎng)上各個(gè)鋼管的質(zhì)量，在實(shí)際計(jì)算時(shí)按Φ48.3×2.8計(jì)算，這樣才能夠降低施工風(fēng)險(xiǎn)，保障整個(gè)施工作業(yè)井然有序的開展。此外，材料選擇時(shí)，采購(gòu)人員也要做到貨比三家，既要注重經(jīng)濟(jì)，又要注重材質(zhì)量，這樣才能確保高大模板工程設(shè)計(jì)工作更加科學(xué)化與合理化。除鋼管外，還要選擇梁板底模、主楞、次楞，側(cè)模內(nèi)楞、外楞、對(duì)拉螺栓，頂托、掃地桿、連桿、剪刀撐及扣件等，并用表格形式列出材料規(guī)格、尺寸、計(jì)算參數(shù)和力學(xué)性能指標(biāo)[1]。

1.3 載荷取值與組合計(jì)算

為了提高扣件式鋼管支撐架體混凝土高大模板設(shè)計(jì)工作質(zhì)量，我們要做好載荷取值計(jì)算工作。由于工程設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容比較復(fù)雜，還需要做好詳細(xì)的計(jì)劃，要采用正確的方法做好載荷取值計(jì)算工作，因?yàn)樘热粲?jì)算過(guò)程中存在細(xì)微差別，也會(huì)影響后期施工質(zhì)量。比如：管理人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行載荷取值計(jì)算，也可以通過(guò)利用計(jì)算機(jī)等輔助工具收集相關(guān)載荷數(shù)據(jù)資料，進(jìn)一步為后續(xù)施工提供理論數(shù)據(jù)支持。其次，工作人員也要避免簡(jiǎn)單套用施工手冊(cè)表格來(lái)進(jìn)行載荷計(jì)算的現(xiàn)象，應(yīng)結(jié)合實(shí)際采用正確方法做好載荷取值計(jì)算工作，從而保障施工朝著科學(xué)化方向順利展開，以及提高施工單位經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。具體按《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（GJG162-2008）4.1、4.2、4.3.1、4.3.2、4.4.1條分別計(jì)算荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值（恒載分項(xiàng)系數(shù)取1.3，活載分項(xiàng)系數(shù)取1.5），并按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行荷載效應(yīng)組合，計(jì)算承載力和驗(yàn)算撓度。

1.4 模板設(shè)計(jì)

模板設(shè)計(jì)也是扣件式鋼管支撐架體混凝土高大模板設(shè)計(jì)中重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低也將影響著施工單位發(fā)展，特別是在近幾年來(lái)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷變化與發(fā)展，對(duì)建筑企業(yè)提出更高的要求，要想提高施工質(zhì)量和效率，應(yīng)做好模板設(shè)計(jì)工作。第一，模板設(shè)計(jì)，應(yīng)選擇正確的方法展開模板設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)人員也要提高責(zé)任心，這樣才能夠確保模板設(shè)計(jì)質(zhì)量得到提高。第二，在模板設(shè)計(jì)時(shí)，也要做好次、主楞模板設(shè)計(jì)工作。這也是模板設(shè)計(jì)中需要注重的環(huán)節(jié)。因?yàn)樵诂F(xiàn)代社會(huì)背景之下，施工行業(yè)發(fā)展速度逐步得到提高，而在施工作業(yè)中也會(huì)遇到很多問題，致使自身風(fēng)險(xiǎn)比較大，所以為了全面提高扣件式大模板工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，我們要做好次、主楞模板設(shè)計(jì)工作，這樣既能夠?yàn)楹罄m(xù)施工作業(yè)提供有力的保障，也能夠極大的解決以往設(shè)計(jì)中存在的問題，最后，保障整個(gè)施工作業(yè)能夠安全順利的展開。根據(jù)扣件式鋼管支撐模板系統(tǒng)受力情況和力的傳遞路徑，合理確定支撐系統(tǒng)受力計(jì)算簡(jiǎn)圖。按照《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》第5.1、5.2條規(guī)定：面板按簡(jiǎn)支跨設(shè)計(jì)；次楞一般按兩跨以上連續(xù)梁，主楞根據(jù)實(shí)際情況按連續(xù)梁、簡(jiǎn)支梁或懸臂梁設(shè)計(jì)；對(duì)拉螺栓、扣件式鋼管立柱按軸心受拉、受壓設(shè)計(jì)等，分別計(jì)算抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、撓度，構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比、扣件抗滑移、立柱地基（支撐面）承載力，如有轉(zhuǎn)換層，轉(zhuǎn)換層下支撐層承載力也應(yīng)驗(yàn)算，對(duì)于雙扣件在抗滑移驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)力一般乘以0.8系數(shù)折減，確保支撐系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

1.5 繪制模板支撐系統(tǒng)施工圖紙

施工圖紙是工程師的語(yǔ)言，指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)操作人員按圖施工和施工質(zhì)量檢查，保證模板支撐系統(tǒng)安裝質(zhì)量。圖紙要符合建筑工程制圖相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，主要圖紙包括：①高大模板區(qū)域立桿、縱橫水平桿平面布置圖，標(biāo)注軸線及編號(hào)、立桿縱橫間距尺寸、杠件水平投影；②模板支撐系統(tǒng)剖面圖、立面圖。標(biāo)注立柱墊塊（12槽鋼）、水平桿間距、水平（豎向）剪刀撐間距位置；③剪刀撐布置圖。標(biāo)注水平剪刀撐、豎向剪刀撐平面及投影位置，設(shè)置方法如連續(xù)式或之字形等；④梁板配模大樣圖。標(biāo)注梁底模、主次楞及側(cè)模、內(nèi)外楞，對(duì)拉螺栓材質(zhì)、直徑和間距等；⑤特殊工程部位詳圖。如沉降縫、伸縮縫和有高低差梁模板截面圖，后后澆帶處板模板截面圖；⑥連墻件設(shè)置等節(jié)點(diǎn)詳圖。如抱柱（邊柱、中柱、角柱）連接點(diǎn)等。⑦混凝土澆筑順序方向圖；⑧模板支撐系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖。

2 扣件式鋼管支撐架體模板安裝施工與拆除

2.1 扣件式鋼管支撐架體模板安裝施工

支架、模板施工安裝工序：支撐面清理→彈梁軸線并復(fù)核→安放墊木→搭設(shè)支架→調(diào)整托梁→擺主梁安→放底模并固定→梁底起拱→綁扎梁鋼筋→安裝側(cè)模側(cè)→模拉線支撐（梁高加對(duì)拉螺栓）復(fù)→核梁模尺寸、標(biāo)高、位置→與相鄰模板連固。側(cè)模安裝施工工序：安裝梁一側(cè)模板→安裝另一側(cè)模板→安裝上下鎖品楞、斜撐楞、腰楞、對(duì)拉螺栓→復(fù)核梁模尺寸、位置→與相鄰模板連固→預(yù)檢驗(yàn)收[2]。

一般情況下，梁和板立柱的縱橫向間距相等或成倍數(shù)，立桿、水平桿接長(zhǎng)須采用對(duì)接扣件連接，扣件螺栓緊固扭力矩控制在40～60N.m，剪刀撐水平夾角45°～60°，水平桿步距小于1.8m?？奂戒摴苤渭荏w混凝土模板安裝施工質(zhì)量應(yīng)符合《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》6.1、6.2條，《扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》6.2.1、6.3條，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB5024-2015）4.1、4.2條規(guī)定。同時(shí)注意做好底層支模區(qū)域周邊場(chǎng)地排水設(shè)施，防止地基受雨水浸泡，引起立柱沉降。

2.2 澆筑混凝土施工及模板系統(tǒng)變形監(jiān)測(cè)

在澆筑混凝土過(guò)程中，關(guān)鍵是保證扣件式鋼管支撐模板體系受力均衡，防止支撐體系局部失穩(wěn)，導(dǎo)致整體坍塌。首先要加強(qiáng)混凝土澆筑施工管理，選擇科學(xué)、正確的澆筑方法。混凝土澆筑方法不正確，往往會(huì)影響支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此施工人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程需求，選擇正確的方法來(lái)展開混凝土澆筑作業(yè)，這不僅能夠提高整個(gè)扣件式鋼管支架體的穩(wěn)定性，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)降成本增效益的目的。按照模板設(shè)計(jì)時(shí)確定的混凝土澆筑順序，先澆柱混凝土，待柱混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%，再對(duì)稱的澆梁、板混凝土，對(duì)于深梁要分層澆筑。泵送混凝土要考慮泵管、布料機(jī)震動(dòng)產(chǎn)生水平推力危害，同時(shí)避免施工操作人員和物料集中產(chǎn)生局部過(guò)大的荷載影響。同時(shí)要做好模板系統(tǒng)變形監(jiān)測(cè)。高大模板支撐體系監(jiān)測(cè)除了使用儀器監(jiān)測(cè)外，在混凝土澆筑過(guò)程中，安排專職安全技術(shù)人員檢查支架、支撐情況，也就是平常所說(shuō)的“看撐、看?！?，發(fā)現(xiàn)立桿（柱）下沉、扣件松脫，或過(guò)大的桿件、模板彎曲變形和水平位移，及時(shí)加固處理，如出現(xiàn)險(xiǎn)情，立即停止作業(yè)，撤出施工人員。監(jiān)測(cè)頻次：在混凝土澆筑過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，每隔30分鐘一次，混凝土完成后至12小時(shí)，每間隔1小時(shí)觀測(cè)一次，12小時(shí)后至7天齡期，每天觀測(cè)一次，并形成完整監(jiān)測(cè)記錄。只有完善的相應(yīng)監(jiān)測(cè)體系，才能發(fā)揮監(jiān)測(cè)系統(tǒng)價(jià)值功能，保障整個(gè)施工過(guò)程安全處于受控狀態(tài)。

2.3 模板拆除

在扣件式鋼管支撐架體混凝土高大模板施工中，還需要做好模板拆除工作，模板拆除也需要按照相應(yīng)的順序，因?yàn)轫樞虿徽_，不僅影響后續(xù)施工進(jìn)度，而且對(duì)工程質(zhì)量安全造成影響。模板拆除應(yīng)遵循《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（GJG162-2008）第7.1、7、2、7.3條規(guī)定。一般情況下板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%，梁及懸臂構(gòu)件混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%才允許拆模。在模板拆除時(shí)，施工人員可采取先支的后拆，后支的先拆，先拆非承重模板、后拆承重模板，并應(yīng)選擇從上至下的順序進(jìn)行模板拆除。只有保證模板拆除順序的正確性，才能夠避免問題的出現(xiàn)。對(duì)于混凝土后澆帶處模板支架，在其周邊模板支架拆除后，仍能保證獨(dú)立的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系。

2.4 應(yīng)急處置

由于扣件式鋼管支撐架體混凝土施工綜合性比較強(qiáng)，在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一些突發(fā)狀況，所以為了避免問題的出現(xiàn)，施工單位還需要做好應(yīng)急處理措施。首先，應(yīng)了解在實(shí)際施工建設(shè)時(shí)可能發(fā)生的安全事故類型以及概率，進(jìn)一步制定應(yīng)急措施，如模板坍塌、高支模失穩(wěn)、高空墜落、物體打擊、觸電、機(jī)械傷害等應(yīng)急預(yù)案，保障施工作業(yè)人員生命財(cái)產(chǎn)安全的同時(shí)，也能夠?yàn)楹罄m(xù)施工建設(shè)奠定夯實(shí)的基礎(chǔ)。再者，也要引導(dǎo)施工人員在施工作業(yè)過(guò)程中提高安全責(zé)任意識(shí)，同時(shí)也要配備相應(yīng)的防護(hù)措施。其次，施工單位也要明確劃分各級(jí)人員崗位職責(zé)，落實(shí)安全責(zé)任制，使他們能夠清楚地了解到自身應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù)，只有將責(zé)任落實(shí)到具體人頭之上，才能夠避免相互推脫責(zé)任等不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，切實(shí)保障施工安全，有序進(jìn)行[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，該項(xiàng)目高大模板支撐體系選型正確，符合實(shí)際；施工過(guò)程中，嚴(yán)格材料選擇進(jìn)場(chǎng)、支架搭設(shè)、混凝土澆筑、模板拆除等工序質(zhì)量和安全管理，工程實(shí)體質(zhì)量達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，得到建設(shè)單位、監(jiān)理單位和質(zhì)量安全監(jiān)督管理部門認(rèn)可和表彰，并獲得“安慶市建設(shè)工程質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化工地”和工程質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)獎(jiǎng)“振風(fēng)杯”，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。