建筑工程高支模設(shè)計(jì)與施工技術(shù)管理

李建文

（北京建工四建工程建設(shè)有限公司，北京 100075）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高層住宅中轉(zhuǎn)換樓層的跨度不斷加大、層高不斷加高，轉(zhuǎn)換層拓展了室內(nèi)設(shè)計(jì)的施展空間，不僅給現(xiàn)場(chǎng)施工增加了較大的難度，同時(shí)也帶來嚴(yán)重的安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近年來在模板混凝土澆筑期的安全事故占72%，其中50%是由于高支模設(shè)計(jì)錯(cuò)誤造成的。近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑工程不斷增加，國(guó)內(nèi)模板施工過程中平均每年發(fā)生的坍塌事故高達(dá)15 起，因此造成的人員傷亡高達(dá)100余人，由此可見高支模設(shè)計(jì)與施工技術(shù)管理成為保證建筑施工安全的重要環(huán)節(jié)。隨著人們對(duì)建筑安全的認(rèn)識(shí)不斷增強(qiáng)，越來越多的學(xué)者開始對(duì)高支模設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。李勝?gòu)?qiáng)[1]等探討了馬鞍形獨(dú)立大梁高支模設(shè)計(jì)與施工，王惠軍[2]介紹了大跨度高支模設(shè)計(jì)施工與安全，王其洋[3]等對(duì)某超高層續(xù)建工程轉(zhuǎn)換梁高支模設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行論證，張俊國(guó)[4]等介紹了超大預(yù)應(yīng)力梁高支模設(shè)計(jì)與施工，崔景山[5]介紹了89m 高重型混凝土屋蓋高支模系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。本文通過分析高支模的施工技術(shù)，提出高支模施工技術(shù)管理措施，最后得出高支模系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的合理化管理能夠保證模板支撐系統(tǒng)的可靠性，保證施工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。

1 項(xiàng)目概況

某項(xiàng)目位于重慶市南岸區(qū)茶園新城核心區(qū)，合理使用年限為50 年，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下3 層，地上25/31 層。1#、2#、3#、6#樓門廳梁剖面圖如圖1 所示，一層為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，層高6.7m，最大梁截面0.9m×1.8m。

圖1 1#、2#、3#、6#樓門廳梁剖面圖

下有三層車庫(kù)，模板支撐系統(tǒng)平面范圍5.80m×4.05m、5.72m×4.25m；轉(zhuǎn)換層梁截面尺寸700mm×1 600mm、900mm×1 600mm、700mm×1 800mm、900mm×1 800mm，板厚120mm、180mm；轉(zhuǎn)換層混凝土強(qiáng)度等級(jí)：墻柱C50，梁板C30；轉(zhuǎn)換層模板支撐系統(tǒng)高度4.9m、6.7m，轉(zhuǎn)換層梁凈跨度4.5m至6.6m，轉(zhuǎn)換層框支柱截面尺寸0.8m×0.8m、0.8m×0.97m，轉(zhuǎn)換層柱距4.5m。轉(zhuǎn)換層模板支撐系統(tǒng)基礎(chǔ)是厚度為160mm的負(fù)一層結(jié)構(gòu)板。逐層設(shè)置梁高大于1.4m 的梁底部加強(qiáng)桿，載荷傳遞至基礎(chǔ)。

2 轉(zhuǎn)換層高大模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 頂板模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程高支模澆筑砼采用56m 汽車泵（天泵）進(jìn)行全覆蓋。具體參數(shù)詳見表1。

表1 頂板模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表

1#、2#、3#、6# 樓門廳集中線荷載超20kN/m 結(jié)構(gòu)梁（900×1 800、700×1 800、900×1 600、700×1 600 取最大值900×1800 進(jìn)行計(jì)算）參數(shù)如下：梁底模板為多層木膠合板，厚度14mm，主龍骨為直徑48mm，壁厚3.0mm 的鋼管，梁跨方間距450mm，次龍骨40mm×4mm0×3.0mm 方鋼管，梁底小梁5 根，梁底增加3 根立桿，梁兩側(cè)立桿1200mm（橫距300mm）；側(cè)模為多層板，厚度14mm，主龍骨為直徑48mm，壁厚3.0mm 的雙鋼管，次龍骨40mm×40mm×3.0mm 方鋼管，對(duì)拉螺栓直徑14，縱距600mm，水平間距500mm。

2.2 梁模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

梁底模板為多層木膠合板，厚度14mm，主龍骨為直徑48mm，壁厚3.0mm 的鋼管，梁跨方間距450mm，次龍骨40mm×40mm×3.0mm方鋼管，梁底小梁4根，梁底增加2根立桿，梁兩側(cè)立桿900mm；側(cè)模為多層板，厚度14mm，主龍骨為直徑48mm，壁厚3.0mm 的雙鋼管，次龍骨40mm×40mm×3.0mm 方鋼管，對(duì)拉螺栓直徑14，縱距600mm，水平間距500mm。立桿接頭位置相互錯(cuò)開50%，U 托絲桿直徑不得小于36mm，U 托伸出長(zhǎng)度小于等于250mm，插入立桿內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于150mm，懸臂長(zhǎng)度不大于500mm，立桿頂部布局不大于750mm。梁板按照1.5/1 000 起拱。詳見表2。

表2 梁模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)表

3 轉(zhuǎn)換層高大模板支撐系統(tǒng)施工

3.1 施工工藝流程

基礎(chǔ)清理→測(cè)量定位→擺放墊木→安裝掃地桿→立桿安裝→安裝掃地桿橫桿→安裝橫桿縱向桿→安裝橫桿橫向桿→安裝上一步縱向橫桿→安裝上一步橫向橫桿→順序向上安裝→安裝剪刀撐及拉結(jié)桿→安放可調(diào)頂托→安裝梁底?！惭b梁?jiǎn)蝹?cè)模→綁扎梁鋼筋→驗(yàn)收鋼筋→安裝梁側(cè)?！庸塘耗！惭b頂板底?！渭荏w驗(yàn)收→綁扎板鋼筋→隱蔽驗(yàn)收→混凝土澆筑→架體監(jiān)測(cè)→強(qiáng)度達(dá)到100%后拆模。

高度超限區(qū)域，按照模架布置圖，先施工地下部分，即門廳區(qū)域，再施工回填區(qū)域，即門廳周邊高度超限區(qū)域，此區(qū)域高支模內(nèi)架體與已澆筑剪力墻柱抱箍拉結(jié)。

先將混凝土澆筑到墻、柱中，完成后，再支設(shè)梁板的模板。在梁板混凝土澆筑時(shí)，從梁中間向兩側(cè)同步澆筑，以保證支撐系統(tǒng)受力均勻?；炷翝仓簳r(shí)，應(yīng)分層澆筑，每層高度不超過500mm。先澆筑豎向及周邊結(jié)構(gòu)的混凝土，然后澆筑高支模區(qū)域梁板混凝土。

3.2 模板安裝

梁模板安裝以1#、2#、3#、6#樓門廳梁900mm×1 800mm 為例：（900mm×1 600mm、700mm×1 900mm、700mm×1 600mm按此執(zhí)行），梁底部加強(qiáng)立桿沿梁跨方向每450mm 設(shè)置3 根梁底承重立桿。

擺放墊木：按照立桿位置繪制定位控制線，放置底部支撐木方，寬度不小于80mm，厚度不小于35mm。

立桿：梁兩側(cè)立桿的距離設(shè)置為1200mm，承重立桿布置3 根，縱向間距采用450mm，與頂板支撐系統(tǒng)連接。U 托螺桿的直徑不得小于36mm，伸出長(zhǎng)度不大于300mm，插入立桿內(nèi)的長(zhǎng)度不得小于150mm，懸臂長(zhǎng)度不大于500mm。梁板起拱參數(shù)為1.5/1000。

超高樓板支撐系統(tǒng)以1#樓為例：其它樓板按此執(zhí)行。板底小梁采用40×40×3.0 方鋼管間距200mm，最大懸挑長(zhǎng)度≤200mm，主梁為直徑48×3.0 雙鋼管（計(jì)算按照2.7mm），間距900mm 布置，立桿縱距為900mm，橫距900mm，步距1 500mm，掃地桿距地≤200mm。

擺放墊木：按照立桿位置繪制定位控制線，放置底部支撐木方，寬度不小于80mm，厚度不小于35mm。

立桿：豎向立桿中心間距采用900mm，橫向中心距為900mm，步距為1 200mm，與頂板支撐系統(tǒng)連接。U 托螺桿的直徑不得小于36mm，伸出長(zhǎng)度不大于300mm，插入立桿內(nèi)的長(zhǎng)度不得小于150mm，懸臂長(zhǎng)度不大于500mm。梁板起拱參數(shù)為1.5/1 000[6]。

3.3 混凝土澆筑注意事項(xiàng)

混凝土澆筑前，施工單位項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、監(jiān)理單位項(xiàng)目總監(jiān)理工程師確認(rèn)具備澆筑混凝土的安全生產(chǎn)條件后，在澆筑混凝土前簽署澆筑令。

先澆筑豎向構(gòu)件（墻、柱），分層澆筑每次澆筑高度不得超過500mm。澆筑砼時(shí)，應(yīng)使砼振搗密實(shí)。

豎向構(gòu)件（墻、柱）混凝土澆筑完成后，拆除墻柱模板。清理現(xiàn)場(chǎng)后，再支設(shè)梁、板模板。

澆筑主梁時(shí)，待澆筑到與次梁相同高度后，同步澆筑。在梁的跨中部位向兩側(cè)分別澆筑（分層澆筑，每次澆筑厚度500mm）。先澆筑梁混凝土，再澆筑板混凝土。

混凝土澆筑方式采用混凝土地泵、汽車泵相結(jié)合，搭配人工輔助。

嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度和坍落度，確保支撐系統(tǒng)受力均勻，避免造成高大模板支撐系統(tǒng)的失穩(wěn)、傾斜。

在澆筑過程中，應(yīng)指派專人觀測(cè)架體。如果發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)、變形等情況，必須立即停止?jié)仓鳂I(yè)，疏散操作人員，并采取相應(yīng)的加固措施。

3.4 模板支撐系統(tǒng)拆除

項(xiàng)目部技術(shù)、施工、安全管理人員與施工隊(duì)伍現(xiàn)場(chǎng)檢查，并進(jìn)行交底，明確拆除區(qū)域的邊界，嚴(yán)禁在劃定范圍外拆除作業(yè)。

拆除架體作業(yè)必須自上到下逐層進(jìn)行。嚴(yán)禁上下層同時(shí)交叉作業(yè)。

與墻體連接的桿件必須同架體逐層拆除，在拆除本層架體前眼鏡將連墻桿件全部拆除；架體分段拆除高差不得超過兩步，無法滿足時(shí)，采用斜向支撐加固。

拆除作業(yè)區(qū)域設(shè)置“禁止靠近”標(biāo)志，非拆除作業(yè)人員禁止通行。嚴(yán)禁在架體下方交叉施工，地面旁站監(jiān)督人員認(rèn)真履行檢查職責(zé)。

所有高處作業(yè)人員，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、遵守安全紀(jì)律，按操作流程施工。

拆除人員進(jìn)入崗位以后，先進(jìn)行檢查，加固松動(dòng)部位，清除步層內(nèi)遺留材料、物品及垃圾塊。所有雜物應(yīng)安全輸送到地面，嚴(yán)禁在高處拋擲。

不允許按立面拆解架體或上、下兩步同時(shí)拆除，嚴(yán)格做到一步一清，一桿一清。

支撐系統(tǒng)的連墻桿件、抱柱桿件、登高輔助桿件須隨腳手架逐步拆除下降，不得提前拆除。

拆除時(shí)，應(yīng)提前分離所有桿件與扣件，嚴(yán)禁桿件上附著扣件向地面輸送。

拆除腳手板，從外向內(nèi)豎立、搬運(yùn)，防止自里向外翻轉(zhuǎn)后，腳手板面高處墜物傷人。

作業(yè)工人下班前，仔細(xì)檢查周邊情況。如果發(fā)現(xiàn)安全隱患部位，應(yīng)及時(shí)修復(fù)，消除安全風(fēng)險(xiǎn)。

所有運(yùn)送到地面或地面的構(gòu)件、緊固件和其他物品應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查、維修和保養(yǎng)，按品種、規(guī)格和隨時(shí)堆放，并及時(shí)運(yùn)出。

4 轉(zhuǎn)換層高大模板支撐系統(tǒng)施工管理措施

4.1 技術(shù)保證措施

優(yōu)化混凝土澆筑方案，采用從中部向兩邊延伸的澆筑順序，確保模板支撐在混凝土澆筑過程中受力均衡。

嚴(yán)格限制作業(yè)過程中荷載，鋼筋和其他建筑等材料不能集中堆放在支撐架體上。

施工期間，無關(guān)人員不得進(jìn)入架體范圍，安全員現(xiàn)場(chǎng)全程監(jiān)護(hù)。

在混凝土澆筑過程中，項(xiàng)目安全員和專職模板工密切觀察支撐系統(tǒng)的變形情況，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即暫停施工，迅速疏散人員。只有在排除危險(xiǎn)并經(jīng)施工現(xiàn)場(chǎng)安全負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后，才能恢復(fù)工作。

4.2 安全保證措施

施工過程中，采取可靠的防傾覆措施。作業(yè)面搭設(shè)工作通道。

高處作業(yè)時(shí)，應(yīng)使用工具箱或工具袋，不得將工具放在模板或腳手架上，避免發(fā)生掉落[7]。

組裝和拆卸模板時(shí)，上下傳輸材料專人接應(yīng)，活動(dòng)的部件應(yīng)固定牢靠。

模板搭設(shè)、拆除過程中，必須搭設(shè)腳手架，除操作人員外下面不得站人。高處作業(yè)時(shí)，操作人員要扣緊安全帶。

在支撐搭設(shè)、拆除過程中，無關(guān)人員不得進(jìn)入支撐系統(tǒng)內(nèi)部，在明顯位置掛設(shè)警示標(biāo)志，并且安排專人監(jiān)控[8]。

項(xiàng)目安全負(fù)責(zé)人應(yīng)向作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，并做好書面記錄、簽字確認(rèn)。

模板拆除前，混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到規(guī)范要求，拆模申請(qǐng)需監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)。

4.3 監(jiān)測(cè)監(jiān)控措施

為了保證支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性和施工的安全性，在轉(zhuǎn)換層混凝土施工過程中，須對(duì)架體的沉降進(jìn)行及時(shí)觀測(cè)。成立沉降觀測(cè)小組，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人任組長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)告，立即停工。

模板支撐系統(tǒng)沉降、位移均應(yīng)控制在允許范圍，觀測(cè)數(shù)值需記錄、整理、歸檔。在施工中，出現(xiàn)仍在控制范圍之內(nèi)的模板沉降較大位移，須暫停澆筑混凝土，安排作業(yè)人員對(duì)模板支撐系統(tǒng)進(jìn)行檢查加固，驗(yàn)收合格后再進(jìn)行混凝土澆筑。

支撐系統(tǒng)監(jiān)測(cè)采用全站儀、水準(zhǔn)儀，監(jiān)測(cè)水平、垂直位置是否有偏移。觀測(cè)點(diǎn)選取在受力較大的支撐系統(tǒng)在周邊鋼管上固定100mm 段鋼卷尺，選擇受力較大位置布置，為了保證施工安全和測(cè)量人員的安全，在安全區(qū)域內(nèi)架設(shè)水準(zhǔn)儀。在混凝土澆筑過程中，測(cè)量員在安全區(qū)域通過觀測(cè)讀數(shù)位置的變化來觀測(cè)模板支撐系統(tǒng)的沉降、位移。

在混凝土澆筑過程中，安排專人進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常變形情況，應(yīng)及時(shí)上報(bào)。模板沉降位移較大且已經(jīng)超出允許范圍，必須停止施工。

模板工程日常檢查重點(diǎn)部位：（1）桿件布置和連接方式，連墻件的留設(shè)，剪刀撐等構(gòu)造是否符合規(guī)范要求；（2）連墻桿件是否有松動(dòng)現(xiàn)象；（3）支撐系統(tǒng)是否有不均勻沉降，垂直度偏差；（4）施工過程中是否有超限荷載；（5）安全防護(hù)措施是否符合規(guī)范要求；（6）支架與桿件是否有變形現(xiàn)象[9]。

混凝土澆筑過程中應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通常情況下，監(jiān)測(cè)頻率不宜超過20～30min。在混凝土達(dá)到7d 齡期前實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，混凝土終凝后的監(jiān)測(cè)頻率為每天一次，當(dāng)連續(xù)三次監(jiān)測(cè)數(shù)值無變化時(shí)可停止監(jiān)測(cè)。本工程水平位移監(jiān)測(cè)預(yù)警值為H/300mm，H 為高支模架體高度。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過警戒值時(shí)，必須立即停止混凝土澆筑作業(yè)，疏散施工人員。如出現(xiàn)架體沉降及傾斜，現(xiàn)場(chǎng)配備倒鏈，千斤頂?shù)裙ぞ?，用以校正架體。

5 結(jié)論

綜上所述，高支模系統(tǒng)設(shè)計(jì)是施工安全的重要保障，高支模系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否關(guān)系到建筑施工各方面；施工技術(shù)的合理化管理能夠保證模板支撐系統(tǒng)的可靠性；有效的轉(zhuǎn)換層高大模板支撐系統(tǒng)施工管理措施能夠保證施工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。