建筑工程高大模板支撐體系施工應(yīng)用分析

張新南 劉俊雄

高大模板支撐系統(tǒng)作為現(xiàn)代建筑工程中的重要組成部分，在高層建筑的施工過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。與傳統(tǒng)的施工方法相比，高大模板支撐系統(tǒng)不僅提供了更穩(wěn)定、更安全的施工框架，還能夠提高施工效率、降低成本，并減少對人力資源的依賴。本文旨在對高大模板支撐系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行全面分析，并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施，以指導(dǎo)建筑項目的實施，實現(xiàn)最佳的建筑質(zhì)量、效率和經(jīng)濟(jì)效益。

1 高大模板支撐體系概述

高大模板支撐系統(tǒng)包含一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)件框架，旨在促進(jìn)高大建筑的建造。該系統(tǒng)的核心體現(xiàn)了一種戰(zhàn)略方法，即在施工過程中支撐高層結(jié)構(gòu)，確保穩(wěn)定性、安全性和精度。高大模板支撐系統(tǒng)提供了可靠的解決方案，有效解決了與垂直建筑相關(guān)的復(fù)雜性問題。高大模板支撐系統(tǒng)由精心布置的主要部件組成，每個部件在整體結(jié)構(gòu)的完整性和功能性中都起著關(guān)鍵的作用。這些組件經(jīng)過精心設(shè)計，可承受大量負(fù)載，并為施工過程提供安全框架[1]。通常采用高強(qiáng)度鋼和耐用合金等先進(jìn)材料來增強(qiáng)系統(tǒng)的彈性和壽命。高大模板支撐系統(tǒng)有效性的核心是其設(shè)計原則，該原則優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)完整性、適應(yīng)性和效率。工程師根據(jù)每個項目的獨特要求精心設(shè)計藍(lán)圖和規(guī)格，并充分考慮建筑高度、荷載分布、抗風(fēng)性和抗震等因素[2]。該系統(tǒng)的特點是采用模塊化設(shè)計，可以隨著施工進(jìn)行輕松組裝、拆卸和重新配置。這種模塊化方法簡化了施工過程，還減少了材料浪費和勞動力成本。高大模板支撐系統(tǒng)適用于各種建筑項目，如高層住宅建筑、商業(yè)綜合體、橋梁、塔樓、工業(yè)結(jié)構(gòu)等。由于空間限制需要高效的垂直施工技術(shù)，高大模板支撐系統(tǒng)的多功能性和適應(yīng)性使其在現(xiàn)代建筑實踐中不可或缺。

2 施工應(yīng)用分析

2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

在開始施工活動之前，充分的準(zhǔn)備工作必不可少。準(zhǔn)備工作的初始階段包括進(jìn)行全面的現(xiàn)場調(diào)查和規(guī)劃過程，需要評估建筑工地的地形、土壤成分、地質(zhì)條件和環(huán)境因素。通過詳細(xì)的調(diào)查和分析，工程師可以識別潛在的挑戰(zhàn)并制訂降低風(fēng)險的策略。此外，場地規(guī)劃涉及確定結(jié)構(gòu)的布局、尺寸和方向，以及為通道、公用設(shè)施和臨時設(shè)施分配空間。有效的現(xiàn)場勘察和規(guī)劃為協(xié)調(diào)與高效的施工奠定了基礎(chǔ)。準(zhǔn)備工作的另一個關(guān)鍵方面是準(zhǔn)備和選擇施工所需的材料，這涉及從信譽良好的供應(yīng)商處采購高質(zhì)量的材料，如混凝土、鋼材、鋼筋和建筑粘合劑。工程師必須仔細(xì)評估每種材料的特性、規(guī)格和性能特征，確保符合項目要求。此外，成本效益、可持續(xù)性和可用性等考慮因素在材料選擇中也非常重要。通過提前采購合適的材料并根據(jù)施工進(jìn)度協(xié)調(diào)交付，可以最大限度減少延誤和中斷，保證施工的順利進(jìn)行。設(shè)備和人力資源的有效分配和組織對于建筑活動的嚴(yán)格執(zhí)行至關(guān)重要，這涉及部署挖掘、提升、模板安裝、混凝土澆筑和其他任務(wù)所需的一系列機(jī)械、工具和車輛。起重機(jī)、挖掘機(jī)、腳手架和混凝土泵等設(shè)備必須由訓(xùn)練有素的人員仔細(xì)選擇、維護(hù)與操作，以確保現(xiàn)場的安全和生產(chǎn)力。

此外，充足的人員配備和勞動力管理能夠留存有效執(zhí)行各種建筑任務(wù)的熟練勞動力，這包括雇用技術(shù)工人、分配角色和職責(zé)、提供培訓(xùn)和監(jiān)督，以及實施促進(jìn)團(tuán)隊合作和溝通的措施。通過優(yōu)化設(shè)備和人力資源的利用，建設(shè)項目可以實現(xiàn)更高的效率、生產(chǎn)力和成本效益[3]。

2.2 施工過程控制

建立高大模板支撐系統(tǒng)需要一系列系統(tǒng)步驟，為施工活動建立安全穩(wěn)定的框架。該過程通常從垂直支架的組裝開始，最后是水平梁和可調(diào)節(jié)支架的安裝。然后將模板牢固地固定在框架上，為混凝土澆筑提供模具。先進(jìn)的系統(tǒng)可能包含液壓千斤頂或伸縮式支柱，用于高度調(diào)節(jié)和對齊。在整個安裝過程中，需仔細(xì)關(guān)注細(xì)節(jié)并遵守工程規(guī)范。一旦系統(tǒng)到位，就需要定期檢查和調(diào)整，以保持施工過程中的穩(wěn)定性和對齊性[4]。

在施工過程中，需確保人員和財產(chǎn)的安全，尤其是在處理高層結(jié)構(gòu)和復(fù)雜系統(tǒng)（如高大模板支撐）時。實施強(qiáng)有力的安全措施和風(fēng)險管理策略對于減少潛在危險并減少事故或事件的可能性來說極為重要。這包括進(jìn)行全面的風(fēng)險評估，識別潛在的危險，如墜落的物體、結(jié)構(gòu)倒塌或電氣危險，并采取措施控制或消除這些風(fēng)險。此外，需嚴(yán)格遵守安全規(guī)程，如使用個人防護(hù)設(shè)備 （Personal Protective Equipment，PPE）、墜落防護(hù)系統(tǒng)和安全屏障。定期安全檢查、培訓(xùn)計劃與應(yīng)急響應(yīng)協(xié)議進(jìn)一步增強(qiáng)了面對不可預(yù)見情況的準(zhǔn)備和復(fù)原力。

施工環(huán)節(jié)，需保持高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量，以確保最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)完整性、耐用性和功能性。質(zhì)量控制應(yīng)從材料的選擇和測試開始，以確保符合規(guī)格和性能要求。需注意混凝土的放置和固結(jié)、模板構(gòu)件的對齊和穩(wěn)定性，以及測量和尺寸的準(zhǔn)確性。由專業(yè)能力合格的人員進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控和檢查，有助于識別與標(biāo)準(zhǔn)的偏差并及時采取糾正措施。傳感器、無人機(jī)和建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)也可以用于監(jiān)控進(jìn)度、檢測缺陷和優(yōu)化施工過程。通過優(yōu)先考慮質(zhì)量控制和監(jiān)控，施工團(tuán)隊可以最大限度減少返工，交付滿足或者超過客戶期望的項目。通過遵循系統(tǒng)化的系統(tǒng)設(shè)置步驟，實施強(qiáng)大的安全措施和風(fēng)險管理策略，并且保持嚴(yán)格的質(zhì)量控制和監(jiān)控協(xié)議，施工團(tuán)隊可以實現(xiàn)高效、安全和高質(zhì)量的結(jié)果[5]。

2.3 施工中的常見問題與解決方案

高大模板支撐系統(tǒng)的項目，經(jīng)常會遇到各種挑戰(zhàn)，包括惡劣的天氣條件、不可預(yù)見的現(xiàn)場條件、供應(yīng)鏈中斷和監(jiān)管障礙，大雨、大風(fēng)或極端溫度等與天氣相關(guān)的挑戰(zhàn)可能會延遲戶外施工活動，并給工人帶來安全風(fēng)險；不可預(yù)見的現(xiàn)場條件，如不穩(wěn)定的土壤、地下公用設(shè)施或考古發(fā)現(xiàn)，可能需要調(diào)整施工計劃和增加資源；供應(yīng)鏈中斷，如材料短缺或運輸延誤，可能導(dǎo)致項目延誤和成本超支；監(jiān)管挑戰(zhàn)包括允許延遲或合規(guī)問題，也可能阻礙項目進(jìn)展，會影響項目進(jìn)度和質(zhì)量。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，施工團(tuán)隊必須進(jìn)行徹底的風(fēng)險評估，制訂應(yīng)急計劃，與與施工參與單位保持開放的溝通渠道，并主動監(jiān)控和適應(yīng)不斷變化的條件。

施工中的質(zhì)量問題會損害建筑結(jié)構(gòu)的安全性、耐用性和功能性，導(dǎo)致代價高昂的返工和相關(guān)糾紛。常見的質(zhì)量問題包括混凝土澆筑不當(dāng)、鋼筋不足、模板對齊不良和材料質(zhì)量不合格，混凝土放置不當(dāng)，如固結(jié)不足，可能導(dǎo)致混凝土薄弱或多孔，無法滿足強(qiáng)度要求；鋼筋不充分或鋼筋放置不當(dāng)會損害結(jié)構(gòu)完整性并增加倒塌的風(fēng)險；模板對準(zhǔn)不良會導(dǎo)致尺寸不準(zhǔn)確、表面缺陷和混凝土滲漏等；不合格的材料質(zhì)量，如有缺陷的鋼材或劣質(zhì)混凝土混合物，可能會影響結(jié)構(gòu)性能和使用壽命。為解決質(zhì)量問題，施工團(tuán)隊必須遵守行業(yè)規(guī)范，定期進(jìn)行檢查和測試，實施質(zhì)量保證和質(zhì)量控制措施，并與供應(yīng)商和分包商密切合作，以確保使用高質(zhì)量的材料和適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)。

有效的工期控制和進(jìn)度管理對于在預(yù)算范圍內(nèi)按時交付建設(shè)項目至關(guān)重要。無論是不可預(yù)見的困難挑戰(zhàn)、規(guī)劃不完善還是執(zhí)行效率低下，所導(dǎo)致施工活動的延誤都會對項目進(jìn)度時間表和盈利能力產(chǎn)生影響。為了保持進(jìn)度，施工團(tuán)隊必須制訂切合實際的項目進(jìn)度表，確定關(guān)鍵路徑活動，有效分配資源，并實施強(qiáng)大的項目管理系統(tǒng)。

此外，利用調(diào)度軟件、項目管理平臺和通信工具等技術(shù)手段，可以簡化協(xié)調(diào)、加強(qiáng)實時監(jiān)控并增強(qiáng)項目利益相關(guān)者之間的協(xié)作。任何建設(shè)項目面臨著無數(shù)挑戰(zhàn)，并可能會影響施工進(jìn)度和質(zhì)量。通過主動應(yīng)對可能的挑戰(zhàn)、實施有效的質(zhì)量控制措施及采用穩(wěn)健的工期控制和進(jìn)度管理策略，施工團(tuán)隊可以降低風(fēng)險、提升效率[6]。

2.4 成本與效益分析

分析高大模板支撐系統(tǒng)的財務(wù)可行性和潛在回報時，需進(jìn)行全面的成本和效益分析評估。使用高大模板支撐系統(tǒng)的項目施工成本構(gòu)成包括各種要素，如材料、勞動力、設(shè)備、間接費用和意外事件等，其中混凝土、鋼材、模板和鋼筋等材料占建筑成本的很大一部分，并受市場波動和可用性的影響；勞動力成本，包括工資、福利和分包商費用，受勞動力供應(yīng)、技能水平和生產(chǎn)率等因素的影響；使用建筑活動所需的機(jī)械、工具和車輛會產(chǎn)生設(shè)備成本，如租金、維護(hù)和燃料；間接費用，包括管理費用、保險、許可證和稅款；評估施工成本包括估算數(shù)量、獲取報價、分析投標(biāo)和制訂預(yù)算，以確保具有成本效益的項目交付，同時滿足質(zhì)量和性能要求。

高大模板支撐系統(tǒng)為垂直施工提供了穩(wěn)定可靠的框架，能夠快速組裝、拆卸和重新配置，以適應(yīng)不同的項目要求，有助于提高施工效率、安全性和質(zhì)量。高大模板支撐系統(tǒng)的模塊化設(shè)計和多功能性有助于定制、適應(yīng)性和兼容性，適用于不同的建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)配置。此外，這一系統(tǒng)通過最大限度減少高空體力勞動的需求并降低跌倒、事故和受傷的風(fēng)險來提高施工人員的安全性。高大模板支撐系統(tǒng)還通過優(yōu)化施工工藝和資源管理實踐，促進(jìn)材料的高效利用、減少浪費和環(huán)境可持續(xù)性。同時，使用高大模板支撐系統(tǒng)可以縮短施工周期、降低勞動力成本和提高生產(chǎn)率，從而節(jié)省總體成本并提高項目盈利能力。評估高大模板支撐系統(tǒng)的投資回報率（Return on Investment，ROI）和經(jīng)濟(jì)效益涉及將初始資本投資與項目生命周期內(nèi)的預(yù)期回報和成本節(jié)約進(jìn)行比較。ROI計算考慮了施工成本、運營費用、維護(hù)成本和潛在創(chuàng)收等因素，以確定實施高大模板支撐系統(tǒng)的盈利能力和投資回收期。與這一系統(tǒng)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)效益包括提高項目效率、減少施工時間、降低勞動力成本、增加項目能力和增強(qiáng)市場競爭力。

高大模板支撐系統(tǒng)通過促進(jìn)建筑項目的及時交付、促進(jìn)城市發(fā)展和支持可持續(xù)社區(qū)，為經(jīng)濟(jì)增長、創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會和基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展作出貢獻(xiàn)。通過評估施工成本構(gòu)成，突出這些系統(tǒng)的效益和優(yōu)勢，并評估投資回報率和經(jīng)濟(jì)效益，利益相關(guān)者可以科學(xué)決策，以優(yōu)化項目成果并最大限度創(chuàng)造價值。

3 高大模板支撐體系應(yīng)用的優(yōu)化措施

3.1 施工環(huán)境和地理條件

施工環(huán)境和地理條件在決定高大模板支撐系統(tǒng)的可行性方面起著重要作用。在項目規(guī)劃和執(zhí)行過程中，必須仔細(xì)評估和解決氣候、地形、地震活動和環(huán)境法規(guī)等相關(guān)因素。在颶風(fēng)或臺風(fēng)等極端天氣事件易發(fā)的地區(qū)，需要采取額外的措施來加固結(jié)構(gòu)并確保施工期間的穩(wěn)定性。同樣，位于地震帶的場地需要專門的工程解決方案來抵御地震力并降低潛在風(fēng)險。環(huán)境因素，包括棲息地保護(hù)、水資源保護(hù)以及廢物管理，也會影響施工實踐和設(shè)計選擇。通過采用可持續(xù)建筑技術(shù)，例如綠色建筑材料、節(jié)能設(shè)計和可再生能源，建筑項目可以減少對環(huán)境的影響。

3.2 材料選擇和性能要求

選擇合適的材料和滿足性能要求是優(yōu)化高大模板支撐系統(tǒng)的關(guān)鍵方面。鋼筋混凝土、結(jié)構(gòu)鋼和復(fù)合材料等優(yōu)質(zhì)材料對于確保建筑結(jié)構(gòu)的耐久性、強(qiáng)度與穩(wěn)定性至關(guān)重要，因此必須仔細(xì)評估承載能力、耐火性、耐腐蝕性和隔熱性能等因素，以滿足安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。此外，材料科學(xué)和工程技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了創(chuàng)新材料的發(fā)展，如高性能混凝土、纖維增強(qiáng)聚合物和輕骨料，這些材料提高了強(qiáng)度重量比，減少了對環(huán)境的影響并提升了施工效率。通過利用尖端材料和施工技術(shù)，項目可以實現(xiàn)卓越的性能、壽命和成本效益[7]。

3.3 施工組織與管理優(yōu)化

優(yōu)化施工組織和管理實踐能夠最大限度提高效率和生產(chǎn)力，協(xié)同項目相關(guān)者之間的利益。有效的項目管理包括建立清晰的溝通渠道、定義角色和職責(zé)、設(shè)定切合實際的目標(biāo)和里程碑，以及實施強(qiáng)大的調(diào)度和監(jiān)控系統(tǒng)。利用精益施工原則，如及時交付、協(xié)作規(guī)劃和持續(xù)改進(jìn)，可以簡化工作流程、減少浪費并提高項目績效。此外，采用數(shù)字技術(shù)，如BIM、施工管理軟件和遙感技術(shù)，可以促進(jìn)實時數(shù)據(jù)共享、可視化和決策，從而實現(xiàn)主動解決問題和降低風(fēng)險。通過培養(yǎng)協(xié)作、創(chuàng)新和問責(zé)的文化，建筑組織可以優(yōu)化資源，減少延誤，并在預(yù)算范圍內(nèi)按時交付項目[8]。

3.4 技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展趨勢

技術(shù)創(chuàng)新在推動建筑中高大模板支撐系統(tǒng)的發(fā)展和采用方面發(fā)揮著重要的作用。機(jī)器人自動化、3D 打印、無人機(jī)和增強(qiáng)現(xiàn)實等新興技術(shù)正在逐漸改變建筑實踐，為效率、精度和可持續(xù)性提供新的機(jī)會。例如，機(jī)器人自動化可實現(xiàn)模板系統(tǒng)的自動化裝配和安裝，從而降低勞動力成本并提高施工速度和準(zhǔn)確性；3D 打印技術(shù)允許以最少的材料浪費和更大的設(shè)計靈活性制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)部件；無人機(jī)具有空中監(jiān)視、測繪和監(jiān)控功能，便于現(xiàn)場檢查、進(jìn)度跟蹤和安全管理；增強(qiáng)現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實技術(shù)可實現(xiàn)建筑項目的沉浸式可視化和模擬，從而助力建筑項目設(shè)計溝通、培訓(xùn)和決策。通過擁抱技術(shù)創(chuàng)新和緊跟行業(yè)趨勢，建筑公司可以保持競爭力，適應(yīng)不斷變化的市場需求，并推動高大模板支撐系統(tǒng)應(yīng)用的持續(xù)改進(jìn)。

4 結(jié)語

綜上，本文綜合考慮高大模板支撐系統(tǒng)的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)，仔細(xì)考慮各種因素，包括施工環(huán)境和地理條件、材料選擇和性能要求、施工組織和管理優(yōu)化以及技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展趨勢，并且采取相應(yīng)的優(yōu)化措施，包括利用先進(jìn)的材料和技術(shù)，培養(yǎng)協(xié)作和創(chuàng)新的文化，有助于提高建筑項目的效率、安全性和質(zhì)量，優(yōu)化高大模板支撐系統(tǒng)在建筑工程中的應(yīng)用，可以實現(xiàn)更加可持續(xù)以及成功的建筑實踐，為未來的城市發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作出積極貢獻(xiàn)。