建筑工程高大模板支撑系统施工技术探讨

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摘要：高大模板支撑系统施工是一项危险性较高的工作，其施工质量直接影响到建筑工程及施工人员的安全。本文结合工程实例，分析了高大模板支撑体系的施工难点，重点就建筑工程支撑系统的设计工作进行探讨，并总结了施工管理过程中的注意事项，以供借鉴。

关键词：高大模板；施工难点；设计；安全管理

中图分类号：TU714 文献标识码：A 文章编号：

随着我国城市化进程的加快，城市建设用地日趋紧张，建筑工程逐渐向多功能化、现代化和大型化等趋势发展，对工程的施工质量也有新的要求。高大模板支撑体系作为一种新时期的施工工艺，近年来在城市高层建筑建设过程中得到广泛的应用。但是，高大模板支撑系统施工具有较高的危险性，在施工过程中需要攻克高度高、承载力低和承载荷载重等施工难题，稍有不慎就会导致安全事故的发生，对建筑工程的质量安全和施工人员的生命财产安全构成极大的威胁。因此，工程人员必须认识到高大模板支撑系统设计及施工的重要性，采取合理的方案及有效的措施，以确保建筑工程的质量安全。

1工程概况

某校教学科研楼工程，总建筑面积32824m2，建筑高度31.3m。地下一层、地上八层(局部二层)，建筑结构形式为框架结构,结构安全等级二级,设计使用年限为50年。

建筑东侧1-6层中空部分，即为高支模区域，具体轴线为18-21/D-U轴，高支模区域长37.2m，宽16.2m。

2施工难点分析

1)模板支撑系统跨度大、高度高且平面长度长。模板支撑系统高24m，长37.2m，宽16.2m，支撑系统最大跨度17.8m；整个架体跨度大、高度高，且平面呈“1”字形，南北两端可与原结构连接，东西向稳定性需要加强。

2)高支模基础区域无混凝土结构面，且部分架体正好在庭院地下室基坑的边坡上，需要回填平整后才可以搭设架体。架体立杆的轴力最大达到12.96kN，对地基承载力要求较高。在标高-2.5m以下为原状土，其地基承载力为130kPa。架体下部地基承载力无法满足上部24m高架体自重以及施工要求。为保证架体安全，必须对架体基础采取加固措施。

3)高支模顶部结构(即7层梁板)板厚160mm，梁截面有600×1800、600×1500、600×1200等，最大荷载达28kN/m2。此高大支模架体属于典型的大荷载、高深梁工程，除对架体承载力要求高，还需要解决高深梁模板侧压力过大的问题。

3高支模架体类型选择

高大模板体系设计的首要问题就是要结合结构体型的实际情况采用针对性强、安全可靠、经济成本相对较低的架体形式。进行高支模选型时，提出门式钢管支架、桁架支撑和扣件式钢管支架三种方案，方案比较分析如下：

方案1采用门式钢管支架：材料均为标准构件，组装比较简单，施工较快，价格较为昂贵；但因其标准构件受其自身宽度和每组长度的约束，对平面布置有一定限制，在预应力梁与普通框架梁间，需调整梁底支架的间距。

方案2采用桁架支撑：桁架本身具有支撑空间大、承载能力强的优点，但本工程跨度较大，使用桁架需要增加竖向支撑，因而不够经济。

方案3采用满堂扣件式钢管支撑架：取材容易(钢管、扣件同普通外架)，可周转利用，立杆间距布置灵活，三维尺寸较易调整，架设效率高，可形成纵横通道，升降搭拆方便，便于检查验收，较适于本工程中的尺寸特点。

经综合考虑，架体应满足施工方便、质量易控制、安全可靠、经济合理、操作性强等条件，选用扣件式钢管材料搭设满堂支撑架。

4高大模板支撑架体的设计

经过对7层结构楼面的荷载进行分析，可以看出联系4组16根柱子的大梁处荷载均超过25kN/m2。为解决大荷载对高支模架体承载力的要求，大梁下支撑立杆沿梁方向间距为500mm；垂直于梁方向设4排立杆，中间两排立杆间距400mm，顶部采用可调支托顶撑梁底水平杆，外侧两排立杆与梁底立杆间距500mm，采用双扣件与梁底水平杆连接。承托梁底模板的木枋采用两根并排立放，间距150mm。楼面板下支撑钢管纵横向间距1m。支撑架体水平杆步距1.5m，最下1排横杆(扫地杆)距基础面150mm，最上4步横杆步距0.5～0.75m，其余1.5m。

5梁、板、柱模板的设计

梁侧、梁底、柱和楼面模板均采用14mm厚木模板，承托梁底模板的木枋采用40×80mm两根并排立放，楼面模板的楞木也采用40×80mm木枋，木枋间距均为150mm。

本工程高深梁混凝土施工过程中侧向压力，依据《建筑施工模板安全技术规范》计算最大达到42.83kN/m2(1800高预应力大梁处)。解决高深梁模板侧压力问题，是高深梁模板设计的关键。为此，采用梁侧M14对拉螺栓加固以满足混凝土施工过程中侧向压力的要求。对拉螺栓纵向(梁跨度方向)间距500mm，竖向(梁高方向)最下面一道设置在距梁底面200mm处，向上每隔不大于500mm设置一道；梁侧板主楞采用2根并排放置的钢管间距500mm；梁侧板次楞采用40×80木枋间距150mm(见图1)。

图1 梁模板加固示意图

柱加固模板采用40×80木枋，间距150mm，箍采用双钢管加固，M14对穿螺栓双向间距400～500mm紧固柱箍；柱及其连梁，随着架体的搭设，分6段施工，在7层底梁板模板开始施工前完成。

6高大模板支撑系统材料要求

鉴于市场供应情况，高大模板系统采用Ф48×3.0mm钢管，现场检查其壁厚不得小于3。0mm，外观检查不得有结疤、折叠、分层、搭焊、弯曲、压扁及裂纹等，钢管质量符合现行规范的要求。扣件质量符合现行规范的规定。顶托螺杆外径为36mm。木枋采用40mm×80mm×300mm规格的方木，现场检查其截面尺寸误差不大于3mm；模板采用915mm×1830mm×14mm规格镜面板。

7高大模板支撑体系设计验算

设计验算时，钢管降低一个规格按Ф48×2.7mm进行计算，其截面抵抗矩取W＝π(d4－d14)(/32d)＝4120mm3；截面40×80的木枋，验算时按截面37×77验算，截面抵抗矩W＝bh2/6＝36562mm3。梁模板扣件钢管支撑架计算。以下以最大截面梁(B×H＝600mm×1800mm)为例计算。

8施工管理

8.1模板架体施工注意事项

高大模板体系基础混凝土垫层施工完成后，在垫层上定位放线，摆放槽钢，然后开始搭设架体。定位放线时需弹出以下墨线：轴线、梁边线、立杆位置线。

剪刀撑杆件的接长采用搭接，搭接长度不应小于1m，用不少于3个旋转扣件固定；剪刀撑杆件用扣件固定在与之相交的横向水平杆或竖向立杆上。剪刀撑的搭设必须随脚手架的搭设进度同步进行，以免后补剪刀撑增加施工难度，也会影响架体质量。

立杆接长采用一字扣件对接，对接扣件交错布置，相邻两个立杆接头不设在同步；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。立杆顶部采用可调支托，其螺杆伸出长度不得大于200mm，螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下同心。

架体必须配合施工进度搭设，脚手架与柱子的施工同步进行。框架柱施工时1～2层每次施工4.2m，4～5层每次施工3.6m，6层先施工1.5m，其余的与7层梁板同时浇筑。由于两柱相距只有200mm，每次施工时先支设一边柱子模板，待浇筑完拆模后再支设另一侧模板。