浅谈建筑工程中高支模施工技术应用

2023-08-18贾兵飞山西一建集团有限公司山西太原030000

砖瓦 2023年8期

贾兵飞（山西一建集团有限公司，山西太原 030000）

随着我国经济的快速发展，建筑行业作为我国经济发展的支柱产业，大跨度、大体量等大型现代建筑结构迅猛发展，但其施工难度越来越大，对施工技术要求也越来越高，导致建筑行业竞争愈加激烈。国内现代建筑混凝土结构中，模板工程为项目建设成本的1/3，其中模架安全问题占据建筑工程安全事故很大比例，建筑工程中模架施工工艺技术难点成为亟待解决的热点问题之一[1]。在建筑工程施工中，扣件式钢管支模架已不能满足现代建筑结构安全施工的需要，导致模板坍塌等工程事故不断发生[2]。因此，本文主要对轮扣式高支模技术应用进行研究，突显轮扣式高支模技术的优越性，为工程施工质量提供保障，有效避免了模板坍塌事故的发生。

1 建筑工程高支模技术概述

1.1 轮扣式高支模技术构造

轮扣式钢管支模架主要包括立杆、连接轮盘、水平杆、可调底座、可调顶托和扫地杆等6 个部分。立杆为轮扣式钢管支模架的主要受力杆件，其利用套管实现杆件自由接长；连接轮盘与立杆相焊接，进而实现各方向与立杆形成整体；水平杆端部焊接插头，实现与立杆的互连；可调底座位于立杆下方，将立杆荷载传至地基基础；可调顶托位于立杆上方，将顶部荷载传至立杆上；扫地杆连接立杆底部的水平杆件，其轮扣式节点详图见图1。轮扣式钢管支模架利用轮盘和插头将立杆与水平杆取代了传统扣件式支模架的方式，减少了扣件的浪费，并实现双向锁定，提高连接节点受力的均匀程度，且轮扣式高支模技术能在一般施工支撑架结构、阶梯形等结构类型中有效应用，且能适用于不同活动台等，具有广泛的应用途径。

图1 轮扣式节点详图

1.2 传统高支模技术现存问题

1.2.1 设计问题

目前，大量施工单位在建筑工程中利用高支模技术对模板刚度及稳定性计算时，只依靠相关经验来建立计算体系，导致设计方案非常不合理，造成施工荷载不均匀，引发支模架坍塌事故[3]。此外，现阶段建筑支模架设计过程中，通常是将结构进行大量优化，未能对模板受力进行全面模拟，且未制定相关的法律法规，导致设计阶段依据不足，从而造成实际施工与设计存在较大差异。

1.2.2 材料问题

现阶段扣件式钢管支撑架所用材料为铸铁，导致对接口杆件、直角和回转扣件的抗滑承载能力不能满足现行相关规范要求。此外，传统扣件式钢管支模架材料在进行循环利用时，导致材料性能下降，且保养不当会增大材料的变形，造成支架端部出现受力不均匀的现象，从而造成整体出现失稳缺陷，引发安全事故[4]。

1.2.3 施工问题

传统高支模技术施工过程中，施工单位管理出现弊端，造成施工管理不到位、项目管理混乱等现象，扣件式高支模结构施工完成后，未对其施工质量进行验收，结构刚度与稳定性不能得到保障。此外，在混凝土浇筑过程中，出现非对称荷载时会造成支模架坍塌事故，尤其在某部位出现最大支撑轴力时，若超过其承载能力，则会导致出现坍塌事故，结构整体随之出现失稳。

1.2.4 结构特性

现阶段，建筑结构施工难度越来越大，传统扣件式高支模结构的几何形态等特性缺乏严谨性，使其未达到项目施工要求。扣件式高支模技术中构件连接点性能差异性较大，结构恒载与施工活载分布情况不稳定，威胁高支模结构整体稳定性[5]。此外，结构所用的为可周转材料，拆除与运输中导致结构材料出现磨损，从而造成配件受损。

1.3 轮扣式高支模技术的先进性

轮扣式高支模技术将横杆与立杆轮盘相连接实现双向自锁，且同一节点不受各方向横杆的影响，通过利用钢管支模架自锁特性，避免传统锁紧带来的缺陷，最大限度降低人为因素对钢管支模架质量的影响，且各杆之间互相独立，避免传统互锁形式中任意横杆松动时而引发其他杆结构受到破坏。轮扣式钢管支模架有效降低了斜拉杆的使用量，增强了支模架结构的受力性能，同时，轮扣式高支模技术相较于传统扣式高支模技术具有更加良好的可靠性，最大限度降低了传统高支模技术失稳的安全隐患，为高支模、大跨度及超荷载等建筑结构安全施工提供保障，有效避免了工程支模架坍塌事故的发生。

2 工程案例

2.1 工程概况

某项目一期工程，模架支撑采用轮扣式高支模技术，总建筑面积为13765.58m2，地上七层，建筑主体为混凝土框架结构，抗震等级为二级，建筑总高度为36mm，场地类别为三类，场地平整，其轮扣式高支模技术搭设高度为18.3m，跨度为23m×26m。本项目轮扣式高支模技术的应用，得到了各方参建单位的一致认可，且有效控制了工程的施工质量。

2.2 现场施工条件

该项目现场施工条件已满足设计要求，主要包括楼地面强度已满足设计要求、楼面放线工作已完成、材料已按设计要求堆放到位、外防护脚手架高出安全防护高度和现场已完成技术交底工作等。

2.3 施工工艺流程

本项目利用轮扣式高支模技术，具体施工工艺流程包括前期准备工作、柱模板装配、内架搭建、梁板模装配、柱模及梁模拆除。其中，柱模板的施工工艺流程包括杂物清理、定位放线、预留洞口、装配模板、侧模安装、固定施工、质量验收；梁板模的施工工艺流程包括定位放线、内架搭建、安装底模、安装侧模、底板清理、管线铺设、插筋、固定施工、质量验收。

3 高支模施工技术应用

3.1 前期准备工作

本项目轮扣式高支模技术所需材料为木胶合板、木枋、立杆、水平杆、顶托、钢管等材料，不同类型的材料依据施工设计要求依次入场，其材料计划见表1，并堆放至指定位置，进行覆盖保护，对存在变形损伤的模板进行清理。模板在施工现场加工时在其下方垫木方，避免出现变形，且方便后续吊装施工。此外，本项目轮扣式高支模技术支撑范围从地下室至屋面主体结构，且施工前需对相关人员进行技术交底，明确轮扣式支模架扣件、剪刀撑、扫地杆与水平杆安装的具体要求，最底层水平杆高度为550mm，从而完成扣件式高支模施工前期准备工作。

表1 材料计划

3.2 模板支撑施工

该工程利用轮扣式高支模体系，以某梁底板模施工为例，首先，不同层面的模板和支模架体系所需刚度和稳定性要求不同，通过依据最不利荷载计算该体系的稳定性，重荷载梁宽为900mm，楼板厚度为150mm，模板面板厚度为14mm，设置2根梁底立杆，支模架搭设高度为8.89m，立杆间距为600mm，支撑架步距为1200mm，并保持支模架支撑面尽可能光滑；然后，顶层、底层及中间层水平剪刀撑每4个支撑架步距设置一次，从上至下依次设置连续的纵向剪刀撑，以双钢管作为可调顶托支撑材料，且轮扣式支模架顶层横杆与模板支撑点的高度为650mm；最后，对柱子模板接缝进行有效控制，满足严密牢固的要求，并对周转3次及以上的进行抛光处理。

3.3 施工质量验收

该项目轮扣式高支模体系施工完成后，主要从以下几点对其施工质量进行验收：第一，梁底、侧模均采用15mm木胶合板，以Ф48mm×3mm×1000mm钢管作为主龙骨，采用60mm×80mm方木作为次龙骨，梁中间与底部利用Ф 12mm对拉螺栓相拉结，钢管下方垫200mm×200mm×15mm的木板，上顶U托，梁超过4m后，依据设计要求进行起拱；第二，顶板模板设置40mm×60mm×3mm的方钢次龙骨，间距为300mm，并根据混凝土自重与施工活荷载确定立柱间距为600mm；第三，楼梯模板以Ф48mm×3mm钢管作为主龙骨，其间距为900mm，以60mm×80mm方木作为次龙骨，其间距为200mm。

3.4 模板拆除

在拆除模板前，先进行技术交底工作，对支模架体系整体稳定性进行详细检测，清理支模架上的杂物，且对拆除区域进行全方位封闭施工，从而完成模板拆除准备工作。在混凝土强度达到设计要求后方可拆除模板，其各构件混凝土强度要求见表2。梁模板拆除前，安转脚板避免出现坠落现象，拆除下方不得出现任何人员，且拆下的模板高度大于4m采用吊运方式，避免出现安全事故。

表2 各构件拆模强度要求

4 效益分析

本工程采用轮扣式钢管支模架，不需利用扣件配件，优化了施工工艺，有效降低了劳动力，且该体系搭设、拆除时间相较于传统扣件式高支模体系节约3 倍，同时，该体系具有双向自锁特性，施工难度大幅下降，现场施工人员较易掌握该施工工艺，且不会出现配件丢失、损耗现象，提高了现场管理人员的工作效率。现阶段随着人工成本的不断上涨，利用轮扣式高支模技术相较于传统高支模技术减少成本约55%。