危大工程高大模板支撑体系施工技术分析

2024-05-15刘艳格张绍民秦涛中交雄安产业发展有限公司河北保定071800

安徽建筑 2024年4期

刘艳格，张绍民，秦涛（中交雄安产业发展有限公司，河北保定 071800）

0 引言

凡是提到建筑工程施工，就离不开模板支撑体系，模板支撑体系贯穿于整个建筑工程施工过程。各类建筑结构在我国的房地产经济时代下孕育而生，各式各样的建筑结构催生着各式各样的模板支撑体系。高大模板支撑体系作为革新出的模板支撑体系，在处理高大建筑施工过程中遇到的难题时扮演着重要角色。然而，高大模板体系的搭建，考验着每一个工程技术人员与安全人员的技术与监管能力，实际施工过程中因高大模板支架搭设的不合理以及设计人员的设计存在偏差等众多因素导致支撑体系的安全性存在重大风险，出现工程事故的案例屡见不鲜。因此，高大模板支撑体系的搭建需要工程管理人员付出更多时间来为高大建筑的建成保驾护航[1-3]。

丁越峰[4]在对高大模板支撑体系刚度、强度以及稳定性进行严格控制的基础上对其安全性展开系列讨论，为之后的施工过程提供了参考。宋淳[5]将BIM技术融入到高大模板设计当中，有效地降低了搭建支撑体系时由于精度不够发生安全事故的概率，从源头处保证了工程质量。刘红卫等[6]结合工程案例，为梁式桥结构设计了一套高大模板支撑体系，并对其应力、应变以及变形进行实时监测，结构表明该体系的力学性能相较于普通脚手架而言更稳定。景然[7]通过理论分析以及多种模型相结合的方式对高大模板支撑体系发生倒塌的原因进行详细分析，并根据模板倒塌风险发生的原因制定了相应的解决措施。王彬[8]运用ANSYS 建立扣件架体节点半刚性模型，采用不同参数对整个高大模板支撑体系的位移与稳定性进行分析，提出了架体加强措施。

以上学者针对高大模板支撑体系的施工工艺、力学性能、影响安全性因素以及BIM 技术融合等方面均做了系列研究，但针对其在危大工程下施工技术的研究较少。因此，本文以中交未来科创城开发项目第五标段S3#楼工程为例，首先对危大工程的工程概况进行描述，明确划分模板工程的施工区域，再对危大工程的特点与重难点进行分析，并提出相应的解决措施。在对高大模板支撑体系施工技术进行研究之前，需对模板工程中各类材料参数及数量进行设计，随后对梁模板以及板模板进行设计，并从支架体系到模板工程，对整个高大模板支架体系的施工技术进行研究。

1 工程概况

中交未来科创城综合开发项目第五标段S3#楼建筑面积为6789.67m2，建筑高度为23.88m，为框架剪力墙结构，地上4层，地下1层，层高分别为5.93m、6.20m、5.40m、5.20m、3.52m。

2 工程特点及重难点分析

梁模板受到混凝土给予的侧向压力，并且其对底膜也有垂直向下的压力，因此梁模板在梁施工中要考虑起拱。楼板薄且面积较大，受到的侧向压力较小，楼板的模板支架主要承受来自钢筋混凝土的自重施工荷载，因此在施工中要保障楼板模板不发生变形。柱子模板在设计时要综合考虑柱垂直度与混凝土带来的侧压力，并且要方便后期混凝土的浇筑和钢筋的绑扎工作。模板支撑体系要便于装拆周转，并且要保证严密不漏浆。

3 各类材料参数及数量

模板支撑采用盘扣式脚手架，采用φ48×3mm 的钢管作为主背楞对工程地下部分结构进行加固，采用方木作为次背楞，其尺寸为45mm×85mm。支架采用的钢管质量必须要达到国家标准。其他材料参数及数量要求如表1所示。

表1 材料参数及数量

4 支撑体系设计及具体施工工艺

4.1 梁模板设计

梁底以及梁侧面模板采用厚度15mm 的木胶合板铺设，侧模板采用45mm×85mm 木方作次楞。当梁截面的高度大于等于600mm 时，在梁体侧面设置双钢管及M12 对拉螺杆加固，反之设置固定支承加固，支撑架必须与板底支撑立杆用水平杆连成整体，以增强支撑架的整体稳定性，并且梁底要采用固定支撑进行加固。以一类梁为例，梁模板示意图如图1所示。

图1 梁模板示意图（单位：mm）

4.2 板模板设计

主楼和地库混凝土现浇板厚度从薄到厚依次为100mm、120mm、140mm、180mm、200mm、250mm、300mm，层高有2.78m、2.82m、3.00m、3.87m、5.10m。地库的顶板纵方向与横向之间间隔均为0.9m，支架体系均采用直径48.3mm、壁厚3.5mm 的盘扣脚手架。按照双向扫地杆高度不大于550mm、立杆距梁边或剪力墙边不大于300mm 开始布置，以主楼地下室楼板模板为例，示意图如图2所示。

图2 板模板示意图（单位：mm）

4.3 主要施工方法

可调节的托座支出模板架体最上层水平杆的长度要小于等于650mm，支出立杆的长度要大于等于150mm，丝杆支出距离要小于等于400mm。模板支撑架的水平杆要依据计算出来的立杆排架尺寸来确定，并且要依据支撑的高度来对各个杆件、可以调节的底座托座进行套插。每个盘口的节点要通过横向与纵向的水平杆件相互连接。当模板支架的高度小于等于8m 时，竖直方向的斜杆应设置在整个框架的底部和顶部层，要将竖直方向的斜杆或者剪刀撑以5 跨一步的形式从底部到顶部横纵布置在架体内部。当模板支架的高度没有达到4 个步距的高度时，可以不布置顶部的水平杆件。斜杆与剪刀撑布置如图3 所示，图中1 为立杆、2 为水平杆、3 为斜杆、4为剪刀撑。

图3 斜杆、剪刀撑布置示意图

模板支架的可调节支座需要按照立杆位置布置，需按照立杆、水平杆、斜杆的顺序进行搭设，以构成模板支架单元，并根据此单元进行扩展，最终形成整个支架体系。要采用无翘曲现象产生的垫板，水平杆、接头和连接板的销钉应按规定的插入深度锤击到刻度线上。应对立杆与水平杆的步距、纵横间距、水平与垂直偏差在每搭建完一步模板支架时进行及时校正，支架立杆搭设的竖直角度偏差不得超高支架总体高度的1/500，并且数值不得超过50mm。当支架体系被连续布置在上下层楼板上时，立杆应当布置在同一条轴线上。当支模架不符合模数或者不相匹配时，应在板的受荷较小部位布置调节跨，并采用钢管扣件连接成为一个整体，水平杆要向两端伸出，与相邻立杆扣接。楼梯处模板支架上下应用钢管扣接，台阶高差通过可调底座来调节，将中央的水平杆精准地拉至相同的高度。

布置梁底膜时前，应先将45mm×85mm 的木方按照要求的间距铺设完毕，并将梁底膜与装顶端对接牢靠，方木条做立挡，用厚度15mm 的模板将侧模板的底部进行压实处理，或者采用铁制的卡勾进行处理，之后将侧模吊起，并用直径为12mm 的螺杆根据梁截面积的大小在其高度中间位置穿透。当梁跨不小于4m 时，根据设计的要求，应该在梁跨底部的位置做起拱施工，其高度一般介于1‰～3‰之间，若无其他的特殊情况，则以主梁和次梁的交叉点为临界，首先进行施工的是主梁，其余的则为次梁。在梁底部模板中部架设两排立杆连接排架以防止梁中部下沉变形，引发事故。

主楼楼板架体立柱之间的距离为0.9m×1.2m，水平柱的步长为1.5m；地库顶板支模架的立杆间距为0.9m×0.9m，水平板步距为1.5m。当楼板的模板不是多块而是单块到位时，每个模板单元用阴角与四周的梁与墙模板相连接，并从外围逐步向内部进行安装。龙骨与支柱之间的距离要依据具体参数来确定，并且支柱的布置排列要预留出施工的通道。应将底部的地面进行夯实处理，并铺设好脚板，水平杆与剪刀撑的搭设要细致，通过调整通线，可以大幅度改变支柱的高度，并在找平大龙骨的基础上进行小龙骨的调整。安装模板时，应该从外围到内部逐步安装，侧梁模板被楼板模板压住，应用通线将角位置处的模板固定。当楼板的模板铺设完毕，要及时对模板的干净整洁度以及其与支架的连接牢固程度进行检查。为了确保楼板和模板的厚度相同，选用的木材必须具备足够的强度和刚性，以确保结构的稳固性。模板也根据设计的要求进行起拱处理，以防止模板中部下沉，从而导致混凝土面不平整。