高支模体系的设计与施工

摘 要：主要对高支模支撑体系的选择和设计、施工、监测和应急管理等一系列问题进行了总结,提出一些见解,希望能为其它工程项目的建设提供参考借鉴.

关 键 词 ：高支模的设计；施工技术；高支模监测；应急管理

1.概述

随着社会的发展和需求,现代建筑结构中高大空间结构逐步增多,尤其是公共和工业建筑,为满足建筑功能的要求,大跨度、高层高的钢筋混凝土结构也越来越普遍,高大模板支撑体系施工技术的应用更加广泛,同时高支模施工技术的质量、安全也倍受人们的关注.架体搭设和施工过程中种种不确定因素为事故埋下了隐患,稍有不慎就可能发生整体坍塌事故,并且近几年各地因高支模支撑体系导致坍塌事故时有发生,伤亡惨重,影响恶劣.所以模板支撑体系必须采取更加安全的设计方案和施工技术以及施工过程中科学合理的监测以保证其施工安全,杜绝事故的发生.

某工程报告厅长27.3m宽24m,井字梁截面为350×1300,最大跨度为25m,层高为6.65m,楼板厚度为120mm,一层顶板厚度120mm,一层顶板的支撑架未拆除.大堂顶板长28m宽15.6m,层高10.2m,框梁截面为500×1400,板厚为120mm.

2.高支模支撑体系的选择和设计

2.1 支撑体系的选择

根据该工程结构特点和当地成熟做法,并考虑施工成本及工期需要,经专家论证后确定采用扣件式满堂脚手架,模板采用木模板.

2.2 支撑体系的设计计算

2.2.1 设计计算原理

根据专项方案作出模板设计图纸,参照《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008确定其荷载和变形值,按照承载力极限状态进行荷载组合.梁底模板为受弯构件按照多跨连续梁计算抗弯强度、抗剪强度和挠度,梁底方木按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和分别计算其抗弯强度和刚度,梁底横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算；梁侧木模板按照简支梁计算抗弯强度和刚度,次龙骨采用方木直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载连续梁计算,外龙骨采用48×3钢管承受次龙骨传递的荷载,按照集中荷载下连续梁计算,最后对扣件的抗滑移、立柱的稳定性（考虑风荷载）、对拉螺杆及楼板模板分别进行了计算.

2.2.2 设计构造要求

（1）报告厅层高为6.65m,立杆采用2m和4.5m交错用一字扣连接,立杆在梁两边横距1.0m,纵距为1.0m,横杆步距1.5m,梁底增加一道承重立杆,梁底模和侧模均采用18mm厚胶木板,梁底采用3根50×100方木,小横杆间距333mm,梁侧次龙骨为方木间距225mm,主龙骨采用双钢管,对拉螺杆M14竖向间距300,横向间距500,板底立杆1000×1000设置,详见图1.

（2）大堂层高为10.2m,立杆采用6m和4m交错对接扣连接,立杆在梁两边横距为1.2m,沿梁跨纵距为1.0m,横杆步距1.5m,梁底增加一道承重立杆；梁底模和侧模采用18mm厚胶木板,梁底采用4根50×100方木小横杆间距333mm,梁侧次龙骨为方木间距205mm,主龙骨采用双钢管,对拉螺杆M14竖向间距300横向间距500,板底立杆1000×1000设置,详见图2.

报告厅和大堂满堂脚手架中,沿满堂架四周设置连续垂直剪刀撑,在跨中纵向和横向各设置两道垂直剪刀撑,宽度为4.5m,报告厅在垂直剪刀撑杆件的顶部、扫地杆处处设置水平剪刀撑,大堂在垂直剪刀撑杆件的顶部、中部、扫地杆处设置三道水平剪刀撑,并且在最顶步距两道水平杆中间加设一道水平杆,水平剪刀撑与框柱连接加固,增加满堂支撑架的刚度,详见图3.

图1 图2

图3

3.高支模支撑体系的施工

3.1 施工部署及前期准备

施工前编制了高支模专项施工方案,并组织专家进行了论证,经相关负责人审查批准方可实施.搭设前由项目技术负责人按照施工方案对项目管理人员及施工人员进行技术、安全交底.

3.2 高支模支撑架体的施工

3.2.1 工艺流程

基础整平→搭设满堂架→结构柱施工→顶板柱四周沿板底墨线粘贴海绵条→铺设梁底→绑扎梁钢筋→支梁侧模及顶板四周方木→支设顶模→绑扎板钢筋→浇筑梁板混凝土.

3.2.2 搭设满堂架

立杆设在已浇注的楼板上,下面垫设木方厚度50mm,地下室顶板支撑体系未拆除.满堂支撑架体必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步.每搭设完一步满堂架后,按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011要求校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度.

（1）立杆搭设要求.满堂脚手架立杆接长除顶层顶步外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接.当立杆采用对接接长时,立杆的对接扣件应交错布置,两根相邻立杆的接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3,脚手架必须设置纵、横向扫地杆.

（2）水平杆搭设要求.纵向水平杆应设置在立杆内侧,单根杆长度不应小于3跨；纵向水平杆接长应采用对接扣件连接或搭接,并应符合规范规定.主节点处必须设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接且严禁拆除.

（3）剪刀撑搭设要求.报告厅和大堂满堂脚手架中,沿满堂架四周设置连续垂直剪刀撑,在跨中纵向和横向各设置两道垂直剪刀撑,宽度为4.5m,报告厅在垂直剪刀撑杆件的顶部、扫地杆处处设置水平剪刀撑,大堂在垂直剪刀撑杆件的顶部、中部、扫地杆处设置三道水平剪刀撑,并且在最顶步距两道水平杆中间加设一道水平杆水平剪刀撑在竖向剪刀撑斜杆相交平面设置.剪刀撑宽度应为6m～8m.竖向剪刀撑斜杆与地面的倾角应为45°～60°,水平剪刀撑与支架纵（或横）向夹角应为45°～60°. 3.2.3 支撑体系的验收

脚手架搭设完毕后,由项目负责人组织项目技术负责人、安全员、施工员、方案编制人员、脚手架施工班组参加,安装施工方案进行高大模板支架安全要点验收,验收合格后方可使用.

3.3 模板的施工

（1）板与板之间采用硬拼缝连接,板底根部加贴边龙骨,表面先要用刨刨平,方木、模板等材料要符合强度、刚度要求；（2）模板安装前应弹出模板就位线及检查线,以保证模板安装的准确性；（3）梁（板）起拱为：梁（板）长超过8m时为其净跨的3‰（24mm）,梁（板）长为4～8m时为其净跨的2.5‰（15mm）；（4）柱梁交接处应先支柱侧模,确保柱截面尺寸准确、方正,经检查后才可支梁侧模板；（5）安装完模板后,应拉通线调整模板,检查模板标高、截面尺寸、平整度、垂直度,确认合格后方可进行下道工序.

3.4 混凝土的施工

本工程现场布置1台汽车砼输送泵,混凝土从中部向两边扩展浇筑,从低处向高处分层浇捣,浇捣作业在白天且天气晴朗时进行,各专业负责人及施工人员、安全员跟班作业,负责检查督促,同时做好各方协调工作.浇筑混凝土时设专人看模,经常观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况,当发生变形移位时立即停止浇筑,并在已浇筑的混凝土初凝前修整完好.浇筑混凝土时应分层连续浇筑,控制分层浇筑厚度不宜超过40cm.梁侧及梁底部位要用φ30或φ50插入式振捣棒振捣密实,振捣时不得触动钢筋和预埋件.梁、柱节点钢筋较密时要用小直径振捣棒振捣,并加密振点.浇筑板的混凝土虚铺厚度要略大于板厚,振捣完毕后用1.5～4m刮尺刮平.

4.高支模支撑体系的监测

4.1 监测项目

支架沉降、位移和变形.

4.2 监测点布设

在图4所示位置梁底支撑钢管中间设置支架沉降观测点和水平位移观测点.必须使用经纬仪、水平仪、吊线等监测仪器进行监测,不得目测,监测仪器精度应满足现场监测要求,并设变形监测报警值.为确保观测人员的人身安全,在混凝土浇灌期间,观测人员在首层即地面上设站观测时,不得靠近和停留在作业层下方,只能在场外观看.为此沉降观测和水平位移观测的母体除设置足够的照明外,还需在母体上记出标尺,以方便场外读数.

图4 高支模监测点设置示意图

4.3 监测频率

在浇筑砼过程中应实施实时监测,一般监测频率不宜超过20～30分钟一次.监测周期从模板钉好,混凝土浇筑前起,至混凝土浇筑后七天时终止.在模板钉好后混凝土浇筑之前观测2 次作为初始数据,混凝土浇筑过程中观测2 次（混凝土捣了一半及满仓各一次）,混凝土浇筑完成每隔6～8小时再观测1 次共两次,然后每天观测1 次,直至第7天为止（或连续两次观测变形值在0.5mm 以内可中止观测）；观测总次数暂定12 次,可根据变形情况（有突然增大趋势）调整观测次数.

4.4 监测允许偏差及预警值

高支模搭设允许偏差及预警值要求

项目 允许偏差㎜ 预警值㎜ 检查工具

立杆钢管弯曲 3m

4m

水平杆、斜杆钢管弯曲 L≤6.5m ≤30 25mm 水平仪或吊线

立杆垂直度全高 绝对偏差≤30 22mm 吊线

立杆脚手架高度H内 相对值≤H/400 0.75×H/400

支撑沉降 ≤10mm 5 mm 水平仪或吊线

5.高支模体系的应急管理

在高支模区域内施工极可能发生高空坠落、模板坍塌、物体打击等重大事故.应针对梁板高支模施工可能发生的高空坠落、模板坍塌、物体打击紧急情况的做好应急准备和响应,成立应急救援领导小组,细化分工,责任到人,明确应急救援工作程序,熟悉应急救援方法,确保事故发生后能及时组织、开展救援工作,防患于未然.

6.结语

高支模技术是保证施工进度和安全的关键环节.它不仅对工程质量有重大影响,还会影响到施工人员的人身安全和企业的财产.在实施过程中施工企业及相关人员应严格按照事先制定的施工方案组织施工,重视质量检查与验收,加强施工质量管理和安全监督,保证工程能按时按质顺利完工.本文主要对高支模支撑体系的选择和设计、施工、监测和应急管理等一系列问题进行了总结,提出一些注意事项,希望能为其它工程项目的建设提供参考借鉴.