探讨高支模安装与施工技术
关键词：高支模,施工方法,设计计算,安装,质量控制
随着建筑业的蓬勃发展，高层建筑日益增多，建筑物的平面布局、结构类型也更加复杂多样。高支模在搭设及使用过程中，必须从支撑设计、支撑搭设、砼浇捣各个环节加以保证，任何一步失误都有可能带来严重的后果，除了按国家规范执行之外，要抓好重点部位。随着建筑施工技术的不断提高，大跨度、梁截面大、层高较大的建筑物，其模板支撑体系的设计与施工技术难度更是不断增大。因此，必须加强日常安全管理，遵循先设计后施工的基本原则，支架的设计要达到结构稳定、构造合理的要求;重视支架的整体稳定性，并应尽量与已浇筑的建筑构件立体连接，提高支架的整体抗倾覆能力;做好信息化监测措施，严格控制钢管支架的过量应力与变形;加强施工中的通病治理，确保支架的使用安全稳定。
1 高支模施工方法
1.1 施工顺序
模板支顶结构施工均按常规方法施工，梁板模板及支撑系统的安装顺序为：弹线→脚手架的架设→脚手架的固定、拉接→木枋的架设及调平→梁底板的安装→梁侧板的安装→楼面板的安装→梁、板钢筋的绑扎→混凝土浇捣→淋水养护→拆除高支模板。
1.2 高支模体系安装
(1)柱模板安装
柱模采用18胶合板,80×100木枋作竖楞,间距为300mm;柱箍采用2×<51钢管和M16对拉螺栓紧固,楼板面上350mm设第一道柱箍后,再以间距@500mm布置多道柱箍。柱中穿心螺杆,柱侧壁四面用<51钢管作斜撑,支撑在柱箍上,形成一稳定受力体系,保证柱模的强度和刚度。
(2)楼面砼模板安装
楼板模板采用18mm厚建筑木模板，采用两层木枋排列。底层木枋支承在门架支托座上，上层木枋支承在下层木枋上，支承木枋采用门式钢管脚手架。梁模板采用18mm厚建筑木模板，采用三层或二层木枋排列。若梁高度在700mm～1000mm时，两侧沿梁长度方向用2Φ48钢管加强，隔450mm采用Φ10的对拉螺杆固定(梁底上350设置)，支承木枋采用门式钢管脚手架。
(3)梁模板安装
梁模板安装时,若地面承载力不足,应在梁支顶架下方地面上铺垫板,在柱模缺口处钉衬口档,然后把底板两头搁置在柱模衬口档上,再立靠柱模或墙边的顶撑,并按梁模长度等分顶撑间距,立中间部分的顶撑。顶撑底应打入木楔。安放侧板时,两头要钉牢在衬口档上,并在侧板底外侧铺上夹木,用夹木将侧板夹紧并钉牢在梁底搁枋,随即把斜撑钉牢。次梁模板的安装,要待主梁模板安装并校正后才能进行。其底板及侧板两头是钉在主梁模板缺口处的衬口档上。次梁模板的两侧板外侧要按格栅底标高钉上托木。梁模板安装后,要拉中线进行检查,复核各梁模中心位置是否对正。待平板模板安装后,检查并调整标高,将木楔钉牢在垫板上。各顶撑之间要设水平撑或剪刀撑,以保持顶撑的稳固。当梁的跨度在4m或4m以上时,在梁模的跨中要起拱,起拱高度为梁跨度的0.2%～0.3%。满堂红钢管底部纵横设一道扫地杆,再上1.8m设一道纵横拉结杆,然后沿高度每1.5m设置一道拉结杆。满堂红支顶设置的纵横水平拉结杆采用钢管搭设。
1.3 高支模体系拆除
高支模支撑体系经工程技术负责人验证并经确认不再需要时，方可拆除。承重模板(梁、板底模)拆除时间须待混泥土试压报告合格后，经监理单位书面批准后，方可拆除。拆除顺序为后支先拆，先支后拆，先拆非承重模板，后拆除承重模板。拆除跨度较大的梁底模时，先应从跨中开始，分别拆向两端。拆模时不要用力过猛，拆下来的木料要及时运走、整理，分类堆放整齐。阁楼的施工由于存在连续高支模和支顶的整体稳定构造措施，必须采取由高到低的最终一次性拆除方式。且任何拆除模板支撑体系的施工，必须由主办施工或以上管理人员下达指令后才能拆除。拆除前应清理脚手架上的材料、工具和杂物;拆除时应设置警戒区和警戒标志，安排专人负责警戒;模板支架的拆除应从一端向另一端、自上而下逐层进行;扫地杆、水平加固杆和交叉支撑等，必须在脚手架拆卸到相关的门架时方可拆除。工人须站在临时的脚手板上进行拆卸作业，并按规定使用安全防护、劳动保护用品;拆除过程中，严禁使用榔头等硬物击打，撬挖，拆下的配件应放入袋内。
2 工程概况
某工程，建筑面积27000m2，主楼人口处的大雨蓬南北长99.6m，东西宽21.6m，主梁最大跨度为42m，最大悬挑长度为11m，主梁截面600mm×4000mm，次梁截面尺寸350mm×1600mm，联系梁截面250mm×800mm，现浇板厚120mm,板格布置尺寸为4200mm×4200mm，结构采用C35砼，混凝土总方量约为1400m3，约重3500t。雨蓬顶板面标高为+19.00m，从自然地坪标高(-1.4m)到雨蓬板面高差为20.4m.在高支模施工中，强化安全管理和过程控制，把握好设计计算、支模架搭设、混凝土浇捣3个环节，确保施工安全和工程质量。
3 支模架计算
根据安全管理的规定，模板工程必须进行设计计算，在程序上必须经过编制和审核，并经企业技术负责人批准后才能进行施工。在设计时，必须对支撑系统的强度、杆件和架体的稳定性、扣件强度和架体基础进行计算。
3.1支撑系统强度计算
主梁梁长取4.2m,L600×4000，立杆间距为500mm，其余各梁板截面均小于该梁，参照计算。梁混凝土自重270kN，模板自重15kN，施工荷载6.3kN，合计350.82kN。该区段梁由根立杆支撑，每根立杆受上部荷载350.82÷24=14.61kN.每根立杆承受的杆件荷载(立杆自重)140kN,立杆底承受载荷16.29kN。查有关资料所得，各立杆受力均小于Φ48x3.5钢管的允许荷载。
支模架布置如下:L600×4000下采用3根立杆，其中外边2根立杆横向间距为1100mm，在中间梁底设置一根加强立杆，立杆纵向间距为500mm;1350×1600下采用立杆横向间距为850mm，纵向间距875mm;悬挑梁L350×1500/1200下立杆横向间距为850mm，纵向间距686mm，连系梁L250×800下立杆横向间距750mm，纵向间距为840mm，为保证支模架的连贯性，现浇板下支模架网格尺寸为850mm×850mm,悬挑部分现浇板支模架网格尺寸为840mm×686mm，支模架步高均按1200标准设置。为增加架体的整体性和稳定性，支模架还设置了纵向的剪刀撑和横向的斜撑，并且在底排设置了纵横相连的扫地杆。由于结构原因，无法设置连墙件，所以还增设了抛撑。
3.2 整体稳定性验算
把支模架整体稳定性计算转换成脚手架的整体稳定性计算，由于该结构在建筑物内部，因此不考虑风荷载的影响。 ;式中N为立杆验算截面处的轴心力设计值，取16.29 kN; A为立杆的计算截面面积，取489 mm2 ; Ψ为轴心受压杆件的稳定系数，根据 取 ; 为钢材的抗压强度设计值，取 ; 为材料强度附加分项系数，取1.560 7; ，故 ，满足要求。
3.3 扣件验算
小横楞上所受的力通过大横楞传至立杆，大横楞与立杆通过扣件连接，每个扣件受力按6 kN计算，则上部荷载传递下来的力所要的扣件个数为4.6个(54.9 kN/m为小横楞所承受的荷载)，所以在立杆与大横杆处需进行加固。
3.4 钢管对接
由于支模架较高，其高度大于钢管本身的长度，故立杆连接必须采用对接，对接后在对接处受到的力并不均匀，故钢管自身强度在此处有一定的削弱，现以下两种办法来保证对接处的立杆强度和刚度:(1)减小步距，在对接处设置一定的水平横杆，或接头按一定比例错开，不在同一水平面上;(2)对接头处用短钢管进行加强。
3.5自然地坪基础计算
考虑最不利处的立杆对地基的压力为16.29 kN，自然地坪的塘渣垫层经打夯机压实，其承载力按100KPa取值，立杆下做C20砼垫层，计算垫层几何尺寸，按抗冲切公式: ， , ，冲切锥体上直径为48 mm，设高度为h，则其侧面积投影 ，得h=68mm，取h=70 mm厚，则垫层宽b=188mm，取b = 200mm，垫层底应力σ=140KPa > 100Kpa。 因此，在支模架支撑范围内浇250厚C20垫层，以增强地基承载力。
4 高支模的安装施工
4.1架体材料质量控制
建立了材料查验制度，并由材料员和安全员共同进行实施.除了查验产品的合格证外，还对产品的外观进行了检查，采用的外径48 mm，壁厚3.5 mm的A3钢管必须表面平整光洁，无锈蚀、裂纹、分层、划道和硬弯;扣件采用可锻铸铁，不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷，贴和面应平整，活动部位灵活，夹紧钢管时开口处最小距离不小于5 mm。
4.2 施工技术
(1)按规范要求, 钢管脚手架和门式钢管脚手架的顶托座只允许伸出长度分别为300mm 和200mm,而实际工程中某些伸出长度达500～600mm, 甚至底托座也一样, 又不加设水平拉杆连接固定, 造成托座不垂直, 影响承载力及稳定性。建议门架支顶可采用较矮门架940mm 或440mm 来调节。纵横水平拉杆、扫地杆、剪刀撑未全部按照专项施工方案设置足够数量; 水平拉杆由于梁、板支顶间距不一而未连通;水平拉杆未与已浇好混凝土柱相连结, 影响整体的刚度及稳定性。建议梁板支顶间距尽量一致, 或者每隔一个支顶间距尽量一致, 如此钢管水平拉杆则可连通。
(2)搭设前的放线未将梁位和支顶位置在地面上准确放样, 导致支架偏离和支顶间距不准确, 影响承载力, 其主要原因是施工员未做好搭设前的准备工作。安装过程中未完全按照施工方案进行施工, 或自行修改, 未办理变更方案的呈批手续, 容易造成安全事故。技术交底不认真完成或不详细, 造成实际搭设结果与方案差别很大, 如不进行加固则会留下安全隐患。
(3)模板搭设过程中未进行检查, 也未按要求进行验收; 对检查发现的缺陷未及时进行加固处理; 浇筑混凝土前未办理验收手续。最好的方法是边搭设边检查, 对存在问题及时整改, 否则安装后再进行加固则难度很大。
(4)浇筑过程中未派专人进行检查, 难以发现问题和进行整改, 如出现坍塌预兆时安全员应立即监督并通知工人撤离支架范围, 这主要是不重视施工过程的监督检查工作而造成的。支顶基础如位于回填土上而未进行分层压实处理, 就会存在下沉失稳的安全隐患, 这主要是不重视支顶基础处理所造成的。后浇带的模板支顶往往在未浇筑混凝土前被过早拆除, 形成悬臂梁板而相当危险, 这是现场管理
不到位的问题, 对工人交底不清楚, 检查不到位, 建议在后浇带模板支顶加以相应标识。根据规定, 梁板下200mm 处的纵横水平拉杆往往漏掉, 或大于200mm, 对整体稳定性有所削弱。这主要是施工过程检查不严所造成的。
4.3 施工时的安全控制
支模架搭设时，首先必须严格按照《建筑施工安全检查标准》,《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》和施工方案进行搭设，其次在施工时还必须注意以下几个方面:一是现场设警戒区域，张挂醒目的警戒标志;二是配备地面监护人员，制止操作人员的违章行为，防止非操作人员进人警戒区域，并对搭设过程中遇到的问题及时处理或报告;三是必须建立安全可靠的人员进出、材料运输通道和作业环境，禁止野蛮施工;四是搭设过程中及时对支模架的各项力学指标进行检测，例如采用扭力扳手来检测扣件是否达到要求等。
5 建议
(1)尽量统一计算书的计算模式和软件程序, 建议政府有关部门参与协调统一工作; 认真编制和审批高支模施工方案, 并按上级文件要求办理专家评审论证。施工现场必须严格执行方案, 如有修改变更时需先重新办理审批手续。
(2) 高支模方案必须由专业人员编制, 勘探施工现场和会同项目部确定使用材料, 计算书统一使用软件程序。其主要内容包括: ①工程概况; ②编制依据;③基础情况; ④材料选用; ⑤方案计算程序; ⑥搭设、拆除安全技术管理措施; ⑦混凝土浇筑方法及注意事项; ⑧监测方案; ⑨应急预案。
(3) 认真编制和审批高支模施工方案, 并按上级文件要求办理专家评审论证, 整改后施工现场必须严格执行方案。
(4) 施工企业应该加强现场的施工过程管理工作,做好安全技术交底, 应边安装边检查, 发现问题及时纠正, 办理好施工过程的检查验收工作。
(5) 混凝土浇筑前后, 项目部做好高支模体系监测, 发现险情应及时疏散人员和进行整改。
(6) 项目部对支顶、模板构件和材料质量验收应严格把关, 主要构件和材料必须送检合格后才能使用,严禁使用不合格产品。
(7)严格执行规范、标准和规程, 并贯彻上级主管部门的有关文件精神进行管理。
