高大模板支撐施工工藝的研究與分析

戴一可

【摘要】近年來隨著城鎮化進程的不斷加快，各式各樣的多功能、大跨度、大空間建筑在我國不斷涌現，在建設過程中經常會碰到大跨度和大截面的梁板混凝土結構，由于在“負荷載重”、“結構選型”和“組成形式”等方面，高大模板支撐體系都不同于普通的模板支撐體系，因此其施工工藝成為整個工程質量控制的難點。一旦高大模板支撐施工不當，將很容易誘發模板坍塌等事故，從而給國家和企業造成巨大的經濟損失和人員傷亡，故高大模板支撐施工工藝的研究迫在眉睫。

【關鍵詞】高大模板；支撐；施工工藝

1. 高大模板支撐的概述

1.1 高大模板支撐的主要形式

在《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》（建質[2009]87號）附件二將“混凝土模板支撐工程搭設高度8m及以上，搭設跨度18m及以上，施工總荷載15kN/m2及以上，集中線荷載20kN/m及以上”的模板工程及支撐體系定義為高大模板支撐。我國高大模板支撐的形式主要有扣件式鋼管腳手架、碗扣式腳手架及格構式腳手架，下表為三種形式的對比：

類型 構件 優點 問題

扣件式鋼管腳手架 鋼管、扣件 加工和裝拆節點，搭設靈活且使用范圍廣泛，一次投資費用較低 承載力不足，整體穩定性差

碗扣式腳手架 立桿、橫桿 使用安全可靠、裝拆方便且作用強度低，承載能力大，施工現場容易管理 必須通過扣件設置剪刀撐，增強支撐的抗側剛度以保證整體穩定

格構式腳手架 格構鋼支柱、支撐桁架 承載力大且穩定性良好，抗側剛度大 施工操作難度大，一次性投入費用較大

1.2 高大模板支撐施工的常見問題

首先，材料方面的問題。施工單位為了獲得更高的利潤，蓄意采購低劣的鋼管和扣件，在進場施工前沒有對材料進行抽檢，使得材料不達標（如設計規定扣件螺母厚度為14±0.5mm，但施工現場實際扣件螺母厚度只有9～13mm），這為高大模板支撐工程的質量安全埋下隱患。

其次，施工現場方面的問題。在施工現場，部分施工作業人員沒有按照設計計算要求搭設高大模板支撐體系，立桿基礎平整度差，局部密實性不夠而使地基承載力達不到要求；施工現場管理松懈，施工人員不按照施工組織設計方案施工，監理單位現場監管存在諸多漏洞，致使施工問題不能及時被發現并進行補救。

2. 高大模板支撐的施工工藝

2.1 高大模板支撐體系結構的合理選型

如前文所述，高大模板支撐體系有三種形式（扣件式、碗扣式以及格構式），每種形式的適用范圍和優缺點不同，因此要根據工程實際情況來進行選擇。

例如某會展中心為鋼筋混凝土結構，地下3層，地上5層。地上1、2層層

高7.5m，3、4層層高為15m。45m樓層的橫向雙梁，兩端各加15m懸挑部分，梁總長達60m，樓板厚為250mm。其結構主要特點有：（1）結構跨度大：柱網間距縱橫向均為30m；（2）砼梁截面大：30m以下框架雙梁截面均為2×1m×2.75m（2×b×h），45m框架梁縱向梁截面為2×1m×4.35m，橫向魚腹式梁截面為2×1m×5.968；（3）樓層層間高：1-2層層高7.5m，3-4層層高15m；（4）自重荷載重：30m以下主框架梁自重的線荷載為137.5kN/m，45m橫向魚腹梁自重的線荷載平均為317.5kN/m。

由于該工程結構的跨度、高度以自重相當大，一般的剪刀撐體系難以保證整體穩定，必須設置格構柱保證支撐體系的整體穩定。由于格構式支撐體系具有很大的抗側剛度，其承載力及抗側移能力很強，所以該工程選用格構式支撐體系，同時對不同體系進行有限元初步分析。

支撐形式 立桿最大軸力

Nmax（kN） 立桿最大應力

σmax（N/mm） 最大撓度

?（mm）

格構式 38.4 215.4 4.3

分析結果表明，立桿的最大軸力值和層間最大撓度均未達到失穩時的極限值，能夠保證支撐體系的整體穩定。最后通過反復的專家研究和論證，確立以格構柱與剪刀撐相結合的支撐體系，設計方案要求如下：

（1）格構柱尺寸為2m×1.5m，沿梁跨度方向間隔10m布置，考慮上部荷載較大，格構柱應具備足夠的承載能力。

（2）考慮工程的復雜性，剪刀撐支撐體系應宜采用碗扣式腳手架，其節點剛度及整體性能優于扣件式鋼管腳手架。

（3）柱間采用立桿間距為0.5m×0.5m的剪刀撐支撐體系，并與格構柱牢固連接，柱頂采用可調節支撐托。

（4）板支撐體系為滿堂腳手架并按設計要求設置剪刀撐，立桿間距0.8m×0.8m，步距1.0m。

2.2 材料質量的嚴格把關

施工單位要對所選材料的質量進行嚴格把控，確保各類鋼管表面光滑平直，沒有裂縫、壓扁或銹蝕等現象，否則要及時更換，以免影響到整個工程的質量；按照《鋼管腳手扣件標準》來對各類扣件進行選擇，確保施工現場使用的扣件具有生產許可證，并且沒有裂紋、氣孔或鍛造不足等現象；在鋼管和扣件使用前，必須確保它們具有質量檢測的合格報告，否則將不予使用。

2.3 高大模板支撐架搭建的技術要求

第一，利用鋼管腳手架來支撐梁模板。搭設高大模板時，要按照原定尺寸進行搭設，在連接立桿和水平桿時要在不同的框格設定，而且立桿時只能實行對接；無論是水平方向還是垂直方向的立桿，都要按照相關規定，將偏差控制在規定的范圍內；每個扣件力矩要控制在一定范圍內，嚴禁使用變形的杠桿；高大模板支頂安裝前，要對軸線、樓面水平線和梁位置線控制標高進行確定，并且安裝腳手架時確保校直調平底座。

第二，高大模板的支架要設置縱向與橫向雙向掃地桿，沿立桿的每步都要設置縱橫水平桿并且在縱橫方向上都不能缺桿。通常情況下，施工中立桿頂端必須有縱橫雙向的水平桿支撐，這樣能夠更好的確保支架有足夠的設計剛度。

第三，高大模板的支撐安裝完畢后，要認真檢查支架是否牢固，一旦發現問題要立即整改解決。

第四，設置高大模板剪刀撐時，在豎直方向上沿著橫向和縱向的全長全高，在兩端每隔四排就要立桿進行設置一道剪刀撐；在水平方向上沿著全平面方向，每隔兩步就要設置一道剪刀撐，不得高于4.5m；設置剪刀撐的寬度必須大于6m且是四跨以上。

第五，通常在進行高大模板支撐施工時，在頂部的縱向和橫向水平桿的支撐點都要進行設置，嚴格按照規定進行，并且在頂部的支撐縱、橫桿的立桿連接的扣件要進行抗滑驗算。

第六，在設置連墻件時，梁、板模板支撐架的連墻件要按照規定設計設置成剛性的連墻件，豎直方向上每兩步的架高或是每層樓面的沿柱高每4米進行設置；如果四周沒有建筑物，可以將支撐架長度加寬加長，這樣模板長度就會比模板支架自身的高度大一些。

3. 小結

近年來隨著高大模板施工體系的逐步完善，對高大模板支撐工程的施工要求正在逐步提高，因此本文從高大模板支撐體系結構的合理選型、材料質量的嚴格把關、高大模板支撐架搭建的技術要求等三個方面著手，對高大模板支撐體系的施工工藝展開了深入探討，以期為同行工作人員提供一些有益的參考和借鑒。

【參考文獻】

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