“三超”模板支撐系統的方案設計與施工工藝研究

蔣家俊

黔西南州城市建設投資有限公司

1 引言

隨著我國建筑業的不斷發展，建筑設計越來越趨于復雜化和多元化，這對施工技術提出了更多更高的要求，給施工現場的安全和質量控制帶來較大的挑戰。某些建筑為了追求造型新穎，視覺美觀，往往會出現凈空高，跨度大等結構形式，以至于某些模板工程超過了一定規模且危險性較大。因此，支撐工程必須從材料選用、方案設計、結構驗算、施工工藝、變形監測等多方面進行控制，方可確保高大模板支撐系統的安全穩定。本文就模板支撐系統的高度、跨度、集中線載同時超限的“三超”工程的方案設計和施工工藝加以探究。

2 工程概況

某新建三甲醫院項目為鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，其中門診樓地下一層，地上四層，層高5.2m，建筑高度22.8m，門診樓C區門廳9～23軸交A～E軸（圓弧段），1F（-0.05m）至4F（+20.75m）梁板柱以及外圍六根獨立柱超高，故次部分結構施工時梁底實際支模高度為20.8m，梁最大截面為600×1800mm，最大跨度達到22m，集中線荷載27.54kN/m。因此，該區域混凝土模板支撐工程的搭設高度超過8m、搭設跨度超過18m、集中線荷載超20kN/m的“三超”工程，屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程，須編制單獨的專項施工方案并組織召開專家論證會，按照專家意見進行修改，并履行有關審核和審查手續后方可實施[1]。

圖1 “三超”工程施工平面布置圖（陰影部分）

3 高大模板支撐系統的方案設計

3.1 材料選用要求

3.1.1 材料標準

扣件式鋼管支撐承重支架的鋼管外徑不小于48mm，壁厚不小于3.00mm，表面平直光滑，不得有裂縫、硬彎、毛刺、壓痕、深的劃道、嚴重銹蝕等缺陷，使用前涂刷防銹漆。扣件鑄造表面應光滑平整，不得有砂眼、裂紋等缺陷。可調托撐受壓承載力設計值不應小于40kN，U型頂托壁厚不小于5mm，絲桿外徑不得小于36mm，絲桿與螺母捏合長度不少于6扣。主龍骨采用Φ48.3×3.6普通鋼管，抗彎強度205N/mm2次龍骨采用50mm×100mm×200mm木枋，抗剪強度設計值1.3N/mm2，抗彎強度設計值13N/mm2，彈性模量8415N/mm2。

3.1.2 材料報驗

嚴格控制鋼管支撐架材料報驗工作，材料進場前仔細核實扣件的全國工業產品生產許可證，有資質檢測機構出具的鋼管、扣件檢驗報告，租賃企業合格供應商名單，租賃單位備案證書等。

3.1.3 材料預檢

材料進場和上架前，檢查鋼管表面是否光滑、有無裂縫、結疤、分層等，嚴禁打空洞，壁厚符合現行國家標準和方案要求，彎曲不得大于3‰，變形全長不大于20mm，扣件不得使用有裂紋、變形、滑絲的螺栓，旋轉扣件兩旋轉面間隙應小于1mm。

3.1.4 抽樣復試

對用于扣件式鋼管支撐承重支架的鋼管、扣件抽樣復試不少于1次，鋼管不少于4根，直角扣件不少于16只，對接、旋轉扣件不少于8只，扣件螺栓采用扭力扳手擰緊力矩需達到40N·m～65N·m。

3.2 支撐系統構造

根據設計圖紙的建筑造型、梁板截面尺寸、施工平面布置圖以及現場施工條件，對“三超”模板工程支撐系統方案進行了針對性設計，采用扣件式鋼管滿堂腳手支撐承重支架。

3.2.1 大截面梁支撐體系

圖2 梁底支撐體系立面示意圖

新澆混凝土梁側模和底模均采用15mm厚多層板，梁兩側立桿距梁中心線距離600mm，梁底模支撐次楞平行梁跨方向，采用木枋50mm×100mm，共5根，間距150mm，最大懸挑長度200mm。梁底模支撐主楞采用雙鋼管Ф48.3×3.6mm，間距250mm。梁跨度方向立桿間距la為500mm，梁兩側立桿橫向間距lb為1000mm，步距h為1500mm。梁底增加2根立桿，按梁兩側立桿間距等分，即距梁左側立桿距離分別為400mm、800mm。梁兩側立桿增設通長縱向水平找平桿，梁側設置雙鋼管背楞，用M14對拉螺桿加固，間距450mm，最下面一道到梁底距離100mm，最上面一道到板底250mm，梁中部每400mm設置一道。

3.2.2 板面支撐體系

鋼管扣件式支撐體系滿堂架搭設于地下室頂板（C40混凝土、板厚180mm），板底支撐主龍骨鋼管Ф48.3×3.6mm，間距500mm，板底支撐次龍骨木方50mm×100mm，間距300mm，立桿縱橫水平間距為900mm，立桿底部墊200mm×200mm，60mm厚的方形模板塊，距地200mm設置縱橫掃地桿，橫向掃地桿采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上，接頭通過對接扣件連接，兩相鄰立桿接頭不在同步同跨內，并錯開800mm，接頭位置距主節點距離不大于縱距三分之一。滿堂架四邊和中間每5排立桿由底至頂連續設置45°豎向剪刀撐且延伸至支撐基礎面，從頂層開始向下每3步設置水平剪刀撐且延伸至支撐支架最頂層水平桿，剪刀撐通過3個等間距旋轉扣件搭接固定，搭接長度1200mm，橫向水平桿兩端各伸出扣件蓋板邊緣長度控制在120mm。可調托撐U托伸出長度180mm，插入立桿200mm。

圖3 梁板支撐體系平面示意圖

3.2.3 抱柱構造

由于“三超”工程區域空間大，除了內外兩排鋼筋混凝土立柱外，無法實現兩步三跨設置連墻件，故采用抱柱補強措施，以提高扣件式鋼管支架的整體穩定性和抗側向變形的能力，抱柱加固的第一道連接位置為第一道水平桿上部，最后一道為頂部水平桿上部，中間按每兩步距設置，四根抱柱鋼管通過直角扣件與水平桿拉接，形成環抱，鋼管外露長度500mm。

3.3 支撐系統驗算

根據設計荷載、相關規范要求，并結合施工工況和當地氣候條件，對初步方案中模板、模板支撐系統的主要結構強度和截面特征及各項荷載設計值及荷載組合，梁、板模板支撐系統的強度和剛度，梁板下立柱穩定性、立柱基礎承載力、支撐系統支撐層承載力等、對拉螺栓的受力性能，支撐系統的扣件抗滑移、風荷載等進行逐一反復驗算，列出每項驗算的計算簡圖和截面構造大樣圖，并注明材料尺寸、規格、縱橫支撐間距，并結合專家論證報告進一步完善初步設計方案，然后形成最終的實施方案，確保模板支撐體系在施工過程中的安全可靠。

4 高大模板支撐系統的施工工藝

4.1 工藝流程

4.1.1 滿堂支撐架搭設施工工藝流程

熟悉掌握搭設方案→支撐架基礎處理→擺放掃地桿→逐根豎立桿→隨即與掃地桿扣緊→安裝掃地橫向水平桿與立桿或掃地桿扣緊→安裝第一步縱向水平桿與各立桿扣緊→安裝第一步橫向水平桿→加設臨時斜撐桿→安裝第二步縱向水平桿→安裝第二步橫向水平桿→安裝第三、四步縱、橫向水平桿→連墻加固件→接立桿→加設剪刀撐→檢查驗收。

4.1.2 梁模板安裝工藝流程

彈梁軸線并復核→搭支模架→調整托梁→擺放主、次楞→安裝梁底模并固定→梁底起拱→綁扎梁筋→安裝側模→側模拉線支撐→復核梁模尺寸、標高、位置→與相鄰模板連接牢固→辦理預檢。

4.1.3 梁側模安裝工藝流程

安裝梁一側模板→安裝梁另一側模板→安裝上下鎖品楞、斜撐楞、腰楞和對拉螺栓→復核梁模尺寸、位置→與相鄰模板連接牢固→辦理預檢。

4.2 施工要點

（1）柱模板搭設完畢經驗收合格后，先澆搗柱混凝土，然后再綁扎梁板鋼筋，梁板支模架與澆好并有足夠強度的柱和原已做好的主體結構拉結牢固。經有關部門對鋼筋和模板支架驗收合格后方可澆搗梁板混凝土。

（2）梁混凝土澆筑時從梁中間向兩端對稱推進澆搗，由標高低的地方向標高高的地方推進，梁每層澆筑厚度不大于400mm，樓板混凝土堆置高度不得超過樓板厚度100mm，預先根據混凝土澆搗的時間間隔和預拌制混凝土供應情況設計施工縫的留設位置。（3）嚴格控制模板支撐系統的施工總荷載，不得超過設計荷載，施工荷載應均勻分布，混凝土泵管不得與模板支撐體系相連，不得用作起重纜風的拉結，確保模板支撐系統的整體穩定性。

5 高大模板支撐系統的安全控制

5.1 方案交底

方案實施前由項目技術負責人向現場管理人員和作業人員進行安全技術交底，重點圍繞高大模板支撐系統基本情況、材料使用要求、施工人員安全注意事項、搭設構造要求、搭設工藝流程、搭設安全注意事項等六個方面，對鋼管排架基本尺寸，重要部位（如梁下節點），平面、剖面、節點詳圖進行全面交底。

5.2 檢查驗收

對鋼管扣件式滿堂架進行分階段檢查驗收，地基基礎完成后支架搭設前，對支承底面檢查；支架搭設后，模板未裝設前，對支架桿件設置、扣件緊固、剪刀撐等進行檢查；模板支架完成后、澆筑混凝土前，組織專家、監理、項目部、作業隊伍共同對模板支架系統進行全面檢查，并掛驗收牌。

5.3 變形監測

采用自動化遠程實時監測系統（結構傾斜角儀和內力應變計）開展高大模板支撐體系的安全狀態監測預警工作，實施預壓階段、鋼筋安裝及混凝土澆筑過程中的安全監測，實時監測立桿頂水平位移、支架整體位移、基礎沉降、模板與支架結構應力與變形等，將監測數據上傳至監管平臺。現場設置警戒線，指定專人旁站監測和安全巡視，一旦發現異常立即暫停施工并采取應急處置措施，排除險情后方可復工。

6 結束語

高大模板支撐系統事先必須開展針對性的方案設計，并從編制、驗算、審批、論證、交底、施工、驗收、監測等各環節實施全方位控制，安全技術措施力爭可行、全面、具體、可靠，這樣才能確保施工安全，真正做到預防事故的發生。