超大梁施工控制要點

文／梁杰峰 廣州市恒盛建設集團有限公司 廣東廣州 510540

引言：

在建筑超大梁施工期間，扣件式鋼管支撐是最為常用的模板支撐型式，有著結構簡單、易于安拆、承壓能力強的顯著優勢，完全滿足超大梁施工需求，對工程綜合效益提升有重要意義。與此同時，高大模板支撐現場施工十分復雜，施工操作難度大，期間存在諸多質量和安全隱患。為此，在施工期間，要重視扣件式高大模板支撐施工，強化超大梁施工控制水平。

1.工程概況

本工程選用超大梁施工技術，在地下室負一層頂板、塔樓和裙樓交界處等區域內搭設超大梁扣件式鋼管支撐體系，塔樓部位頂板支模高度為5.45m，裙樓地下室負一層頂板支模高度為3.3m，按照最不利工況下的5.45m 最高層高進行計算。為有效控制超大梁施工全過程，預防質量問題與安全事故出現，嚴格遵循《建筑施工模板安全技術規范》（JGJ162-2008）、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ130-2011）等現行規范文件，以架體基礎強度控制、扣件式鋼管支架桿件間距控制、架體監測作為施工控制重點，最終取得理想施工成效，實現工程預期建設目標。

2.高大模板支撐力的影響因素

2.1 原材料

高大模板支撐性能主要取決于支撐體系材料種類、材質，如果盲目選用支撐材料，或是為控制造價成本而使用劣質材料，都會削弱高大模板支撐性能，現場施工期間有較高可能出現模板變形失穩、倒塌等安全事故。根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》等現行規范規定，選用鋼管作為扣件式腳手架材料，要求鋼管厚度不小于3.0mm，鋼管直徑不小于48mm，鋼管壁厚值或直徑不達標則會大幅降低鋼管實際抗壓強度。同時，除鋼管外，高大模板支撐體系原材料還包括主次楞方木、膠合板、扣件、可調支托、墊板等配套材料，錯誤選用配套材料，同樣會對高大模板支撐性能造成一定程度的影響[1]。

2.2 構造因素

扣件是扣件式鋼管支撐體系的核心部件，以連接桿件作為功能定位，扣件擰緊力矩和高大模板支撐剛性有密切聯系。從早期建筑工程，根據現場施工情況來看，部分扣件的實際擰緊力矩值并未達到設計要求，問題根源在于支撐體系構造缺乏合理性，沒有考慮到現場溫度、工藝操作行為對力矩數值造成的重要影響，還會出現扣件無法完全擰緊的問題，進而影響支撐體系剛度。同時，現有高大模板支撐技術規范內缺乏明確的立桿懸臂端長度計算公式，一些技術人員憑借施工經驗設定懸臂端長度值。如果立桿懸臂端長度低于頂層水平桿中心線支撐點長度，將會由此引發削弱模板支撐穩定承載力、受力提升變形、影響主梁高度等一系列連鎖問題。

3.扣件式高大模板支撐體系施工要點分析

3.1 施工材料準備

在施工材料準備環節，提前收集同類項目案例來確定材料種類、性能要求，在現場挑選一處代表性施工段進行樣板先行，根據試驗段施工情況來確定最終的選材配置方案。在本工程，最終選用Ф48x3.0mm 規格的桿件作為立桿和水平桿，準備承載力在40kN 及以上的可調頂托，選用50x100x2000mm 的木枋與對接/直角扣件，選用1830x915x15mm 木膠合板，選用加工成型的Ф14 螺桿，以及準備蝴蝶扣、鐵絲等配套材料[2]。其中扣件式鋼管架體規格及參數如表1。最后，加強材料質控力度，入場環節詳細檢查各批次材料的材質、數量與性能質量，隨機抽取少量材料送至實驗室檢測力學性能，核查質檢報告、生產許可書等文件，辦理合格材料入場手續，并按照施工要求對原材料進行預處理，直至材料質量狀態、使用性能完全達標。以鋼管材料為例，入場環節檢查鋼管壁厚與外徑值是否達到3mm 和48mm，退回存在彎曲變形、開裂等明顯質量缺陷的鋼管材料。入場后由施工人員開展鋼管預處理作業，將鋼管裁剪或接長至特定長度，鑿除表面毛刺與清理灰塵銹跡，保持鋼管表面潔凈、光滑狀態，在表面涂刷防銹保護漆層或是施作鍍鋅層，禁止在鋼管上打孔。

表1 扣件式鋼管架體規格及參數

3.2 模板支架的搭設要點

在模板支架搭設環節，要提前進行技術交底工作，要求施工人員全面掌握確定間距、地基處理、立桿安裝、橫桿安裝、扣件安裝、剪刀撐與掃地桿安裝、模板吊裝、模板調整等多道工序的技術操作要點，具體如下。

3.2.1 確定間距

施工單位提前按照現行施工規范來確定模板支撐體系內各處桿件的間距值，根據計算結果來編制施工技術方案、開展測量放線作業，彈放定位線與控制線作為施工參照物。例如，在鋼管和扣件拼接環節，把立桿對接接頭錯開距離控制在500mm 以上，把相鄰立桿對接方向和接頭距離控制在500mm 以內。

3.2.2 立桿安裝

提前組織完成測量放線作業，在現場地面彈放墨線來標記各根立桿安裝位置，確定立桿排距值和橫距值。隨后，施工人員在兩端部位各搭設一根立桿，設置角點與掛設吊線，保持吊線垂直狀態，再著手搭設中間部位的立桿，由多根立桿縱向成行、橫向成排，最終縱橫成面，并在立桿頂端安裝可調支托，頂托插入長度控制在150mm 以上、絲桿外露長度控制在300mm 以內，把立桿、水平桿二者接頭錯開布置在多個框格內。同時，禁止采取搭接方式連接立桿，必須采取扣件對接方式，扣件設置完畢后檢查立桿對接端頭是否平整。

3.2.3 橫桿安裝

施工人員要查看支撐架構造荷載在立桿安裝期間的變化情況，確定荷載穩定后，再開展橫桿安裝作業，采取等步距法順序設置各根橫桿，步距小于1.2m 時通過水平桿來連接超大梁支模架體和板支模架體，在梁板模板支撐架水平桿部位固定安裝不小于2 跨的直角扣件。同時，如果高大模板支撐體系構造較為特殊，則需要調整橫桿安裝方法。例如，在支撐架中部分布加強層時，考慮到軸力沿高度方向明顯變化，需要采取下小上大變步距設置方法。而在支撐架高度超過20m 或是橫向高寬比超過6 時，則額外設置單道或多道整體性水平加強層，用于提升支撐體系整體剛度。

3.2.4 扣件安裝

施工人員同步安裝桿件與扣件，利用扣件來固定桿件位置，連接多根桿件形成高大模板支撐架整體結構，根據桿件種類選擇扣件，如在立桿接頭部位安裝對接扣件，要求直角扣件和旋轉扣件二者中心點間距值不超過150mm，各處桿件端頭部位伸出蓋板邊緣長度控制在100mm 以上。隨后，各處扣件安裝完畢后，使用檢測扳手重點檢查扣件擰緊力矩，要求扣件螺絲擰緊力矩控制在40N·m-65N·m 以內，如果螺絲完全擰緊后的扣件力矩值仍不達標，則更換全新扣件或是相同位置安裝2 個扣件[3]。

3.2.5 剪刀撐與掃地桿安裝

施工人員按照縱橫方向設置各根掃地桿，掃地桿與墊層高差控制在200mm 以內，掃地桿離地高度過高會影響到立桿下端懸臂長度。隨后，在支撐架四周外立面和主梁側滿設剪刀撐，將斜桿、地面傾角維持在45°-60°以內。同時，如果高大模板支撐架高度超過4.0m，則以支撐架頂部作為起始點，從上到下每隔兩步設置一道水平剪刀撐。

3.2.6 模板安裝

待支撐架搭設完畢、通過荷載驗算檢測后，施工人員即可將超大梁模板結構安裝就位。提前在現場結構墻、結構柱位置彈放模板控制線，率先搭設梁模支撐體系與安裝梁底模板和梁側模板，再搭設側向支撐體系，對模板結構尺寸進行校核、加固處理，如果超大梁跨度超過4m，必須進行起拱處理，從兩端向中間部位均勻起拱。隨后，在模板安裝完畢后，為改善超大梁混凝土結構外觀質量，預防麻面等缺陷問題出現，還應清理模板內部灰塵污漬和積水，鑿除模板表面突起物和修補凹陷部位，保持模板表面潔凈、平整狀態。最后，在模板拼縫部位嵌填海綿膠條等封閉材料，模板壁面均勻涂刷脫模劑，模板處理完畢后立即開展混凝土現澆作業，避免因工序銜接不及時而出現脫模劑剝落等施工問題。

3.2.7 模板調整

在模板調整環節，施工人員使用鋼尺等工具，對各處模板結構的軸線位置和垂直度進行測量檢查，如果模板安裝偏差超過允許范圍，立即進行調整，確定無誤后再設置多道對拉螺桿來固定模板位置，通過鋼管連接模板結構與配套支撐體系，避免后續在混凝土澆筑、振搗期間出現模板晃動失穩情況。同時，也可選擇直接在內側模板橫向背楞部位預留孔洞，擰入對拉螺栓和配對螺母，選用Ф14mm 通直螺栓作為對拉螺栓，在鋼管端部絲桿設置活動螺絲，通過活動螺絲松緊程度來調整模板垂直度，無需把模板抬離支撐面進行調整[4]。

3.3 澆筑混凝土

混凝土澆筑前，施工單位項目技術負責人確認模板支架符合安全和質量要求，鋼筋安裝工程達到隱蔽的條件，安裝預留完畢，天氣條件許可，能具備混凝土澆筑的安全生產條件后，簽署混凝土澆筑令，方可澆筑混凝土。在混凝土澆筑環節，施工人員對模板安裝質量、支撐架承載性能、鋼筋綁扎埋置質量、混凝土材料使用性能進行全面檢查，確定現場條件完全滿足混凝土安全生產條件后，方可簽署混凝土澆筑令，組織開展混凝土現澆作業。隨后，在澆筑期間，采取對稱澆筑方式，在模板兩側同步澆筑混凝土，把各處澆筑點的混凝土堆高控制在400mm 以內，堆高面積控制在1m2以內，分多次澆筑混凝土，超大梁單次澆筑高度控制在0.4m 內，如果單點澆筑混凝土或是單次澆筑量超標，容易出現模板支撐體系失穩傾斜、內部蜂窩、振搗不利等各項問題[5]。最后，施工人員按順序依次完成結構柱、剪力墻、頂梁、抱柱、梁板等部位的混凝土澆筑作業，根據構造特點來編制面向各處部位的專項施工方案。例如，對于墻柱部位，提前處理根部水平施工縫，模板支設完畢后在基層表面澆筑厚度在5cm 左右的細石混凝土或水泥砂漿層，采取長條分段澆筑方式，以兩端作為起始部位，順序向中間部位延伸澆筑混凝土，并把澆筑高度控制在2m 以內。如果錯誤選擇澆筑方向，容易產生橫向推力、出現墻柱彎曲變形現象。而對于梁板部位，率先在梁柱接頭部位澆筑高等級混凝土，以此來改善梁板、墻柱結構結合效果，再繼續澆筑強度等級略低的梁板混凝土，采取趕漿法，按階梯狀持續推進澆筑混凝土，以及在鋼筋密集節點部位更換小直徑振搗棒頭開展振搗作業。

此外，混凝土澆筑完畢后，進入養護工序，現場營造穩定且適宜的養護條件，始終保持混凝土濕潤狀態，混凝土溫差控制在20℃以內。待超大梁到達預定養護齡期，且梁身混凝土強度達到100%設計強度后，即可開展拆模作業，按照從上到下順序，率先拆除后期支設的非承重模板結構，再拆除先期支設的承重模板結構，直至完成全部模板拆模作業。最后，施工人員著手拆除高大模板支撐體系，在下放搭設臨時防護支架，正常情況下以木楞作為拆除起始點，所拆木楞放置在防護支架上。如果立柱水平拉桿在2 層以上，則率先拆除多余層拉桿，最后一道水平拉桿拆除完畢后繼續拆除剩余2 層拉桿和立柱。而在梁下立柱跨度較大時，以跨中部位作為起始點，對稱拆除兩端支架，持續釋放應力。

4.扣件式高大模板支撐體系施工控制

4.1 模板支撐體系的檢查驗收

在檢查驗收環節，本工程推行三檢制度，依次由施工班組、項目質檢員和安全員分別開展自檢、互檢與專檢作業，以《建筑施工模板安全技術規范》作為驗收依據，順序完成地基驗收、基礎驗收、支撐驗收、模板驗收與超大梁混凝土結構驗收作業，總監理工程師在驗收報告上簽字蓋章確認后，方可完成隱蔽驗收作業，進入下道工序。同時，超大梁檢查驗收是一項綜合性、專業性活動，必須全面掌握驗收內容和明確驗收標準。例如，在高大模板支撐體系安裝期間，檢查施工人員是否按照方案內容提前放線定位、桿件縱橫安裝情況和步距是否合規、扣件安裝完畢后是否檢測螺栓擰緊力矩。而在支撐體系安裝完畢后，使用水平儀、水平尺等工具，檢查單根縱向水平桿兩端高差的偏差值是否超過±20mm、剪刀撐斜桿與地面傾角是否低于45°或是超過60°、支撐架總體垂直度偏差是否超過±90mm，并要求地基基礎底座沉降值不得超過10mm[6]。

4.2 荷載維護管理

在超大梁施工期間，模板體系坍塌問題時有發生，問題根源在于混凝土荷載屬于可變荷載，混凝土現澆期間出現澆筑點部位堆載現象，進而影響到高大模板支撐體系荷載狀態，因局部承受過大荷載而導致支撐失效、模板結構失穩。對此，為預防模板坍塌等工程事故出現，施工單位必須采取荷載維護管理措施，率先準備汽車泵完成墻柱部位混凝土現澆作業，再采取泵管澆筑方式來澆筑梁板部位，以梁板中部作為起始點，向兩邊延伸澆筑混凝土，保持模板結構和支撐體系均勻受載狀態。同時，把同樓層內墻柱部位、梁板部位的澆筑間隔時間控制在3d 以上，等待墻柱混凝土強度達到70%設計強度后，對模板支撐體系和結構柱進行連接、抱緊或是頂緊處理，采取剛性連接方式來連接梁板下部模板支撐架立桿和結構柱，處理完畢后方可繼續澆筑梁板混凝土，確保支撐體系可以順利把所承受絕大多數施工荷載傳遞給主體結構。

4.3 監測監控

在超大梁現場施工期間，受到原材料性能、現場環境條件、工藝操作等因素影響，有可能出現脹模、模板傾斜變形、支撐架晃動、漏漿等施工問題，如果問題處理不及時，隨著時間推移，最終演變形成質量通病或是安全事故，造成不必要損失。對此，為有效控制施工活動，施工單位必須同步開展監測監控作業，在高大模板支撐架上布置若干觀測點，由沉降觀測點、位移觀測點組成，把觀測基準點引測至角鋼部位，每隔30min 讀取記錄一次測量數值，根據實測值、初始值比對結果來計算模板結構或支撐架的沉降量、位移量。在本工程，準備經緯儀、水準儀、線錘等儀器工具，以混凝土澆筑過程作為模板支撐系統的監測時間，把支架沉降預警值、支座沉降預警值、支架水平位移預警值均設定為4mm。

4.4 應急管理措施

超大梁是一項危險系數較高的施工活動，現場施工期間偶爾出現支模坍塌、高處墜落、物體打擊等安全事故，造成嚴重損失與產生人員傷亡。為貫徹落實安全生產目標，提前預防安全事故出現，并把事故受損程度控制在可接受范圍內。施工單位需要樹立應急管理意識，提前制定流程明確的事故應急救援工作程序，編制面向各類典型事故的應急處置預案[7]。以支模坍塌應急管理為例，提前采取技術交底、驗證模板與支撐架結構穩定性和承載性能、增設補強加固裝置、控制混凝土澆筑高度與澆筑速度等多項措施，預防模板坍塌問題出現。如果仍舊出現支模坍塌事故，現場人員立即組織開展救援搶險工作，率先對模板體系進行臨時加固處理，再搶救受傷人員，把受傷人員轉運至附近醫療機構進行救治，通過臨時加固來預防二次坍塌事故發生，以及按規定把安全事故上報給工程所在地區主管部門請求救援。

結語：

綜上所述，為保障超大梁施工活動有序開展，最大程度發揮超大梁施工技術的價值，施工期間必須加強施工現場控制力度，以高大模板支撐體系作為控制重點，掌握關鍵工序現場操作要點及注意事項，全程監督控制超大梁施工操作過程，積極落實支撐體系檢查驗收、荷載維護管理、監測監控、應急管理等多項控制措施，降低后期返工概率。