高大模板支撑施工工艺的研究与分析

戴一可

【摘要】近年来随着城镇化进程的不断加快，各式各样的多功能、大跨度、大空间建筑在我国不断涌现，在建设过程中经常会碰到大跨度和大截面的梁板混凝土结构，由于在“负荷载重”、“结构选型”和“组成形式”等方面，高大模板支撑体系都不同于普通的模板支撑体系，因此其施工工艺成为整个工程质量控制的难点。一旦高大模板支撑施工不当，将很容易诱发模板坍塌等事故，从而给国家和企业造成巨大的经济损失和人员伤亡，故高大模板支撑施工工艺的研究迫在眉睫。

【关键词】高大模板；支撑；施工工艺

1. 高大模板支撑的概述

1.1 高大模板支撑的主要形式

在《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）附件二将“混凝土模板支撑工程搭设高度8m及以上，搭设跨度18m及以上，施工总荷载15kN/m2及以上，集中线荷载20kN/m及以上”的模板工程及支撑体系定义为高大模板支撑。我国高大模板支撑的形式主要有扣件式钢管脚手架、碗扣式脚手架及格构式脚手架，下表为三种形式的对比：

类型 构件 优点 问题

扣件式钢管脚手架 钢管、扣件 加工和装拆节点，搭设灵活且使用范围广泛，一次投资费用较低 承载力不足，整体稳定性差

碗扣式脚手架 立杆、横杆 使用安全可靠、装拆方便且作用强度低，承载能力大，施工现场容易管理 必须通过扣件设置剪刀撑，增强支撑的抗侧刚度以保证整体稳定

格构式脚手架 格构钢支柱、支撑桁架 承载力大且稳定性良好，抗侧刚度大 施工操作难度大，一次性投入费用较大

1.2 高大模板支撑施工的常见问题

首先，材料方面的问题。施工单位为了获得更高的利润，蓄意采购低劣的钢管和扣件，在进场施工前没有对材料进行抽检，使得材料不达标（如设计规定扣件螺母厚度为14±0.5mm，但施工现场实际扣件螺母厚度只有9～13mm），这为高大模板支撑工程的质量安全埋下隐患。

其次，施工现场方面的问题。在施工现场，部分施工作业人员没有按照设计计算要求搭设高大模板支撑体系，立杆基础平整度差，局部密实性不够而使地基承载力达不到要求；施工现场管理松懈，施工人员不按照施工组织设计方案施工，监理单位现场监管存在诸多漏洞，致使施工问题不能及时被发现并进行补救。

2. 高大模板支撑的施工工艺

2.1 高大模板支撑体系结构的合理选型

如前文所述，高大模板支撑体系有三种形式（扣件式、碗扣式以及格构式），每种形式的适用范围和优缺点不同，因此要根据工程实际情况来进行选择。

例如某会展中心为钢筋混凝土结构，地下3层，地上5层。地上1、2层层

高7.5m，3、4层层高为15m。45m楼层的横向双梁，两端各加15m悬挑部分，梁总长达60m，楼板厚为250mm。其结构主要特点有：（1）结构跨度大：柱网间距纵横向均为30m；（2）砼梁截面大：30m以下框架双梁截面均为2×1m×2.75m（2×b×h），45m框架梁纵向梁截面为2×1m×4.35m，横向鱼腹式梁截面为2×1m×5.968；（3）楼层层间高：1-2层层高7.5m，3-4层层高15m；（4）自重荷载重：30m以下主框架梁自重的线荷载为137.5kN/m，45m横向鱼腹梁自重的线荷载平均为317.5kN/m。

由于该工程结构的跨度、高度以自重相当大，一般的剪刀撑体系难以保证整体稳定，必须设置格构柱保证支撑体系的整体稳定。由于格构式支撑体系具有很大的抗侧刚度，其承载力及抗侧移能力很强，所以该工程选用格构式支撑体系，同时对不同体系进行有限元初步分析。

支撑形式 立杆最大轴力

Nmax（kN） 立杆最大应力

σmax（N/mm） 最大挠度

?（mm）

格构式 38.4 215.4 4.3

分析结果表明，立杆的最大轴力值和层间最大挠度均未达到失稳时的极限值，能够保证支撑体系的整体稳定。最后通过反复的专家研究和论证，确立以格构柱与剪刀撑相结合的支撑体系，设计方案要求如下：

（1）格构柱尺寸为2m×1.5m，沿梁跨度方向间隔10m布置，考虑上部荷载较大，格构柱应具备足够的承载能力。

（2）考虑工程的复杂性，剪刀撑支撑体系应宜采用碗扣式脚手架，其节点刚度及整体性能优于扣件式钢管脚手架。

（3）柱间采用立杆间距为0.5m×0.5m的剪刀撑支撑体系，并与格构柱牢固连接，柱顶采用可调节支撑托。

（4）板支撑体系为满堂脚手架并按设计要求设置剪刀撑，立杆间距0.8m×0.8m，步距1.0m。

2.2 材料质量的严格把关

施工单位要对所选材料的质量进行严格把控，确保各类钢管表面光滑平直，没有裂缝、压扁或锈蚀等现象，否则要及时更换，以免影响到整个工程的质量；按照《钢管脚手扣件标准》来对各类扣件进行选择，确保施工现场使用的扣件具有生产许可证，并且没有裂紋、气孔或锻造不足等现象；在钢管和扣件使用前，必须确保它们具有质量检测的合格报告，否则将不予使用。

2.3 高大模板支撑架搭建的技术要求

第一，利用钢管脚手架来支撑梁模板。搭设高大模板时，要按照原定尺寸进行搭设，在连接立杆和水平杆时要在不同的框格设定，而且立杆时只能实行对接；无论是水平方向还是垂直方向的立杆，都要按照相关规定，将偏差控制在规定的范围内；每个扣件力矩要控制在一定范围内，严禁使用变形的杠杆；高大模板支顶安装前，要对轴线、楼面水平线和梁位置线控制标高进行确定，并且安装脚手架时确保校直调平底座。

第二，高大模板的支架要设置纵向与横向双向扫地杆，沿立杆的每步都要设置纵横水平杆并且在纵横方向上都不能缺杆。通常情况下，施工中立杆顶端必须有纵横双向的水平杆支撑，这样能够更好的确保支架有足够的设计刚度。

第三，高大模板的支撑安装完毕后，要认真检查支架是否牢固，一旦发现问题要立即整改解决。

第四，设置高大模板剪刀撑时，在竖直方向上沿着横向和纵向的全长全高，在两端每隔四排就要立杆进行设置一道剪刀撑；在水平方向上沿着全平面方向，每隔两步就要设置一道剪刀撑，不得高于4.5m；设置剪刀撑的宽度必须大于6m且是四跨以上。

第五，通常在进行高大模板支撑施工时，在顶部的纵向和横向水平杆的支撑点都要进行设置，严格按照规定进行，并且在顶部的支撑纵、横杆的立杆连接的扣件要进行抗滑验算。

第六，在设置连墙件时，梁、板模板支撑架的连墙件要按照规定设计设置成刚性的连墙件，竖直方向上每两步的架高或是每层楼面的沿柱高每4米进行设置；如果四周没有建筑物，可以将支撑架长度加宽加长，这样模板长度就会比模板支架自身的高度大一些。

3. 小结

近年来随着高大模板施工体系的逐步完善，对高大模板支撑工程的施工要求正在逐步提高，因此本文从高大模板支撑体系结构的合理选型、材料质量的严格把关、高大模板支撑架搭建的技术要求等三个方面着手，对高大模板支撑体系的施工工艺展开了深入探讨，以期为同行工作人员提供一些有益的参考和借鉴。

【参考文献】

[1]梁仁钟.高大模板支架的可靠性分析及安全性评价[D].北京交通大学，2010.

[2]陶宁生.试论高大模板支撑工程施工控制要点[J].安徽建筑，2009，6（2）.

[3]韩兴波.关于建筑工程中高大模板支撑施工工艺的分析[J].中国房地产业，2012（8）.