“三超”模板支撑系统的方案设计与施工工艺研究

蒋家俊

黔西南州城市建设投资有限公司

1 引言

随着我国建筑业的不断发展，建筑设计越来越趋于复杂化和多元化，这对施工技术提出了更多更高的要求，给施工现场的安全和质量控制带来较大的挑战。某些建筑为了追求造型新颖，视觉美观，往往会出现净空高，跨度大等结构形式，以至于某些模板工程超过了一定规模且危险性较大。因此，支撑工程必须从材料选用、方案设计、结构验算、施工工艺、变形监测等多方面进行控制，方可确保高大模板支撑系统的安全稳定。本文就模板支撑系统的高度、跨度、集中线载同时超限的“三超”工程的方案设计和施工工艺加以探究。

2 工程概况

某新建三甲医院项目为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，其中门诊楼地下一层，地上四层，层高5.2m，建筑高度22.8m，门诊楼C区门厅9～23轴交A～E轴（圆弧段），1F（-0.05m）至4F（+20.75m）梁板柱以及外围六根独立柱超高，故次部分结构施工时梁底实际支模高度为20.8m，梁最大截面为600×1800mm，最大跨度达到22m，集中线荷载27.54kN/m。因此，该区域混凝土模板支撑工程的搭设高度超过8m、搭设跨度超过18m、集中线荷载超20kN/m的“三超”工程，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，须编制单独的专项施工方案并组织召开专家论证会，按照专家意见进行修改，并履行有关审核和审查手续后方可实施[1]。

图1 “三超”工程施工平面布置图（阴影部分）

3 高大模板支撑系统的方案设计

3.1 材料选用要求

3.1.1 材料标准

扣件式钢管支撑承重支架的钢管外径不小于48mm，壁厚不小于3.00mm，表面平直光滑，不得有裂缝、硬弯、毛刺、压痕、深的划道、严重锈蚀等缺陷，使用前涂刷防锈漆。扣件铸造表面应光滑平整，不得有砂眼、裂纹等缺陷。可调托撑受压承载力设计值不应小于40kN，U型顶托壁厚不小于5mm，丝杆外径不得小于36mm，丝杆与螺母捏合长度不少于6扣。主龙骨采用Φ48.3×3.6普通钢管，抗弯强度205N/mm2次龙骨采用50mm×100mm×200mm木枋，抗剪强度设计值1.3N/mm2，抗弯强度设计值13N/mm2，弹性模量8415N/mm2。

3.1.2 材料报验

严格控制钢管支撑架材料报验工作，材料进场前仔细核实扣件的全国工业产品生产许可证，有资质检测机构出具的钢管、扣件检验报告，租赁企业合格供应商名单，租赁单位备案证书等。

3.1.3 材料预检

材料进场和上架前，检查钢管表面是否光滑、有无裂缝、结疤、分层等，严禁打空洞，壁厚符合现行国家标准和方案要求，弯曲不得大于3‰，变形全长不大于20mm，扣件不得使用有裂纹、变形、滑丝的螺栓，旋转扣件两旋转面间隙应小于1mm。

3.1.4 抽样复试

对用于扣件式钢管支撑承重支架的钢管、扣件抽样复试不少于1次，钢管不少于4根，直角扣件不少于16只，对接、旋转扣件不少于8只，扣件螺栓采用扭力扳手拧紧力矩需达到40N·m～65N·m。

3.2 支撑系统构造

根据设计图纸的建筑造型、梁板截面尺寸、施工平面布置图以及现场施工条件，对“三超”模板工程支撑系统方案进行了针对性设计，采用扣件式钢管满堂脚手支撑承重支架。

3.2.1 大截面梁支撑体系

图2 梁底支撑体系立面示意图

新浇混凝土梁侧模和底模均采用15mm厚多层板，梁两侧立杆距梁中心线距离600mm，梁底模支撑次楞平行梁跨方向，采用木枋50mm×100mm，共5根，间距150mm，最大悬挑长度200mm。梁底模支撑主楞采用双钢管Ф48.3×3.6mm，间距250mm。梁跨度方向立杆间距la为500mm，梁两侧立杆横向间距lb为1000mm，步距h为1500mm。梁底增加2根立杆，按梁两侧立杆间距等分，即距梁左侧立杆距离分别为400mm、800mm。梁两侧立杆增设通长纵向水平找平杆，梁侧设置双钢管背楞，用M14对拉螺杆加固，间距450mm，最下面一道到梁底距离100mm，最上面一道到板底250mm，梁中部每400mm设置一道。

3.2.2 板面支撑体系

钢管扣件式支撑体系满堂架搭设于地下室顶板（C40混凝土、板厚180mm），板底支撑主龙骨钢管Ф48.3×3.6mm，间距500mm，板底支撑次龙骨木方50mm×100mm，间距300mm，立杆纵横水平间距为900mm，立杆底部垫200mm×200mm，60mm厚的方形模板块，距地200mm设置纵横扫地杆，横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上，接头通过对接扣件连接，两相邻立杆接头不在同步同跨内，并错开800mm，接头位置距主节点距离不大于纵距三分之一。满堂架四边和中间每5排立杆由底至顶连续设置45°竖向剪刀撑且延伸至支撑基础面，从顶层开始向下每3步设置水平剪刀撑且延伸至支撑支架最顶层水平杆，剪刀撑通过3个等间距旋转扣件搭接固定，搭接长度1200mm，横向水平杆两端各伸出扣件盖板边缘长度控制在120mm。可调托撑U托伸出长度180mm，插入立杆200mm。

图3 梁板支撑体系平面示意图

3.2.3 抱柱构造

由于“三超”工程区域空间大，除了内外两排钢筋混凝土立柱外，无法实现两步三跨设置连墙件，故采用抱柱补强措施，以提高扣件式钢管支架的整体稳定性和抗侧向变形的能力，抱柱加固的第一道连接位置为第一道水平杆上部，最后一道为顶部水平杆上部，中间按每两步距设置，四根抱柱钢管通过直角扣件与水平杆拉接，形成环抱，钢管外露长度500mm。

3.3 支撑系统验算

根据设计荷载、相关规范要求，并结合施工工况和当地气候条件，对初步方案中模板、模板支撑系统的主要结构强度和截面特征及各项荷载设计值及荷载组合，梁、板模板支撑系统的强度和刚度，梁板下立柱稳定性、立柱基础承载力、支撑系统支撑层承载力等、对拉螺栓的受力性能，支撑系统的扣件抗滑移、风荷载等进行逐一反复验算，列出每项验算的计算简图和截面构造大样图，并注明材料尺寸、规格、纵横支撑间距，并结合专家论证报告进一步完善初步设计方案，然后形成最终的实施方案，确保模板支撑体系在施工过程中的安全可靠。

4 高大模板支撑系统的施工工艺

4.1 工艺流程

4.1.1 满堂支撑架搭设施工工艺流程

熟悉掌握搭设方案→支撑架基础处理→摆放扫地杆→逐根竖立杆→随即与扫地杆扣紧→安装扫地横向水平杆与立杆或扫地杆扣紧→安装第一步纵向水平杆与各立杆扣紧→安装第一步横向水平杆→加设临时斜撑杆→安装第二步纵向水平杆→安装第二步横向水平杆→安装第三、四步纵、横向水平杆→连墙加固件→接立杆→加设剪刀撑→检查验收。

4.1.2 梁模板安装工艺流程

弹梁轴线并复核→搭支模架→调整托梁→摆放主、次楞→安装梁底模并固定→梁底起拱→绑扎梁筋→安装侧模→侧模拉线支撑→复核梁模尺寸、标高、位置→与相邻模板连接牢固→办理预检。

4.1.3 梁侧模安装工艺流程

安装梁一侧模板→安装梁另一侧模板→安装上下锁品楞、斜撑楞、腰楞和对拉螺栓→复核梁模尺寸、位置→与相邻模板连接牢固→办理预检。

4.2 施工要点

（1）柱模板搭设完毕经验收合格后，先浇捣柱混凝土，然后再绑扎梁板钢筋，梁板支模架与浇好并有足够强度的柱和原已做好的主体结构拉结牢固。经有关部门对钢筋和模板支架验收合格后方可浇捣梁板混凝土。

（2）梁混凝土浇筑时从梁中间向两端对称推进浇捣，由标高低的地方向标高高的地方推进，梁每层浇筑厚度不大于400mm，楼板混凝土堆置高度不得超过楼板厚度100mm，预先根据混凝土浇捣的时间间隔和预拌制混凝土供应情况设计施工缝的留设位置。（3）严格控制模板支撑系统的施工总荷载，不得超过设计荷载，施工荷载应均匀分布，混凝土泵管不得与模板支撑体系相连，不得用作起重缆风的拉结，确保模板支撑系统的整体稳定性。

5 高大模板支撑系统的安全控制

5.1 方案交底

方案实施前由项目技术负责人向现场管理人员和作业人员进行安全技术交底，重点围绕高大模板支撑系统基本情况、材料使用要求、施工人员安全注意事项、搭设构造要求、搭设工艺流程、搭设安全注意事项等六个方面，对钢管排架基本尺寸，重要部位（如梁下节点），平面、剖面、节点详图进行全面交底。

5.2 检查验收

对钢管扣件式满堂架进行分阶段检查验收，地基基础完成后支架搭设前，对支承底面检查；支架搭设后，模板未装设前，对支架杆件设置、扣件紧固、剪刀撑等进行检查；模板支架完成后、浇筑混凝土前，组织专家、监理、项目部、作业队伍共同对模板支架系统进行全面检查，并挂验收牌。

5.3 变形监测

采用自动化远程实时监测系统（结构倾斜角仪和内力应变计）开展高大模板支撑体系的安全状态监测预警工作，实施预压阶段、钢筋安装及混凝土浇筑过程中的安全监测，实时监测立杆顶水平位移、支架整体位移、基础沉降、模板与支架结构应力与变形等，将监测数据上传至监管平台。现场设置警戒线，指定专人旁站监测和安全巡视，一旦发现异常立即暂停施工并采取应急处置措施，排除险情后方可复工。

6 结束语

高大模板支撑系统事先必须开展针对性的方案设计，并从编制、验算、审批、论证、交底、施工、验收、监测等各环节实施全方位控制，安全技术措施力争可行、全面、具体、可靠，这样才能确保施工安全，真正做到预防事故的发生。