整体模架在建筑施工领域的应用分析

李建强

（山西五建集团有限公司，太原030000）

1 引言

高层建筑涉及高空模板工程和高空混凝土工程，这种大体量高空作业的质量、安全、施工效率一直是行业中的重点问题。行业内对于该问题多采用全钢爬架与铝模搭配的整体模架进行施工，对于高层建筑施工中的安全性、质量保证、效率性等均提供了一定的保障。整体模架属于新型技术，普及时间并不长，本质上是将传统的外附着脚手架与金属模板工程进行结合。该技术的综合优势较多，尤其在环保性、高效性、稳定性等方面优势显著。

整体模架适用于多种项目业态和工程形式，对楼体外形和整体高度并无明确要求，施工过程和施工后也不会造成建筑主体的损伤。由于整体为结合的形式，起到了可靠的安全防护作用，能够将高空作业的风险降至最低。本文中对其使用形式与应用要点进行简单说明。

2 整体模架概述

2.1 爬架体系

爬架，指建筑主体施工中所应用的外置附着爬架。爬架的固定点一般为现浇楼板、圈梁以及其他可靠的主体结构位置，在这些位置进行连接件的固定并将外爬架与之连接。在使用前，需要对建筑结构强度进行具体分析，并进行爬架设计，以提高施工的安全性和稳定性。传统的逐层搭设脚手架的施工过程中，不会搭建可靠的安全操作平台，施工过程的便捷性极其受限。在爬架的安装与施工方案中，通常与塔式起重机、施工电梯等进行综合布局，同时塔式起重机和施工电梯也与爬架进行可靠连接。爬架作为安全工作平台时，其安装位置为当前作业层，起重机与施工电梯作为垂直运输措施和安全通道。简言之，爬架就是在作业面位置设置可靠作业层，与已经施工完成的建筑结构部分连接固定，继续向上施工。

2.2 金属模板

混凝土工程中通常需要模板的参与，用来划分施工边界或者作为混凝土浇筑的承载和固定措施，待混凝土达到目标强度后进行拆除。为了控制施工前期成本和保证施工的便捷性，工程项目中对于木制模板的使用较多，但木模板易在安装和拆除过程中损坏，不能进行多次利用，并且木模板自身稳定性差、承载力小，浇筑过程中可能出现变形、胀模等质量问题，浇筑后的混凝土表面也会存在凹凸不平，影响后续施工。为了解决这些问题，施工中开始使用金属模板。其中，铝制材料因自重轻、耐腐蚀的优良性能成为金属模板的首选材料[1]。铝模板自重较轻，不会影响施工便捷性，且能够循环使用，在安装拆除过程中不会损坏，并且因其自身稳定性较好，一般情况下不会产生位移和变形，相比于木模板，混凝土浇筑后的质量能得到更有力的保证。

2.3 整体模架

一般的爬架技术仅提供安全操作平台，在平台上进行模板支护和混凝土浇筑工作。整体模架是将爬架和金属模板相结合。此外，大部分整体模架均会搭配机械结构作为爬升结构，通过液压、电机、机械传动等形式提升模架。其提升结构可以依附建筑主体本身，也可以是建筑的外部结构。在爬架的提升和安装过程中，应采取便于模板工程施工的预留措施，通过二者的结合发挥各自的优势，不仅可以为工程质量提供保证，还可以大大提高施工效率和便捷性。

3 整体模架的应用优势

3.1 提升施工便捷性

整体模架中，外架能够提供可靠的施工平台，能够提升整体施工过程的安全性和便捷性，在进行各个分项工程施工时，具有完善的操作条件，对于提升工程质量更有帮助，也不会出现“抬头施工”“高挑架体”等不便施工的形式。同时在整体模架中，金属模板的引入和应用对于施工质量而言本身就是一种提升[2]，并且直接提高了施工的便捷程度，同时辅以高质量控制措施，最终能够使工程精度得到提升。

3.2 便于整体工期统筹

一个完整的建筑工程，除混凝土工程之外还有其他装饰类工程和配套施工项目。传统建筑形式下，外墙保温及装饰工程、穿墙管道预埋施工等工作均是在建筑主体施工完成之后进行，因其可能需要在顶层搭设高空作业吊篮作为施工措施，故在底层混凝土浇筑并养护完成后无法开展后续施工工作。该过程中造成了工期的浪费，且等待期漫长。整体模架本身是一种完备的高空操作平台，在进行工期统筹和规划时，可在已经浇筑完成的作业层开展后续施工工作。这样的工期统筹安排能够缩短建筑施工工期，有利于建筑尽早交付。

4 整体模架的应用技术要点

4.1 准备工作要点

4.1.1 安装前检查

整体模架不同于单一外架工程，其安装过程较为烦琐，并且有大量的组成件和连接件。安装开始阶段，需确保所有的组成件和连接件质量可靠，通过对比安装图纸、设计方案进行尺寸规格和数量的检查，避免在安装过程中出现缺件少件的情况。进行大规模组装前，要对预留孔洞的尺寸和位置进行检查，确保连接处孔洞位置误差在允许范围内。

除主体构件外，还要对辅助构件进行检查，如轴承及其支撑结构等。此外，安装前检查内容还包括现场的安全保障措施、防护措施以及安装过程中所使用的机械设备等，以保障未来安装工作的顺利进行。

4.1.2 适用性构件定制与验收

整体模架虽为已经发展成熟的技术，但用于不同工程项目时施工方案并不相同，所用的连接方式、安全保障措施等也不相同。材料构件的规范性和统一性是保障施工安全的基础，尤其是连接类辅材、支撑类辅材，需进行严格的质量管控。一般情况下，关键构件不能重复使用，均根据工程实际使用检验合格的构件[3]。支撑类结构一般为钢制结构，验收过程中需主要检验其尺寸、外观是否遭受腐蚀和破坏；非承重结构一般为合金结构，主要检查其能否满足工程需要；维护结构一般为带有孔洞的金属门形式，需对其能否可靠连接进行评估。

4.2 安装要点

4.2.1 模架安装要点

模架的安装质量直接决定了整个系统的稳定性，因此，安装过程中需注重操作的规范性，进而提高设备的安装质量。对外架的基础架体进行安装时，需注意主要连接件的安装形式，例如，由于基础架的组成是钢管，需注意钢管自身的质量以及与地面的垂直性，以使模架达到最好的力学性能；在与混凝土结构进行固定时，尽量采用于混凝土中预埋件进行连接固定，避免在混凝土结构中打孔固定。若在架体的设计方案中有落地撑、剪刀撑等保障措施，则不能忽略其设计，并保证可靠连接。此外，安装过程中需要考虑人行通道和作业平台的位置，防止整体安装后再进行局部拆除而对其稳定性造成影响。

4.2.2 提升装置安装要点

提升装置能够实现模架的主要功能，在投入使用后提升装置无法进行频繁更改，若提升装置无法正常使用还会影响工程的顺利进行。因此，在提升装置的安装过程中，需对连接装置和固定装置进行逐一检查，而后进行支座、连接杆安装，对涉及机械链条和齿轮的部分进行润滑和清理，并对关键机械结构安装防雨罩。若提升装置为纯电动控制形式，还应注意电路的可靠性，并做好安全防护，特别注意在系统运行过程中是否会对电缆线、固定件等装置造成损坏。

5 整体模架应用保证措施

5.1 选用成熟的模架体系与安装方式

模架是建筑主体施工中的重要保障措施，根据驱动装置、固定形式、受力模式等分类方式，模架体系具有较多种类，不同种类模架的性能和承载力存在区别，适用场景也不同。在进行模架规格和体系选择时，应根据现场对实际情况和需求进行选择，在成本预算内尽可能选取安全保障更高的形式。

5.2 进行专项安全教育

使用整体模架进行施工时，需要对场内所有人员进行安全教育。进行模架安装和操作的相关人员，需明确操作规范。杜绝非专业人员的私自调试、拆卸构件等[4]。此外，外架移动过程中和移动后也要做好警示工作，尤其对于底层已经拆除平台的废弃安全通道，要进行警示和封堵，防止安全问题的发生。

5.3 加强现场管理

模架作为重要的作业措施，其稳定性和安全性关乎整个工程的质量安全，其作为大型作业设备，一般而言不会出现质量问题。为确保现场安全生产，仍需对其采取管理措施。现场管理工作应不局限于安全教育、交底会议等形式，还要对现场情况进行日常检查和隐患处理[5]。通过自检自查的形式减少使用隐患，并及时整改出现的问题，保证安全生产。

6 整体模架在建筑施工中的具体应用

6.1 案例概况与方案实施

某高层房屋建筑工程，其施工标准遵循国家及行业有关规范。该案例建筑面积约为3.2×105m2，主要用途为民用住宅，底层有相应商业区域和公共区域，包含地下工程。建筑结构为钢筋混凝土结构。

综合实际需要，结合成本和工期需求，该项目采用整体模架施工方式，混凝土浇筑模板为铝模板，建筑下3层采用普通模板支撑和混凝土现浇的形式，4～33层通过自爬升整体模架进行施工。为了保证建筑节能需要，该工程在混凝土墙外侧设置岩棉板薄抹灰保温体系，计划采取借助整体模架与主体进行流水施工。

施工过程的质量和安全标准均按要求进行，并加强现场安全管理。施工组织设计采取主体施工和后续施工混排的形式，通过控制施工效率与混凝土主体浇筑时间合理安排劳务工人数量，在平台底层保温饰面施工完成后，同时平台顶层混凝土具备可移动条件，此时进行外架移动，保证施工效率顺利推进的同时不会产生工人窝工。

6.2 案例分析

该案例通过模架的应用实现了混凝土浇筑工作和后续外保温系统的流水作业，对工期进行了有效控制。模架的使用还大大提高了项目施工的便捷性和安全性，避免了高层施工中常出现的混凝土质量问题、高空坠物问题等，最终确保该案例在工期内完成施工并顺利通过验收。

7 结语

整体模架结合了建筑外爬架和金属模板的综合优势，作为高层混凝土工程的常见施工设施，在保证工程质量的同时能够减少施工过程中安全隐患。因高空作业和安全操作的局限性，传统的高层混凝土施工通常效率不高，且质量情况一般。通过整体模架能够在作业位置提供可靠的封闭作业平台，提高施工的便捷性和安全性，同时保证了混凝土工程的质量。目前，整体模架已经有了更多的应用形式和技术革新，随着行业内施工技术的发展，也会有更多先进的技术应用到建筑领域，打造高品质建筑。