浅谈扣件式钢管支撑架体混凝土高大模板工程设计与施工

周旭东

安徽省安庆市建筑管理处 安徽 安庆 246003

引言

随着我国经济快速发展，城市建设日新月异，人们对建筑物的功能要求日益提高，大跨度、大空间以及奇异造型建筑物层出不穷，促进了施工技术不断进步、创新。为了满足人们对建筑功能的需求，混凝土高大模板工程施工越来越多，同时施工安全风险也越来越大。按照《住房城乡建设部办公厅关于实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理规定〉有关问题的通知》（建办质2018〔31〕号）附录二规定，搭设高度8m以上，或搭设跨度18米及以上，或施工总荷载（设计值）15kN/m²及以上，或集中线荷载20kN/m及以上的混凝土模板支撑工程，需要编制专项施工方案，并组织专家论证。作者结合参加高大模板工程施工专项方案专家论证和施工现场模板工程质量安全监督工作经验，通过工程实例谈谈扣件式钢管支撑混凝土模板设计与施工。

1 扣件式钢管支撑混凝土模板设计

1.1 熟悉图纸及高大模板支撑体系选型

安庆市博物馆建设工程，总建筑面积40081.35㎡，地下一层，地上三层，局部四层，建筑高度24m，钢筋混凝土框架结构，建设单位：安庆市重点工程管理处；设计单位：中房集团设计有限公司；施工单位：中国建筑第五工程局有限公司；监理单位：合肥市工程建设监理有限公司；2017年4月8日开工，2018年7月30日竣工；质量安全验收标准：安庆市级“质量安全标准化示范工地”“振风杯”。

首先要仔细阅读工程施工图纸，按照住建部建质办〔2018〕31号文附录二规定，判定高大模板工程位置，明确高大模板工程特点，建筑物平面图、立面布置和空间剖面图，详细了解支模区域、支模高度或标高，高支模范围内混凝土梁截面尺寸、跨度、板厚，有无沉降缝、伸缩缝和后浇带，高支模区域与非高支模区域周边的联系，以及立柱支撑的支撑面（地基情况）等，同时要清楚施工质量安全要求和技术保证条件。其次在此基础上，力求高大模板支撑体系结构安全可靠、经济合理；在规定的条件下和使用期限内充分满足预期的安全性和耐久性；选用的材料，要常见通用、可重复利用及便于维修保养；结构受力明确，构造措施易保证，同时搭拆方便，易于检查验收，质量安全可控；再结合以往的施工经验，本工程采用扣件式钢管支撑架混凝土模板体系。

1.2 材料选择

建筑行业是市场经济体系发展中的重要组成部分，其发展速度的逐步提高，施工作业中问题也逐渐暴露出来，特别是在工程设计时，所以我们还需要做好每一个环节的工作。首先，应做好材料选择，材料质量是否过关，也关乎施工作业能否安全顺利开展，所以作为管理人员应加强对材料的管理，这就需要结合实际工程建设需求，选择适宜的材料并投入使用。其次，通常情况下，钢管我们应选择钢管Φ48.3×3.6，也要充分考虑市场上各个钢管的质量，在实际计算时按Φ48.3×2.8计算，这样才能够降低施工风险，保障整个施工作业井然有序的开展。此外，材料选择时，采购人员也要做到货比三家，既要注重经济，又要注重材质量，这样才能确保高大模板工程设计工作更加科学化与合理化。除钢管外，还要选择梁板底模、主楞、次楞，侧模内楞、外楞、对拉螺栓，顶托、扫地杆、连杆、剪刀撑及扣件等，并用表格形式列出材料规格、尺寸、计算参数和力学性能指标[1]。

1.3 载荷取值与组合计算

为了提高扣件式钢管支撑架体混凝土高大模板设计工作质量，我们要做好载荷取值计算工作。由于工程设计所涉及的内容比较复杂，还需要做好详细的计划，要采用正确的方法做好载荷取值计算工作，因为倘若计算过程中存在细微差别，也会影响后期施工质量。比如：管理人员应结合实际情况来进行载荷取值计算，也可以通过利用计算机等辅助工具收集相关载荷数据资料，进一步为后续施工提供理论数据支持。其次，工作人员也要避免简单套用施工手册表格来进行载荷计算的现象，应结合实际采用正确方法做好载荷取值计算工作，从而保障施工朝着科学化方向顺利展开，以及提高施工单位经济利润。具体按《建筑施工模板安全技术规范》（GJG162-2008）4.1、4.2、4.3.1、4.3.2、4.4.1条分别计算荷载的标准值和设计值（恒载分项系数取1.3，活载分项系数取1.5），并按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载效应组合，计算承载力和验算挠度。

1.4 模板设计

模板设计也是扣件式钢管支撑架体混凝土高大模板设计中重要环节，其设计质量的高低也将影响着施工单位发展，特别是在近几年来市场经济的不断变化与发展，对建筑企业提出更高的要求，要想提高施工质量和效率，应做好模板设计工作。第一，模板设计，应选择正确的方法展开模板设计，而设计人员也要提高责任心，这样才能够确保模板设计质量得到提高。第二，在模板设计时，也要做好次、主楞模板设计工作。这也是模板设计中需要注重的环节。因为在现代社会背景之下，施工行业发展速度逐步得到提高，而在施工作业中也会遇到很多问题，致使自身风险比较大，所以为了全面提高扣件式大模板工程设计质量，我们要做好次、主楞模板设计工作，这样既能够为后续施工作业提供有力的保障，也能够极大的解决以往设计中存在的问题，最后，保障整个施工作业能够安全顺利的展开。根据扣件式钢管支撑模板系统受力情况和力的传递路径，合理确定支撑系统受力计算简图。按照《建筑施工模板安全技术规范》第5.1、5.2条规定：面板按简支跨设计；次楞一般按两跨以上连续梁，主楞根据实际情况按连续梁、简支梁或悬臂梁设计；对拉螺栓、扣件式钢管立柱按轴心受拉、受压设计等，分别计算抗弯强度、抗拉强度、抗压强度、挠度，构件长细比、扣件抗滑移、立柱地基（支撑面）承载力，如有转换层，转换层下支撑层承载力也应验算，对于双扣件在抗滑移验算时，应力一般乘以0.8系数折减，确保支撑系统的强度、刚度和稳定性。

1.5 绘制模板支撑系统施工图纸

施工图纸是工程师的语言，指导施工现场操作人员按图施工和施工质量检查，保证模板支撑系统安装质量。图纸要符合建筑工程制图相关标准要求，主要图纸包括：①高大模板区域立杆、纵横水平杆平面布置图，标注轴线及编号、立杆纵横间距尺寸、杠件水平投影；②模板支撑系统剖面图、立面图。标注立柱垫块（12槽钢）、水平杆间距、水平（竖向）剪刀撑间距位置；③剪刀撑布置图。标注水平剪刀撑、竖向剪刀撑平面及投影位置，设置方法如连续式或之字形等；④梁板配模大样图。标注梁底模、主次楞及侧模、内外楞，对拉螺栓材质、直径和间距等；⑤特殊工程部位详图。如沉降缝、伸缩缝和有高低差梁模板截面图，后后浇带处板模板截面图；⑥连墙件设置等节点详图。如抱柱（边柱、中柱、角柱）连接点等。⑦混凝土浇筑顺序方向图；⑧模板支撑系统监测点布置图。

2 扣件式钢管支撑架体模板安装施工与拆除

2.1 扣件式钢管支撑架体模板安装施工

支架、模板施工安装工序：支撑面清理→弹梁轴线并复核→安放垫木→搭设支架→调整托梁→摆主梁安→放底模并固定→梁底起拱→绑扎梁钢筋→安装侧模侧→模拉线支撑（梁高加对拉螺栓）复→核梁模尺寸、标高、位置→与相邻模板连固。侧模安装施工工序：安装梁一侧模板→安装另一侧模板→安装上下锁品楞、斜撑楞、腰楞、对拉螺栓→复核梁模尺寸、位置→与相邻模板连固→预检验收[2]。

一般情况下，梁和板立柱的纵横向间距相等或成倍数，立杆、水平杆接长须采用对接扣件连接，扣件螺栓紧固扭力矩控制在40～60N.m，剪刀撑水平夹角45°～60°，水平杆步距小于1.8m。扣件式钢管支撑架体混凝土模板安装施工质量应符合《建筑施工模板安全技术规范》6.1、6.2条，《扣件式钢管脚手架安全技术规范》6.2.1、6.3条，《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB5024-2015）4.1、4.2条规定。同时注意做好底层支模区域周边场地排水设施，防止地基受雨水浸泡，引起立柱沉降。

2.2 浇筑混凝土施工及模板系统变形监测

在浇筑混凝土过程中，关键是保证扣件式钢管支撑模板体系受力均衡，防止支撑体系局部失稳，导致整体坍塌。首先要加强混凝土浇筑施工管理，选择科学、正确的浇筑方法。混凝土浇筑方法不正确，往往会影响支撑系统的稳定性，因此施工人员应根据实际工程需求，选择正确的方法来展开混凝土浇筑作业，这不仅能够提高整个扣件式钢管支架体的稳定性，同时也能实现降成本增效益的目的。按照模板设计时确定的混凝土浇筑顺序，先浇柱混凝土，待柱混凝土强度达到设计强度70%，再对称的浇梁、板混凝土，对于深梁要分层浇筑。泵送混凝土要考虑泵管、布料机震动产生水平推力危害，同时避免施工操作人员和物料集中产生局部过大的荷载影响。同时要做好模板系统变形监测。高大模板支撑体系监测除了使用仪器监测外，在混凝土浇筑过程中，安排专职安全技术人员检查支架、支撑情况，也就是平常所说的“看撑、看模”，发现立杆（柱）下沉、扣件松脱，或过大的杆件、模板弯曲变形和水平位移，及时加固处理，如出现险情，立即停止作业，撤出施工人员。监测频次：在混凝土浇筑过程中实时监测，每隔30分钟一次，混凝土完成后至12小时，每间隔1小时观测一次，12小时后至7天龄期，每天观测一次，并形成完整监测记录。只有完善的相应监测体系，才能发挥监测系统价值功能，保障整个施工过程安全处于受控状态。

2.3 模板拆除

在扣件式钢管支撑架体混凝土高大模板施工中，还需要做好模板拆除工作，模板拆除也需要按照相应的顺序，因为顺序不正确，不仅影响后续施工进度，而且对工程质量安全造成影响。模板拆除应遵循《建筑施工模板安全技术规范》（GJG162-2008）第7.1、7、2、7.3条规定。一般情况下板混凝土强度达到设计强度75%，梁及悬臂构件混凝土强度达到设计强度100%才允许拆模。在模板拆除时，施工人员可采取先支的后拆，后支的先拆，先拆非承重模板、后拆承重模板，并应选择从上至下的顺序进行模板拆除。只有保证模板拆除顺序的正确性，才能够避免问题的出现。对于混凝土后浇带处模板支架，在其周边模板支架拆除后，仍能保证独立的稳定结构体系。

2.4 应急处置

由于扣件式钢管支撑架体混凝土施工综合性比较强，在实际作业过程中也会出现一些突发状况，所以为了避免问题的出现，施工单位还需要做好应急处理措施。首先，应了解在实际施工建设时可能发生的安全事故类型以及概率，进一步制定应急措施，如模板坍塌、高支模失稳、高空坠落、物体打击、触电、机械伤害等应急预案，保障施工作业人员生命财产安全的同时，也能够为后续施工建设奠定夯实的基础。再者，也要引导施工人员在施工作业过程中提高安全责任意识，同时也要配备相应的防护措施。其次，施工单位也要明确划分各级人员岗位职责，落实安全责任制，使他们能够清楚地了解到自身应当承担的责任和义务，只有将责任落实到具体人头之上，才能够避免相互推脱责任等不良现象的出现，切实保障施工安全，有序进行[3]。

3 结束语

实践证明，该项目高大模板支撑体系选型正确，符合实际；施工过程中，严格材料选择进场、支架搭设、混凝土浇筑、模板拆除等工序质量和安全管理，工程实体质量达到或超过设计和相关规范验收标准，得到建设单位、监理单位和质量安全监督管理部门认可和表彰，并获得“安庆市建设工程质量安全标准化工地”和工程质量优质奖“振风杯”，实现了预期目标。