浅谈高大模板支撑施工要点

发表时间:2021/4/28   来源:《基层建设》2020年第34期   作者:甄洪军
[导读] 摘要:本文针对大型钢筋混凝土综合性建筑物层高超高、跨度大、荷载大的特点,结合实际工程经验,对高大模板支撑体系施工要点进行了分析,从模板支撑体系的选用、安装、验收、拆除等方面进行了论述。
        中铁十局集团第八工程有限公司  天津  300380
        摘要:本文针对大型钢筋混凝土综合性建筑物层高超高、跨度大、荷载大的特点,结合实际工程经验,对高大模板支撑体系施工要点进行了分析,从模板支撑体系的选用、安装、验收、拆除等方面进行了论述。通过实践检验,模板与其支架安全、可靠,保证了工程的施工安全及施工质量。
        关键词:高支模;支撑体系;施工工艺
        前言
        随着社会经济的高速发展,建筑工程的规模越来越大,越来越多的工程建设需要采用高支模。高支模的高度从几米到十几米,有的甚至高达几十米。一方面,高支模施工作业,比较容易发生高处坠落事故,造成人员的伤亡,更为严重的是在施工过程中,如果支模系统发生坍塌,会造成作业人员的群死群伤,酿成较大、甚至重大的施工安全事故。因此,施工作业中,除遵守模板工一般安全常识外,还必须认真按高支模的要求和施工方案作业,切实预防各类事故发生。
        下面以张家口市某学校项目某教学楼为例浅谈高大模板支撑架的施工要点。
        1 工程实例概况
        该教学楼为地上6层的框架结构,建筑高度30.3米,总建筑面积29270.18平方米。其中局部有重梁和高支架区,支模高度25.5米。
        根据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住建部[2018]37 号)和《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),水平混凝土构件模板支撑体系搭设高度超过8m或跨度超过18m,施工总荷载大于15KN/㎡,或集中线荷载大于20KN/m的模板支撑体系均属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。
        本工程进行施工时模板及支撑系统属于高支模,必须考虑其施工安全性。
        2 模板支撑体系选用
        本模板支撑体系是结合当地脚手架租赁市场行情,在安全、可靠、经济的前提下,根据<品茗建筑安全计算软件V12.3版>验算满足要求作出选择,具体计算过程略。
        2.1 重梁模板支撑体系选用
        2.2 高支架区的模板支撑体系选用
        该教学楼A-C轴至A-D轴交A-13轴至A-15轴结构板,支模高度25.5m。
        高支架区域的模板支撑体系如下:
        3 模板支撑的安装与构造措施
        3.1 梁、板模板支撑体系安装
        3.1.1 梁模板工艺流程:
        结构定位放线→框架梁下立杆定位放线→板下立杆定位放线→验线→铺垫板安立杆→纵横向扫地杆布置→排架搭设→调整标高→安装梁底模→梁底模起拱→绑扎梁钢筋→安装侧模→安装对拉螺栓→复核梁模尺寸、位置→梁侧模加固→支顶模板及清理验收
        (1)在搭设支撑体系立杆前先铺设50mm厚200mm×4000mm的木垫板。
        (2)梁底模次龙骨为50×70mm木方支撑,与梁底模板钉成整体。梁底模主龙骨用Φ48×3.5钢管,梁下支撑排架用碗扣式、轮扣式模板支架搭设。
        (3)按设计标高利用U型托调整立杆的标高,然后安装底模。并拉线找直,当梁跨度大于4m时,梁底模按跨度的1.5~2‰起拱。
        (4)侧模与底模之间采用侧模夹底模,楼板与梁侧模之间采用板模压梁模。顶板模板与梁侧模、梁侧模与梁底模之间接缝贴海绵条,防止漏浆。
        (5)调整梁位置、标高截面尺寸、起拱等并校正。紧固所有扣件及整体加固。
        (6)模板支架搭设完铺设模板前及进行混凝土浇筑前都必须组织各方对支架进行全面检查验收,并留有书面验收记录。
        3.1.2 楼板模板工艺流程
        立杆定位→垫板→立杆→纵向扫地杆→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→第二步纵向水平杆→设置剪刀撑→重复以上步骤至顶(每搭完一步碗扣架后,应注意碗扣架立杆与水平杆连接处要及时扣紧碗扣盖并要注意校正立杆的垂直度)→主龙骨→次龙骨→调整楼板下皮标高及大于4m跨板起拱→铺设模板→校正标高、平整→清理验收
        (1)定位、垫板:
        a、模板支架搭设前,必须进行模板支架立杆放线定位。
        b、将垫板准确的放在定位线上;垫板采用50mm厚200mm×4000mm的木垫板。且上下楼层碗扣架的中心线在同一垂直线上。
        (2)主楼楼板模板厚度为120mm,采用的是立杆900×900mm的支撑方式,步距1800mm、以上1200mm。支模前在墙(柱)上先抄出水平标高及支模板控制线,按顶板混凝土厚度控制支模标高。顶板和梁在大于4m跨度时,均按2‰起拱,拉交叉十字线对起拱高度进行校核。
        支设时立杆的垂直度要用经纬仪校正,以便保证其受力不产生偏心。
        安装完模板后,应拉通线调整模板,检查模板标高、截面尺寸、平整度、垂直度,确认合格后方可进行下到工序。
        (3)铺顶板底模时,模板采用硬拼,保证接缝严密,不漏浆。顶板模板与四周墙体交接处采取措施将单面抛光的小龙骨紧顶墙面并加海绵条防止漏浆(海绵条贴在模板上)。
        (4)模板长向拼缝必须位于次龙骨上,次龙骨在使用前要检查平整度。两块模板拼接后不得有高低差。
        (5)顶板模板铺设后,用水平仪测量模板标高,进行校正,并用靠尺找平。
        (6)标高校完后,立杆之间设水平拉杆。根据模板设计确定设计几道拉杆。
        (7)将模板内杂物清理干净,办理验收和评定。
        3.2 支撑设计的构造措施
        3.2.1 架体立杆
        (1)每根立杆底部设置200mm×4000mm×50mm木垫板;
        (2)在基层垫板上立轮扣架或碗扣架,结构梁下模板支架的立杆纵距应沿梁轴线方向布置;立杆横距应以梁底中心线为中心向两侧对称布置,不允许偏心支撑,其偏差不应大于25mm,且最外侧立杆距梁侧边距离不得大于350mm。
        (3)设在模板支架立杆顶部的可调托撑丝杆与调节螺母齿合长度不得少于6扣,插入立杆内的长度不得小于150mm。其丝杆外径不得小于28mm,伸出长度不得超过200mm。将立杆自由端及可调U托总的悬臂长度控制在650mm内。
 
        横杆步距及悬臂长度控制图
        (4)轮扣式或碗扣式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于650mm,大于650mm时加设约束横杆;梁下采用U型托时要满足支撑系统的稳定性,注意U托必须垂直并且安装牢固,可调丝扣外露长度不大于200mm。
        3.2.2 架体水平杆
        (1)模板支架必须设置纵、横向扫地杆,扫地杆为架体立杆底部一道纵、横水平杆,严禁拆除。当立杆基础不在同一高度上时,应用ф48×3.5钢管替代碗扣架水平杆,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨用十字扣与立杆固定,高低差不应大于1m。
        (2)架每步的纵、横向水平杆不得缺失,扣接头与立杆上的圆盘必须扣紧。
        (3)梁、板模板支撑体系是两个相对独立体系,为增加模板支撑体系的整体稳定性,将梁、板支撑体系用ф48×3.5钢管进行连接,横纵向连接杆间距按照梁支撑间距控制,使得梁、板支撑体系形成一个整体。
        (4)模板支架搭设时梁下横向水平杆应伸入梁两侧板的模板支架内,并与立杆扣接。
        3.2.3 剪刀撑
        剪刀撑采用ф48×3.5钢管,用扣件与轮扣架或碗扣架钢管立杆扣牢。剪刀撑应采用搭接,搭接长度不得小于1000mm,并应采用2个旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处进行固定。剪刀撑由垂直方向剪刀撑和水平方向剪刀撑组成。
        该支撑架剪刀撑采用扣件式钢管,支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑,中间纵横向由底到顶连续设置竖向剪刀撑,其间距≤6m。剪刀撑的斜杆与地面夹角应为450~600,剪刀撑每步与立杆扣接,倾角为45°时,剪刀撑跨越立杆的根数不应超过7根;倾角为60°时,则不应超过5根。
        剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心至主节点的距离不宜大于150mm。
        当模板支撑架高度大于4.8m时,支撑架顶端及底部均需设置水平剪刀撑,中间水平剪刀撑设置间距应小于或等于4.8m。
        3.2.4 与结构拉接
        (1)模板支撑架周围有主体结构时应设置连墙件,在靠近柱子设置水平抱柱,每两步横杆设一道,确保架体与柱子连接牢固,水平拉结杆件采用双扣件扣紧(如图1)。
        (2)水平顶撑在墙柱表面上的时候,必须用木方垫上,防止损坏结构观感质量(如图2)。轮扣架或碗扣架与结构柱或墙体的有效连接和顶撑可以增强架体的整体稳定性,消除超高失稳的情况出现。连墙杆应设置在横向横杆的架体节点处,并与立杆连接。
        (3)当柱距≥9m时,每隔4.5m在梁上预埋钢管与结构相连(如图3)。
 
        图1  支撑架在墙体两端对称撑墙连接图   图2  支撑架用钢管与柱抱接节点   图3  支撑架与梁上预埋件连接示意图
        3.2.5 脚手板
 
        在顶板施工时,为了保证操作工人的施工安全,必须在顶板模板支设前铺设脚手板,脚手板采用长×宽200mm×4000mm,厚50mm木架板。脚手板用10#铅丝与纵横水平杆绑扎牢固,保证人行走时不滑动,不允许出现探头板。
        4 模板支撑的检查与验收
        4.1 材料检查及质量控制
        进入现场的钢管和扣件必须按要求进行现场抽验检测,抽验检测合格之后,才能应用到工程中。
        应对进场的承重杆件、连接件等材料的产品合格证、生产许可证、检测报告进行复核,并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。
        构配件进场检查与验收按下表要求进行
        4.2 架体检查验收及验收标准
        4.2.1 模板支架检查与验收(一般规定)
        模架必须经检查验收后方可使用。模架在下列阶段进行检查与验收:
        (1)模架搭设前进行基础底板强度的检查;
        (2)作业层上施加荷载前进行检查与验收;
        (3)达到设计高度后进行检查与验收;
        (4)遇有六级大风与大雨后进行检查与验收;
        (5)墙体钢筋绑扎架与操作平台架验收;
        (6)支模架验收(所有加强杆全部加好、U托上好用力矩扳手检查扣件是否达到40N.m);
        (7)顶板模板安装完毕后验收;
        (8)模架搭设前进行基础底板强度的检查;
        (9)绑顶板钢筋完成后验收(U型托、扣件抽查)。
        4.2.2 本工程高大模架检查与验收程序
        (1)模架验收程序:
        1)由劳务工长、劳务区域负责人自检合格后,报项目部;
        2)由项目部总工程师组织工长、安全员、技术员、质检员、生产经理进行验收,验收合格后报监理单位;
        3)安全员负责日常巡视检查支撑架体安全情况。
        (2)模架在下列阶段进行检查与验收:
        1)放立杆线→验收架子线→用两排立杆和两排横杆形成一榀架,验收架杆布设合理性→初步测算架体高度→验收合格后全面支设顶板模板架,同时安装所有剪刀撑,用扭力扳手检测扣件拧紧程度→全面支设顶板支模架、反梁底模→顶模支设完毕测设顶板上平标高→绑扎顶板钢筋顶梁钢筋→钢筋验收合格后浇筑混凝土之前,重新检查模板支架及剪刀撑U型托,扣件旋紧程度→顶板模板标高验收。上述内容全部检查合格后方可进行混凝土的浇筑。
        2)本工程高大模板支撑系统,验收时应严格按照本方案各项要求和措施进行验收。模板支架搭设完成后对轮扣或碗扣支撑架的立杆间距、横杆步距、立杆顶端的悬臂长度、可调U型托的悬臂长度、立杆的垂直度、模板支架的旋紧程度、连墙件设置、竖向剪刀撑的设置进行验收。验收项目及标准见下表:
        支撑架搭设技术要求、允许偏差及检验方法
        4.3 监测监控
        4.3.1 将沉降观测用标筋预埋在顶板和大梁跨中部位上,标筋采用 12钢筋,浇筑混凝土之前刷红漆做观测控制点。
        4.3.2 在浇筑混凝土前,先进行观测,作好记录;在浇筑混凝土时要做到实时监控,每15-20分钟监测一次,浇筑完后不少于2小时一次,至混凝土终凝可停止观测。模板支架监测由总、分包共同负责,一人负责操作及观察,一人负责读取及记录数据,观测的数据及时上报。
        4.3.3 监测监控管理规定:
        (1)监测人员不得脱岗,在浇筑混凝土时每段至少安排一名监测人员;
        (2)若接近预警值,要立刻向现场管理人员汇报,并要求暂停混凝土浇筑施工,对变形量大的部位进行钢管加固,加固完成后再进行混凝土浇筑施工。
        (3)发现重大安全隐患时,监测人员要及时呼喊,使现场停止施工作业,所有施工人员撤离现场,同时通知项目部管理人员,待安全隐患排除后继续施工。
        (4)若发现突变或位移量大时将观测采集数据随时上报有关部门和领导。观测方法采用基准点直线观测法。计算出其每次位移量和累计位移量。
        (5)按流水区域施工,原则上每一流水段区域设置至少一个观测点,观测点需布置在该流水区域的最大截面梁的跨度中线处或较厚楼板柱网中心处,监测进出通道必须保持畅通,如为晚上浇筑,监测时的照明为不超过12V电源的照明设备。
        (6)高大模板支撑系统应在搭设完成后,由项目部组织验收,验收应根据住建部[2018]37号《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》验收要求进行,验收合格,经施工单位项目总工及项目总监理工程师签字后,方可进入后续工序的施工。
        5 模板支撑架的拆除
        5.1 拆除工艺流程
        5.1.1 顶板模板支撑拆除:松动U托→拆除主龙骨→拆除次龙骨→拆除最上部剪刀撑→拆除最上部横向水平杆→拆除最上部纵向水平杆→拆除最上部立杆(水平杆、剪刀撑、立杆按照立杆尺寸层层拆除)→拆除连墙件→拆除扫地杆→拆除最后一排立杆→拆除垫板。
        5.2.2 梁模板支撑拆除:松动U托→拆除梁侧主龙骨→拆除梁侧次龙骨→拆除梁底主龙骨→拆除梁底次龙骨→拆除梁底模板→拆除最上部剪刀撑→拆除最上部横向水平杆→拆除最上部纵向水平杆→拆除最上部立杆(水平杆、剪刀撑、立杆按照立杆尺寸层层拆除)→拆除连墙件→拆除扫地杆→拆除最后一排立杆→拆除垫板。
        5.2 模板支撑架的使用及拆除
        5.2.1 模板支撑架的搭设作业规定
        (1)搭设场地应平整,清除搭设场地杂物。
        (2)杆件连接必须使用合格的架料,不得使用铅丝和其他材料绑扎。支撑架杆件不得钢木混搭。在搭设之前,必须对进场的模板支撑架构配件进行严格的检查,禁止使用规格和质量不合格的杆配件。
        (3)人在架上进行搭设作业时,作业面上宜铺设必要数量的脚手板并予临时固定。工人必须戴安全帽和佩挂安全带。不得单人进行装设较重杆配件和其它易发生失衡、脱手、碰撞、滑跌等不安全的作业。在搭设中不得随意改变构架设计。确有实际情况,需要对构架作调整和改变时,应提交技术主管人员解决。
        5.2.2 模板支撑架使用规定
        作业层每1m2架面上使用的施工荷载(人员、材料和机具重量)不得超过规范规定或本方案施工设计值。严禁将施工设备放置在模架上;模架在使用中定期检查,保证模架施工安全。
        5.2.3 模架的拆除规定
        (1)拆除模架前的准备工作
        全面检查模架的支撑体系是否符合规范构造及方案要求。根据检查结果进行补充完善拆除顺序和措施,经项目总工批准后方可实施。由主管工程师进行拆除架子的安全技术交底。清除模架上杂物及地面障碍物。拆除模架时,地面应设围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁非操作人员入内。
        (2)模架的拆除作业必须遵循先支后拆,先非承重部位后承重部位,自上而下的原则上而下逐层进行,严禁上下同时作业。分段拆除高差不大于2步。
        (3)在拆除过程中,凡已松开连接的杆配件应及时拆除运走,避免误扶和误靠已松脱连接的杆件。
        (4)拆下的杆配件应以安全的方式运出,严禁向下抛掷。在拆除过程中,应作好配合、协调动作。
        (5)先拆掉模架横杆,然后拆除立杆,每根龙骨留2根立杆暂不拆;
        (6)操作人员站在已拆除的空隙,拆去近旁余下的立杆;
        (7)拆除时执行“先搭的后拆,后搭的先拆”规定;
        拆模强度对照表
        注:混凝土的强度以同条件养护的混凝土试块抗压强度为依据
        结束语
        高大模板支架施工在整个建筑工程施工过程当中占据着极其重要的位置,因为它本身非常高,跨度大,所以在施工的时候具有极大的危险性,在施工的时候如果使用方案不正确或者技术操作出现失误就会导致整体出现坍塌事故,就会给整个工程施工周期带来影响,徒增投资成本,另外还会影响到整体工程质量以及作业人员的人身安全。在该项目进行施工方案的具体设计施工中,其各个施工部门需高度重视高大模板支架施工,并依据真实情况选择合理科学的方案,将事故发生的概率降到最低,确保施工的安全性。本文可为类似工程的设计及施工起到一定的借鉴作用。
        参考文献:
        [1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
        [2]《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
        [3]《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013
        [4]《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011
        [5]《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
        [6]《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
        [7]《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2016
        [8]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
        [9]《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016
        [10]《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
        [11]《建设工程安全生产管理条例》国务院第393号令
        [12]《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部令(2018)37号
        [13]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
        [14]《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》建质(2009)254号
        [15]《关于印发起重机械、基坑工程等五项危险性较大的分部分项工程施工安全要点的通知》建安办函[2017]12号
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