工程中高支模板的选取与施工技术

工程中高支模板的选取与施工技术

代真

五矿二十三冶建设集团有限公司 湖南长沙 410116

摘要：高支模技术是一种适用于大跨度、大空间建筑工程项目的施工技术，对于工程整体质量与性能具有积极影响。本文以高支模施工作为研究对象，简要阐释高支模施工的基本流程，依托工程项目实例针对高支模板体系的选择与设计方案进行分析，并围绕立杆支架搭设、模板安装、混凝土浇筑、模板拆除以及施工安全监测等层面，探讨了高支模施工技术的具体应用要点，以期为工程施工管理与工艺水平的提升提供参考价值。

关键词：高支模施工；模板安装；支撑结构；混凝土浇筑；模板拆除

引言：《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》于2018年6月起正式施行，其中明确指出高大支模体系应符合“水平混凝土构件模板支撑系统高度超过8m或跨度大于18m，均荷载大于15kN/㎡或集中线荷载大于20kN/㎡”的条件。鉴于高支模施工对于模板体系、支撑结构的选型设计提出了较高要求，因此要求施工人员注重结合建筑结构特征进行模板体系、框架梁、框架柱、楼板模板等结构与参数的精细设计，保障建筑结构的质量安全、规避支架失稳风险，为工程施工质量与工艺技术水平的提升创设良好保障。

1高支模施工的基本流程分析

1.1施工前期准备

由于高支模施工具有一定的危险系数，因此应注重完善施工前期准备工作，组织各参建方进行图纸会审，由专家针对专项施工方案进行评审，选派具备专业资质与技术水平的人员组建施工团队，保障在施工前完成安全技术交底、落实应急方案，并在施工现场完成材料和设备的检验、确定高支模板稳定系数，避免后续产生质量安全事故。同时，项目负责人应在施工现场做好管理与指挥工作，督促施工人员将相关准备工作落实到位，安排质检人员进行施工质量的检查，为各项工序与施工技术的应用创设前期保障。

1.2模板安装

首先，应结合高支模施工要求进行模板材料的选取，在材料进场后基于规格、刚度、强度、稳定性等指标进行材料质量把关，针对模板材料的防水性、抗变形效果等指标进行查验，完成模板质量验收，并合理调节模板的排版、间距等指标，防止在模板搭接环节产生变形问题、增加额外成本消耗。其次，做好测量放线工作，以基准点为参考确定放线位置，保障模板定位准确，为后续模板安装、地基处理打下良好基础。最后，应严格依据图纸要求确定模板支架高度，以标高为基准，结合模板自重、静荷载、活荷载等因素调节模板高度，在安装框架梁模板时应遵循先支两侧、后支中间的顺序，在安装楼板模板时则先支四周、再支中间，并将模板进行固定处理，通过调节顶托完成模板高度的调整，保障模板安装质量达标^[1]。

1.3高支模体系验收

待完成高支模体系的安装后，应由项目负责人组织监理方等参建主体进行验收工作，围绕模板材料质量、模板支撑间距设计是否合理、模板垂直度是否达标、有无剪刀撑等因素进行全面检查，完成安全系数的测算，并且重点检查关键承重、对接部位是否符合施工要求。项目负责人应肩负起质量、安全验收责任，做好验收结果的记录，并以书面形式向项目经理提交汇报，针对验收不合格问题及时下达整改意见，督促施工人员重新完成模板搭设，为高支模体系的质量安全提供保障。

1.4混凝土浇筑

高支模施工对于混凝土质量提出较高要求，应选取品质、塌落度等指标均符合设计要求的商品混凝土，在混凝土进场环节做好验收把关，确保其质量合格后方可组织开展混凝土浇筑作业。在混凝土浇筑顺序的设计上，针对梁体应遵循由两端向中间的顺序进行分层浇筑，在浇筑的过程中利用工具进行混凝土的均匀振捣，并且将混凝土层厚控制在50cm以内，保障混凝土浇筑质量达标^[2]。

1.5模板拆除

待混凝土强度达到设计要求后，应依据“先支后拆、后支先拆”原则组织开展模板拆除作业，针对梁体依照先中间、后两端的顺序将模板拆除，并确保在模板拆除前完成安全技术交底与应急方案的编制，落实后续模板养护管理。

2基于项目实例的高支模板选择与施工技术应用

2.1工程实例

以某工程项目为例，该工程包含两栋建筑面积为2156.32㎡的单层框架结构建筑，总建筑面积为4395.96㎡。建筑平面呈现为70m×30m的矩形，建筑高度为13.5m，柱网规格为10m×10m，其中地上部分的框架柱截面尺寸为600mm×800mm，框架梁截面包含250mm×700mm和300mm×900mm两种类型，楼板厚度为120mm，均采用强度等级为C25的混凝土材料制成；地面部分采用强度等级为C20的混凝土材料作为基层，厚度为250mm，当混凝土强度满足100%指标要求后搭设扣件式钢管脚手架；水平混凝土构件模板支撑系统高度>8m，需对其支撑系统进行专项设计。

2.2高支模板体系的选取与设计

2.2.1高支模板体系选择

在支撑系统的构件选取上，选用规格为φ48mm×3.5mm的扣件式钢管脚手架，在立杆顶部、底部分别设有可调节顶托和规格为150mm×150mm×8mm的钢板底座，框架柱截面为600mm×800mm，框架梁截面为250mm×700mm和300mm×900mm，模板选用厚度为18mm的胶合板，配合规格为50mm×100mm的木方。

在柱模板支撑结构设计上，沿框架柱截面800mm一侧钉上若干木方，将木方间隔设为275mm，用于提高框架柱的刚度，同时选用2个规格为φ48mm×3.5mm的钢管柱箍与φ12对拉螺栓进行加固处理，将紧固螺栓的间距设为500mm。

在梁模板支撑结构设计上，选取厚度为18mm的胶合板作为底模，以300mm为间隔设置木方作为横楞，再以800mm为间隔设置规格为φ48mm×3.5mm的钢管作为纵楞；在梁侧模设计上，以300mm为间距设置木方作为纵楞，再以300mm为间隔设置钢管作为横档；沿模板边缘300mm以内部位设置对拉螺栓，将间距控制在600mm左右，并外设PVC套管起到保护作用。

在楼板模板支撑结构设计上，选取18mm厚胶合板作为模板，以300mm为间距布设木方作为格栅，利用钢管材料搭设支架，将脚手架立杆的纵向间距、横向间距均设为1000mm、步距设为1500mm，并完成剪刀撑的设置，提升模板支撑系统的刚度与结构稳定性。

2.2.2柱模板与支撑结构计算

在框架柱模板设计上，沿柱体截面长、宽方向分别设置1道对拉螺栓，模板高度为5000mm，选用双钢管作为柱箍、将间距设为500mm，并沿长、宽方向分别设置3根和4根竖楞。针对框架柱模板的荷载标准值进行计算，将新浇混凝土侧压力设为F、浇筑混凝土产生的水平荷载设为F₀，混凝土初凝时间为t₀，外加剂、坍落度影响修正系数分别设为β₁和β₂，混凝土容重为γ_c，浇筑速度、浇筑高度分别为V和H，则两项指标的计算公式为：

将相应参数代入计算公式中，得出F=40kN/㎡、F₀=4kN/㎡，因此确定框架柱模板新浇混凝土侧的压力标准值为40kN/㎡，浇筑混凝土产生的荷载设计值为4kN/㎡。

在面板荷载计算上以均布荷载作用下的三跨连续梁为标准，将面板宽度设为500mm，则面板承受的荷载值为26.8kN/m。

在面板抗弯强度计算上，弯矩、抗弯强度设计值分别为0.222kN·m和15MPa，经计算得出面板的抗弯强度值为8.222MPa，符合设计要求。

在面板挠度计算上，容许挠度设计值为1.833mm，经计算得出该面板的挠度为0.63mm，符合设计要求。

在竖楞木方的参数计算上，由于该项目中竖楞木方主要起到增强模板强度的作用，因此将直接承受模板荷载，沿长、宽方向取最大间距275mm，计算得出木方荷载的最大值为14.74kN/m、弯矩最大值为0.369kN·m、剪力最大值为4.422kN，抗弯强度为4.428MPa、挠度为0.155mm，均符合设计要求。

2.2.3楼板模板与支架搭设计算

在模板支撑架设计上，将支架搭设高度设为11.88m，立杆纵距、横距、步距分别设为1m、1m和1.5m。由于面板采用受弯结构，依据均布荷载作用下的三跨连续梁进行面板荷载值的计算，其静荷载、活荷载的标准值分别取6.4kN/m和3.006kN/m。

在抗弯强度计算上，其设计值为15MPa，经计算得出抗弯强度实测值为1.17MPa，符合设计要求。

在挠度计算上，其设计值为1.53mm，经计算得出挠度值为0.042mm，符合设计要求。

在纵横向支撑钢管的参数设计上，已知集中荷载为活荷载3.006kN/m，经计算得出其弯矩、变形量、挠度的最大值分别为1.015kN·m、2.27mm、0.174mm，且最大支座力为9.825kN、抗弯强度值为199.8MPa，均符合设计要求。

在扣件抗滑承载力计算上，选用直角双扣件，设计值为12kN，经计算得出其抗滑承载力为9.825kN，符合设计要求。

在楼板支撑木方的参数计算上，已知钢筋混凝土楼板的自重为1.438kN/m、线荷载为0.035kN/m，静荷载、活荷载分别为1.768kN/m和0.966kN/m，基于均布荷载（2.734kN/m）作用下的两跨连续梁进行计算，得出其弯矩、剪力、支座力的最大值分别为0.273kN·m、1.709kN和3.007kN，木方的抗弯强度为1.64MPa、最大变形量为0.126mm，均符合设计要求。

在立杆稳定性计算上，通常模板支架所受的荷载包含三种，在排除风荷载的情况下，结合静荷载、活荷载得出立杆的轴向压力数值为N=9.18kN，已知立杆及面积S为4.89c㎡、抗压强度设计值f为205MPa、轴心受压立杆稳定系数k为0.186，则经计算得出稳定性数值为100.82MPa，符合设计要求。其计算公式表示为：

在地基承载力计算上，已知地基承载力设计值为1060kN/㎡，结合立杆基础底面积0.05㎡与轴向压力数值得出其基础底面的压力均值为183.4kN/㎡，符合设计要求。

2.3高支模施工技术的应用

2.3.1立杆支架搭设

在支撑结构的搭设上，针对每一根立杆均应设置顶托和底座，确保脚手架上设有扫地杆，选用直角扣件将纵向扫地杆固定在立杆上，将扫地杆与底座的间距控制在200mm以内，并同时利用直角扣件将横向扫地杆固定在其下方，实现有效连接固定。当遇到立杆基础高度不一时，应选取位于较高位置的纵向扫地杆，将其向下延长2跨后固定在立杆上，使两个部位的高度差控制在1m以内，且临近边坡位置的立杆轴线应与边坡至少间隔500mm，将脚手架底层步距控制在2m以内。

在立杆对接、搭接方式设计上，针对位于顶层、顶部的立杆可采用搭接处理方式，其余层则选用对接扣件进行连接处理。首先，针对一组相邻立杆应确保其接头不设置在同一步距内，在同一步距内立杆接头应沿高度方向至少错开500mm的距离，并且将接头中心与主节点的间距控制在步距的⅓以内。其次，在立杆搭接时应确保搭接长度至少为1m，选用2个及以上数量的扣件进行立杆固定，并且将脚手架端部扣件盖板的边缘与立杆端部距离控制在100mm以上，保障搭接质量达标。再次，应沿垂直方向进行高2m支架立杆的设置，将垂直允许偏差控制在15mm以内，依据设计要求进行顶托、底座的调节，当测得立杆伸出长度大于300mm时需将其进行固定处理，在设置梁模板处支架时应将立杆设在中心线外侧，将偏心距控制在25mm以内。最后，应完成剪刀撑的设置，参考模板支架四周与中部的支架立杆排布形式，以4排支架立杆为间距、依照由底部至顶部的顺序进行纵向剪刀撑的设置；针对高度超过4m的高支模体系，应参考模板两端与中间的立杆布设形式，以4排为间隔、以2步距为基准、按照由上至下的顺序进行水平剪刀撑的设置；同时，还应选取模板四周外立面、板跨中部、支撑主梁部位的立杆处分别设置一道纵向剪刀撑，选取位于模板支架上、中、下部的扫地杆处分别设置一道水平剪刀撑，将剪刀撑与地面夹角控制在45°～60°范围内，实现连续设置。

2.3.2模板安装

在模板安装前，项目负责人应组织专家进行施工方案的论证，严格履行审批程序进行方案修改，完成进场材料的质检与验收，平整场地、清理杂物，确保向施工人员落实安全技术交底。在模板安装环节，其施工顺序为：模板吊运——安装临时撑杆——穿墙螺栓、安装止水环——安装钢管背楞——对拉螺栓紧固——设置斜撑——调整垂直度、平整度误差——检查模板位置、做好调整工作——模板质量检验。

通常顶板和侧墙模板、柱模板与梁模板的安装工艺存在一定区别，例如在顶板安装环节，应在支模前完成测量放线，遵循先梁后板、先主楞后次楞的顺序，待调整模板下部标高、起拱后铺设面板，完成钢筋绑扎；在侧墙模板的安装上，应先安装支架、后拼装模板，注意检查模板的垂直度以及支撑结构、扣件是否实现紧固连接，利用经纬仪进行模板垂直度检测，保障符合施工质量要求；在柱模板的安装上，应先完成测量放线，先沿柱方向将两块相对的模板进行连接固定，再完成剩余两块模板的安装，待合模后依照由上至下的顺序安装柱箍、设置斜撑、调节螺栓，并完成模板垂直度、柱顶对角线等指标的校核，保障模板安装质量；在梁模板的安装上，应先在基坑侧墙、浇筑完成的中柱混凝土等部位完成弹线，沿梁轴线方向依次设置主楞与次楞，并铺设模板、绑扎钢筋、调节标高。

2.3.3混凝土浇筑

在混凝土浇筑环节，通常应沿梁体中间至两端的方向进行对称式浇筑作业，实行边浇筑、边振捣，注意将梁、柱模板实行分别浇筑，将混凝土下灰口与浇筑面的间距控制在2000mm以内，在浇筑过程中密切观察模板、支撑结构有无松动或变形问题，便于及时进行加固处理。待墙、柱部位的混凝土强度达到100%后，即可进行梁、板部位的混凝土浇筑，注意将梁体分层浇筑厚度控制在400mm以内、浇筑高度不得超过3m，实现均匀加载与多次浇筑，并且在相邻层间设置施工缝，待浇筑结束后采用洒水润湿、覆盖薄膜等方式做好后期养护管理。

2.3.4模板拆除

在拆模环节，应预先在现场完成试块的制作，通过试验确定试块强度与拆模时间，通常针对跨度超过8m的梁、板应确保其混凝土强度达到100%。随即依照柱梁侧模、板梁底模的顺序进行支撑结构、连接件、扣件的分段拆除，再利用木槌轻敲等方式拆除模板，注意在拆模过程中做好模板表面的保护措施、避免产生损伤，并将拆卸下的模板进行集中堆放，完成模板清理、涂刷隔离剂。

2.4高支模施工安全监测

2.4.1安全控制措施

首先，由于高支模施工的危险系数较高，支撑基础的牢固性将直接影响到整体支撑体系，因此可采用土体回填、分层夯实方式进行基础牢固处理，在厚度为200mm的碎石垫层上浇筑一层厚度为100mm的混凝土垫层，选用厚度至少为50mm的木板作为立杆垫板，保障脚手架基础的牢固性、安全性。其次，在模板支架的搭设过程中，应安排专职安全员与施工作业班长进行现场检查，确保每2步进行一次验收，并由项目部进行整体验收，安排专人负责完成脚手架、模板、连接件的拆除，严禁随意拆改。最后，还应落实对高支模施工的常态化巡查工作，围绕构件设置情况、地基是否积水、底座或扣件有无松动、支架有无沉降或变形、是否落实安全防护措施等层面进行重点巡查，将检查结果总结成为书面材料进行汇报。

2.4.2安全监测点布置

为检验高支模体系是否安全，应在施工现场选取受力最大、周围稳定性较差、地基承载力较弱的立杆部位进行监测点的布设。例如该项目依照10m×10m柱网结构布设含有5个监测点的监测网络，以30min作为监测频率、以10mm作为预警值、以15mm作为报警值进行支架沉降的检测，当显示沉降量超过15mm时则立即停止现场施工，组织人员编制支撑结构的临时加固方案，采取加固处理措施，待测得沉降量、变形量符合预设值后恢复混凝土浇筑与后续施工。

结论：总体来看，近年来建设行业大跨度、大空间工程项目数量持续增多，高支模施工在管理难度、技术要求与安全风险等层面均保持较高水平，因此对于施工技术与管理水平提出了更高要求。基于此，施工方务必要严格落实施工前期方案的精细化设计，综合模板支撑结构体系的各技术指标进行测算，优化模板材料、建筑构件的选择，并聚焦立杆支架搭设、模板安装、混凝土浇筑、模板拆除等环节强化施工技术管控，提高对施工安全风险的监测力度，更好地保障高支模施工整体质量，达成安全生产目标。

参考文献：

[1]张宁.高支模施工技术在土木工程施工中的应用分析[J].建材与装饰,2019,(09):35-36.

[2]唐超.连体混凝土结构超限高支模施工技术与管理重点[J].区域治理,2018,(14):51-52.