现浇混凝土高模板支撑的施工组织设计

2022-09-29张文杰

中国建筑装饰装修 2022年17期

张文杰

高支模施工具有安全风险高、难度系数大、施工精度不易控制等难点，有些工程项目还存在斜坡结构，进一步增加了支架搭设和混凝土浇筑的难度。此类施工的重点是搭建稳健的支撑体系，严格控制模板标高，依照混凝土浇筑施工的基本流程搭建模板、浇筑及养护混凝土结构。研究现浇混凝土高支模的施工组织设计策略有助于提高此类施工的效率、质量以及安全性，具有重要的现实意义。

1 工程概况

本次研究以国内某滑雪乐园的滑道施工为例，项目中的滑道共分为3个等级，其中初学者滑道长度为120 m，平均宽度达到45 m，滑道的坡度为8°，标高在5.1 ～21.9 m，最高点和最低点的落差为16.8 m。初中级滑道长度为330 m，宽度是30 m，坡度为9°～12.5°，标高最高点达到59.1 m，落差为60 m。最后一个是高级滑道，宽28 m，长260 m，坡度为11.50°～20.5°，标高最高为59.1 m，落差60 m。滑道基础结构为钢筋混凝土现浇而成，然后通过造雪机、冷风机等实现室内造雪。由于滑道最高点的标高达到了59 m 以上，因而施工过程中涉及高模板支撑作业。

2 现浇混凝土高模板支撑施工组织设计

2.1 高模板支撑体系搭设

2.1.1 前期准备

（1）制定施工方案。根据项目特点，由专家论证后决定采用“贝雷梁+盘扣式架体”的组合式支撑体系，贝雷梁的结构形式及搭设方式有明确的规范要求，该项目中为了强化坡道上的基础，增设了矩形的钢梁。在架体选型上主要考虑钢管规格的统一性以及钢管的整体质量。盘扣式脚手架系统采用统一的设计规格，钢管的材质均为Q345B，其表面采用镀锌防腐处理技术，主要的结构形式为承插型盘扣式架体[1]。为了提高模板支撑的施工效率，将整个系统划分为低区、中区以及高区3 种类型，具体可参考图1，3 个区域在搭设高度上存在差异，以图1中的低区为示例，其具体的搭设指标可以参考表1。项目中所使用的模板厚度均为15 mm，立杆的横距和纵距全部为900 mm，步距为1 500 mm，顶部使用可调节的承托结构。

表1 低区高支模系统搭设要求

图1 雪乐园项目滑道高支模区域划分示意图

（2）设计参数计算。在高模板支撑系统的设计中，要非常重视设计参数的计算。设计阶段以及后期的验收阶段都要反复核算贝雷架的弯矩、挠度以及剪力等参数[2]。

（3）立杆及贝雷架放样。在全方位搭设架体之前需先做好贝雷架以及立杆的基础放样，确定搭设点的具体位置。同时以平面设计图纸为根据，在混凝土基础地坪上做好放样工作。

（4）施工工具租赁。由于该项目使用的贝雷梁以及承插式脚手架用量较大，考虑到施工成本控制的因素，决定采用租赁的方式获取这些物资。待物资进场时对脚手架系统的材质、规格以及变形情况等进行严格检查，凡不符合要求的一律更换。

2.1.2 垫板和底座设置

由于高模板支撑体系在后期运用阶段会承载较大的模板载荷以及混凝土浇筑载荷，再加上支架体系本身也存在较大的自重，因而需加强底座和垫板的设计。首先在施工区域内浇筑一层混凝土基础，厚度控制在15 cm 上下，做好平整度控制，使其具有良好的承载力。然后按照立杆的放样点，在立杆支座下放支点垫板，并且垫板的材质、规格要统一，在垫板上设置盘扣式脚手架的支座。

由于架体搭设较高，对垂直度的要求很高，在设置支座时必须严格检测其垂直度的参数。地面硬化处理是非常重要的一步，其作用体现在2 个方面：一是通过硬化的砼基础为盘扣式脚手架、贝雷架以及施工载荷提供良好的承载力；二是通过砼面层实现统一的基础标高控制，为高支模的支架系统提供统一的搭载标高。如果不进行地面硬化处理，而是采用自然地基作为搭载平面，那么在后期施工中很可能出现地基不均匀沉降、模板标高难以精确控制的问题[3]。

2.1.3 贝雷架安装

该项目采用贝雷架的主要原因是滑道为斜坡结构，满堂脚手架不易安装，钢管接触面小以及架体滑移将对满堂脚手架体系造成很大的安全风险，最高处的架体高度需达到60 m 以上，盘扣式钢管脚手架体系难以满足搭设需求。因此，对于高区的模板支撑体系，采用承载力和适应性都更突出的贝雷梁架，具体的支撑方案是在坡道上设置钢箱梁，以塔吊方式将其吊装到预定位置，并将预埋钢板与箱梁的底部和端头焊接牢靠[4]。

2.1.4 高模板支撑体系施工

盘扣式脚手架系统的搭建要点在于限制好立杆的垂直度、横距、纵距、水平杆的步距以及主次龙骨的规格和间距。在施工方案设计阶段早已明确了这些基本参数，其中立杆的横距和纵距全部按照900 mm 处理，水平杆的步距全部按照1 500 mm 处理。项目中使用的主龙骨为双钢管，次龙骨为木枋。

（1）立杆搭设要求。立杆底部的200 mm 高度范围内设置横向和纵向的扫地杆，垂直度采用专业的仪器进行测量，对于偏差过大的立杆进行底座调整。

（2）剪刀撑搭设。剪刀撑分为水平和竖向两种。竖向剪刀撑连续设置在架体外侧和内部，按照纵向和横向每5 跨设置剪刀撑，剪刀撑跨度不低于3 m。剪刀撑斜杆与水平方向的夹角控制在45°～60°。水平剪刀撑设置在竖向剪刀撑的交点平面，水平剪刀撑的具体设置位置是竖向每隔4.5 m，其宽度控制在3～5 m。

（3）模板支设。模板搭建的基本要求是加固牢靠、做好接缝位置的密封处理，混凝土浇筑之后的载荷作用在模板上有可能引发漏浆的风险，因此要重视模板加固这一工序，在接缝部位设置专门的密封条，防止水分或者水泥浆液直接流失[5]。

2.1.5 验收

在安装模板之前首先对支撑系统进行严格验收，重点针对立杆横纵步距、水平杆步距、扫地杆的高度、剪刀撑的设置等进行验证，尤其要关注立杆的垂直度，由于搭设高度较大，如果垂直度上存在过大的偏差，将会对后续的施工产生很大的安全威胁。其次，检查盘扣式脚手架的连接节点，重点是插销是否安装到位，对于存在螺栓连接的部位，可使用扭力扳手来规范安装时的力度。支撑体系验收合格后再安装模板，重点检查模板固定的牢靠程度、模板的底部标高以及模板连接部分的密封性[6]。

2.2 混凝土浇筑工程

搭建高支模能为混凝土浇筑施工创造有利的条件，核心施工内容依然是现浇混凝土施工。依据混凝土现浇施工的基本流程，施工组织的要点如下。

2.2.1 各类原材料的进场验收

在混凝土工程中需通过专业的试验全面掌握混凝土配置原材料的性能特点以及各种原材料的最佳设计配合比。项目管理中需委托专业的第三方鉴定机构对混凝土的凝结时间、强度、安定性进行测试。凝结时间决定了后期施工过程中混凝土制备速度、运输车辆以及混凝土泵之间的配合方式，必须确保混凝土材料在初凝之前就浇筑完毕，否则将影响浇筑结构的质量。目前，对以上检测内容已经形成了成熟且完善的方法，例如，检测混凝土安定性主要采用雷氏法，水泥强度试验采用标准的水泥胶砂强度检验方法。

在混凝土检验之前需对粗集料、细集料以及掺和料等进行质量验收。粗骨料的验收重点是含泥量、压碎值以及粒径范围等，在配置混凝土时要求骨料的含泥量不得超过其总重量的1%。细集料主要为河砂，同样存在含泥量或者黏土含量过高的问题，检测方法是使用水浸泡细集料，过滤细砂，然后观察水的含泥量。

2.2.2 混凝土制备、运输、浇筑及振捣

搅拌制备混凝土时要充分考虑浇筑时的进度需求、混凝土浇筑泵车的数量、运输车辆的数量，然后按照需求合理、适量地配置混凝土料。为了强化制备混凝土时各种原材料的比例控制，施工时推荐采用大型拌和站，高支模工程的混凝土浇筑量较大，此次研究的项目中跑道的长度和宽度都很大，导致混凝土浇筑量激增。

拌和站内置的电子称量装置可以高效地测量各类原材料的质量。混凝土运输和混凝土泵车现场浇筑需达到高效的配合，高支模工程需尽可能一次性完成浇筑作业，并且可从多个阶段同步浇筑。对于厚度较大的结构，可采用分层浇筑的方式，并且同步跟进混凝土振捣操作，尤其在分层浇筑的位置，振捣棒需促进上下层浇筑面的有效融合。在浇筑混凝土的过程中要注意控制导管口和浇筑面的垂直距离，通常不超过2 m，否则容易造成混凝土离析[7]。

2.2.3 高支模混凝土浇筑的温度控制

该项目中的现浇混凝土工程体积较大，在浇筑过程中会出现温度控制困难的问题，原因是水泥水化热产生的热量大量积聚在混凝土结构内部，并导致内层混凝土的温度远高于外层混凝土，进而引发强烈的热胀冷缩效应，形成膨胀裂缝。预防这一问题的方法是使用低热水泥，配置混凝土时添加一定量的缓凝剂，必要时采取冷水降温措施，在浇筑区域内提前预埋冷水管以及温度监测传感器，随着内部温度的升高及时开启冷水降温系统，使其快速带走混凝土内部的热量。

2.2.4 养护

养护主要是根据混凝土的龄期要求，严格落实养护时间，在整个养护过程中及时补充水分，尤其在高温天气下，可在混凝土结构表面铺设一层草帘，并定期洒水，使其始终保持湿润状态，防止混凝土结构表面因快速失水而形成干缩裂缝。

2.3 模板拆除

拆除模板及脚手架支撑系统与搭设过程相似，同样存在较大的安全风险。首先要把握拆模的时机，不可过早拆模，待混凝土结构强度达到设计强度的75%以上后，再拆除模板以及相应的支撑结构。拆模的顺序与搭建模板时相反，可按照顶模、端模、侧模、底模的顺序依次进行拆模。盘扣式脚手架以及贝雷架按照从上到下的顺序依次拆除，在支架拆卸的下方需设置硬围护和警示牌，防止其他施工人员误入作业区域，这样可有效预防物体打击类的伤害。

2.4 其他施工组织要点

2.4.1 进度安排

现浇混凝土高模板支撑系统在施工现场管理中存在很大的安全风险，虽然经过了严格的技术论证，但最有效的管理措施是尽快完成现浇施工，并且将支架和模板系统拆除。因此，在此类工程活动的管理中需加强进度管理，以紧凑的方式组织施工。例如，可采用流水线施工法，确保物资、人员以及设备之间的高度配合，促进施工进度。

2.4.2 人员和机械安排

高支模施工中存在盘扣式脚手架搭设作业，有些还涉及贝雷架搭设，相关从业人员需持有架子工上岗证以及架子工操作证。贝雷架安装过程中还会使用塔吊或者履带吊等大型吊装机械设备，吊装机械的操作人员也要具备相应的资质证书。可见，施工单位在管理过程中需加强对各类特征作业人员的管理，检查其资质证书的有效性，坚决预防证书过期未审或者无证上岗等问题。施工材料主要涉及模板、脚手架、贝雷片、水泥和粗细集料等，施工单位要根据进度要求以及作业内容及时安排各种物资进场，包括机械设备在内。