某建筑大楼高支模施工技术与安全控制

摘要：随着我国经济现代化的发展，越来越多应用高支模体系的大型建筑出现在大、中型城市当中，建筑规模越大，对高支模系统的刚度、强度、稳定性的要求就越高。本文就某建筑大楼工程大雨蓬施工实例进行探讨。

关键词：建筑工程；高支模施工； 安全控制

某建筑大楼工程建筑面积27 000 m2， 主楼人口处的大雨蓬南北长99．6 m，东西宽21．6 m，主梁最大跨度为42 m，最大悬挑长度为11 m，主梁截面600 m m×4 000 m m，次梁截面尺寸350 m m×1 600 m m，联系梁截面250 mm×800 m m，现浇板厚120 m m。板格布置尺寸为4 200 m m×4 200 m m，结构采用C35砼，混凝土总方量约为1 4OO m3。约重3 500 t。雨蓬顶板面标高为+19．O0 m，从自然地坪标高(－1．4 m)到雨蓬板面高差为20．4 m。在高支模施工中，强化安全管理和过程控制。把握好设计计算、支模架搭设、混凝土浇捣3个环节，确保施工安全和工程质量。

1 支模架计算

根据安全管理的规定，模板工程必须进行设计计算。在程序上必须经过编制和审核，并经企业技术负责人批准后才能进行施工。在设计时，必须对支撑系统的强度、杆件和架体的稳定性、扣件强度和架体基础进行计算。

1．1 支撑系统强度计算

主梁梁长取4．2 m，L600×4OOO，立杆间距为500―砌，其余各梁板截面均小于该梁，参照计算。

梁混凝土自重270 kN，模板自重15kN，施工荷载6．3 kN，合计350．82 kN。该区段梁由根立杆支撑，每根立杆受上部荷载350．82÷24=14．61 kN。每根立杆承受的杆件荷载(立杆自重)140 kN．立杆底承受载荷l6．29 kN。

查有关资料所得，各立杆受力均小于φ48 ×3．5钢管的允许荷载。

支模架布置如下：L600 × 4 000下采用3根立杆，其中外边2根立杆横向间距为1 100 mm，在中间梁底设置一根加强立杆，立杆纵向间距为500 mm；L350× 1 600下采用立杆横向间距为850 mm，纵向间距875 mm；悬挑梁L350 × 1 500／1 200下立杆横向间距为850 mm，纵向间距686 mm，连系梁L250×800下立杆横向间距750 mm，纵向间距为840 mm，为保证支模架的连贯性，现浇板下支模架网格尺寸为850 mm×850 mm，悬挑部分现浇板支模架网格尺寸为840 mm × 686 mm，支模架步高均按1200标准设置。为增加架体的整体性和稳定性，支模架还设置了纵向的剪刀撑和横向的斜撑，并且在底排设置了纵横相连的扫地杆．由于结构原因，无法设置连墙件，所以还增设了抛撑。

1．2单根钢管立杆的局部稳定性验算

根据以上数据，查《建筑施工手册》，得步距修正系数μ=1．333，取横杆步距h=1 200 mm，λ1=L0/i =μh/i=76，则 =0.744。由于支模架不设操作架，故σm =0。单根钢管截面面积A1=489mm2，KA=0．855，

则 N/A1+σm= 144. 77 MPa，

KAKHf=144.9 MPa>44.77 MPa，

单根立杆安全。

1．3整体稳定性验算

把支模架整体稳定性计算转换成脚手架的整体稳定性计算，由于该结构在建筑物内部，因此不考虑风荷载的影响。

0.9N/≤fc /r＇m，

式中N为立杆验算截面处的轴心力设计值，取l6．29 kN；A为立杆的计算截面面积，取489 mm2； 为轴心受压杆件的稳定系数，根据λL0/i =73取 =0．744；fx为钢材的抗压强度设计值，取fx=205MPa；r＇m为材料强度附加分项系数，取1．560 7；fc／r＇m=131 MPa，故

0．9 N/=40．29 MPa

1．4扣件验算

小横楞上所受的力通过大横楞传至立杆，大横楞与立杆通过扣件连接，每个扣件受力按6 kN计算，则上部荷载传递下来的力所要的扣件个数为4．6个(54．9 kN／m为小横楞所承受的荷载)，所以在立杆与大横杆处需进行加固(图1)。

图1 立杆与大横杆连接加强图

1．5钢管对接

由于支模架较高，其高度大于钢管本身的长度，故立杆连接必须采用对接，对接后在对接处受到的力并不均匀，故钢管自身强度在此处有一定的削弱，现以下两种办法来保证对接处的立杆强度和刚度：

(1)减小步距，在对接处设置一定的水平横杆，或接头按一定比例错开，不在同一水平面上；

(2)对接头处用短钢管进行加强，如图2所示。

1．6自然地坪基础计算

考虑最不利处的立杆对地基的压力为l6．29 kN，自然地坪的塘渣垫层经打夯机压实，其承载力按100 kPa取值，立杆下做C20砼垫层，计算垫层几何尺寸．按抗冲切公式：

Vp≤A×0.6f1,

Vp=16290N,A≥Vp/0.6 f1=24682 mm2,

冲切锥体上直径为48 mm，设高度为h，则其侧面积投影A=π(R2-r 2)=24 682 mm2，得h=68 mm，取h=70 mm厚，则垫层宽b=188 mm，取b=200 mm，

垫层底应力σ=140 kPa>100 kPa。

因此，在支模架支撑范围内浇250厚C20垫层，以增强地基承载力。

图2 立杆对接加强详图

2 支模架搭设

2．1架体材料质量控制

建立了材料查验制度，并由材料员和安全员共同进行实施．除了查验产品的合格证外，还对产品的外观进行了检查：采用的外径48 rnm，壁厚3．5 mm的A3钢管必须表面平整光洁，无锈蚀、裂纹、分层、划道和硬弯；扣件采用可锻铸铁，不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷，贴和面应平整，活动部位灵活，夹紧钢管时开口处最小距离不小于5 mm．

2．2搭设人员安全教育和技术交底

搭设人员必须具有登高工特殊工种上岗证，在进场施工前，首先必须进行安全三级教育，保证教育时间：公司一级主要教育国家有关安全法律法规、劳动保护和公司相关的制度，时间应不少于15学时；项目部一级主要针对施工现场的特殊情况有针对性的进行安全教育，包括特殊部位、特殊工艺的安全防护、安全保障要求和项目部的其他规定，时间不少于15学时；班组则根据工种特点和操作要点进行专项的安全教育，尤其是本工种在施工中的安全操作规程，如登高工操作时必须系好安全带、搭设时各杆件的搭设顺序，落手清工作等等，时间不应少于20学时．经过三级教育后在经过统一的考试，合格后方能上岗．然后，在进行操作前，还必须由工地施工员、安全员和班组长对本次作业的技术要求、特点、安全重点进行安全技术交底和班前安全活动．

2．3施工时的安全控制

支模架搭设时，首先必须严格按照《建筑施工安全检查标准》(JGJ59―99)、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130―2001)和施工方案进行搭设，其次在施工时还必须注意以下几个方面：一是现场设警戒区域，张挂醒目的警戒标志；二是配备地面监护人员，制止操作人员的违章行为，防止非操作人员进入警戒区域，并对搭设过程中遇到的问题及时处理或报告；三是必须建立安全可靠的人员进出、材料运输通道和作业环境，禁止野蛮施工；四是搭设过程中及时对支模架的各项力学指标进行检测，例如采用扭力扳手来检测扣件是否达到要求等。

2．4支模架的验收

搭设完毕后，采用班组自检、项目部检查和公司及有关专家组共同检查的三级验收制度，对照规范和施工方案对架体进行验收，除了对有关力学性能和杆件连接形式、结构进行测试外，还必须对架体的垂直度等指标进行测量，确保支模架的安全可靠，经验收合格后再进行后续工程的施工。

3混凝土浇捣过程中的安全控制

该工程混凝土方量大约为1 400 m3左右，采用了2台输送泵进行商品混凝土的输送，分2次进行浇注。

3．1制定混凝土浇捣施工方案

虽然经过了周密的计算和采取了必要构造措施，但由于支模架高度较高，而且无法设置足够的连墙杆，如果浇捣走向不合理，也会对支模架的稳定性产生一定的影响。因此，根据施工规范的要求和施工缝留置方案，分两组人员从梁板的边缘向施工缝处进行浇捣，分层时浇捣时减少各层的厚度，尽可能做到受力均匀．同时，还配备了专门人员对混凝土泵车的行走路线等进行统一安排与协调，确保施工计划的顺利进行。

3．2建立和落实应急预案

为了处理突发事件，保证施工安全，还建立了应急预案．专门成立了应急班组，其成员由各分管分项工程的施工员带领，抽调各班组精兵强将，进行全过程观察控制及监督实施．还准备好各种应急物资，如钢管、楔子、方木、轧头等相关工具设备，发现问题及时处理。

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