高大模板工程施工问题分析及对策措施

摘要:近年来，在建筑施工中，高大模板支撑的使用越来越频繁。本文结合建筑工程实例，针对高大模板工程施工中存在的技术问题，进行归纳总结分析，并提出相应的对策措施，力求通过严格施工过程管理和控制，保证高大模板工程的施工安全。

关键词:高大模板；支撑体系；施工管理；对策措施

中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：

近年来，随着建筑物的日益不断扩大和复杂，在建筑施工中，高大模板支撑使用越来越频繁。但是，高大模板支撑体系施工具有极大的危险性，在施工过程中需要解决高度高、承载力低和承载荷载重等施工难题。虽然国家颁布了相关法律法规，对高大模板支撑体系的实施做了严格的要求，但高大模板支撑体系失稳造成的倒塌事故仍时有发生。造成事故的原因主要方案设计不科学和施工管理失控两大方面，下面，结合工程实例，分析了高大模板工程施工问题，并提出了对策措施。

1 工程概况

某建筑工程为五层框架结构，建筑面积为19850m2，建筑层高为4.7m，建筑总高度23.5m，属于大空间，大开间的结构布局。根据建设部(2004)213号文《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证的审查方法》规定，水平混凝土构件模板支撑系统，高度超过8m或跨度超过18m，施工总荷载大于10kN/m2或集中荷载大于15kN/m的模板，规定为高大模板。该工程结构模板属于高大模板形式的有十余处，模板的支撑体系的最高的高度达到20.8m，结构梁的最大截面为500mm×2000mm，结构梁的最大的跨度达到24m。本工程的高大模板的面板采用18厚的胶合板，梁板模板主次龙骨采用松方木，支撑采用扣件式钢管支撑体系。

2 梁模板支架立杆布置的分析和对策措施

方案中在用PKPM施工软件对450×1200梁的模板支架稳定性进行验算时，采用立杆顶托传力模式，计算简图见图1。验算时选取的技术参数如下：立杆的的纵距(跨度方向)L=1m，立杆水平连接杆的步距离h=1.5m。梁底下布置二道承重立杆，间距为0.9m，梁底的横向木方采用100×100方木，间距为300mm，立杆的顶托上牵杆采用100×100方木，钢管按照φ48×3.0的几何特征值取值。

图1 梁模板支架计算简图

验算后立杆的稳定性满足要求。但方案在梁的模板立杆布置图上，梁底两根立杆之间等间距增加一道承重立杆，作为最终施工依据，认为这样更加安全。在方案审查中注意到在梁底增加一道立杆，改变立杆之间的荷载分布，三根立杆的内力分布不是等分的。基于这种考虑，重新用PKPM的软件进行验算。立杆的内力变化对照详见表1。

表1 立杆内力变化对照表kN

从立杆的内力变化可以看出，立杆内力分布的不均衡，梁底布置三根立杆时，两侧立杆的内力值明显偏小，中间立杆内力值增加较大，这不能充分发挥三根立杆的承载力，而且在验算立杆的稳定性时，最大内力立杆的稳定性也不能满足要求。因此当计算简图改变时，应重新校核杆件的承载力，变形以及稳定性，应用数据来评价构件的安全性而不是从表面上看。

3 立杆的地基承载力的分析和对策措施

原方案对立杆基础验算中未通过试验确定地基的承载力，地基的承载力可通过标准贯入度或轻便探触法确定。另外，高支模的场地应回填高出周围的场地，在场地的四周设置排水明沟和集水井，用水泵将水抽出场外，减少场地受雨水的浸泡，造成承载力降低和立杆下沉。

对于工程中支承在地面超重的模板支架立柱，原方案根据《高大模板扣件式钢管支撑体系安全管理规定》通知要求，对于施工总荷载＞10kN/m2或集中荷载＞15kN/m的模板工程，当立杆落在地面上，须增设强度不低于C10，厚度不小于100mm的混凝土垫层的规定，仅在立杆地面场地上铺筑100厚的C10的垫层，并仅对混凝土垫层的承载力进行验算。实际上，通知中在立杆地面设置混凝土垫层，是在垫层下的原地基承载力满足要求后，增设一道增强构造。因此，除了对立杆下的混凝土垫层验算外，还要按照软弱下卧层，验算垫层下的场地的承载力(垫层混凝土的扩散角取450)，如果验算结果垫层混凝土下的场地承载力不能满足要求，应采用换填法进行地基处理，处理后的地基也应通过试验验证，满足设计承载力的要求。

图2 梁板模板底构件布置图

4 高大模板支撑体系的构造存在问题的分析和对策措施

4.1 高大模板的板的短木撑的存在

施工现场的高大模板搭设中，存在着梁板衔接处的模板支撑，局部用短木支撑在梁底横向木方上的现象，在模板面上冲击荷载作用下，短木支撑极易坍塌。从现场看，存在此问题基于两个方面的原因：一是施工现场的板模板支撑，未严格按照专项方案梁板支撑平面布置图施工，布置梁侧的板立杆时，由于这排板的立杆距离梁立杆较近，操作不便擅自取消，由于没有这部分的板支撑，在搭设板的模板时就用短木支撑在梁底横向木方代替。二，由于梁模板安装先于板的模板安装，在布置梁底木方时，未考虑到梁侧板立杆的平面位置，使得布置板立杆时会与梁底木方冲突。因此，在搭设高大模板支撑立杆时，应严格按照专项方案中梁板支撑平面布置图施工，在布置梁底横向木方时，应避开梁侧立杆的平面位置(见图2)。

4.2 周边既无建筑物或者构件间距太大时，架体与建筑物连接方式需在规范条文基础上补充与完善

满堂模板支撑架与结构物可靠的连接，是架体抵抗水平力的重要措施。《高大模板扣件式钢管支撑体系安全管理规定》通知中(以下简称通知)，要求架体与建筑物形成可靠连接的表述：…竖直方向，按每层楼层或沿柱高不大于4m设置一道连墙件，水平方向每3步设置连墙件。

(1)屋面梁板主梁截面均为450mm×1200mm，，梁间的线荷载为20.29kN/m＞15kN/m，属于高大模板。模板支架的平面尺寸为17.7m×26.1m，架体的高度为4.7m，架体的四周有钢筋混凝土结构柱，柱子的横向间距为15.3～16.1m，纵向间距为4～4.6m。模板架体与建筑物的拉结，除了通过刚性抱柱件与架子的水平钢管连接外，考虑到柱子构件之间的横向间距较大，需要在柱子之间设置格构柱，格构柱由支架平面的四根钢管组成一个框格，每步水平杆的平面以及相邻水平杆平面之间设置一道剪刀撑。格构柱在框架柱间，横向每4m左右设置一个、纵向对齐形成成排成列的网格，然后沿排沿列设置竖向剪刀撑。

(2)平屋面西向梁板从柱边悬挑4m，架体的高度为18.8m＞8m，属于超高高支模架体。模板架体的长度25m，宽度4m，架体的一面长边与二面的短边周边有结构构件(柱，梁板)，另一长边临边，无结构构件。架体在与结构构件连接上，除了在架体三面用连墙件与结构构件刚性拉结外，临空一面用钢丝绳拉住架体，以增强架体的稳定性。

4.3 模板架体设置剪刀撑构造要求规范条文选择

模板支架上设置剪刀撑的构造要求的现行规范有：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001/J84-2001(2002年版)第6.8.2条和《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162－2008第6.2.4条第5款以及通知中第十一条第三点。这三个条文要求设置剪刀撑的构造要求不尽相同。方案在选择规范条文上有一定的局限性。

首先，在架体上设置剪刀撑是使构造架体接近“几何不可变结构”，因此，提高架体接近“几何不可变结构”的程度，是选择规范性条文和增加新的构造措施的标准。按照这个标准，调整后的专项方案对架体的剪刀撑设置的要求有：