高大模板支撑体系的施工技术及安全控制探究

闻 剑

随着高层建筑、超高层建筑的增多，高大模板支撑体系的应用范围不断扩大。但在应用高大模板支撑体系时，需要使其强度、刚度、稳定性符合建筑工程施工设计要求，能在起到支撑作用的基础上，维护建筑施工活动的安全性。对此，相关人员应结合高大模板支撑体系的施工技术方案，加强高大模板支撑时的安全管理，完善建筑项目模板支撑条件。

1 高大模板支撑体系概述

高大模板支撑体系简称“高支模”，在建筑领域内，水平混凝土结构模板支撑体系跨度超过18 m，高度超过8 m，且平均荷载、集中荷载不低于15 kN/m2、20 kN/m2时，均可称为高大模板支撑。高大模板支撑体系中，楼板满堂支撑、梁下支撑都会使用扣件式钢管架作为支撑体系，对于梁下支撑，钢管架支撑的基础上还需要使用顶托。

高大模板支撑体系施工中，主要材料有对拉螺栓、垫板、胶合板、扣件及钢管等，一些对支撑体系强度要求高的建筑项目，高大模板支撑体系中还需要使用钢模板。设计人员会依据模板结构、实际高度选择合适的支撑体系，常用的高大模板支撑体系包括承插型、碗扣式、门式架、扣件式及盘扣式等类型[1]。

2 高大模板支撑体系施工中的常见问题

2.1 搭设及拆模方法不完善

（1）不科学的搭设方式。高大模板支撑体系一般需要设置在承载力强、稳定的地面或地基上，并在底部布设垫板，维持整个支撑体系的稳定性。但部分施工单位未提前核查地基的稳定性，计算检测其承载力，搭设支撑体系时未加固处理地基，或是应用垫板，都会引起安全隐患。同时，高大模板支撑体系中的立杆、水平杆规格尺寸和距离设计不合理时，同样会影响支撑体系连接效果。

（2）拆模过快且无序。高大模板支撑体系施工时，混凝土强度达到一定值后需要拆除模板。拆除时间过早会导致混凝土结构受损，留下开裂隐患[2]。但在实际施工中，存在模板拆除时间过早、拆除行为无序的情况，导致混凝土结构、外观结构不符合要求。

2.2 施工操作行为不规范

高大模板支撑体系中的荷载过于集中，超过支撑体系的实际承载能力，并存在偏心荷载时，支撑体系会存在坍塌、失稳的安全隐患。造成这一安全、质量风险的主要原因是施工操作行为不规范，具体包括以下几方面。

第一，未能严格遵守高大模板支撑体系的施工方案。支撑体系中，水平杆能够侧向约束立杆，控制立杆步距，提高支撑体系的极限承载能力，若水平杆数量不合理，会导致支撑体系承载力变弱[3]。第二，地基加固、垫板安装施工操作不规范时，支撑体系会因地基沉降、变形、地面失稳等情况，无法顺利地传递支撑荷载，使得支撑体系受力分布不均，立杆受力增加，产生施工安全隐患。第三，支撑节点连接、设计不符合相关的规范要求时，会影响支撑体系的稳定性，从而引起施工安全问题。

2.3 支撑体系设计方案不合理

高度大于8 m 的模板支撑体系属于安全风险较大的施工项目，需要在设计高大模板支撑体系、拟定施工方案时，先行组织专家进行论证，确保设计方案、施工方案的可行性。但是，由于我国针对高大模板支撑体系安全、高质量施工相关的技术规范较少，因此在设计高大模板支撑体系时，设计方案的评估和论证依赖施工经验，无法准确地验证其安全性、实用性。另外，设计高大模板支撑体系时，需要考虑模板支撑自重、混凝土重量、人机荷载、风荷载及混凝土浇筑时的冲击荷载等参数，但一些荷载数据采集较为困难，若设计方案与规范要求不符时，同样会导致施工过程中的支撑体系存在安全隐患。

3 高大模板支撑体系的施工技术要点

3.1 搭设大截面梁模板

搭设大截面梁模板时，高大模板支撑体系应采用扣件式钢管支撑体系，规格为900 m×900 mm。梁模板两侧的立杆需要布设纵向、水平向的找平杆以及双钢管背楞，使其间距保持在500 mm，借助M14 对拉螺杆将其固定。

支撑体系的架体结构为满堂支撑，四周需要连续搭设竖向的剪刀撑，即在高大模板支撑体系内部，每隔4.5 m纵向、横向搭设剪刀撑，并在架体底部、梁结构底部设置1 道扫地杆和水平杆。高楼层施工，需要在架体内设置水平杆的前提下，应用安全兜网铺满水平杆区域。

梁结构侧边设置对拉螺杆时，对拉螺杆的数量需要依据梁结构的高度设置。最下一道对拉螺杆和梁底的间距应控制在150 mm，最上层的对拉螺杆和底板的间距应小于400 mm，梁模板支撑结构中部和对拉螺杆应保持400 ～500 mm 的距离。

3.2 合理设计墙模板

建筑工程中，墙模板是建筑围护工程的主要结构，该区域是应用高大模板支撑体系的重要节点。在墙模板施工时，支撑体系施工方案的主要流程如下。

第一，将墙体结构上留有的杂物全部清除，然后处理墙体模板缝隙，可用砂浆抹平墙体模板缝隙。正式安装墙体模板时，施工人员应提前安装预埋件、门窗模板和预埋件，并根据墙模板的实际厚度焊接钢筋，确保墙模板设置的垂直性、外观尺寸的合理性[4]。

第二，安装墙体模板支撑体系，同时检查施工现场墙体结构上的所有缝隙，将其填补后，进行板底支撑。在墙体结构的立柱空间内设置木方、面板和其他支撑结构，用高大模板支撑体系缓解墙体模板施工时产生的悬挑受力。在此过程中，施工人员应严格控制立柱长度，合理减少自由端长度，同时核查支撑体系中可调托端部的水平杆是否存在位移或其他情况。

第三，在墙模板施工中应用支撑体系时，相关人员应持续验证高大模板支撑施工方案的可行性，并做好隐蔽工程的核查，包括模板零件、螺栓是否存在松动等情况。

3.3 优化模板支撑体系

高大模板支撑体系施工前，施工人员应依据建筑施工中各区域模板支撑体系的时间差对建筑现浇结构进行养护，使其强度符合支撑体系施工的根本要求。然后应用已浇筑墙结构、柱结构作为模板支撑节点，并设置拉结点。

安装梁模板时，施工人员应做好钢筋绑扎工作，并为钢筋工程的其他分项工程提供施工面。对于全部跨度超过4 m的梁结构，钢筋需要起拱0.2%，以此避免高大模板支撑体系施工过程中挠度过大的现象。

梁模板的端口还应设置可拉紧的锁扣杆，同时注意预防梁口变形。模板板缝大于2 m 时，还应在施工期间用胶带将其密封，梁高度超过300 mm 时，梁侧模板底端应避免九合板作为压条，可直接用方木固定梁侧板。梁模板高度小于300 mm 时，可直接用模板结构压条，使模板支撑体系施工的抗剪度符合安全施工要求，降低施工环节的安全风险。

3.4 安装柱模板

（1）合理控制柱模板标高。为确保柱施工质量，还应重视柱模板标高的控制，应提前根据模板设计、模板结构的实际数量，计算模板标高。按照已有的柱模板高度，用建筑物柱结构设计高度减去混凝土楼板高度，然后根据计算结果，把非整体支撑体系剪裁后安装在柱模板上，使模板、支撑结构相互连接时不出现冲突。新浇混凝土时，混凝土强度达到一定值后，需要在柱模板支撑施工过程中，标注出柱模板上的标高控制线、轴线。检查无误后，现场确定立柱测线[5]。

（2）规范柱模板安装流程。正式安装柱模板时，施工人员要提前清除柱结构中的所有杂物，再根据高大模板吊装工艺，按照顺序吊装模板，将其布设在柱内，然后应用柱箍、穿墙套管稳固柱模板及其支撑体系。

3.5 拆除模板

拆除模板是高大模板支撑体系施工中的关键环节，必须给予高度重视。在此期间，为确保模板拆除时支撑体系的稳定性和安全性，还应科学地选择拆模方法，提前梳理拆模顺序，避免出现“强拆乱拆”的情况。

模板的拆除顺序：先拆除后序安装的高大模板支撑结构，然后分别拆除侧模板及其支撑结构和底模板。原因在于建筑侧模板一般属于非承重模板，而底模板还需分担建筑混凝土结构产生的自重。采用分段拆除方法时，施工人员还应注意相邻两端模板、支撑体系拆除的高差，高差值不能过大。拆除期间，还应避免混凝土结构、模板支撑体系产生碰撞，同时保护好混凝土结构的边角、外观。拆除结束后，将拆卸下的材料堆放整齐，安全存储。

4 高大模板支撑体系的安全控制措施

4.1 重视支撑体系搭设阶段的安全管理

第一，对于高大模板支撑体系施工作业，施工人员需要持证上岗，并提前接受安全教育和施工技术指导，同时遵循建筑项目的相关规定进行技术交底。记录存档后才能进入施工现场。

第二，做好材料质量管理，支撑体系的材料外观、规格和质量应符合相关要求。例如，钢管不存在弯曲、锈蚀、裂纹等情况，表面平整、光洁。

第三，搭设支撑体系前，还应在立杆底部设置垫板，垫板的强度、尺寸应符合设计值。布设高大模板支撑体系的地基工程、地面工程时，应提前进行夯实加固处理，使其整体荷载能力符合支撑体系的承载力要求。

第四，设置水平、纵横向剪刀撑时，施工人员可同步进行高大模板支撑体系的架体搭设作业，但支撑体系需要保持独立，不得与施工升降设备、塔吊设备连接。搭设期间，施工人员应加强安全防护，提前采取安全防护措施，并佩戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

第五，架体搭设完毕后，施工人员应先自检，合格后分别交由施工管理单位、监理单位检查验收。主要验收内容包括支撑体系搭设质量、支撑体系立杆步距、支撑体系底座设置、支撑体系剪刀撑设置效果及支撑体系中扣件连接的架体垂直度等。验收合格后才能进行下道工序。

4.2 加强混凝土和钢筋施工的安全监测

对于高大模板支撑体系，施工环节中的钢筋工程施工质量会影响其安全性。因此，为确保该项施工活动的安全管理效果，还应加强施工环节的安全监测。

第一，施工人员可在墙柱结构内设置L 形钢筋头及2 ～3 个支架沉降、水平看点，用于观测支撑体系的稳定性。

第二，应用检测仪测量支撑体系的水平位置、垂直度和有无沉降情况。施工时应组织专业人员检查支撑体系的架体，并检查固结点有无松动、不均匀沉降问题。发现异常数据后，应立即停止浇筑作业，排查安全隐患后继续施工。

第三，安全监测应坚持“实时监测、动态管理”的原则。例如，在混凝土浇筑时，每隔30 min 监测1 次，混凝土凝结后，安全监测频率可调整为每天1 次。

4.3 完善模板支撑体系的施工设计

高大模板支撑体系的搭设质量影响施工活动的安全性，所以相关人员应完善模板支撑体系的施工设计，规范支撑体系搭设流程，提升高大模板支撑体系的技术水平。对于地质特殊的地基工程，应全面检测其承载力，发现软土地质、不良土质后，施工人员要根据高大模板支撑体系的基础承载需求，加固地基结构，检测无误后搭设支撑体系。

施工现场还应提前布设排水沟、集水井等放排水设施，确保在降雨时能及时排出施工区域的积水和雨水，以免地基结构、底部垫板因受潮或被浸泡而导致支撑架体存在失稳问题。安装支撑架体的立杆时，应确保立杆的垂直度，立板底部应设有垫板、扫地杆。搭设完毕后，开始搭设横向的水平杆，对于支撑节点区域的水平杆，应采用“双向布设”的方式。立杆步距应严格遵守施工方案，且支撑体系架体顶部的水平杆和立杆交叉后，需要重点控制水平杆的伸出长度。

4.4 确保高大模板支撑体系设计合理性

建筑工程中，确保高大模板支撑体系设计的合理性同样有助于提升高大模板支撑体系施工的安全性。因此，相关人员应依据支撑体系技术规范、建筑行业的技术标准、国家的相关规定设计高大模板支撑结构。同时，可应用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术、大数据技术，建立高大模板支撑体系的力学模型，提前评估设计方案、结构设计的可靠性。

具体施工时，应结合现场情况全面分析现场活荷载、模板体量、其他随机因素容易引发的安全风险，记录高大模板支撑体系可能存在的荷载效应，以及当前材料的抗力数值，优化模板支撑体系设计方案。对于超高层建筑，往往会应用各类大型复杂性的模板支撑体系，为确保支撑体系施工安全，还应在设计模板支撑体系时，应用数学理论、力学理论简化设计流程，梳理荷载传递路径，分析支撑体系受力可行性后，完成复杂模板支撑体系的设计方案。

5 结语

高大模板支撑体系是建筑项目中的常用支撑结构，适用于高层、超高层建筑的支撑要求。但在应用高大支撑模板时，应结合实际情况，合理设计高大支撑模板，规范柱模板、墙模板支撑施工流程，做好高大支撑模板体系施工过程中的安全控制工作，增强施工人员的安全意识，落实安全防护措施，确保高大模板支撑体系的施工安全和施工质量。