房建工程高支模施工技术应用研究

高 敏

（中铁十四局集团第三工程有限公司，山东 济南 250300）

0 引言

目前，在高层建筑施工过程中，高大模板支撑体系应用广泛。将高支模技术应用在工程施工中，能有效降低施工成本，缩短施工工期。然而高支模技术在具体实施过程中容易出现坍塌风险。为确保施工质量，杜绝安全隐患，本文结合工程案例，对高支模技术在工程施工中的安全校核及实施要点进行分析，供同行参考。

1 工程概况

昌吉州玛纳斯县石玛兵地融合发展试验区（二期）标准厂房建设项目16#标准厂房一层层高为5.76m，二层层高为4.5m，架体高度共10.26m，楼板厚150mm，混凝土强度等级为C35，该模板达到高支模工程施工条件。支撑体系搭设在基础车库顶板上，顶板厚度为200mm，混凝土标号C35；地下车库层高6.595m，防水板混凝土标号为C40，车库顶板盘扣架纵横向间距为900mm，剪刀撑距地350mm。

高支模板区域为9-10 轴交E-F 轴、9-10 轴交H-J轴、12-13轴交E-F轴、12-13轴交H-J轴（8.4m×8.4m），四个区域高支模板层高10.26m。每个高支模板区域面积为70.56m²，合计面积为282.24m²。

2 高支模体系安全校核

该工程中使用悬挑扣件式脚手架，将工字钢作为水平梁，组建悬挑模板支撑体系，通过扣件式钢管来对模板进行支撑，钢丝绳向上进行斜拉，钢管在下部进行斜支撑。为了验证高支模施工的安全性，需对支撑架体系进行受力分析和应力校核[1]。

2.1 模板面板校核

模板面板校核相关性能指标见表1。

表1 模板面板校核相关参数

2.1.1 面板受力计算

按三等跨连续梁，取1m 单位宽度计算面板静截面抵抗力。

式中：W——模板静截面抵抗矩；

B——模板面板厚度；

H——模板支架高度；

I——面板截面惯性矩。

承载能力极限状态：

正常使用极限状态：

式中：q1静——模板静荷载；

q1活——模板活荷载；

G1k——模板及其支架自重标准值；

G2k——混凝土自重标准值；

G3k——钢筋自重标准值；

τ——抗剪强度设计值；

q——作用在面板上的压力。

面板受力计算简图如图1所示。

图1 模板面板受力计算简图

2.1.2 面板受力校核

（1）强度验算

式中：Mmax——模板最大弯矩；

q1静——模板静荷载；

L——模板支架纵向长度；

σ——允许抗弯和抗拉强度；

W——模板净截面抵抗矩。

最大抗变和抗拉强度σ计算结果满足《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ 162-2008）要求。

（2）挠度验算

式中：Vmax——模板最大挠度值；

E——面板弹性模量；

q——作用在面板上的压力；

I——面板截面惯性矩。

最大挠度值Vmax=1.034mm≤min{400/150，10} =2.667mm，满足《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ 162-2008）要求。

2.2 主梁强度校核

主梁校核相关指标见表2；主梁受力简图如图2 所示；主梁弯矩图、剪力图、变形图分别如图3～图5所示。主梁自重忽略不计，主梁2根合并，其主梁受力不均匀系数=0.6，则单根主梁所受集中力为Ks×Rn，Rn为各小梁所受最大支座反力。

图2 主梁受力简图

图3 主梁弯矩图（单位：kN·m）

图4 主梁剪力图（单位：kN）

图5 主梁变形图（单位：mm）

表2 主梁校核相关指标

（1）抗弯验算。模板的弯矩强度：σ=Mmax/W=0.145×106/4490=32.275N/mm2≤[f]=205N/mm2，符合《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）要求。

（2）抗剪验算。模板最大挠度值Vmax＝2.125kN；抗剪能力最大值τmax=2Vmax/A=2×2.125×1000/424＝10.025N/mm2≤[τ]=125N/mm2，计算结果符合《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）要求。

（3）挠度验算。挠度Vmax＝0.012mm≤[V]＝min[L/150，10]=min[250/150，10]＝1.667mm，符合《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）要求。

2.3 立杆强度校核

立杆稳定性指标见表3。具体校核计算如下。

表3 立杆稳定性校核相关指标

（1）长细比验算

hmax=max(ηh,h′+2ka) =max(1.2×1500, 1000+2×0.7×500)=1800mm；hmax/i=1800/15.9=113.208≤[λ]=150；符合《建筑施工承插盘扣式钢管支架安全技术规范》（JGJ 231-2021）要求。经过查表可得：φ＝0.386。

（2）风荷载计算

Mwd＝γ0×φc×γQ×Mωk=γ0×φc×γQ×(ζ2×ωk×la×h2/10)＝1.1×0.6×1.4×(1×0.058×0.8×1.52/10)＝0.01kN·m

（3）稳定性计算

以上符合《建筑施工承插盘扣式钢管支架安全技术规范》（JGJ 231-2021）要求。

3 高支模施工技术要点

3.1 模板施工

（1）柱模板。依照相应的定位柱轴线及边线进行定位筋的焊接作业，对模板进行定位。在该工程中，采用15mm的木胶板作为柱模板，依照柱体截面尺寸对模板进行配置，于接口位置进行开槽处理，要求梁底必须能够实现与侧模及槽边的有效连接[2]。使用Ф48×3.0钢管对箍筋进行固定，柱箍每500mm一道，底部第一道柱箍在安装时应与地面保持200mm的距离。对于端口相对较大的柱体，可以在中间部分设置Ф12mm 的对拉穿墙螺栓拉结，确保其间距不超过0.5m，以最大限度保障模板体系的稳定性。安装前，必须对模板的平整性进行检查，如果平整性无法达到施工要求，可以在模板下口处铺设厚度为10～20mm 的水泥浆，避免漏浆引发的柱底烂根问题。

（2）梁模板。梁模板施工需借助相应的定位桩，于现浇板上弹出轴线，确定好梁边线，完成架体搭设后进行水平线标注。立柱距地面350mm 设扫地杆，以上每隔1.5m 设一道横杆。搭设梁模支架之前，在立杆下脚要铺设通长木板（50mm厚，200mm宽）。

若梁体的长度在4m以上，梁底模按2‰起拱，悬臂梁按悬臂长度的4‰起拱。梁底上托边长尺寸为170mm×150mm，钢板厚度为5mm，顶托丝杆外露长度不大于300mm。底模次楞采用40mm×70mm 木枋，间距不大于100mm。

（3）楼模板。模板支架系统采用Φ48×3.0mm 盘扣式钢管现场搭设，立杆纵向间距为900mm，横向间距为900mm，水平杆步距1500mm，在距离地面350mm左右的位置，设置相应的扫地杆。架体搭设在基础防水板上，楼层地面支柱模板前垫50mm×200mm 垫木，增大受力面积。在立杆上超出水平线，根据计算出的楼板底标高调整调节螺杆达到设计标高的要求[3]。支架搭设完毕后，根据给定的标高线，通过调节螺杆将龙骨顶面调到设计标高，次龙骨选用40mm×70mm 木枋，间距为200mm，主龙骨选用Φ48×3.0mm 钢管，主龙骨间距同立杆。

3.2 配件施工

（1）立杆的施工：纵向扫地杆应固定在距底座上皮不大于350mm处的立杆上。如果立杆基础在不同的高度上，需要将高出的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆进行固定，高低差需小于1m。必须对立杆的垂直度偏差进行严格控制，确保其不超过50mm，同时在每一根立柱的底部，安设垫板及底座，而垫板厚度必须大于50mm。

（2）水平杆的施工：盘扣架设置纵横向水平杆，水平拉杆每1500mm 一道，最上层水平杆距楼板小于1000mm。

（3）剪刀撑的施工：盘扣架搭设过程中，在扫地杆距地350mm 处设置第一道水平剪刀撑；在一层板底距地5000mm位置处设置第二道水平剪刀撑，在二层板底距地9500mm位置处设置第三道水平剪刀撑；每个高支模区域四周设置连续通长竖向剪刀撑[4]。

（4）扣件的施工：应该将扣件螺栓的方向保持一致，拧紧力矩控制在40～65N·m，如果是抗滑扣件，需要尽可能顶紧，安装完成后由专业技术人员进行检验。

（5）防护栏的施工：防护栏包含了上下横杆以及栏杆等构件，需要与地面保持一定距离，以上横杆为例，与地面的距离应该控制在1.0～1.2m，防护栏需要搭配密目式安全网，保障良好的密封效果，安全网需固定在脚手架立杆内部。若孔洞尺寸小于1.5m×1.5m，可以利用盖板进行覆盖，若尺寸偏大，需要在四周设置墙体以及其他防护设备。

3.3 施工现场监测

由于立杆受力较大，需对其进行沉降监测和轴力监测，且需详细记录数据变化，最不利点的监测值如图6、图7所示。

图6 立杆沉降量监测曲线

图7 立杆轴力监测曲线

由图6可知，立杆的最大沉降量为5.47mm，低于规范中的8mm，低于80%的预警线。通过观察监测数据发现，高支模技术不仅安全性能强、效率高，并且支架体系的稳定性也比较强。

由图7 可知，立杆最大轴力为22.12kN，立杆截面积为4.89cm2，最大压应力为117.2MPa，远远小于抗压强度的应力允许值205MPa，可见立杆强度处于安全状态。

3.4 高支模模板的拆除

在高支模拆除之前，需确定混凝土的拆模强度，在上部高支模混凝土浇筑满足28d，或混凝土强度符合要求后，才可拆除模板。对于模板和拆除的构配件必须妥善堆放，及时清运，避免发生安全事故。在拆除时，应自上而下进行，先拆除非承重模板，再拆除承重模板支撑。

4 结束语

在房建工程施工中，高支模施工质量直接影响到工程质量与经济效益。高支模施工一定要严格按照相关规范和设计要求进行，施工前需对主要部件进行严格的安全性校核，在施工过程需严格按照施工技术标准控制好高支模施工质量，并作好现场立杆的沉降及轴力监测，在保证施工质量的情况下，杜绝安全隐患，使高支模施工能够顺利完成。