摘要:现代建筑工程建设规模及标高不断增加,给模板工程施工提出更严格要求,高支模技术应运而生。因施工过程繁琐、应用难度较高,高支模施工技术优势发挥必须在严格现场技术及安全管理的基础上实现。本文总结房屋建筑中高支模施工技术要点,并引入具体案例,对高支模施工经验及其技术优势做详细说明。经实践验证,严格的施工技术、质量管理搭配高支模施工技术能够有效提高房屋建筑建设质量,值得对其施工技术体系做系统化总结。
关键词:房建工程;高支模施工技术;技术管理
引言:高支模施工技术为模板工程建设中的一项新技术,在高层建筑及大跨度房屋建筑工程中应用广泛。技术实践过程中需有效搭建模板支撑体系,以此承担建筑钢筋混凝土结构产生的荷载,进而提高建筑稳定,优化空间美观性。高支模施工技术的合理运用可帮助提升施工效率及质量,节约施工成本并美化建筑外观,然而因高支模体系受力情况复杂、整体性强,并涉及大量高空作业,技术实践难度较高,合理、详细制定施工方案才能保证高支模施工技术优势充分发挥。
1高支模施工技术特点
高支模施工技术即在大规模框架结构建筑中,采用较高高度的钢筋构件搭设支撑体系,以满足大规模混凝土工程施工的需求,工程实践中,标高在4m以上的模板支架均属于高支模。高支模施工需依照具体施工需求搭设水平、竖直及纵向支撑,若支架高度达到8m,还需辅以支撑强化措施,确保整个高支模体系稳定。
高支模施工技术特点有三:
第一,危险性较高。高支模施工技术多被用于高层建筑、超高层建筑及结构特殊的大跨度建筑当中,因适用场景特殊,涉及较大比例的高空作业,导致施工安全风险增加。
第二,灵活性不足。高支模支撑体系中使用的钢筋构件多长度较大,因技术体系成熟度有限,高空作业中钢筋构件施工灵活度欠缺,对施工人员技术水平提出极高要求。
第三,施工难度大。高支模施工中采用的构件多为循环使用,因此在结构稳定后,需将相关构件可靠拆除,这使得高支模施工技术难度进一步增加。
因以上特点的存在,高支模施工技术的应用必须详细掌握其施工技术要点,配合完善的质量及安全管理措施,尽可能降低高支模施工过程各类风险的发生。
2高支模施工技术要点
2.1技术要点
2.1.1施工准备
首先,施工材料准备。高支模施工工艺流程复杂,对施工质量要求严格,准备阶段的材料管理除进行质量检验外,还应确保各类施工材料的规格、型号、数量等与设计要求充分符合,并合理安排材料存放点,方便现场拿取。例如,模板材料需提前进行张拉度及强度检测;检查各类钢筋构件的强度是否达标,有无锈蚀或变形问题存在,及时矫正或更换新材料。
其次,施工参数优化。精确选择施工参数能够最大程度降低高支模施工风险的发生,参数选择过程,需结合房屋建筑特点及现场施工条件,详细计算高支模安装高度、模板施工面积等,并引入BIM技术,对高支模施工方案做建模分析,及时排除施工矛盾点,避免后期引发质量或安全事故。
再次,加强测量放线。高支模施工前,开展测量放样工作,使用经纬仪进行辅助,确保测量放线精度。
最后,现场地基处理。科学处理回填土,采用分层填筑的方式,逐层回填并夯实,避免施工过程出现合理范围之外的地基沉降问题,确保高支模体系稳定。
2.1.2脚手架搭设
高支模施工技术多与满堂脚手架体系相结合,因此本文以满堂脚手架为代表,介绍其搭设技术要点。
(1)搭设准备。脚手架搭设之前,搭设方案需通过专家论证及现场审核,组织施工技术人员及典型施工人员进行技术交底,详细了解脚手架搭设要点及注意事项;进行现场清理,清除地表杂物并将施工区域整平,结合现场情况确定是否需进行地基加固;检验钢管、扣件等材料质量、型号、数量等是否符合施工要求,分类摆放方便取用。
(2)搭设流程。①进行测量放线,依照工艺要求自下而上进行脚手架的搭设。②搭设水平杆。水平杆搭设位置为可调顶托的立杆顶部,按照图纸中的距离参数,在扫地杆与水平杆之间预留适当距离,依照步距在横向及纵向上均应设置水平拉杆;纵向水平杆的长度不应小于3跨步,交错安装扣件,确保体系稳定;相邻纵向水平杆的接头不应设置在同一跨距内,要求错开距离不低于5cm,接头与节间距不得超过1/3倍纵距;横向水平杆安装在各主节点位置,使用直角扣件固定,各扣件间距不应大于1.5cm。③搭设立杆。立杆扣件也应交错布置,相邻立柱节点不应位于同一跨步,且将接头错开,其间距离不低于5cm;立杆的固定可采用扣件连接或加绑副立杆两种方式进行,板面位置立杆的搭设需在各立杆底部安装底座,常用底座规格为300×300×50mm。④搭设扫地杆。满堂脚手架扫地杆包括横向和纵向两部分,使用直角扣件将纵向扫地杆固定在距立杆底座20cm以内的位置,其下方的立杆则与横向扫地杆相连;若施工过程立杆高度不一,需将高处纵向扫地杆延长至低处并与立杆固定。⑤剪力撑设置。脚手架四周及中间横纵方向全高全长从两侧开始,每3~5m设置剪力撑,其斜杆与水平杆之间使用旋转扣件固定,要求扣件中线距主节点距离不超过150mm;斜杆与立面夹角应保持在45°~60°;若为45°,跨越立杆数量不得超过7根;若为60°,跨越立杆不得超过5根[1]。
2.1.3高支模安装
高支模安装也为高支模施工的重点环节。模板拼接完成后,依照设计图纸在适当位置预留清扫口,全面检查模板垂度、水平度、对角线、尺寸外观是否合格。安装过程,首块模板需使用铁丝将其与混凝土体固定。柱模板安装需从上下两侧的柱箍开始,然后再安装其余柱箍,及时检查并校验柱模板的轴线位移、垂度等,自清理口清除模板内杂物,然后将其可靠封闭。梁模板安装在柱之后进行,使用墨水在柱结构上弹线,标注梁轴线及水平线位置。梁底设置横木,采用拉线方式进行梁底模板的安装,严格把控起拱高度。模板安装精度检测合格后,再使用扣件进行固定。楼板模板安装在脚手架搭设完毕后,基于原水平线进行支托标高及起拱高度调整,然后进行模板敷设,使用铁钉将模板与龙骨可靠固定。铺装完毕后使用水平仪等工具进行平整度及标高检测。
2.1.4混凝土浇筑
现代房屋建筑工程高支模施工中多采用商品混凝土,以对混凝土材料的各项性能参数做精确控制。采用泵送方式进行混凝土运输,过程中重点控制混凝土叠放高度及振捣操作。其中,混凝土堆放高度一般不应超过150mm,且需确保堆载均匀,严禁出现超载问题。梁结构的混凝土浇筑需从中间点开始,向两侧依次延伸。
2.1.5高支模拆除
高支模拆除依照先支先拆、后支后拆、先非承重后承重、先侧向后竖向、先上后下的原则进行,如先次梁模板,再侧梁模板,后主模板。拆模前,混凝土体的强度需达到有关标准的要求。若混凝土跨度在8m及以上,混凝土强度需达到设计强度的95%以上才可进行拆模作业;若跨度小于8m,强度达到设计值的75%即可将模板拆除。
在拆除多层楼板支柱时,若上层楼板浇筑施工未完成,禁止将下层楼板的模板拆除。若在拆除过程发生较大的结构扰动,需停止施工,查找原因并处理后,继续拆模作业。注意现场拆模必须在取得技术管理人员及监理工程师审核通过后才可进行。
高支模体系中,大多数构件均可循环利用,因此在拆模过程中,需遵循轻拿轻放的原则,搭建临时作业平台,将各类构件分类摆放,并及时开展表面清理、维修工作,将处理好的构件运输至统一地点妥善保存,方便后续工程使用。
2.2现场管理
2.2.1质量管理
(1)完善管理制度。质量管理制度是高支模施工质量管理的核心方案,其内容必须涵盖高支模施工的整个流程,并添加施工质量风险控制模块。例如,在编制管理制度之前,采用专家论证法,结合施工方案及现场调研结果,对高支模施工过程可能出现的质量风险做充分预估,设计相应的质量风险防控方案。
组建专门的施工现场质量监管小组,选派专业人员对高支模施工做全程监控,确保施工作业合理、规范进行。
(2)强化过程管控。施工前,对高支模施工过程涉及到的全部材料进行质量抽检,严禁将不合格材料应用到高支模施工过程中。对施工参与人员进行资质审核,优先选取具备有关技术资格且施工经验的丰富的人员参与施工活动。高支模拆装过程中,严格依照有关技术要求开展施工作业,做好安全防护措施,避免造成模板、支架等结构破损。
(3)重视质量验收。高支模施工各个环节及该模块全部施工任务完成后,均需及时开展质量验收活动,由施工部门、质检部门及监理部门相配合,逐级开展质量查验,质量验收通过后再开展后续施工作业。质量验收过程的核心参考为施工方案及各项规范性文件,如:高支模模板安装质量验收需依照《混凝土结构工程施工质量验收规范》进行。
2.2.2安全管理
(1)技术培训。高支模正式施工前,对有关人员进行技术培训,以组建一支专业能力强、综合素质高的施工团队,规避各类人为因素对高支模施工质量及安全造成的影响。高支模施工中的技术人员必须具备相应技术资格,通过技术交底,详细了解图纸设计意图及施工重难点,以便在具体作业中予以重点关注。若施工过程出现异常问题,需及时向技术人员及管理人员反映,寻求合理的解决方式。施工单位及技术人员需对施工方案做深入分析和讨论,不得随意更改施工顺序。
(2)安全网架设。高支模施工过程涉及大量高空作业,为保证人员安全,施工过程需在适当位置设置安全网,确保其标高与步距科学。具体施工中,安全网一般设置在架体各4~5m位置,在架体外部设置支撑结构,适当提高安全网的密集型,以确保施工过程安全。
(3)现场排水。排水作业主要影响高支模施工基础的稳定性,施工区域内需设置排水明沟及暗渠,确保整个施工区域的干燥性。
(4)混凝土浇筑。混凝土浇筑除依照常规技术标准进行,还需根据高支模施工实际情况,对施工方案做细化调整。例如,当高支模施工架设主体标高较大时,现场浇筑至设计标高的70%~85%左右,需降低混凝土泵送压力,低速缓慢进行混凝土浇筑,以削弱浇筑作业对模板结构的冲击。
(5)受力分析。高支模体系受力情况非常复杂,加强受力分析并制定相应的技术保障措施能够有效提升高支模施工的安全性。例如,若建筑主体结构设计为体外剪力撑、超水平剪力撑或纵向剪力撑,且荷载水平较高,可在檐口、梁下等位置进行应力分解,以对第一、第二道横杆做有效保护,同时为现场沉降观测提供方便。
(6)土方回填。严格控制土方回填厚度,若回填厚度较大,可使用压路机进行压实,以提高模板标高,有效控制沉降程度。
3高支模施工技术应用
3.1工程概况
某商业综合体项目建设面积10.23hm2,总建筑面积28.37万m2,由零售、高级办公等业态构成。该项目基坑为285×180m的矩形,高支模施工技术主要应用在项目各区域的悬挑结构上,覆盖建筑面积约4503.2m2,因各区域结构差异,高支模模板高度包括多种类型。
该项目模板工程采用木夹板的模板类型,其厚度在18mm,使用100×50mm的木方背楞,配合钢管脚手架及对拉螺栓构成支撑体系。其中,侧墙支撑结构及满堂脚手架采用的钢管型号均为φ48×3.6。
项目高支模施工可分为两个模块。第一模块位于建筑裙楼北侧及西侧,该位置基础结构边坡的坡度较大,可能给高支模施工稳定造成一定影响。因此在正式施工前进行边坡治理,采用降土处理的方式,安装4个拉梁,以形成架空结构。该模块的高支模高度分布在12.5~22.5mm之间。第二模块位于建筑裙楼南侧,受原本地形影响,高支模施工前需进行地面整平,使用模板标高在13.5~18.5m之间。
3.2施工方案
3.2.1基础处理
第一模块的基础处理依照现场边坡特点,将其划分为3个施工段,使用挖机进行土层夯实,后浇筑厚度为100mm的C20混凝土进行密封处理。脚手架搭设之前,在基础位置安装50×250×3000mm的脚手板,提高脚手架稳定性。
第二模块施工区域的边坡高低差较大,为提高满堂脚手架搭设质量,同样需进行基础处理。使用挖掘机进行边坡修整和土层夯实,夯实系数在0.94以上。另外为避免发生架体沉降,在土层表面浇筑100mm厚的C20混凝土,并在垂直方向铺设脚手板。
3.2.2工艺选择
脚手架搭设采用弹十字交叉线的方式确定杆件安装位置,具体搭设工艺包括扫地杆安装、竖杆及扫地杆连接固定、水平杆安装、临时斜撑杆安装、大横杆固定、脚手板敷设、混凝土浇筑、模板拆除等。
3.2.3脚手架搭设
该项目采用满堂脚手架,在梁底两侧200mm位置安装杆件,依照梁结构实际跨度确定梁底立杆数量,且要求立杆间距不超过设置间距。立杆完成之后进行横杆施工,自梁两侧250mm处进行,要求排布间距不超过计算间距。在垂直立杆安装过程中可能会出现一定偏差,需控制其不超过1/200倍架高,且相邻立杆的接头位置处于同一步距。若施工过程发现立杆底部高度不同,处于高处的纵向扫地杆应向低处延伸至少2跨的距离,保证最后的高低差不超过1m,且立柱距上边不小于0.3m。低杆底部支座的垫板厚度设置为50mm。
结构主梁及次梁底部均设置1道承重立杆,使用钢管型号为48×3.6mm,各承重立杆间距在1.5m左右,横距则按照梁截面积确定。一般情况下,梁底水平杆的步距不应超过0.5m,可在梁底立杆处添加扣件,提高结构抗滑性能。
3.2.4模板检验
架体搭设完毕后,依照JGJ130-2011和JGJ162-2008的要求对各道工序做质量检验,重点查看立杆下部基础的夯实程度、垫木设置情况、底座设置情况、顶托螺栓伸长程度、立杆垂直高度及步距等内容[2]。该项目高支模板检验方案如下:
首先,模板及支架设置完毕后,由施工团队做初步质量检测,检测合格后提交书面验收申请。
其次,项目部质量验收小组接到申请后开展现场验收活动,要求施工团队负责人、质量管理、技术管理等部门共同参与,详细记录高支模板质量检验过程,合格后出具相关报告提交至监理部门。
最后,监理部门在安监站的配合下进行最终验收,若合格出具书面证明,之后可进行混凝土浇筑作业。
3.2.5混凝土浇筑
该项目混凝土浇筑全程在质量监管人员的监督下进行,浇筑过程中实时观测架体结构位移及变形情况,若位移或变形程度超出合理范围,立即停止混凝土浇筑做加固处理,处理达标后继续混凝土浇筑作业,以确保高支模体系的稳定性。混凝土建筑过程禁止将磨盘搭设在非高支模区域内,以免混凝土泵送管来回摆动影响高支模体系稳定。
3.3效果评估
该项目因结构复杂、高支模施工规模较大,在正式施工之前即开展了充分的现场调研及风险预估工作,详细制定高支模施工现场管理方案。因高支模施工过程技术管理、质量及安全管理严格,施工过程未出现任何明显的质量或安全问题,高支模各项质量检验均为一次性通过。项目竣工后得到业主方及业内的一致好评。目前该项目已投入使用2年之久,未出现任何结构质量问题,高支模施工技术在提高建筑施工质量方面发挥出突出作用。
结论:大规模、复杂性建筑工程数量的增加给高支模施工技术创造了更广的发展空间,通过施工实践经验总结,高支模施工本身所具备的危险性高、灵活性不足、施工难度大等特点成为该技术实践应用的主要阻碍。为充分发挥高支模技术优势,施工过程需加强技术监管,重点关注施工准备、脚手架搭设、模板拆装等环节,确保高支模施工质量及安全水平达标。
参考文献:
[1]王欢,龚晓,王志丹,等.高支模施工技术应用研究[J].城市住宅,2020,27(01):121-122+125.
[2]朱迪明,郜清宇.建筑工程中高支模施工工艺及施工技术研究[J].住宅与房地产,2019(33):162.