鋼管扣件式高大模板支撐架技術在泵房結構施工中的應用

王桂生

（廣東省建筑工程集團有限公司 廣州510010）

0 引言

在目前城市建設中，公共基礎設施為滿足室內空間及視覺要求或為匹配內部設備尺寸，故而盡可能減少豎向支撐，在其上部梁板大量使用大跨度、大截面混凝土結構形式。此種建筑結構類型混凝土施工困難，危險系數比較高，對混凝土模板支撐架的要求也比較嚴格?？奂戒摴芨叽竽０逯渭芤蚱浣Y構的強度、剛度及穩(wěn)定性均能符合支撐體系要求，且具有承載力大［1］、搭設靈活、裝拆簡便、通用性好、適用范圍廣等優(yōu)點，近年來在各種類型的建筑物結構施工中被廣泛采用。

1 泵房結構施工案例

1.1 大跨度、大截面混凝土結構概況

汕頭市某大型紡織印染環(huán)保綜合處理中心項目，主要建設包括8萬t/d水廠、泵站泵房、園區(qū)道路、通用廠房、管理中心、熱力工程、長距離輸水管以及配套設施等。大跨度、大截面混凝土結構位于給水廠送水泵房部位，面積約為28.9×8.5≈245 m2，如圖1所示。

1.2 混凝土結構施工規(guī)劃部署鋼管扣件式高大模板支撐架

圖1 高支模區(qū)域示意圖Fig.1 Schematic of the High-support Scaffolds Area

泵房頂部的混凝土結構施工采用鋼管扣件式高大模板支撐架技術，支撐體系起搭于厚度為600 mm的地下室底板，地下室底板標高-3.15 m，送水泵房屋面結構板（厚130 mm）標高+6.90 m，模板支撐高度達到10.05 m。

屋面結構板支撐體系采用48.3×3.6鋼管扣件式支撐架，鋼管的橫向間距取900 mm，鋼管的縱向間距取900 mm，立桿步距取1.50 m［2］。

梁截面尺寸分別為：WKL2（7）：250 mm×500 mm、WKL4（1）：300 mm×900 mm，同樣采用48.3×3.6鋼管扣件式支撐架，但縮短鋼管橫向間距為450 mm，鋼管縱向間距900 mm，立桿步距1.50 m［2］。

2 支撐架技術的具體應用

扣件式高大模板支撐架系統(tǒng)的承載體系由立桿、大小橫桿、3種扣件和底座組成，因構件尺寸、搭接方式位置角度等比較復雜［3］，且支撐混凝土模板的鋼管扣件式支撐架的搭設高度達到10.05 m，超過了《建辦質［2018］31號文》規(guī)定的8 m高度，屬于超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程范疇，需要組織相關專家進行專項論證，并嚴格按照鋼管扣件式高大模板支撐架的搭設程序進行。

2.1 施工準備

在正式搭設模板支撐架之前，對施工工人進行統(tǒng)一的技術交底和安全交底，形成記錄歸檔；對進場的模板支撐架的桿件、配件進行嚴格的檢查；為已澆筑完畢的混凝土面進行保護，在地下室底板預先滿鋪一層多層板。

2.2 搭設施工

先測量放線確定頂板梁位置，根據梁的位置確定立桿位置，搭設示范單元，經監(jiān)理驗收合格后正式展開搭設工作。在確保項目支撐系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性、滿足現行相關規(guī)范指標數值要求的前提下，嚴格控制鋼管及配件的用量，合理安排人工進行搭設施工，保證施工效率同時兼顧安全。以下以泵房梁WKL4（1）：300 mm×900 mm為例。

模板支撐體系隨結構施工進度搭設，滿堂架隨搭設隨與結構進行拉接。剪刀撐、橫向斜撐、模板支撐體系之間的構造桿件等應隨模板支撐架的搭設而同步搭設，如圖2所示。

圖2 模板支撐體系搭設正立面Fig.2 Front Elevation of the High-support Scaffolds

作為體系重要組成部分的掃地桿，即最下層水平拉桿，縱橫2個方向設置在支撐體系的底部，位置離地下室底板高度控制在200 mm以內（含200 mm）［4］。沿“A～D”橫軸方向及“1-5”縱軸方向每間隔1 500 mm增加設置1組水平拉桿，在可調支撐托座的立柱頂端增設1組水平拉桿，同時在最頂部2組水平拉桿中間增設1組水平拉桿。

因泵房頂板結構模板支撐架高度達到10.05 m，如圖3所示，其頂端和底部按規(guī)范要求均須安裝1組水平剪刀撐，同時為滿足剪刀撐之間間距不大于4.5 m的要求，本工程共設置3組水平剪刀撐，與拉桿配合共同保證整體的強度、剛度和穩(wěn)定性［5］。

圖3 模板支撐體系搭設側立面Fig.3 Side Elevation of the High-support Scaffolds

豎向剪刀撐在支撐架四周從底到頂、內部沿“A～D”橫軸方向及“1～5”縱軸方向由底至頂與地面夾角45°連續(xù)設置，間距同樣控制在4.5 m以內。另在縱向和橫向相鄰的2個豎向剪刀撐之間增加“之”字型斜撐，以確保支撐系統(tǒng)的整體縱向剛性［6］。

2.3 借助已澆筑混凝土結構增加支撐架系統(tǒng)剛性

高支體系的搭設充分利用已過養(yǎng)護期、強度已達到設計要求的剪力墻、柱和梁進行拉桿安裝，保證水平拉桿端部能與已有混凝土結構接觸的均做到牢固頂緊，如圖4所示。

圖4 水平桿與結構墻頂緊示意圖Fig.4 Schematic Diagram of Horizontal Bar Close Contact with Structure

2.4 確保支撐系統(tǒng)獨立

扣件式高大模板支撐架系統(tǒng)在使用過程中應保證體系獨立，杜絕與塔式起重機、物料提升機和施工升降機等起重設備鋼結構架體機身及其附著設施產生任何形式的連接，同時也不與施工棧橋、腳手架、工作平臺以及物料周轉料平臺等鋼結構架體相連接。

2.5 檢查與驗收

鋼管扣件式高大模板支撐架搭設過程中有4種情形必須由甲方代表或監(jiān)理會同總包及專業(yè)施工公司進行過程控制及驗收：支撐架系統(tǒng)搭設前、混凝土作業(yè)層荷載施加前、結構達到設計高度后、遇到異常天氣大風六級或以上等級以及大雨或以上等級降水后。模板支撐架搭設完畢后需由上述單位聯合驗收并簽字后方可使用。

2.6 施工監(jiān)測

為規(guī)避高大模板支撐架事故，根據倒塌形式和破壞機理，在泵房內設置8個觀測點對支撐架進行豎向位移、立桿傾斜角以及桿件內力監(jiān)測［7］，在鋼筋綁扎和混凝土澆筑過程中不間斷監(jiān)測，如檢測結果出現異常，立即停止施工并對體系采取相應加固措施。

3 支撐架的使用

支撐架的所有基本構件、連接緊固拉桿、整體性桿件以及安全防護設施在任何情形下均不得隨意拆除，確實因應其它施工的空間需求必須臨時拆除的情況，必須經過充分論證并采取相應補償措施，且在該施工完畢后及時恢復原狀。

施工工人在支撐架上進行相關作業(yè)前，先行檢查影響安全作業(yè)的問題，在排除后方可作業(yè)。鑒于澆筑混凝土作業(yè)時，混凝土沖擊力及自重產生對支架系統(tǒng)的活荷載變化幅度較大，而不同的澆筑線路對支架系統(tǒng)支撐桿件承受的應力也有差異［8］，必須考慮最不利的荷載組合，驗算搭設構造受力極限。另安排專人在混凝土澆筑過程中進行嚴密觀察，若架體出現傾斜或變形征兆，立刻報告現場管理人員并通知工人撤離。在收工前應清理支撐架工作面，清掃垃圾，在任何情況下嚴禁自架上向下拋擲材料物品和傾倒垃圾。

4 模板起拱高度計算

該泵房高支模梁板跨度為7.2 m，考慮到撓度因素，即受混凝土澆筑沖擊力及自重疊加模板自重影響導致模板下垂，結合考慮以及混凝土的徐變過程，模板安裝必須起拱，以保證梁成品達到水平。按相關規(guī)范要求范圍可在1/1 000～3/1 000間取值，泵房梁板高支模部分取2/1 000，起拱高度計算如下：7 200×2/1000=14.40 mm。

5 支撐架系統(tǒng)以及模板的拆除

首先拆除支撐架少部分水平拉桿和剪刀撐，以便騰出作業(yè)空間，隨后將梁側模板上的水平鋼管及斜支撐拆除，輕輕撬動梁側模板脫離混凝土表面，緊接著下調支柱頂托螺桿，從跨中開始向兩端逐組螺桿對稱下調，之后用木錘輕擊拆除模板下的龍骨與底模板分離，逐段逐塊拆除［9］，將支柱頂托螺桿再下調一定的高度以便托住已拆下的模板，最后拆除梁底模板。完成模板拆除后，按照搭設的反程序即先安后拆、后安先拆、從上到下的順序拆除整套支撐架系統(tǒng)［10］。

6 結語

大跨度、大截面混凝土的模板支撐架施工因其難度大、危險系數高的特點，作業(yè)的實際進度會直接影響整個項目的總工期，故而一直是項目管理的關鍵工作，也一直是項目關鍵線路的重要組成部分。為應對施工困難，有效控制風險，確保既定工期，本工程泵房頂部大跨度混凝土結構施工采用了鋼管扣件式高大模板支撐架技術，相關方案經專家論證，搭設施工按既定計劃進度完成并通過各方驗收，有力保證了后續(xù)混凝土澆筑工作的展開，獲得較好的應用效果，可供類似公共基礎設施項目高支模施工參考和借鑒。