高大模板工程技术要领

高大模板工程技术要领高大模板工程指支模高度超过8米，或支模跨度超过18米，或施工总荷载超过每平方米15千牛，或集中线荷载超过每米20千牛的混凝土模板支撑体系。这类工程具有技术复杂、安全风险高、质量控制难度大的特点，是建设工程领域重点监管的危险性较大分部分项工程。一、技术范畴与力学基本原理高大模板支撑体系的核心功能在于将混凝土结构施工过程中的自重荷载、施工活荷载以及风荷载等外力，通过立杆、水平杆、剪刀撑等构件传递至基础，确保架体整体稳定性。其力学本质属于空间杆系结构，受力状态呈现明显的非线性特征。①荷载传递机制：混凝土浇筑过程中，新浇混凝土自重通过模板面板传递至次楞，再经由主楞传递至立杆顶部可调托座。立杆作为轴心受压构件，将荷载逐层传递至基础。水平杆不仅承担部分竖向荷载，更重要的是提供侧向约束，形成几何不变体系。根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162规定，立杆轴力设计值不应超过其稳定承载力设计值的0.9倍。②稳定性控制原理：架体失稳是高大模板工程最主要破坏形式，包括整体失稳与局部失稳。整体失稳表现为架体整体侧移或倾覆，通常由水平荷载过大或支撑体系刚度不足引起。局部失稳多发生在单根立杆或局部区域，主要由于步距过大、扣件松动或偏心荷载导致。规范要求架体高宽比不宜大于3，当超过此限值时必须设置缆风绳或连墙件与既有结构可靠连接。二、设计计算核心参数确定设计计算是确保高大模板工程安全性的技术基础，必须依据《混凝土结构工程施工规范》GB50666和《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130进行专项设计。①荷载取值与组合：永久荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重，标准值分别取每平方米0.5千牛、24千牛、1.5千牛。可变荷载包括施工人员及设备荷载、振捣混凝土产生的荷载，标准值均取每平方米2.0千牛。荷载组合采用基本组合，分项系数永久荷载取1.2，可变荷载取1.4。对于跨度大于4米的梁板结构，还需考虑混凝土浇筑不均匀性产生的附加荷载，附加系数取1.1至1.3。②立杆稳定性验算：立杆稳定性按轴心受压构件计算，计算公式为N/(φA)≤f。其中N为立杆轴力设计值，φ为轴心受压构件稳定系数，根据立杆长细比λ查表确定，A为立杆截面面积，f为钢材抗拉抗压强度设计值，取205牛每平方毫米。长细比λ=l₀/i，l₀为立杆计算长度，i为截面回转半径。计算长度l₀=kμh，k为附加系数取1.155，μ为考虑搭设高度影响的修正系数，h为步距。规范要求立杆长细比不应大于150。③地基承载力验算：立杆底部地基承载力必须满足p≤f_g，p为立杆底面平均压力设计值，f_g为地基承载力特征值。当立杆支承在回填土上时，地基承载力特征值不应低于120千帕，且应分层夯实，压实系数不小于0.94。对于软弱地基，必须浇筑厚度不小于150毫米的C20混凝土垫层，并设置排水措施防止积水软化。三、材料选用与构造技术要求材料质量直接决定高大模板支撑体系的安全性能，所有构配件必须符合国家现行标准，进场时应进行全数检查验收。①钢管与扣件标准：立杆、水平杆应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793规定的Q235普通钢管，规格为直径48.3毫米，壁厚3.6毫米，允许偏差壁厚不得小于3.24毫米。钢管外观应平直光滑，无裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，外径及壁厚允许偏差为±0.5毫米。扣件应采用可锻铸铁或铸钢制作，符合《钢管脚手架扣件》GB15831规定，螺栓拧紧力矩不应小于40牛·米且不应大于65牛·米。旧扣件使用前必须进行防锈处理，并逐个进行扭矩检测。②构造尺寸控制：步距不应大于1.5米，立杆纵横向间距应根据计算确定但不宜大于1.2米。扫地杆距地面高度不应超过200毫米，顶层水平杆距立杆顶端可调托座不应大于500毫米。剪刀撑设置必须满足：架体外侧周边及内部纵横向每隔6至8米由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度应为6至8米，跨越立杆根数不少于4根，斜杆与地面倾角宜为45度至60度。水平剪刀撑应在竖向剪刀撑顶部交点平面连续设置，高度超过20米时，每隔6至8米增设一道。③特殊部位加强：梁底支撑立杆必须采用双扣件抗滑移措施，梁侧模板对拉螺栓间距不应大于500毫米，直径不应小于14毫米。后浇带部位应独立设置支撑体系，两侧模板及支撑不得提前拆除。当架体高度超过8米时，必须在架体顶部设置水平安全网，每隔10米增设一道水平封闭层。四、施工工艺流程关键控制施工过程必须严格按照专项施工方案执行，关键工序实行举牌验收制度，未经检验合格不得进入下道工序。①搭设前准备：基础处理完成后，应按方案进行测量放线，定出立杆位置。底座与垫板应准确放置在定位线上，垫板宜采用长度不少于2跨、厚度不小于50毫米、宽度不小于200毫米的木垫板或槽钢。搭设人员必须持证上岗，搭设前必须进行安全技术交底，明确架体构造参数、搭设顺序及安全注意事项。②搭设顺序控制：遵循"由下至上、先里后外、先主后次"原则，依次安装扫地杆、立杆、水平杆、剪刀撑。立杆接长必须采用对接扣件，相邻立杆接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开距离不宜小于500毫米。水平杆搭接长度不应小于1米，等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接杆端距离不应小于100毫米。剪刀撑斜杆接长采用搭接，搭接长度不小于1米，固定扣件不少于3个。③混凝土浇筑监控：浇筑前必须对架体进行全面检查，重点检查立杆垂直度、扣件拧紧力矩、基础沉降情况。混凝土浇筑应"由中至边、先梁后板、分层浇筑"，每层浇筑厚度不宜超过400毫米，浇筑速度控制在每小时2米以内。浇筑过程中应安排专人监测架体变形，在立杆顶部设置位移观测点，使用经纬仪或全站仪实时监测，水平位移预警值设为10毫米，垂直沉降预警值设为15毫米。一旦出现异常，立即停止浇筑并撤离人员。五、安全监测与预警机制建立高大模板工程必须建立全过程监测体系，实现风险早期识别与预警，这是预防坍塌事故的关键技术手段。①监测点布置原则：在架体四角、长边中部、大荷载区域及薄弱部位设置监测断面，每个断面不少于3个监测点。水平位移监测采用全站仪或经纬仪，在架体外侧设置固定观测墩，基准点应设置在架体影响范围以外且不少于2个。沉降监测采用水准仪，在立杆底部设置沉降观测标志，观测精度不应低于二等水准测量标准。②监测频率与预警：搭设完成后进行初始值观测，混凝土浇筑前每日观测1次，浇筑过程中每30分钟观测1次，浇筑完成后24小时内每2小时观测1次。预警分为三级：黄色预警（位移达预警值70%）、橙色预警（达预警值100%）、红色预警（超过预警值或出现突变）。达到黄色预警应增加观测频率，橙色预警应暂停施工并分析原因，红色预警必须立即撤离人员并采取应急措施。③应急处理预案：必须编制专项应急预案，明确应急组织体系、通讯联络方式、应急物资储备、人员疏散路线。应急物资应包括千斤顶、型钢、木板、砂袋、应急照明等，存放在现场便于取用位置。预案应每半年演练1次，确保相关人员熟悉处置流程。一旦发生坍塌，立即启动预案，首要任务是搜救被困人员，同时封锁现场防止次生灾害。六、验收标准与维护管理要点高大模板工程验收实行分级负责制，施工单位自检合格后报监理单位验收，涉及超过一定规模的危大工程还需组织专家论证。①验收程序与内容：验收应在架体搭设完成后、混凝土浇筑前进行，由施工单位技术负责人组织，项目总监理工程师参加。验收内容包括：构配件质量证明文件、专项施工方案执行情况、架体构造尺寸实测、扣件拧紧力矩抽查、地基基础检查、安全防护设施设置。扣件拧紧力矩抽查数量不应少于总数的10%，合格率必须达到100%。验收应形成书面记录，参与人员签字确认，未经验收或验收不合格不得浇筑混凝土。②使用过程维护：混凝土浇筑过程中严禁集中堆放材料，施工荷载不应超过设计值。严禁在架体上固定泵管、缆风绳或作为起重设备锚固点。遇6级以上大风、大雨、大雪天气应停止作业，并对架体进行加固处理。停工超过1个月或架体遭受外力撞击后，必须重新组织验收。③拆除技术要求：拆除顺序与搭设相反，遵循"由上至下、先搭后拆、后搭先拆"原则，严禁上下同时作业。拆除前应清除架上杂物，设置警戒区域并派专人监护。分段拆除高度差不应大于2步，如高差大于2步应增设连墙件加固。拆除的构配件应分类堆放，及时清运出场，严