上海松江环球企业中心17.5 m高支模施工探索

邱永政

(四川省第三建筑工程公司，四川成都 610000)



上海松江环球企业中心17.5m高支模施工探索

邱永政

(四川省第三建筑工程公司，四川成都 610000)

上海松江佘山环球中心展示中心项目展示大厅设计采用大跨度、异型、大空间多次元建筑元素组合的设计理念，模板支撑体系高度达17.5m，基础房心回填高达1.5m，工期特别紧(三层要求50d结构封顶、包括屋面为多坡屋面)，施工难度大。文章结合工程实际情况，对17.5m高支模体系的施工进行了探索。

高支模； 整体稳定； 安全措施

1 工程概况

佘山环球企业中心-展示中心新建工程的展示大厅，建筑面积3 150m2，在建设设计方面体现了大跨度、异型、大空间的建筑元素，多坡度斜屋面结构板，大截面梁(多数为截面400×1 100mm大梁，梁间间距仅有2.5m，跨度多为17m以上)，空间内部无支撑结构柱，周边支撑柱中部设两道连梁增加整体稳定性，并与三层功能及办公用房连成整体，形成集办公、娱乐、展示为一体的综合性展示楼，该部分高支模支撑体系高度高、自重大，对支撑系统的设计、基础、材料、构造要求及施工工艺要求极高,其平面位置示意见图1。

图1 高支模区域平面

2 高大模板支撑体系设计

2.1 高大模板支撑施工整体思路

考虑到层高较高，为保证高大模板支撑施工安全，模板支撑根据结构按照三段搭设。

(1)针对高大模板支撑的特点，经分析，高大模板支撑的主要承重部分是支撑，而模板支撑的设计计算出自于脚手架设计计算，但它与脚手架又有一定的差别，一是承受垂直荷载大；二是在施工过程中输送、倾倒、振捣混凝土作业都会增加垂直、水平荷载，使它产生较大的振摆；三是它无刚性连墙杆牵拉约束摆动，这对模板支撑稳定，尤其是对高大模板的稳定很不利。

(2)高大模板支撑坍塌事故都是失稳破坏造成的，而且都是先从局部失稳，使钢筋混凝土牵动模板支撑往失稳处倾倒，从而造成大面积倾斜坍塌，特别是在混凝土浇筑收尾时，支撑架系统达到最大荷载时，更要引起重视。因此，针对高大模板支撑承受荷载和结构特点，增大荷载分项系数，设置水平拉杆，设置剪刀撑、设置斜撑加固，先浇筑一层、二层柱及连梁混凝土，支模体系与周边构件拉结，以提高高大模板支撑的整体稳定强度。

根据本工程高大模板支撑特点，我们取最不利状态下的板进行构造设计及验算。

(3)房心回填土厚达1.5m，如果在回填土上搭设高大模板支撑体系，不能满足安全要求。结合施工工期要求，同时保证项目高大模板支撑体系的安全性能，决定采用后回填房心土方，即在基坑原状土上铺设200mm碎石，再浇筑100mm厚C20混凝土找平层，找平层上放置16号槽钢作为立杆基础，因此该高大模板支撑体系最高高达17.5m。

2.2 高大模板支撑体系材料选择

模板采用18mm厚覆膜多层胶合木模板，龙骨采用100mm×50mm木枋，钢管采用φ48.3×3.6钢管，现浇梁下部增设承重立杆，顶部使用可调托撑； 现浇楼板使用Ф48.3×3.6钢管搭设支撑架，立杆顶部设置可调托撑，托撑上部设置φ48.3×3.6钢管找平杆，其上铺设50 mm×100 mm木枋和18 mm厚覆膜多层胶合木模板；立杆基础为原状土上200 mm碎石+100 mmC20混凝土+16号槽钢。

2.3 模板支撑搭设

模板支撑搭设平面见图2。

图2 模板支撑搭设平面

2.3.1 柱模板支撑搭设技术参数

柱截面为500 mm×800 mm，其中，木方次楞间距为250 mm(短边3根、长边4根)，柱箍为对拉螺栓+双钢管，竖向间距500 mm；穿柱对拉螺栓设置道数根据柱箍数量而定，竖向间距为500 mm。对拉螺栓直径为14 mm。

2.3.2 板模板支撑搭设技术参数

φ48.3×3.6钢管搭设支撑架体。现浇板下部立杆纵、横间距0.8 m。距地200 mm高处设置纵、横向扫地杆，以上按1.80 m为步距设置纵、横向水平杆，立杆顶部设置可调托撑，托撑上部设置找平杆,找平杆上沿短跨间距200 mm设置木枋(木枋竖向搁置)，覆膜板由一头向另一头进行铺设，不能铺设整块模板的地方根据需要进行裁板。板模板搭设示意见图3。

图3 板模板支撑搭设示意

2.3.3 梁模板支撑搭设技术参数

(1)梁支撑计算时断面取400 mm×1 100 mm，支撑验算高度取17.5 m。

(2)φ48.3×3.6钢管，现浇梁两侧立杆间距为梁宽+600 mm,沿梁长度方向间距400 mm，梁底下部增设承重立杆加可调托撑。距地200 mm高处设置纵、横向扫地杆，以上按1.80 m为步距设置纵、横向水平杆。梁底模和侧模为18厚覆膜板。梁底设100×50木枋，水平间距150～250 mm。梁侧设100×50木枋，竖向间距200 mm。梁对拉螺栓设置两排，同排间距400 mm，竖向间距(距梁底)200 mm、600 mm。梁模板支撑搭设示意见图4。

图4 梁模板支撑搭设示意

2.4 高大模板支撑体系其他构造要求

(1)立杆接长必须使用对接扣件连接，严禁使用搭接方式进行连接。相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内。

(2)纵、横向扫地杆：纵向扫地杆使用直角扣件固定在距地不大于200 mm处的立杆上，横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

(3)纵、横向水平杆：纵、横向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于4跨。水平杆接长宜采用对接扣件连接，水平杆的对接扣件应交错布置，两根相邻水平杆的接头不宜设在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500 mm，各接头中心点至最近主接点的距离不宜大于纵距的1/3。

(4)加强型纵向剪刀撑：架体外侧周边及内部纵、横向每4 跨(且不小于3.0 m)，由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度为4跨。斜杆与地面的倾角宜在45°～60°之间，剪刀撑的接长采用搭接，搭接长度不得小于1.0 m,且不得少于3个旋转扣件。剪刀撑斜杆使用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不得大于150 mm。

(5)加强型水平剪刀撑：在竖向剪刀撑顶部交点平面应设置水平剪刀撑，扫地杆的设置层水平剪刀撑的设置应符合6.9.3条第1款第2项的规定，水平剪刀撑距架体底平面距离与水平剪刀撑间距不宜超过6.0 m，剪刀撑宽度应为3.0～5.0 m。本工程除在竖向剪刀撑顶部交点平面及扫地杆层设置水平剪刀撑外，还分别在第三步和第七步设置，水平剪刀撑的间距分别为3.6 m和4.8 m。

(6)扣件：对接扣件抗滑承载力应达到3.2 kN，直角扣件、旋转扣件达到12.0 kN。螺栓拧紧力矩不应小于40 N·m，且不应大于65 N·m。主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点相互距离不应大于150 mm。各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100 mm。对接扣件开口应朝上或朝内。

(7)水平安全网：除在满堂架体第三步水平杆高度处和现浇梁下部通长水平杆处各满挂一道水平安全网外，中间每隔4步距高度满挂一道水平安全网，即本工程各区域一共设置3道水平安全网。

(8)铺设操作平台：模板工、钢筋工在架体顶部操作时，为了保障安全，在架体顶部通长水平杆层使用50 mm厚木架板铺设操作平台。

3 高支模施工

3.1 施工要点

应严格按照JGJ162-2008《建筑施工模板安全技术规范》和JGJ130-2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》等要求进行施工。

(1)柱模板搭设完毕经验收合格后，先浇捣柱混凝土，然后再绑扎梁板钢筋，梁板支模架与浇好并有足够强度的柱和原已做好的主体结构拉结牢固。经有关部门对钢筋和模板支架验收合格后方可浇捣梁板混凝土。

(2)浇筑时按梁中间向两端对称推进浇捣，由标高低的地方向标高高的地方推进。事先根据浇捣混凝土的时间间隔和混凝土供应情况设计施工缝的留设位置。搭设本方案提及的架子开始至混凝土施工完毕具备要求的强度前，该施工层下一层支顶不允许拆除。

(3)保证结构和构件各部分形状尺寸，相互位置的正确。

(4)具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受施工中所产生的荷载。

(5)不同支架立柱不得混用。

(6)构造简单，装板方便，并便于钢筋的绑扎、安装和浇筑混凝土等要求。

(7)多层支撑时，上下二层的支点应在同一垂直线上，并应设底座和垫板。

(8)现浇钢筋混凝土梁、板，当跨度大于4 m时，模板应起拱；当设计无具体要求时，起拱高度宜为全跨长度的1/1000～3/1000。

(9)拼装高度为2 m以上的竖向模板，不得站在下层模板上拼装上层模板。安装过程中应设置临时固定措施。

(10) 当支架立柱成一定角度倾斜，或其支架立柱的顶表面倾斜时，应采取可靠措施确保支点稳定，支撑底脚必须有防滑移的可靠措施。

(11)梁和板的立柱，其纵横向间距应相等或成倍数。

(12) 在立柱底距地面200 mm高处，沿纵横向水平方向应按纵下横上的程序设扫地杆。立柱顶端应沿纵横向设置一道水平拉杆。扫地杆与顶部水平拉杆之间的距离，在满足模板设计所确定的水平拉杆步距要求条件下，进行平均分配确定步距后，在每一步距处纵横向各设一道水平拉杆。

(13)所有水平拉杆的端部均应与四周建筑物顶紧顶牢。无处可顶时，应在水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑。

(14)钢管立柱的扫地杆、水平拉杆、剪刀撑应采用φ48.3×3.6 mm钢管，用扣件与钢管立柱扣牢。钢管扫地杆、水平拉杆应采用对接，剪刀撑应采用搭接，搭接长度不得小于1 000 mm，并应采用不少于2个旋转扣件分别在离杆端不小于150 mm处进行固定。

(15) 支架搭设按本模板设计，不得随意更改。要更改必须得到相关负责人的认可。

3.2 与周边拉结

(1)竖向结构(柱)与水平结构分开浇筑，以便利用其与支撑架体连接，形成可靠整体。

(2)当支架立柱高度超过5 m时，应在立柱周全外侧和中间有结构柱的部位，按水平间距6～9 m、竖向间距2～3 m(按每两步一道设置)与建筑结构设置一个固结点。

(3) 用抱柱等方式(图5)与既有结构连接，以提高整体稳定性和提高抵抗侧向变形的能力。

图5 抱柱连接方式

4 模板拆除

4.1 高支模梁板底模拆除时的要求

转换层梁板模板及支持拆除时应满足双控要求。

(1)达到设计强度的100 %；

(2)混凝土浇筑完成28 d后，且上一层结构符合拆模条件时。

4.2 模板的拆除顺序和方法

(1)模板的拆除顺序一般是先拆非承重模板，后拆承重模板；先侧板，后底板。

(2)拆模时严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。

(3)拆模时工作人员应站在安全处，以免发生事故。待该段模板全部拆除后，方准将模板、配件、支架等运出码堆。

(4)拆下的模板、配件等严禁抛扔，要有人接应传递，按指定地点堆放，并做到及时清理、修理和涂刷好隔离剂，以备使用。

(5)拆除竖直面模板应自上而下进行。拆除跨度较大的梁下支柱时，应先从跨中开始，分别拆向两端。

(6)拆除梁、楼板底模时，应先松动木楔或降低支架，然后逐块或分片拆除。拆除的模板用绳吊至地面，不得从高空扔下。

(7)在拆除模板过程中，如发现混凝土有影响结构安全的质量问题，应暂停拆除。经过处理后，方可继续拆除。

5 监测措施

本项目采用扣件钢管脚手架支撑体系，在搭设和钢筋安装、混凝土浇捣前、施工过程中及混凝土终凝前后必须随时监测。要浇捣混凝土前，由项目部对脚手架全面系统检查，合格后才开始浇混凝土。在浇混凝土过程中，由专职安全员、施工员对高支模体系进行检查，随时观测支撑体系的变形情况。发现隐患，及时停止施工，采取措施。

监测方案包括：

(1)监测项目为支架沉降、位移和变形。

(2)监测点布设2-D、3-3、4-C、5-D轴4个监测剖面，每个监测剖面应布置2个支架水平位移观测点及3个支架变形观测点。使用经纬仪、水平仪等监测仪器进行监测，不得目测，监测仪器精度应满足现场监测要求，并设变形监测报警值。

(3)在浇筑混凝土过程中应实施实时监测，一般监测频率不宜超过20～30 min一次。

6 结束语

目前该展示中心结构已于2014年5月中旬封顶结束，混凝土浇筑过程中无任何检测异常现象，圆满浇筑完成，这对以后我公司在高支模体系施工进一步发展和完善提供了宝贵的意见，但过程中周转材料使用特别大，提高了施工成本，这为我们下一步研究如何在系统安全的条件下，如何节约材料从而节约成本提够了良好的素材。

[1] JGJ 130-2011 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].

[2] GB 50301-2001 建筑工程质量检验评定标准[S].

[3] JGJ 59-2011 建筑施工安全检查标准[S].

[4] JGJ 162-2008 建筑施工模板安全技术规范[S].

[5] 梁仁忠. 高大模板支架的可靠性分析及安全性评价[D]. 北京：北京交通大学，2010.

[6] 付修华，刘化冰，黄世红. 建设工程高(大)模板施工安全性分析[J]. 安全与环境工程，2007，14(1)：111-114.

[7] 金伟良，鲁征，刘鑫， 等. 支模架施工安全性的评价研究[J]. 浙江大学学报: 工学版，2006，40(5)：800-803.

邱永政(1966～)，男，本科，高级工程师，从事项目管理工作。

TU755.2

B

[定稿日期]2017-03-31