论文部分内容阅读
摘要：随着中国特色社会主义市场经济建设快速发展和改革开放的逐步深化，提高效率、精简机构是必然趋势，而建筑安全生产的重要性决定了管理力度只能加强，不能削弱；在当前高层建筑技术日益复杂、管理难度加大、施工风险不断增加的情况下如何做好工程施工管理工作，成为当前工程领域的一个新课题。文章介绍了常见模板支撑系施工方法及性能，结合工程实例，提出了相应对策。
关键词：高层建筑 大模板 施工方案
1 多种模板支撑系施工方法的性能比较
按支撑材料分类：有Φ48钢管扣件模板支撑系统、门式钢管架模板支撑系统、碗扣式钢管架支撑系统、型钢组合支撑系统（包括型钢桁架系统），不论采用何种模板支撑系统，在施工方法上又可分为以下几种类型：常规施工法、叠合浇筑法、荷载传递法、埋设型钢法等。
1.1 按支撑材料分类
1.1.1 Φ48钢管扣件模板支撑系统
①Φ48钢管扣件系统取材、施工搭设灵活方便，操作简单，施工速度快，施工成本相对低。
②Φ48钢管扣件系统的步距、纵横向钢管间距可根据工程现场及设计要求进行选择布置，当立杆顶端采用可调顶托时，其竖向承载力更可大幅提高。
Φ48钢管扣件模板支撑系统是建筑界使用最广泛的支模系统之一。
1.1.2 门式钢管模板支撑系统、碗扣式钢管架支撑系统
门式钢管模板支撑系统与碗扣式钢管架支模系统也具备取材容易、施工搭设灵活方便、施工速度快、施工成本较低等特点，但其支模系统的步距纵横向间距布置受其模数的限制，布置不如Φ48钢管扣件系统，故较多用于常规模板支撑系统。
1.1.3 型钢组合支撑系统（包括型钢桁架支撑系统）
型钢组合支撑系统（包括型钢桁架支撑系统）最大特点是可根据现场实际情况进行设计布置承载力高。但若工程结束，大量型钢材料不能周转，使用成本较高。
1.2 按施工方法分类
1.2.1 常规模板支撑施工法
重荷载高模板支撑系统自施工作业面一直支持到地面式基础底板且梁板砼一次浇筑成型，即常规支模施工法。由施工作业面将支模系统一直支持到地面或基础底板，梁板砼一次成型。施工荷载大，但在模板支持系统中力传递明确、直接，只要设计、施工无误，其安全性可行性较高。但周转材料使用量较大，尤其是作业面位于较高位置时。材料周转租赁费或一次购置费。故该种方案适用于作业面位于较低楼层的位置。
1.2.2 重荷载高大模板支撑叠合浇筑法
利用叠合梁原理将重荷载的大截面梁或板分两次或三次浇筑成型，并利用第一次浇筑成型的梁或板（前一次浇筑成型的梁或板），承受第二次浇筑成型的砼梁板的自重及施工荷载。钢管支持系统在设计时仅考虑承受第一次砼自重及施工荷载，因此，可大量减少钢管等周转材料，有效地降低施工成本。
同时因大截面梁、板结构分层浇筑能有效降低施工过程中的水化热，有利于防止产生控制温度应力裂缝的产生。但此种方法需要增加施工工期。
1.2.3 荷载传递法的性能分析
将施工层的重荷载通过支撑系统由若干层楼板共同承担的方法为荷载传递法。共同承担荷载的楼层数量应由计算确定。
该种施工方法能避免模板支持系统一直支持到地面或地下室底板，有效地减少钢管等周转材料的使用，降低施工成本，加快施工进度。
1.2.4 埋设型钢法的性能分析
当重荷载的转换梁位于建筑物较高位置时，并设计成劲性砼时，可与设计部门配合，利用劲性砼中的型钢或型钢桁架作为模板系统的承载结构，承受所有的施工荷载，该方案能节约大量钢管周转材料，经济效益较好。
2 高层建筑屋顶造型悬挑结构高模板支撑工程实例
2.1 工程特点分析
工程除具备常见高支模体系的主要特征外，模板支撑体系还具备下列特点：
①本工程高模板支撑体系为现浇钢筋砼框架梁板结构，主要功能是作为屋面建筑造型而设计的。施工作业面高，支模体系位于屋面高程101m处。屋顶至造型构架处支撑高约14m。
②钢筋砼梁板构架不仅覆盖整个屋面，而且沿整个建筑平面向四周悬挑2.4m。
③本工程主体结构沿纵向轴线在76.40m、79.90m、84.10m呈台阶状向内收缩，整个收缩间距分别为900mm、600mm、900mm，正好共计2.4m。
④主体结构沿横向轴线在76.40m、79.90m、84.10m呈台阶状向内收缩，整个收缩间距仅1.55m。
⑤在主体结构的四个角部区域自地面直至屋顶构架无任何支撑位置。
⑥由于屋面造型构架为工程途中进行设计变更，故施工下部结构时未考虑支撑体系的布置及预埋件设置，目前工程已做到标高87.70m屋面结构处。
2.2 主要危险源辨识及相应措施
针对上述工程特点分析，本工程危险源等级为一级，主要危险源辨识及应对措施如下：
2.2.1 主要危险源辨识
①本工程最大危险源是造型构架建筑平面悬挑2.4m砼梁板支模架结构的强度和稳定性（即A、B、C区域支模系统）。
②屋面14m、25m高梁板支模体系结构的强度及稳定性（即楼面内支模系统）。
③屋面14m高整体高支模体系及全部施工荷载位于84.10m、70m标高处楼面结构上，楼面结构的承载力有必要进行验算，确保结构安全。
2.2.2 针对主要危险源采取的相应措施
①A区域2.4m悬挑板结构由于正好位于76.4m、79.9m、84.1m台阶状楼面上，台阶楼面宽度正好与构架悬挑跨度相等，故可采用钢管落地支模架体系，该体系必须与屋面满堂支撑体系相连，与主体结构梁柱可靠连接，具体设计计算及剪刀撑等构件布置分别详见第四章设计计算及第五章施工方案第二条模板施工及构造要求。
②B区域由于76.4m、79.9m、84.1m台阶状楼面宽度仅1.55m，而悬挑梁板跨度为2.4m，在悬挑梁顶端又布置有250mm×600mm的梁，即悬挑梁顶端存在较大集中荷载，故经研究，不宜采用落地钢管挑架方案，而选择16#工字钢与钢丝绳斜拉组合模板支撑体系。由于原来未考虑设置预埋件，故必须按设计方案在87.70m处楼面用冲击钻孔设置工字钢的固定卡环，在91.4m高程处的钢筋砼梁必须按设计方案要求埋置钢丝强、吊环（相对应每根工字钢）。工字钢、钢丝绳、钢筋卡环、吊环的布置应针对工程实际情况绘制大样图。
③C区域集装箱于建筑平面的角部，无任何楼面可作为模板支撑体系的基础，故采用工字钢—钢丝绳组合支撑体系。
由于角部区域范围大小、三根工字钢互相交叉，难以布置，故根据现场实际情况采取如下措施。
利用角部钢筋砼柱按设计要求事先预埋两根16#工字钢，并在工字钢上方同时预埋钢筋吊环。角部工字钢下设垫铁自预埋工字钢上部穿越后固定。
工字钢钢丝绳卡环、吊环强度设计计算详见第四章设计计算。
④只要分别计算架总高14m、梁0.25×0.9，架总高25m，0.25×0.7，架总高25m，板厚0.1m三个截面，若全部满足安全要求，则具备代表性，不用现计算其他截面。
⑤本工程高支模系统承受的梁板截面虽然不是很大，但支模架较高，并且立杆高程不一致，低的14m，高的达25m。立杆有的位于现浇楼面，有的位于悬挑工字钢上面。故支模架的整体稳定显得尤其重要。
保证支模架整体稳定的最重要措施即采取下列措施：
a支模系统纵、横向钢管有条件联成整体的必须纵、横联结成整体。
b支模系统与周边主体结构柱子、梁应联结。
c支模系统的纵、横向剪刀撑，水平剪刀撑。
d考虑到76.40m、79.90m处落地钢管构架支模系统中的立杆位于高支模系统中的底层，横向钢立杆数量仅2-3根，支撑系统横向高宽比较大，故加宽支模系统的方法，以增强支模系统的横向刚度及整体稳定。
同样是高支模系统，但由于支撑条件的复杂、多样，致使支模系统的地基采取几种不同的处理方式，并结合支持体系结构的特点和位置，不仅要考虑支撑体系的竖向承载力，还要考虑其横向刚度，采取必要的技术措施。
因此针对各工程，首先要分析该工程的荷载、施工位置、施工工艺、设施及周边环境等相关因素，抓住主要矛盾（即主要危险源），针对性地采取相应技术措施，方能确保安全。
参考文献：
[1]中国监理协会组织编写.《建设工程质量控制》北京.中国建筑工业出版社.2003.
[2]中国监理协会组织编写.《建设工程监理概论》北京.知识产权出版社.2003.
[3]刘仁松.《建筑工程施工工艺》.重庆.重庆大学出版社.2002.9.
[4]赵毓英，饶巍，齐秋篁等编.《建筑工程项目施工组织与管理》.北京 中国环境科学出版社.2007.1.
关键词：高层建筑 大模板 施工方案
1 多种模板支撑系施工方法的性能比较
按支撑材料分类：有Φ48钢管扣件模板支撑系统、门式钢管架模板支撑系统、碗扣式钢管架支撑系统、型钢组合支撑系统（包括型钢桁架系统），不论采用何种模板支撑系统，在施工方法上又可分为以下几种类型：常规施工法、叠合浇筑法、荷载传递法、埋设型钢法等。
1.1 按支撑材料分类
1.1.1 Φ48钢管扣件模板支撑系统
①Φ48钢管扣件系统取材、施工搭设灵活方便，操作简单，施工速度快，施工成本相对低。
②Φ48钢管扣件系统的步距、纵横向钢管间距可根据工程现场及设计要求进行选择布置，当立杆顶端采用可调顶托时，其竖向承载力更可大幅提高。
Φ48钢管扣件模板支撑系统是建筑界使用最广泛的支模系统之一。
1.1.2 门式钢管模板支撑系统、碗扣式钢管架支撑系统
门式钢管模板支撑系统与碗扣式钢管架支模系统也具备取材容易、施工搭设灵活方便、施工速度快、施工成本较低等特点，但其支模系统的步距纵横向间距布置受其模数的限制，布置不如Φ48钢管扣件系统，故较多用于常规模板支撑系统。
1.1.3 型钢组合支撑系统（包括型钢桁架支撑系统）
型钢组合支撑系统（包括型钢桁架支撑系统）最大特点是可根据现场实际情况进行设计布置承载力高。但若工程结束，大量型钢材料不能周转，使用成本较高。
1.2 按施工方法分类
1.2.1 常规模板支撑施工法
重荷载高模板支撑系统自施工作业面一直支持到地面式基础底板且梁板砼一次浇筑成型，即常规支模施工法。由施工作业面将支模系统一直支持到地面或基础底板，梁板砼一次成型。施工荷载大，但在模板支持系统中力传递明确、直接，只要设计、施工无误，其安全性可行性较高。但周转材料使用量较大，尤其是作业面位于较高位置时。材料周转租赁费或一次购置费。故该种方案适用于作业面位于较低楼层的位置。
1.2.2 重荷载高大模板支撑叠合浇筑法
利用叠合梁原理将重荷载的大截面梁或板分两次或三次浇筑成型，并利用第一次浇筑成型的梁或板（前一次浇筑成型的梁或板），承受第二次浇筑成型的砼梁板的自重及施工荷载。钢管支持系统在设计时仅考虑承受第一次砼自重及施工荷载，因此，可大量减少钢管等周转材料，有效地降低施工成本。
同时因大截面梁、板结构分层浇筑能有效降低施工过程中的水化热，有利于防止产生控制温度应力裂缝的产生。但此种方法需要增加施工工期。
1.2.3 荷载传递法的性能分析
将施工层的重荷载通过支撑系统由若干层楼板共同承担的方法为荷载传递法。共同承担荷载的楼层数量应由计算确定。
该种施工方法能避免模板支持系统一直支持到地面或地下室底板，有效地减少钢管等周转材料的使用，降低施工成本，加快施工进度。
1.2.4 埋设型钢法的性能分析
当重荷载的转换梁位于建筑物较高位置时，并设计成劲性砼时，可与设计部门配合，利用劲性砼中的型钢或型钢桁架作为模板系统的承载结构，承受所有的施工荷载，该方案能节约大量钢管周转材料，经济效益较好。
2 高层建筑屋顶造型悬挑结构高模板支撑工程实例
2.1 工程特点分析
工程除具备常见高支模体系的主要特征外，模板支撑体系还具备下列特点：
①本工程高模板支撑体系为现浇钢筋砼框架梁板结构，主要功能是作为屋面建筑造型而设计的。施工作业面高，支模体系位于屋面高程101m处。屋顶至造型构架处支撑高约14m。
②钢筋砼梁板构架不仅覆盖整个屋面，而且沿整个建筑平面向四周悬挑2.4m。
③本工程主体结构沿纵向轴线在76.40m、79.90m、84.10m呈台阶状向内收缩，整个收缩间距分别为900mm、600mm、900mm，正好共计2.4m。
④主体结构沿横向轴线在76.40m、79.90m、84.10m呈台阶状向内收缩，整个收缩间距仅1.55m。
⑤在主体结构的四个角部区域自地面直至屋顶构架无任何支撑位置。
⑥由于屋面造型构架为工程途中进行设计变更，故施工下部结构时未考虑支撑体系的布置及预埋件设置，目前工程已做到标高87.70m屋面结构处。
2.2 主要危险源辨识及相应措施
针对上述工程特点分析，本工程危险源等级为一级，主要危险源辨识及应对措施如下：
2.2.1 主要危险源辨识
①本工程最大危险源是造型构架建筑平面悬挑2.4m砼梁板支模架结构的强度和稳定性（即A、B、C区域支模系统）。
②屋面14m、25m高梁板支模体系结构的强度及稳定性（即楼面内支模系统）。
③屋面14m高整体高支模体系及全部施工荷载位于84.10m、70m标高处楼面结构上，楼面结构的承载力有必要进行验算，确保结构安全。
2.2.2 针对主要危险源采取的相应措施
①A区域2.4m悬挑板结构由于正好位于76.4m、79.9m、84.1m台阶状楼面上，台阶楼面宽度正好与构架悬挑跨度相等，故可采用钢管落地支模架体系，该体系必须与屋面满堂支撑体系相连，与主体结构梁柱可靠连接，具体设计计算及剪刀撑等构件布置分别详见第四章设计计算及第五章施工方案第二条模板施工及构造要求。
②B区域由于76.4m、79.9m、84.1m台阶状楼面宽度仅1.55m，而悬挑梁板跨度为2.4m，在悬挑梁顶端又布置有250mm×600mm的梁，即悬挑梁顶端存在较大集中荷载，故经研究，不宜采用落地钢管挑架方案，而选择16#工字钢与钢丝绳斜拉组合模板支撑体系。由于原来未考虑设置预埋件，故必须按设计方案在87.70m处楼面用冲击钻孔设置工字钢的固定卡环，在91.4m高程处的钢筋砼梁必须按设计方案要求埋置钢丝强、吊环（相对应每根工字钢）。工字钢、钢丝绳、钢筋卡环、吊环的布置应针对工程实际情况绘制大样图。
③C区域集装箱于建筑平面的角部，无任何楼面可作为模板支撑体系的基础，故采用工字钢—钢丝绳组合支撑体系。
由于角部区域范围大小、三根工字钢互相交叉，难以布置，故根据现场实际情况采取如下措施。
利用角部钢筋砼柱按设计要求事先预埋两根16#工字钢，并在工字钢上方同时预埋钢筋吊环。角部工字钢下设垫铁自预埋工字钢上部穿越后固定。
工字钢钢丝绳卡环、吊环强度设计计算详见第四章设计计算。
④只要分别计算架总高14m、梁0.25×0.9，架总高25m，0.25×0.7，架总高25m，板厚0.1m三个截面，若全部满足安全要求，则具备代表性，不用现计算其他截面。
⑤本工程高支模系统承受的梁板截面虽然不是很大，但支模架较高，并且立杆高程不一致，低的14m，高的达25m。立杆有的位于现浇楼面，有的位于悬挑工字钢上面。故支模架的整体稳定显得尤其重要。
保证支模架整体稳定的最重要措施即采取下列措施：
a支模系统纵、横向钢管有条件联成整体的必须纵、横联结成整体。
b支模系统与周边主体结构柱子、梁应联结。
c支模系统的纵、横向剪刀撑，水平剪刀撑。
d考虑到76.40m、79.90m处落地钢管构架支模系统中的立杆位于高支模系统中的底层，横向钢立杆数量仅2-3根，支撑系统横向高宽比较大，故加宽支模系统的方法，以增强支模系统的横向刚度及整体稳定。
同样是高支模系统，但由于支撑条件的复杂、多样，致使支模系统的地基采取几种不同的处理方式，并结合支持体系结构的特点和位置，不仅要考虑支撑体系的竖向承载力，还要考虑其横向刚度，采取必要的技术措施。
因此针对各工程，首先要分析该工程的荷载、施工位置、施工工艺、设施及周边环境等相关因素，抓住主要矛盾（即主要危险源），针对性地采取相应技术措施，方能确保安全。
参考文献：
[1]中国监理协会组织编写.《建设工程质量控制》北京.中国建筑工业出版社.2003.
[2]中国监理协会组织编写.《建设工程监理概论》北京.知识产权出版社.2003.
[3]刘仁松.《建筑工程施工工艺》.重庆.重庆大学出版社.2002.9.
[4]赵毓英，饶巍，齐秋篁等编.《建筑工程项目施工组织与管理》.北京 中国环境科学出版社.2007.1.