浅议混凝土施工中模板结构体系及其质量控制

摘要:文章结合大型混凝土建筑结构施工中模板体系的工程案例,介绍了模板结构体系施工的现状,并结合相关经验资料,在材料、设计、施工、管理等方面对如何加强混凝土施工中模板结构体系的管理控制措施作了探讨和阐述。
　　关键词:混凝土施工;模板结构体系;单层模板支架;多层模板支架
　　前言
　　混凝土结构是目前建筑结构的最主要形式,模板工程在建造这些结构构件时有着不可替代的作用。模板工程在混凝土结构工程中占有举足轻重的地位，是混凝土施工过程中的一个重要环节。模板工程包括：配板、排板、支立等过程。控制好模板工程的施工，将对整个混凝土工程的顺利进行和工程成本的降低起到积极的作用。在土建工程中,普通结构的模板工程根据成本占到工程结构总成本20%左右,有些高净空大跨度工程的模板工程占到工程结构的近三分之一;模板坍塌造成的伤亡事故在建筑施工事故中也占很大份额。近年来,大跨度、高净空混凝土结构大量出现,模板及其支架的施工难度越来越大,成本及安全问题也受到越来越多的重视。
　　一、模板结构体系施工现状综述
　　现浇混凝土结构施工，由多层模板支架体系承担新浇筑的楼层混凝土的重力荷载和施工荷载，模板支架将荷载传给已浇筑好的数层楼板。由于施工周期短，这些承担施工荷载的混凝土楼板仍处于养护期，混凝土还不成熟。而这些施工荷载又存在许多不确定性，有时甚至会超过成熟混凝土结构正常使用状态所承担的设计荷载。由此造成现浇混凝土结构质量事故增加，严重的会使模板支架临时结构以及现浇混凝土结构倒塌。
　　（一）材料方面
　　许多钢管生产厂家为了抢占市场、低价竞争而偷工减料，如厚3.5mm钢管，实际生产的钢管壁厚只有3～3.2mm，而且经过施工应用后，钢管的锈蚀进一步使壁厚减薄。然而在设计计算中是按标准壁厚3.5mm的理论值，这样一来，惯性矩损失将达到10%左右，抗压能力降低13.3%～18.7%，并且经过多年使用，钢管将产生弯曲和变形，加大了初始偏心矩的影响。而设计时均按直线钢管来考虑，这就会造成误差，这些都是造成模板支架事故的安全隐患。
　　（二）设计方面
　　以往的混凝土浇筑施工多以单层模板支架为主，这样的体系受力比较简单，技术发展也已经较为成熟，具有相对丰富的实践经验，故可以确保施工过程的安全与可靠。但是随着多层模板支架体系的出现，这一体系的受力状况就变得十分复杂，无论是设计上还是施工上对其受力性能的了解和掌握上都存在着局限性。许多施工企业在多层模板支架工程施工时，往往没有进行模板设计和刚度的验算，只是凭着经验来布置支架体系，可能会影响模板支架体系的安全性及稳定性。
　　（三）施工方面
　　目前有不少施工技术人员未对施工操作者进行详细的安全技术交底，加上工人的技术水准较低，难免发生使用上的问题。比如有的模板支撑架倒塌是由于操作工人没有按设计间距及布设要求设置支架，造成模板支撑架稳定性不足；有的是支架的搭设构造未满足要求，例如没有按照规定设置纵横向剪刀撑或者支架的基础不平整等；有的则是工人私自拆除部分支架造成支架整体失稳；还有的则是在模板上集中堆放建筑材料、构件或施工设备等，造成局部杆件超载失稳，引起整体倒塌。
　　（四）管理方面
　　有些地区建筑较为混乱，管理不到位。随着建筑业的蓬勃发展，出现众多不同规模的施工队伍，建筑队伍迅速膨胀，建筑队伍的借用，建筑工程的层层承包和层层转包等。这些都造成施工队伍和施工人员的低素质和管理不到位而给施工安全带来一些固有的隐患，比如只重视速度不重视安全，只讲进度，不讲安全，只顾蛮干，不顾安全等。
　　造成模板支架体系倒塌和楼板开裂两种现象的主要原因是由于过去对多层模板支架体系的重视程度不够，对多层模板支架与主体结构共同受力的性状研究较少，在实测试验等方面，也缺乏第一手资料，难以进行深入的分析研究工作。工程实践的迫切需要与研究现状的相对落后，不仅说明此方面的理论研究和取得的成果都十分欠缺，更说明开展此项科研工作的必要性和紧迫性。
　　二、模板结构体系管理控制措施探讨
　　为加强高、大模板工程施工的安全控制管理，防止模板支撑系统失稳坍塌，杜绝重、特大事故的发生，本人结合相关文献资料对建设市场各方责任主体总结了如下的管理要求：
　　1．建设单位在工程建设时，应当保证模板工程安全施工措施所需的费用。此费用不应纳入招、投标竞价范围。设计单位应当考虑高、大模板工程施工安全操作的需要，对涉及施工安全重点环节在设计文件中注明，并对防范施工安全事故提出指导意见
　　2．施工单位在编制施工组织设计时，应制定有针对性的模板工程施工安全技术措施。项目负责人应结合施工组织设计，根据工程的特点，组织专业技术人员严格按照国家有关规定、标准编制高、大模板工程的专项施工方案，并附计算书，经验算后，报上公司技术负责人和总监理工程师审批。
　　3．施工单位编制高、大模板工程专项施工方案，须经有法定检测、咨询资质的检测单位或咨询单位组织五名以上本行业专家论证，审查后，组织实施。模板工程所用的模板、支撑杆件、连接件材质必须符合现行国家标准的规定。尚无国家标准的，须经省级质量技术监督部门鉴定合格后，方可投入使用。高、大模板支撑系统的基础应符合方案的要求，具有足够承载能力。模板支撑系统必须按规范和施工方案的要求设置水平支撑及剪刀撑。
　　4．高、大模板工程施工前，工程技术负责人应对操作班组进行安全技术交底。模板安装完毕后，施工单位由方案编制人、工程技术负责人对其安装质量进行自检、自查。模板工程在浇注混凝土前，必须组织方案编制人、工程技术负责人、总监理工程师对其搭设质量进行检查验收，经检查验收合格后，方可浇注混凝土。
　　5．施工单位必须严格执行工程建设强制性标准，严格按施工方案确定的施工工艺和施工方法浇注混凝土。混凝土浇注时，施工单位必须派专人对模板支撑系统的荷载及变形进行监控。超高、超重、大跨度模板工程施工设计内容应包括利用建筑物本身构件的卸载措施，满堂架搭设中的底部扫地杆、剪刀撑、支架四周与建筑物可靠连接等设计图纸。
　　转换层结构施工的支撑荷载很大，施工方案一定要尽可能通过利用已有砼结构强度的周边结构体系（柱、剪力墙等）来卸载，以减少大空间支模的面积及减小作用到支撑上的荷载。大截面混凝土构件支撑在楼板上时，应对楼板进行核算，必要时应采取加固措施。
　　6．施工单位在进行模板拆除时，必须严格遵守施工方案制定的拆模顺序，混凝土强度必须达到施工方案所要求的拆模强度，并符合工程建设强制性标准。
　　三、结语
　　高层建筑飞速发展，钢筋混凝土工程的发展推动了建筑施工工业化的进一步提高。商品混凝土、泵送混凝土、各种新型的粗钢筋接头工艺、各种模板体系都有较快的发展，尤其是近年来，在社会主义市场经济的推动下，涌现了许多有关模板的科技成果，这不仅加快了施工进度，在保证施工质量和提高效益方面也起到了重要作用。