劉修橋 林興立

（廣州翰南工程技術(shù)有限公司，廣東 廣州 411423）

0 引言

高大支模支撐系統(tǒng)是指建設(shè)工程施工現(xiàn)場混凝土構(gòu)件模板支撐高度超過8m，或搭設(shè)跨度超過18m，或施工總荷載大于15kN/m2，或集中線荷載大于20kN/m的模板支撐系統(tǒng)。由于高大支模施工的復(fù)雜性，安全問題尤為突出，在歷年建筑工程施工中，由于模架體系失穩(wěn)倒塌造成群體傷亡性事故并不鮮見，不僅嚴(yán)重危害施工安全，對企業(yè)也造成了巨大的損失[1]。

在人們追求建筑的大空間、大跨度、特殊大造型中，高大支模工程在建筑工程中越來越常見，對其技術(shù)要求及安全風(fēng)險控制要求也越來越高。為了控制該類工程安全事故的發(fā)生，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》（國辦發(fā)[2017]19號）文中提出“強(qiáng)化對高支模等危險性較大工程的管理；推進(jìn)信息技術(shù)與安全生產(chǎn)深度融合，加快建設(shè)建筑施工安全監(jiān)管信息系統(tǒng)”、《廣州市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會關(guān)于全市危險性較大的混凝土模板支撐工程和承重支撐體系推進(jìn)自動化安全監(jiān)測工作的通知》（穗建質(zhì)[2017]1006號）要求“全市范圍內(nèi)新施工的高大支模工程必須進(jìn)行自動化監(jiān)測”、廣東省住建廳發(fā)布省標(biāo)《高大模板支撐系統(tǒng)實時安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（DBJ/T 15-197-2020）表明自動化監(jiān)測勢在必行。本文對廣東揭陽市某高大支模工程項目所用施工監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行分析。

1 工程概況

廣東揭陽市某倉庫工程總基底面積48468.99m2，總合層面積：69640.14m2。地塊包含1#倉庫，2#倉庫，3#倉庫，門衛(wèi)室1，門衛(wèi)室2。3#倉庫首層支撐高度9.7～11m，板厚為150mm，梁有800×1300和400×1100，天面層梁支撐高度9.145m，梁400×1100。車道0～11m，梁有800×1300和400×1100。支撐高度和梁集中線荷載均屬于超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程范圍，屬于高大模板工程。

該工程首層地基處理層為中密碎石回填土，回填土上做250厚水泥穩(wěn)定層，往上再澆70厚C20素混凝土墊層。首層落地支架基礎(chǔ)類型為中密碎石回填土，回填土做250厚水泥穩(wěn)定層，往上再澆70厚C20素混凝土墊層，二層落地支架基礎(chǔ)類型為C35混凝土板面150mm。高大支模區(qū)域采用Ф48.3×3.0扣件式鋼管梁支撐系統(tǒng)進(jìn)行計算，并取梁800×1300、400×1100和板厚150支撐系統(tǒng)進(jìn)行受力驗算[2]。

該工程高大支模的特點是：單層面積大（約18500m2），支撐搭設(shè)高(9.7～11m)，梁集中線荷載超過20kN/m。

2 高大支模板的施工

該工程采用膠合板和木方的模板體系，模板一般散支散拆，以適應(yīng)尺寸變化較多的要求。

2.1 梁底模板施工

先在柱上彈出軸線、梁位置線和水平控制標(biāo)高線，按設(shè)計標(biāo)高調(diào)整扣件式鋼管腳手架可調(diào)頂托的標(biāo)高，將其調(diào)至預(yù)定的高度，然后在可調(diào)頂托的托板上安放鋼管。固定鋼管后在其上安裝梁底龍骨。龍骨安裝完成后，用膠合板安裝梁底模板，并拉線找平。對跨度不小于4m的現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁、板，其模板應(yīng)按設(shè)計要求起拱；當(dāng)設(shè)計無具體要求時，起拱高度宜為跨度的1L/1000～3L/1000。主、次梁交接時，先主梁起拱，后次梁起拱。

2.2 梁側(cè)模板施工

根據(jù)墨線安裝梁側(cè)模板、壓腳板、斜撐等。梁側(cè)模板制作高度根據(jù)梁高及樓板模板碰旁或壓旁來確定。

為了防止梁身不平直、梁底不平及下?lián)?、梁?cè)模炸模、局部模板嵌入柱梁間，拆除困難的現(xiàn)象，可采取如下措施：

（1）支模應(yīng)遵守側(cè)模包底模的原則，梁模與柱模連接處，下料尺寸一般應(yīng)略為縮短。

（2）混凝土澆筑前，模板應(yīng)充分用水澆透?；炷翝仓r，不得采用使支撐系統(tǒng)產(chǎn)生偏心荷載的混凝土澆筑順序，泵送混凝土?xí)r，應(yīng)隨澆隨搗隨平整，混凝土不得堆積在泵送管路出口處。

2.3 樓板模板施工

（1）樓板模板設(shè)計要求：底樓模板18mm,第一層龍骨(次楞)采用單枋b=80mm，h=80mm,間距350mm；第二層龍骨(主楞)采用雙鋼管Φ48×3.0。

（2）樓板模板施工方法：模板從四周鋪起，中間收口。壓邊時，角位模板通線釘固。樓面模板鋪完后，認(rèn)真檢查支架是否牢固，做到板面平整，接縫規(guī)范，整個模板面整潔無雜質(zhì)。模板安裝后應(yīng)清掃干凈，并經(jīng)分項驗收合格才進(jìn)行下一道工序施工。

3 高大支模工程項目施工監(jiān)測技術(shù)分析

根據(jù)現(xiàn)行的國家法律/規(guī)范、專家對方案的評審意見、委托方的委托要求等，結(jié)合項目施工進(jìn)度情況，分批次逐步布設(shè)各監(jiān)測傳感器。該高大支模的監(jiān)測共布設(shè)54組傳感器,每組均包含：支架水平位移、模板豎向位移(沉降)、立桿軸力及立桿傾斜4個參數(shù)。

3.1 監(jiān)測點布設(shè)

根據(jù)該工程委托方提供的施工方的《高支模專項施工方案》（以下簡稱《專項施工方案》），本實時監(jiān)測方案確定的高大支模關(guān)鍵部位及薄弱部位為：

（1）現(xiàn)澆梁板跨中承受豎向荷載較大的立桿；

（2）現(xiàn)澆梁板沉降較大的部位；

（3）能反映高大支模體系整體水平位移的部位。

監(jiān)測點布設(shè)情況見表1。

表1 監(jiān)測點的布設(shè)情況

3.2 監(jiān)測方法

該高大支模采用自動化監(jiān)測技術(shù)予以實施。各類傳感器均獨立供電、組網(wǎng)、傳輸?shù)龋ゲ桓蓴_，任一傳感器出現(xiàn)異?；蚬收系葘φ麄€自動化監(jiān)測體系不造成整體影響。該自動化監(jiān)測通過云平臺可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、分級管理。

高大支模監(jiān)測系統(tǒng)整體采用監(jiān)測節(jié)點～云平臺架構(gòu)，平臺主要由智能傳感器（采用4G DTU+監(jiān)測傳感器獨立組合）、云服務(wù)器（采用B/S架構(gòu)集中管理）及服務(wù)端系統(tǒng)（通過賬號及密碼登入及操作等）組成，見圖1。

圖1 高大支模監(jiān)測系統(tǒng)示意圖

3.3 監(jiān)測周期及頻率

（1）高大支模自動化變形監(jiān)測周期：自高大支模體系搭設(shè)時或樓面鋼筋綁扎完畢后且在混凝土澆筑之前開始，至混凝土澆筑完成后現(xiàn)場施工機(jī)械、人員清場后不少于5h且監(jiān)測數(shù)據(jù)無明顯增大變形時結(jié)束監(jiān)測。

當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，應(yīng)連續(xù)監(jiān)測：監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到或超出報警值；混凝土澆筑施工作業(yè)出現(xiàn)異常；高大支模支撐體系及其地基出現(xiàn)異常情況；行業(yè)或同類經(jīng)驗認(rèn)為有必要進(jìn)行加密監(jiān)測的情況。

（2）監(jiān)測頻率：根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，并考慮到高大支模出現(xiàn)風(fēng)險的突發(fā)性及參考有關(guān)規(guī)范，該工程的監(jiān)測系統(tǒng)平臺采用高頻次監(jiān)測模式，即≥2次/min。儀器內(nèi)部頻率按5s采集一次。

3.4 監(jiān)測結(jié)果分析

該工程共分了10個區(qū)域進(jìn)行澆筑，自動化監(jiān)測累計共分10次進(jìn)退場。由于該工程單次澆筑面積較大（部分超過5000m2/次），每次進(jìn)場從自動化監(jiān)測設(shè)備安裝、數(shù)據(jù)采集、結(jié)束監(jiān)測，最后到拆除自動化監(jiān)測設(shè)備均超過48h，部分測點超72h。在單次澆筑如此大面積、長周期的情況，現(xiàn)場傳感器的安裝效率及供電均是一大挑戰(zhàn)，尤其是整體高大支模的風(fēng)險把控更是讓人擔(dān)心。

根據(jù)現(xiàn)場自動化監(jiān)測結(jié)果，本文僅挑選出部分具有代表性的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析：

（1）由圖2可知，隨著混凝土的澆筑荷載逐漸增加，支架水平位移也逐漸明顯，但變形曲線較為平緩，體現(xiàn)了支架體系的搭設(shè)較合理，各立桿、橫桿及斜撐發(fā)揮了較好的效果，整個體系的穩(wěn)定性較好。

圖2 支架水平位移隨時間變化曲線圖

（2）由圖3可知，多個測點出現(xiàn)超出預(yù)警但未達(dá)到報警，表明支撐的主楞受力良好，支撐立桿頂托到位，立桿頂部支撐面強(qiáng)度足夠。

圖3 模板豎向位移（沉降）隨時間變化曲線圖

監(jiān)測點出現(xiàn)預(yù)警時，立馬啟動預(yù)警機(jī)制，現(xiàn)場監(jiān)測隨之進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)。自動化監(jiān)測平臺發(fā)出報警提示、主要人員手機(jī)收到預(yù)警短信、現(xiàn)場聲光報警三項同步預(yù)警，同時立即與委托、監(jiān)理及施工等參建人員進(jìn)行電話溝通，在各方緊急排查后，對現(xiàn)場進(jìn)行加固后重新組織人員繼續(xù)施工。

（3）由圖4可知，隨著施工的進(jìn)展和混凝土自重荷載的添加，立桿軸力出現(xiàn)明顯的階梯式變形后又立馬趨于平緩，表面支撐體系與模板緊密相連，頂托及接地桿均到位，支撐體系中立桿剛度及強(qiáng)度均滿足要求。

圖4 立桿軸力隨時間變化曲線圖

（4）由圖5可知，隨著混凝土自重荷載及施工震動等，立桿傾角在某一定時間內(nèi)出現(xiàn)“腦電波”式的震動，表面支撐體系受到施工影響較明顯，尤其是對施工震動更為顯著。

圖5 立桿傾角隨時間變化曲線圖

4 結(jié)束語

總結(jié)該高大支模工程自動化安全監(jiān)測工作，筆者認(rèn)為：

（1）任何一個項目的順利開展均離不開管理，一個好的管理措施往往能杜絕很多安全隱患，通過對施工規(guī)范化程度進(jìn)行控制，全方面提升施工安全以及加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，從而更有效地規(guī)范高大支模體系的施工，提高整個工程的施工質(zhì)量和安全。

（2）高大支模工程項目施工監(jiān)測更重要的是在于及時性，只有通過實時了解工程的變形狀態(tài)，才能更早地進(jìn)行預(yù)判，并為后續(xù)的施工措施等爭取時間。利用信息化技術(shù)及早發(fā)現(xiàn)險情或隱患，對保障施工安全起到關(guān)鍵性的作用。

（3）無論是常規(guī)監(jiān)測還是自動化監(jiān)測均只是一種監(jiān)測方式，監(jiān)測技術(shù)的提升固然使監(jiān)測越來越高效，但監(jiān)測人員本身素質(zhì)發(fā)展更是決定了整個行業(yè)的前景。只有堅持不懈地培養(yǎng)良好專業(yè)素質(zhì)，提升自己的使命感、責(zé)任感，在工作中專心致志，技術(shù)上精益求精，才能防患于未然，避免突發(fā)意外。