高大模板工程施工方案编制教学课件

高大模板工程施工方案编制刘广文一、什么是高大模板工程建设部【2009】254号文件建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则，中对高大模板工程的定义是“高大模板支撑系统是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m，或搭设跨度超过18m，或施工总荷载大于15kN/，或集中线荷载大于20kN/m的模板支撑系统。”。根据这个定义，对高大模板工程的定义包括了3个方面：第一搭设高度（8m以上）；第二跨度（18m以上）；第三是荷载（面荷载15kN/m2；线荷载20kN/m）。按荷载规范，取钢筋混凝土的密度25kN/m3，则有根据这个指标，400mm厚的钢筋混凝土板和截面6001000的梁，就可以归类于高大模板工程。其实，这只是个估算，还没有包括模板自重、施工人员和设备荷载。如果考虑这些荷载，构件的截面还要小。二、高大模板工程施工方案编制的意义2000年10月25日，南京电视台演播中心裙楼6人死亡，35人受伤。2019年2月18日，UT斯达康杭州研发中心13人死亡、16人受伤。2019年10月7日，江门市新会区益华商业广场16人死亡，5人受伤。2019年9月5日，北京市西西工程4号地项目8人死亡、21人受伤。2019年9月6日，郑州市富田太阳城7人死亡、17人受伤。2019年4月30日，长沙上河国际商业广场8人死亡、3人受伤。三、高大模板工程施工方案的编制、审核模板工程安全专项施工方案应由施工总承包单位组织编制，编制人员应具有本专业中级以上技术职称。模板工程安全专项施工方案应根据工程建设标准（特别是建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2019）和勘察、设计文件，并结合工程项目和分部分项工程的具体特点进行编制。模板工程安全专项施工方案应由施工单位技术负责人组织施工技术、设备、安全、质量等部门的专业技术人员进行审核。审核合格，由施工单位技术负责人审批。为了确保高大模板工程专项施工方案的编制、审核效果，有些地方还要求：模板工程安全专项施工方案审核人员中至少2人应具有本专业中级以上技术职称，需专家论证的，审核人员中至少2人应具有本专业高级以上技术职称。三、高大模板工程施工方案的编制、审核工程监理单位应组织本专业监理工程师对施工单位送审的安全专项施工方案进行审核，审核合格，报监理单位总监理工程师和建设单位审批。监理单位应编制安全监理实施细则，明确对高大模板支撑系统的重点审核内容、检查方法和频率要求。安全专项施工方案的编制、审核、审批人等应由本人在安全专项施工方案审批表上签名并注明技术职称。四、高大模板施工方案的主要内容模板安全专项施工方案主要应包括：（一）编制说明及依据：相关法律、法规、规范性文件、标准、规范及图纸（国标图集）、施工组织设计等。（二）工程概况及周边环境情况：高大模板工程特点、施工平面及立面布置、施工要求和技术保证条件，具体明确支模区域、支模标高、高度、支模范围内的梁截面尺寸、跨度、板厚、支撑的地基情况、周边及毗邻地区的建筑物、道路等。模板支撑体系的材料选择，模板及支架的构造设计，（三）施工部署（质量、安全管理机构、劳动力计划、进度计划、材料与设备计划）。（四）施工工艺技术：高大模板支撑系统的基础处理、主要搭设方法、工艺要求、材料的力学性能指标、构造设置以及检查、验收要求等。（五）施工安全保证措施：模板支撑体系搭设及混凝土浇筑区域管理人员组织机构、施工技术措施、模板安装和拆除的安全技术措施、施工应急救援预案，模板支撑系统在搭设、钢筋安装、混凝土浇捣过程中及混凝土终凝前后模板支撑体系位移的监测监控措施等。（六）劳动力计划：包括专职安全生产管理人员、特种作业人员的配置等。（七）计算书及相关图纸：验算项目及计算内容包括模板、模板支撑系统的主要结构强度和截面特征及各项荷载设计值及荷载组合，梁、板模板支撑系统的强度和刚度计算，梁板下立杆稳定性计算，立杆基础承载力验算，支撑系统支撑层承载力验算，转换层下支撑层承载力验算等。每项计算列出计算简图和截面构造大样图，注明材料尺寸、规格、纵横支撑间距。附图包括支模区域立杆、纵横水平杆平面布置图，支撑系统立面图、剖面图，水平剪刀撑布置平面图及竖向剪刀撑布置投影图，梁板支模大样图，支撑体系监测平面布置图及连墙件布设位置及节点大样图等。五、编制流程荷载估算估算立杆、次楞等间距布置立杆、主楞、次楞、模板验算强度和变形强度、变形满足？绘制立杆平面图，水平、竖向、剪刀撑布置图、连墙件做法图、局部支撑详图、模板支架的剖面图编写编制依据、工程概况、组织管理机构，模板支架的材料要求、模板支架的构造、模板支架的搭设步骤、模板支架施工的质量、安全保证措施、应急措施打印、装订、审批、论证、修改、实施是否六、编制说明及编制依据六、编制说明及编制依据简述模板安全专项施工方案的编制目的以及方案编制所依据的相关规范和规定。一般是列表进行说明。编制的依据一般是国家法律法规、标准规范、施工图纸、施工组织设计等，而一般的手册、书籍和论文只能作为参考资料。例如：编制依据：（一）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范2019版（JGJ130-2019）。（二）建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2019）。（三）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2019）。（四）钢管脚手架扣件（GB15831-2019）。（五）建设单位提供的施工蓝图。（六）本工程施工组织设计。参考资料建筑施工手册。采用的计算软件中国建筑科学研究院PKPM施工安全计算软件。七、工程概况及周边环境情况简要描述主体工程概况。结合结构平面图、立面图及剖面图，详细描述模板工程的情况，如梁板柱墙支模高度、构件的截面尺寸、模板支架下部的基础是天然地基、回填土还是结构楼板等，明确哪些部分属危险性较大的分项。例如：本工程15/DF轴的200人教室，施工期间室内回填土不能回填，支模高度10m左右，最大梁截面为3501400，属高大模板工程。这部分的模板支撑立杆位于原土面上。八、高大模板支撑体系的材料选择简要描述模板支撑体系选用的形式、材料，以及各种材料的力学性能指标。例如：1、梁板模板选用15mm厚木胶合板，fm=12.0N/mm2，E=4.2103N/mm2。2、次楞采用东北落叶松木方，截面5080，长度不小于4m。fm=17N/mm2，E=10000N/mm2，fv=1.7N/mm2。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计描述不同部位的梁、板模板和支撑布置情况，并设计支撑布置简图。这一部分是高大模板工程的核心内容，施工依据的是这部分内容，论证的也是这部分内容。如果方案是议论文，那么这部分的内容就是论点。许多施工方案没有意识到这部分的重要性，一带而过，往往将证明这部分正确性的计算书等作为方案的重点，有点本末倒置的味道。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计例如：1、楼板模板：次楞间距250mm；主楞间距1000mm；立杆间距：纵向（梁向）1000mm横向（垂直梁向）1000mm2、梁模板 侧模：次楞间距250mm，底模：次楞间距175mm，模板面板次楞（木方）主楞（钢管）九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计1布置底模板下次楞间距布置底模板下次楞间距次楞是直接承受模板上的荷载的，一般12mm厚胶合板模板的次楞间距可以选择200300mm，板厚和梁截面高度比较大时，可以适当减少。2布置底模板主楞间距布置底模板主楞间距主楞承受的是次楞传下的荷载，一般是集中荷载，主楞的间距和立杆的间距有一定的约束关系，一般情况下梁下主楞的间距选择600900mm为宜，板下立杆的间距8001000mm为宜。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计3 布置立杆布置立杆立杆一般与主楞直接连接，立杆的间距一般与主楞的间距相同，根据规范规定，立杆和主楞的连接方式应采用U型托。一般梁下立杆在垂直于梁的长度方向与梁侧模板的间距不宜大于300mm，立杆之间的距离不宜大于600mm，梁下一定要设置立杆；沿梁的长度方向立杆的间距一般与主楞的间距相同（立杆支承主楞）。进行构造设计时应注意满足规范的要求。为保证支撑体系的稳定，主次梁及板底立杆间距应按模数统一考虑，板下立杆间距与梁下立杆间距不同时，板下立杆纵横方向间距应为沿梁纵向立杆排距的整数倍。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计4布置横杆步距布置横杆步距横杆的步距关系到整个支撑体系的安全性，所以必须慎重考虑。一般情况下，作为模板支架的横杆，步距不宜大于1500mm（1800mm的步距一般仅用于外防护脚手架的搭设）。对于搭设高度高，或者跨度大，或者荷载大的模板支架，采用1200mm或者更小的步距是比较谨慎和安全的。横杆的步距并不是理想化的按1500mm或者1200mm的步距一直搭设上去，而是要根据搭设模板支架的楼层的层高和模板支架的构造要求进行综合分析。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计例如：某建筑楼层的层高是H=3600mm，楼板厚度h1=120mm，梁的截面为300mm700mm（h2=700mm）。布置这个支撑体系的步距。根据规范要求，扫地杆距离地面的高度应小于等于200mm，同时考虑立杆伸出最上横杆的高度约100mm。这样对于楼板，最上和最下横杆之间的距离为3600-120-100-200=3180；对于梁，最上和最下横杆之间的距离为3600-700-100-200=2600。根据这一情况，此楼板模板支架的第一步距可采用1500mm左右；第二步距可采用1500mm左右，此梁模板支架的第一步距可采用1300mm左右；第二步距可采用1200mm左右。这种构造对于保证模板支撑体系的安全是非常必要的。如下图所示。5布置竖向剪刀撑布置竖向剪刀撑竖向剪刀撑的布置是保证模板支架系统有效传递水平荷载，对于剪刀撑的布置，规范在6.2.4条有如下表述。满堂模板和共享空间模板支架立柱，在外侧周圈应设由下至上的竖向连续式剪刀撑；中间在纵横向应每隔10m左右设由下至上的竖向连续式的剪刀撑，其宽度宜为46m，并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑（见图6.2.41）。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧，夹角宜为4560。当建筑层高在820m时，除应满足上述规定外，还应在纵横向相邻的两竖向连续式剪刀撑之间增加之字斜撑，在有水平剪刀撑的部位，应在每个剪刀撑中间处增加一道水平剪刀撑（见图6.2.42）。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计当建筑层高超过20m时，在满足以上规定的基础上，应将所有之字斜撑全部改为连续式剪刀撑（见图6.2.43）。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计根据规范的这一规定，在高大模板工程的区域界限四周一定要布置有竖向剪刀撑。中间每隔10m左右，应该布置一个4m4m6m6m的由竖向剪刀撑围起来的类似格构柱的体系，这个格构柱的六个表面都是有剪刀撑的。这是规范对模板支架的最基本的要求。右图就是类似格构柱的体系的效果图。特殊地，当建筑层高在820m时，为了加强脚手架的整体性，要用之字斜撑将相邻的竖向剪刀撑连接起来。由于高度比较高，所以要求类似格构柱的体系的中间增加一道水平剪刀撑。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计6布置水平剪刀撑布置水平剪刀撑水平剪刀撑对加强模板支架系统的整体性意义非常重大，所以除了按规范的要求设置之外，还应根据工程的具体情况，在必要的位置设置。这一点在搭设高度超过8m的模板支架系统的时候是应该重点考虑的。九、高大模板及支架的构造设计九、高大模板及支架的构造设计7布置固结点布置固结点8布置侧模板次楞间距布置侧模板次楞间距9布置侧模板主楞间距布置侧模板主楞间距10布置梁的对拉螺栓的间距布置梁的对拉螺栓的间距同时，方案的附图部分也是本部分内容的有机组成部分，附图中的各种图示均应按本部分的设计进行绘制。十、施工部署十、施工部署这部分是施工方案的展开，简要描述质量、安全管理机构的组成，给出质量、安全管理机构网络图。方案前面已经将模板支架的构造进行了交代，那么如何完成前面设计的模板体系就成了下一步的工作要点。具体的完成，需要实施方案的管理机构、劳动力、机械和材料准备，同时要排定模板施工的进度计划。这部分的内容要根据高大模板及支架的构造设计的具体要求和工程的规模进行编制，应该具有针对性，且不可泛泛照抄施工组织设计中的内容或应付了事。十、施工部署十、施工部署1质量、安全管理机构质量、安全管理机构简要描述模板工程的质量、安全管理人员的姓名职务和工作分工。由于高大模板工程的重要性，一般需要企业安全生产管理部门的相关人员组成这个管理机构。工程项目的项目经理、技术负责人（项目总工）、安全员（安全总监）、质量检查员、相关的施工工长等，都应该是管理机构的组成人员。同时，为了便于管理，应该对各组成人员在高大模板工程中的岗位职责加以描述，岗位职责的描述一定是针对高大模板工程的，不属于高大模板工程的不要列入。十、施工部署十、施工部署3.7.2劳动力计划劳动力计划给出完成该项工作的劳动力的安排。劳动力计划应该根据高大模板工程的工程量、施工工期的要求和现场工作面情况进行组织安排。进行劳动力计划的时候要综合考虑这三个方面的关系，同时要考虑操作时的安全操作的保证。十、施工部署十、施工部署工种人数工作内容架子工240负责架子搭设及拆除测量放线工15负责脚手架垂直度控制杂工120负责材料运输本工程高支模计划从2019年1月10日开始搭设，2019年6月15日完成，拟投入劳动力如下表十、施工部署十、施工部署3进度计划进度计划采用网络图或横道图的形式说明施工的进度安排。根据工程量和劳动力的安排，确定施工进度计划。例如：施工进度计划如下：8-14轴C-G轴间从标高-0.4到35.9米，体系一2009年6月26日-7月30日完成；4-7轴D-G轴标高5.35米至15.6米，为体系二2009年6月10日-6月20日完成；4材料与设备计划材料与设备计划描述模板工程中施工的材料与设备，必要时应附进场时间。材料计划应该根据高大模板支架的设计进行计算得出，设备主要考虑施工过程中为模板施工所使用的设备。十一、施工工艺1技术参数技术参数这部分的内容应该重点描述与施工相关的技术参数，即使前面提到（在构造设计部分），在此也应进行必要的重复。比如垫板、底座、立杆间距、横杆步距、扫地杆距地高度、立杆上部是采用顶托还是扣件连接、立杆或水平杆的连接方式、剪刀撑的设置间距和倾斜角度等。这部分内容应配图进行说明，所配的图应该是让工人能容易理解的图，最好是三位的轴测图或者效果图。这些图主要是为了防止工人的错误施工。十一、施工工艺例如：1、钢管立柱底部设垫木和底座，垫板厚度不小于50mm。顶部设可调支托，U型支托与棱梁两侧间的间隙采用楔块楔紧，其螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm。螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下同心。2、满堂支架离地面200处设置纵横扫地杆，保证支架底部的整体性。在立柱底距地面200mm高处，沿纵横水平向按纵下横上的的程序设扫地杆。可调支托底部的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间距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。本工程层高大于20米，在最顶两步距两水平拉杆中间应分别加设一道水平拉杆。所有水平拉杆端部应与建筑物顶紧顶牢，不处在框梁处无处可顶时在水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑。剪刀撑采用钢管材料，采用搭接连接，搭接长度不小于1000mm，并用2个旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处进行固定。当立柱底部不在同一高度时，高处的纵向扫地杆应向低处延长不小于2垮，高低差不得大于1米，立柱距边坡上方边缘不得小于0.5米。3、立柱接长必须采用对接扣件连接，相邻梁立柱的对接接头不得在同步内，对接接头沿竖向错开的距离不宜小于500mm，各接头中心距主节点不宜大于步距的1/3.4、严禁将上段的钢管立柱与下段钢管立柱错开固定在水平杆上。5、满堂模板支架立柱在外侧周围设由下至上的竖向连续式剪刀撑；中间在纵横向每隔10米左右设由下到上的竖向连续式剪刀撑，其宽度在46米，并在剪刀撑的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。剪刀撑杆件的低端应与地面顶紧，夹角在50。层高在820间还应在纵横向相邻的两竖向连续式剪刀撑中间增加之字撑，在有水平剪刀撑的部位，应在每个剪刀撑中间增加一道水平剪刀撑。本工程层高超过20米，在满足以上规定的基础上，应将所有之字斜撑全部改为连续式剪刀撑。6、本工程支架立柱高度超过5米，在立柱周围外侧和中间有结构柱的部位，按照水平间距69米（按柱距），竖向间距3m与建筑结构设置一个固结点。详附图7、所有立杆接长均采用对接（使用对接扣件），严禁直接用扣件搭接连接，可调顶托插入钢管的最小长度大于400mm，搭接接头不能在同一水平面上，接头相互错开。8、梁底水平横杆必须设置在梁底主节点处，该横向水平杆在梁底架体加密范围内不得有接头，以使荷载有效扩散。9、在主节点处，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得大于150mm。10、立杆必须垂直设置，2米高度的垂直度允许偏差不得大于15mm。模板支架必须与已施工完成的独立柱进行刚性连接。十一、施工工艺2 工艺流程工艺流程以流程图的形式把施工的流程画出来，让施工人员一看就十分明了主要的施工步骤。例如：放线铺设垫板安放底座立立杆搭设双向扫地杆搭设双向第一步横杆搭设最后一步横杆安放顶托铺设大横杆当然，如果这部分配以轴测图分步骤加以说明，那是最好不过的。3 施工方法施工方法这部分要详细描述模板支撑体系的搭设顺序、主要搭设方法、工艺要求、以及构造设置要求。详细描述模板支撑体系的验收要求。模板拆除的时间或混凝土强度要求、拆除顺序、拆除方法、工艺要求。十一、施工工艺4质量标准与检查验收质量标准与检查验收高大模板支撑系统搭设前，应由项目技术负责人组织对需要处理或加固的地基、基础进行验收，并留存记录。高大模板支撑系统的结构材料应按以下要求进行验收、抽检和检测，并留存记录、资料。施工单位应对进场的承重杆件、连接件等材料的产品合格证、生产许可证、检测报告进行复核，并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。对承重杆件的外观抽检数量不得低于搭设用量的30%，发现质量不符合标准、情况严重的，要进行100%的检验，并随机抽取外观检验不合格的材料（由监理见证取样）送法定专业检测机构进行检测。采用钢管扣件搭设高大模板支撑系统时，还应对扣件螺栓的紧固力矩进行抽查，抽查数量应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130）的规定，对梁底扣件应进行100%检查。高大模板支撑系统应在搭设完成后，由项目负责人组织验收，验收人员应包括施工单位和项目两级技术人员、项目安全、质量、施工人员，监理单位的总监和专业监理工程师。验收合格，经施工单位项目技术负责人及项目总监理工程师签字后，方可进入后续工序的施工。十二、混凝土浇筑十二、混凝土浇筑【已经发生的高大模板工程事故告诉我们：事故一般发生在混凝土的已经发生的高大模板工程事故告诉我们：事故一般发生在混凝土的施工过程中，很少事故会发生在模板的搭设过程。因为混凝土浇筑过施工过程中，很少事故会发生在模板的搭设过程。因为混凝土浇筑过程是个荷载的施加过程，并且大家忙于混凝土的施工，往往忽略了安程是个荷载的施加过程，并且大家忙于混凝土的施工，往往忽略了安全的监测，经常是群死群伤。因此，保证高大模板工程的施工安全，全的监测，经常是群死群伤。因此，保证高大模板工程的施工安全，重视混凝土施工的浇筑安排是非常重要的一环。重视混凝土施工的浇筑安排是非常重要的一环。】混凝土浇筑前，施工单位项目技术负责人、项目总监确认具备混凝土浇筑的安全生产条件后，签署混凝土浇筑令，方可浇筑混凝土。框架结构中，柱和梁板的混凝土浇筑顺序，应按先浇筑柱混凝土，待框架结构中，柱和梁板的混凝土浇筑顺序，应按先浇筑柱混凝土，待柱混凝土达到一定强度，能够抵抗水平荷载（建议案竖向荷载的柱混凝土达到一定强度，能够抵抗水平荷载（建议案竖向荷载的10%考虑）时再浇筑梁板混凝土的顺序进行。考虑）时再浇筑梁板混凝土的顺序进行。浇筑过程应符合专项施工方案要求，并确保支撑系统受力均匀，避免引起高大模板支撑系统的失稳倾斜。浇筑过程应有专人对高大模板支撑系统进行观测，发现有松动、变形等情况，必须立即停止浇筑，撤离作业人员，并采取相应的加固措施。十三、设计计算书长期以来，很多人认为计算书就是模板设计的核心，对计算书的内容特别重视。由于现在建筑施工教学中的教材落后，高职院校普遍轻视对学生的力学教学，致使模板支架的计算显得神秘而复杂。同时，社会上许多软件公司看到了这一方面的市场，纷纷推出各种计算软件。但是软件的编制人员的书中计算的功底和对模板支架的受力分析的理解千差万别，导致软件的计算结果也不一定正确。所以，正确掌握模板支架的受力特点，能根据设计进行模板支架的验算是非常重要的。设计计算书本质上是对本书3.6节模板设计的强度、刚度和稳定性的验算。所以，计算结果的正确，取决于对模板设计的正确简化。根据支撑系统设置情况，分别选择不同支撑布置形式截面最大的梁进行验算。验算要求如下：1）画出需验算类型的支撑节点详图，简述该种类型的布置情况和安装做法，以及所需各种材料的规格；2）梁底模板验算：荷载计算：包括梁模板自重、混凝土自重、钢筋重量、施工荷载；画出计算简图；进行模板的抗弯强度、抗剪强度、挠度的计算；3）梁底次楞验算：荷载计算中增加次楞自重，其它荷载由上部传递，验算步骤同梁底模板；4）梁底主楞验算：荷载计算中增加主楞自重，其它荷载由上部传递，验算步骤同梁底模板；5）支撑立杆稳定性验算：荷载计算中增加钢管、扣件自重，其它荷载由上部传递。进行支撑立杆的强度验算、稳定性验算；4）梁侧模计算：计算步骤同梁底模，其中包括梁的对拉螺栓计算；5）板下模板及支撑体系设计验算：计算步骤同梁下模板及支撑体系设计验算；6）梁、板支撑体系得扣件抗滑移验算；7）支承层地面或楼层的承载力验算。墙、柱模板支撑计算：计算步骤同梁模板的计算。模板工程施工图模板工程施工图一般应有结构平面图、立面图、剖面图。模板与支架立杆布置平面图、立面图、重要部位的剖面图，竖向剪刀撑布置图、水平剪刀撑布置图，架体与结构拉结点平面图、拉结点做法详图，梁下、板下支撑详图、立杆下垫板、底座做法详图等。谢谢！