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房建土建工程中的高支模施工技术的应用

臧玉柱
  
工程技术探索
2025年14期
河北建设集团股份有限公司 河北保定 071000

摘 要:在房屋建筑土建工程持续朝着大型化、复杂化方向演进的当下,高支模施工技术作为保障大跨度、高净空结构施工质量与安全的核心技术,其应用范围正不断拓展。本文深入探究其在房屋建筑土建工程中的实际应用,涵盖施工前期筹备、支架搭建、模板安装、混凝土浇筑以及拆除等环节,剖析应用过程中面临的问题,并提出针对性优化策略,最后对该技术的发展趋势展开展望,旨在为相关工程实践提供理论参考与实践借鉴。

关键词:房屋建筑土建工程;高支模;施工技术;应用

引言

伴随城市化进程的不断加快,房屋建筑工程的规模与复杂程度持续提升,大跨度、高净空的建筑结构愈发常见,诸如大型商业综合体、体育场馆、高层建筑转换层等。此类结构的施工对模板支撑体系提出了更高标准的要求,高支模施工技术由此诞生并逐渐成熟。高支模指的是支模高度达到或超过 8m ,或者跨度达到或超过18m ,或者施工总荷载达到或超过 15kN/m2 ,又或者集中线荷载达到或超过 20kN/m 的模板支撑系统。其施工质量对工程结构安全、施工进度把控以及成本控制有着直接影响。因此,深入研究高支模施工技术在房屋建筑土建工程中的应用,具备重要的理论价值与实践意义。

一、高支模的定义与特性

高支模属于特殊的模板支撑体系,与普通模板支撑相比,具有高度高、跨度大、承载荷载大等特点。其主要构成部件包括立杆、横杆、剪刀撑、扫地杆、顶托等,通过合理的连接与布局,构建成稳定的受力体系,以此承受混凝土浇筑过程中的自身重量、施工荷载等。高支模体系的稳定性与承载能力是保障施工安全的关键所在,一旦发生失稳或坍塌,将会造成严重的人员伤亡与经济损失[1]。

二、高支模施工技术在房建土建工程中的具体应用

(一)施工前的全面筹备工作

高支模施工前的准备工作需从技术、材料、场地、人员四个方面构建完善体系。在技术层面,专项施工方案编制需借助BIM建模技术与有限元分析软件(如MidasGen、ANSYS),通过模拟不同工况下支撑体系的应力应变分布情况,精准确定立杆间距、横杆步距等关键参数,并运用BIM技术开展三维可视化技术交底。材料管理方面引入物联网技术,为钢管、扣件等构件植入RFID芯片,实现从进场检验、仓储管理到使用追踪的全生命周期质量追溯。地基处理阶段通过静载试验测定地基承载力,针对软弱地基采用CFG桩复合地基处理技术,并配合排水板加速土体固结,同时设置沉降监测基准点,搭建数字化监测系统实时采集数据。人员培训环节引入VR模拟系统,使施工人员在虚拟环境中进行高支模搭设、拆除等操作演练,借助AI行为分析及时纠正不规范操作,提升安全操作技能水平。

(二)支架搭设的精准施工控制

支架搭设需秉持“空间协同受力”理念实施三维定位控制。立杆施工过程中使用激光垂准仪配合全站仪,将垂直度偏差严格控制在H/1500(H为支架高度)且不超过 30mm 的范围内,立杆底部设置可调底座,并铺设50mm 厚C20混凝土垫板,形成刚性连接。横杆搭设采用盘扣式脚手架模块化体系,利用承插式节点实现横杆与立杆的快速精准定位,确保步距误差控制在 ±5mm 以内,使用扭矩扳手对所有扣件进行预紧力检测(预紧力控制在 40-65N⋅m )。剪刀撑设置采用“立体桁架”构造形式,竖向剪刀撑间距不大于4跨,水平剪刀撑沿高度方向每隔 4m 设置一道,通过斜杆与立杆形成三角形稳定单元,增强整体抗侧刚度。在搭设过程中运用三维激光扫描技术进行实时偏差检测,通过点云数据对比分析及时进行偏差纠正,确保支架空间几何尺寸符合设计要求。

(三)模板安装的智能质量管控

模板工程采用“智能装配”技术体系提升施工精度。

根据混凝土构件的复杂程度进行模板选型,对于异形结构采用3D打印木塑模板,常规构件则应用铝合金模板快拆体系。安装过程中利用BIM5D平台生成安装导航,借助AR技术将模板位置、标高信息投射至施工现场,实现毫米级精准定位。模板支撑采用早拆柱头系统,并配备液压同步顶升装置,可实现模板提前拆除而保留支撑体系。针对大跨度结构,采用预应力反拱技术,通过在模板支撑体系中设置可调预应力拉杆,在混凝土浇筑前施加反向变形,以抵消结构自重产生的挠度。模板验收环节引入三维扫描仪进行数字化检测,自动生成偏差分析报告,对拼缝宽度( ⩽1.5mm )、表面平整度( ⩽3mm )等指标进行量化评估,确保模板工程质量达到清水混凝土标准。

(四)混凝土浇筑的动态过程控制

混凝土浇筑实施“全过程智能监控”管理模式。浇筑前使用超声波检测仪对模板支撑体系进行密实度检测,通过应变传感器实时监测关键部位应力变化情况,设定应力预警阈值(为设计值的 80% )。浇筑过程采用分层分段对称浇筑工艺,每层浇筑厚度控制在 400-500mm ,利用混凝土泵车智能调度系统优化浇筑路线,避免局部超载。振捣作业采用智能振捣棒,内置加速度传感器实时采集振捣参数,通过云平台分析振捣时间、频率,防止出现过振或漏振现象。监测系统集成位移计、倾角仪等传感器,对支架沉降( ⩽10mm )、水平位移( AA⩽5mm )进行毫米级实时监测,一旦数据超出限值立即触发声光报警,并自动启动应急预案,确保浇筑过程安全可控。

(五)模板拆除的科学风险管控

模板拆除遵循“强度验证 + 力学评估”双控原则。采用无损检测技术(如回弹法、超声回弹综合法)对混凝土强度进行多点检测,结合同条件养护试块强度数据,运用模糊综合评价模型确定拆除时间。拆除顺序通过有限元软件进行拆除模拟,分析支撑体系在不同拆除工况下的内力重分布情况,制定最优拆除方案。实施过程中采用液压同步拆除系统,通过压力传感器控制各拆除点受力均衡,避免应力突变。拆除区域设置智能防护网,并配备红外感应装置,当人员进入危险区域时自动触发声光报警,并联动安全防护措施。拆除后的构配件使用自动化分拣设备进行质量检测与分类,通过AI图像识别技术筛选合格构件,实现资源高效循环利用,同时建立拆除作业安全风险数据库,为后续工程提供经验参考。

三、高支模施工技术的发展趋势

(一)智能化发展

随着信息技术的不断进步,高支模施工技术正逐步向智能化方向发展。通过引入物联网、大数据、人工智能等先进技术,实现对高支模支撑体系的实时监测、智能预警与自动控制。例如,利用传感器实时采集支撑体系的受力、变形等数据信息,借助大数据分析与人工智能算法对支撑体系的稳定性进行预测,当出现异常情况时自动发出预警信息,并采取相应控制措施,从而提高施工安全的可靠性。

(二)绿色化发展

在建筑行业追求可持续发展的背景下,高支模施工技术也朝着绿色化方向迈进。一方面,大力推广使用可回收、可重复利用的材料,如铝合金模板、塑料模板等,降低木材等资源的消耗;另一方面,优化施工工艺,减少施工过程中产生的扬尘、噪音以及废弃物排放,降低对环境造成的影响。

结论

在房屋建筑土建工程领域,高支模施工技术作为保障工程质量与安全的核心技术,其应用效果直接关系到工程全生命周期管理目标的实现。高支模施工技术的创新发展与规范应用,既是保障房屋建筑工程品质的技术需求,也是推动建筑业转型升级的重要手段。未来需通过技术创新与管理优化协同推进,持续提升高支模施工技术的应用效能,为建筑行业高质量发展提供有力支撑。

参考文献

[1]任泰城.房建土建工程中的高支模施工技术探究[J]. 建材发展导向,2025,23(11):64-66.

[2]袁军.房建土建工程中高支模施工技术的应用[J].陶瓷,2025,(04): 178-179+189 .

[3]王蔓.高支模施工技术在房建土建工程施工中的应用[J].建筑机械,2025,(04): 337-339+346+10

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