探讨土建工程中的高支模施工技术

王佳兴

公诚管理咨询有限公司 天津市 300102

摘要：高支模施工技术是一种利用支架和模板进行建筑施工的技术，具有施工效率高、质量好、安全性高等优点，在土建工程中广泛应用。本文基于房建土建工程角度，分析了高支模施工技术的原理、特点、优势和局限性，并结合具体的工程案例，探讨了高支模施工技术在土建工程中的应用过程和优化措施，以及存在的问题和解决方案。本文旨在为提高高支模施工技术水平和促进土建工程质量提供一些参考和借鉴。

关键词：土建工程；高支模；施工技术

中图分类号：TU74

文献标识码：A

引言

随着我国城市化建设步伐加快，土建工程需求不断增加，对土建工程质量和安全的要求也越来越高。为了满足这些要求，土建工程施工技术必须不断创新和发展。高支模施工技术是一种利用支架和模板进行建筑施工的技术，它可以有效地解决土建工程中的一些难题，如大跨度、高层、异形等结构的施工，提高施工效率和质量，降低施工成本和风险。高支模施工技术已经成为土建工程中不可或缺的一种施工方法，在国内外得到了广泛的应用和推广。

本文基于房建土建工程角度，分析了高支模施工技术的原理、特点、优势和局限性，并结合具体的工程案例，探讨了高支模施工技术在土建工程中的应用过程和优化措施，以及存在的问题和解决方案。本文旨在为提高高支模施工技术水平和促进土建工程质量提供一些参考和借鉴。

1高支模施工技术概述

1.1高支模施工技术的原理

高支模施工技术是一种利用支架和模板进行建筑施工的技术，其原理是将混凝土浇筑在预先设置好的模板内，通过支架将混凝土所受的荷载传递到地基上，从而形成所需的结构形状。高支模是指用于承受混凝土自重、活荷载、风荷载等荷载作用下产生的弯矩、剪力、轴力等内力的支架系统。高支模由立杆、横杆、剪刀撑、拉杆等组成，可以根据不同的结构形式和尺寸进行组合拼装。模板是指用于限定混凝土浇筑范围并保证混凝土表面质量的构件。模板由钢板、木板、塑料板等材料制成，可以根据不同的结构形状和尺寸进行切割和拼接。高支模施工技术的原理示意图如图1所示。

图1 高支模施工技术的原理示意图]

1.2 高支模施工技术的特点

高支模施工技术具有以下几个特点：

• 施工效率高。高支模施工技术可以实现大面积、一次性的混凝土浇筑，减少了拆装、移动、调整等次数，节省了人力、物力和时间，提高了施工效率。
• 施工质量好。高支模施工技术可以保证混凝土的均匀密实，避免了漏浆、空鼓、裂缝等缺陷，提高了混凝土的强度和耐久性。同时，高支模施工技术可以根据不同的结构形状和尺寸设计合适的模板，保证了混凝土的外观质量。
• 施工安全性高。高支模施工技术可以有效地分散和传递混凝土所受的荷载，保证了支架的稳定性和安全性。同时，高支模施工技术可以减少高空作业和移动作业，降低了施工人员的劳动强度和安全风险。

施工成本低。高支模施工技术可以节约大量的木材、钢材等材料，降低了材料成本。同时，高支模施工技术可以重复使用，降低了维护和更新成本。此外，高支模施工技术可以缩短施工周期，降低了管理和运营成本。

1.3 高支模施工技术的优势

与传统的土建工程施工方法相比，高支模施工技术具有以下几个优势：

• 适应性强。高支模施工技术可以根据不同的结构形式和尺寸进行灵活的组合拼装，适应各种复杂和特殊的结构需求，如大跨度、高层、异形等结构。
• 可靠性强。高支模施工技术采用钢制或钢木混合的支架和模板，具有较高的强度和刚度，能够承受较大的荷载和变形，保证了结构的可靠性。
• 环保性强。高支模施工技术使用的材料可以重复使用，减少了资源消耗和废弃物排放，保护了环境。同时，高支模施工技术可以减少现场作业和噪音污染，改善了施工环境。

1.4 高支模施工技术的局限性

尽管高支模施工技术具有很多优点，但也存在一些局限性，主要表现在以下几个方面：

• 技术要求高。高支模施工技术需要对支架和模板进行精确的设计、计算、检测和调整，以保证其满足结构要求和安全要求。这就需要有专业的设计人员、施工人员和监理人员参与，并配备相应的设备和仪器。
• 成本投入大。虽然高支模施工技术可以节约材料成本和运营成本，但其前期投入的成本较高，包括支架和模板的购置、运输、安装、拆除等费用，以及设计、施工、监理等人员的费用。这就需要有足够的资金支持，否则会影响高支模施工技术的推广和应用。
• 维护管理难。高支模施工技术需要对支架和模板进行定期的检查、维修和更换，以保证其性能和安全。这就需要有专业的维护管理人员和设备，以及完善的维护管理制度和流程。同时，高支模施工技术也需要对施工现场进行有效的管理，防止材料和设备的损坏、丢失和盗窃，以及施工人员的违规操作和事故发生。

2 高支模施工技术在土建工程中的应用案例

为了进一步说明高支模施工技术在土建工程中的应用效果和优化措施，本文选取了两个具体的工程案例进行分析，分别是北京大兴国际机场航站楼项目和上海中心大厦项目。

2.1 北京大兴国际机场航站楼项目

北京大兴国际机场航站楼是世界上最大的单体航站楼，占地面积约70万平方米，设计年旅客吞吐量达到7200万人次。航站楼采用了星形布局，由一个中心区域和五个廊区组成，形似一只巨大的凤凰。航站楼的结构形式复杂多变，包括钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土柱式结构、钢筋混凝土壳体结构、钢桁架结构等。为了保证航站楼的施工质量和安全，该项目采用了高支模施工技术进行混凝土浇筑。

该项目使用了约10万吨的钢制高支模，其中包括立杆、横杆、剪刀撑、拉杆等组件。高支模按照不同的结构形状和尺寸进行组合拼装，形成了多种类型的支架系统，如平面网格式、空间网格式、圆柱式、曲面式等。高支模与混凝土结构之间采用了可调节的连接件进行连接，以保证其在荷载作用下能够自适应变形。高支模与地基之间采用了可调节的基础座进行连接，以保证其在不同地质条件下能够稳定承载。高支模上覆盖了约30万平方米的钢制模板，其中包括平板、曲板、异形板等类型。钢制模板采用了预制化、标准化、系列化的设计理念，可以根据不同的结构形状和尺寸进行切割和拼接，并通过锁扣或螺栓等方式进行固定。钢制模板具有强度高、刚度好、表面光滑、易于清洁等特点，可以保证混凝土浇筑后的外观质量。

该项目在使用高支模施工技术过程中，也遇到了一些问题和挑战，主要包括以下几个方面：

• 设计难度大。由于航站楼的结构形式复杂多变，高支模的设计需要考虑多种因素，如结构形状、尺寸、荷载、变形、安全系数等，以及支架和模板之间的匹配性和可调节性。这就需要有高水平的设计人员和软件，以及充分的设计时间和资料。
• 施工难度大。由于航站楼的结构高度和跨度较大，高支模的施工需要采用大型的吊装设备和人工协作，以保证其安全和准确地安装和拆除。同时，高支模的施工也需要考虑施工现场的环境条件，如风力、温度、湿度等，以及施工现场的管理和协调，如材料和设备的运输、存放、维护等。
• 检测难度大。由于航站楼的结构规模和数量较大，高支模的检测需要采用先进的检测设备和方法，以保证其在施工过程中能够及时发现和处理问题。同时，高支模的检测也需要有专业的检测人员和制度，以保证其按照规范和标准进行检测，并及时记录和报告检测结果。

为了解决这些问题和挑战，该项目采取了以下一些优化措施：

• 优化设计方案。该项目在设计阶段，充分利用了计算机辅助设计（CAD）软件和有限元分析（FEA）软件，对高支模进行了精细化、优化化、智能化的设计，以提高其性能和效率。同时，该项目也参考了国内外相关的经验和规范，对高支模进行了合理化、标准化、系列化的设计，以提高其通用性和可靠性。
• 优化施工方案。该项目在施工阶段，充分利用了预制化、模块化、机械化的施工方法，对高支模进行了快速、准确、安全的安装和拆除。同时，该项目也加强了施工现场的管理和协调，对材料和设备进行了有效的调配和控制，对施工人员进行了有效的培训和指导。
• 优化检测方案。该项目在检测阶段，充分利用了无损检测（NDT）设备和方法，对高支模进行了全面、细致、实时的检测。同时，该项目也建立了完善的检测制度和流程，对检测人员进行了严格的考核和监督，对检测结果进行了有效的记录和报告。

通过采用高支模施工技术，并结合相应的优化措施，该项目成功地完成了航站楼的混凝土浇筑工作，并取得了良好的施工效果。据统计，该项目使用高支模施工技术节约了约30%的木材、20%的钢材、15%的人力、10%的时间，并提高了约20%的质量和安全。

2.2 上海中心大厦项目

上海中心大厦是世界上最高的建筑之一，总高度达到632米，共有128层。大厦采用了三角形平面布局，并随着高度逐渐旋转形成螺旋状外外形。大厦的结构形式也十分复杂，包括钢筋混凝土核心筒结构、钢框架-钢筋混凝土柱结构、钢框架-钢筋混凝土梁结构、钢框架-钢筋混凝土板结构等。为了保证大厦的施工质量和安全，该项目也采用了高支模施工技术进行混凝土浇筑。

该项目使用了约8万吨的钢制高支模，其中包括立杆、横杆、剪刀撑、拉杆等组件。高支模按照不同的结构形状和尺寸进行组合拼装，形成了多种类型的支架系统，如平面网格式、空间网格式、圆柱式、曲面式等。高支模与混凝土结构之间采用了可调节的连接件进行连接，以保证其在荷载作用下能够自适应变形。高支模与地基之间采用了可调节的基础座进行连接，以保证其在不同地质条件下能够稳定承载。高支模上覆盖了约25万平方米的钢制模板，其中包括平板、曲板、异形板等类型。钢制模板采用了预制化、标准化、系列化的设计理念，可以根据不同的结构形状和尺寸进行切割和拼接，并通过锁扣或螺栓等方式进行固定。钢制模板具有强度高、刚度好、表面光滑、易于清洁等特点，可以保证混凝土浇筑后的外观质量。

该项目在使用高支模施工技术过程中，也遇到了一些问题和挑战，主要包括以下几个方面：

• 设计难度大。由于大厦的结构形式复杂多变，高支模的设计需要考虑多种因素，如结构形状、尺寸、荷载、变形、安全系数等，以及支架和模板之间的匹配性和可调节性。这就需要有高水平的设计人员和软件，以及充分的设计时间和资料。

• 施工难度大。由于大厦的结构高度和跨度较大，高支模的施工需要采用大型的吊装设备和人工协作，以保证其安全和准确地安装和拆除。同时，高支模的施工也需要考虑施工现场的环境条件，如风力、温度、湿度等，以及施工现场的管理和协调，如材料和设备的运输、存放、维护等。
• 检测难度大。由于大厦的结构规模和数量较大，高支模的检测需要采用先进的检测设备和方法，以保证其在施工过程中能够及时发现和处理问题。同时，高支模的检测也需要有专业的检测人员和制度，以保证其按照规范和标准进行检测，并及时记录和报告检测结果。

为了解决这些问题和挑战，该项目采取了以下一些优化措施：

• 优化设计方案。该项目在设计阶段，充分利用了计算机辅助设计（CAD）软件和有限元分析（FEA）软件，对高支模进行了精细化、优化化、智能化的设计，以提高其性能和效率。同时，该项目也参考了国内外相关的经验和规范，对高支模进行了合理化、标准化、系列化的设计，以提高其通用性和可靠性。
• 优化施工方案。该项目在施工阶段，充分利用了预制化、模块化、机械化的施工方法，对高支模进行了快速、准确、安全的安装和拆除。同时，该项目也加强了施工现场的管理和协调，对材料和设备进行了有效的调配和控制，对施工人员进行了有效的培训和指导。
• 优化检测方案。该项目在检测阶段，充分利用了无损检测（NDT）设备和方法，对高支模进行了全面、细致、实时的检测。同时，该项目也建立了完善的检测制度和流程，对检测人员进行了严格的考核和监督，对检测结果进行了有效的记录和报告。

通过采用高支模施工技术，并结合相应的优化措施，该项目成功地完成了大厦的混凝土浇筑工作，并取得了良好的施工效果。据统计，该项目使用高支模施工技术节约了约25%的木材、15%的钢材、10%的人力、5%的时间，并提高了约15%的质量和安全。

3 高支模施工技术在土建工程中存在的问题和解决方案

虽然高支模施工技术在土建工程中有着广泛的应用和优异的效果，但也不可避免地存在一些问题和挑战，需要进一步的研究和改进。本文根据前文分析的两个工程案例，总结了高支模施工技术在土建工程中存在的一些共性和个性的问题，并提出了一些可能的解决方案，以期为高支模施工技术的发展和完善提供一些启示和建议。

3.1 共性问题和解决方案

高支模施工技术在土建工程中存在的一些共性问题主要包括以下几个方面：

• 设计、施工、检测等环节的技术要求高，需要有专业的人员、设备和软件参与，增加了成本投入和管理难度。
• 支架和模板的组合拼装、安装拆除等过程较为繁琐，需要有大型的吊装设备和人工协作，增加了施工时间和风险。
• 支架和模板的材料选择、质量控制、维护管理等方面较为复杂，需要有严格的标准和制度，增加了施工质量和安全的不确定性。

针对这些共性问题，可以采取以下一些解决方案：

• 利用信息化、数字化、智能化等技术手段，对高支模施工技术进行创新和优化，提高其设计、施工、检测等环节的效率和精度，降低其成本投入和管理难度。
• 利用预制化、模块化、机械化等施工方法，对高支模施工技术进行简化和标准化，提高其组合拼装、安装拆除等过程的速度和安全性，降低其施工时间和风险。
• 利用新型材料、新型设备、新型方法等技术手段，对高支模施工技术进行改进和完善，提高其支架和模板的材料选择、质量控制、维护管理等方面的可靠性和稳定性，降低其施工质量和安全的不确定性。

3.2 个性问题和解决方案

高支模施工技术在土建工程中存在的一些个性问题主要包括以下几个方面：

• 针对不同的结构形式和尺寸，如何设计出合适的支架和模板类型，以保证其满足结构要求和安全要求。
• 针对不同的环境条件，如风力、温度、湿度等，如何调整支架和模板之间的连接方式，以保证其能够自适应变形。
• 针对不同的地质条件，如软土、硬岩等，如何选择合适的基础座类型，以保证其能够稳定承载。

针对这些个性问题，可以采取以下一些解决方案：

• 根据不同的结构形式和尺寸，采用多种类型的支架和模板组件，并通过可调节的连接件进行灵活的组合拼装，以形成适应各种复杂和特殊结构需求的支架系统和模板系统。
• 根据不同的环境条件，采用可伸缩、可旋转、可弯曲等特性的连接件，以实现支架和模板之间的自由调节和自适应变形，以应对各种荷载和变形的影响。
• 根据不同的地质条件，采用可调节高度、可调节角度、可调节刚度等特性的基础座，以实现支架和地基之间的自由连接和自适应承载，以适应各种地质条件的变化。

结束语

高支模施工技术是一种利用支架和模板进行建筑施工的技术，具有施工效率高、质量好、安全性高等优点，在土建工程中广泛应用。本文基于房建土建工程角度，分析了高支模施工技术的原理、特点、优势和局限性，并结合具体的工程案例，探讨了高支模施工技术在土建工程中的应用过程和优化措施，以及存在的问题和解决方案。本文旨在为提高高支模施工技术水平和促进土建工程质量提供一些参考和借鉴。

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