大型混凝土施工模板結(jié)構(gòu)體系控制技術(shù)研究

魏道國

摘要： 本文將結(jié)合實(shí)際工程案例對混凝土模板框架支撐體系進(jìn)行具體分析，同時總結(jié)出一套實(shí)用的模板框架施工技術(shù)措施，旨在通過實(shí)踐研究豐富模板工程施工理論，為同類工程提供實(shí)用的模板施工技術(shù)資料。

Abstract： This paper makes a concrete analysis of concrete formwork support system combined with the actual engineering case， and summarized a set of practical framework construction technologies to enrich the theory of framework construction through the practical research， and to provide practical framework construction technology data for similar projects.

關(guān)鍵詞： 大型混凝土；施工模板；結(jié)構(gòu)體系；控制技術(shù)

Key words： large scale concrete；construction formwork；structural system；control technology

中圖分類號：TU755.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）36-0115-03

0 引言

模板框架支撐體系在混凝土工程中十分多見。模板的質(zhì)量以及模板框架的穩(wěn)定性、牢固性對整個混凝土工程質(zhì)量起到?jīng)Q定性作用，因此，在模板施工中嚴(yán)格控制模板框架支撐體系的施工質(zhì)量尤為關(guān)鍵。本文將結(jié)合實(shí)際工程案例對混凝土模板框架支撐體系進(jìn)行具體分析，同時總結(jié)出一套實(shí)用的模板框架施工技術(shù)措施，旨在通過實(shí)踐研究豐富模板工程施工理論，為同類工程提供實(shí)用的模板施工技術(shù)資料。

1 工程概況

本工程為我國南方某市一酒店工程。建筑面積：44538m2。結(jié)構(gòu)類型為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地下二層，地上九層?；悠骄疃葹?.4m，地上建筑35.7m。地下室模板支撐體系施工要求如下：

①模板應(yīng)平整，拼縫嚴(yán)密不漏漿，有足夠的剛度、強(qiáng)度，吸水性要小。

②模板構(gòu)造應(yīng)牢固穩(wěn)定，可承受混凝土拌合物的側(cè)壓力和施工荷載，且應(yīng)裝拆方便。

③防水混凝土結(jié)構(gòu)模板的螺栓必須采用帶止水片的對拉螺栓，以避免水沿縫隙滲入。

④砼澆筑前，應(yīng)檢查承重架及加固支撐扣件是否擰緊，擰緊螺栓的扭力矩控制在45N·m～60N·m之間。

⑤模板與砼接觸面應(yīng)刷隔離劑，禁止用油質(zhì)隔離劑，并防止隔離劑污染鋼筋及砼。

2 地下室墻體模板支撐結(jié)構(gòu)分析

地下室模板支撐結(jié)構(gòu)主要包括墻體模板支撐結(jié)構(gòu)和柱模板支撐結(jié)構(gòu)，兩套支撐體系的結(jié)構(gòu)分析如下：

2.1 墻體木模支撐

墻體模板支模體系施工流程為：放線→彈線→抹砂漿水平支承面→綁扎鋼筋和墊塊、安放預(yù)埋件和止水條→支墻兩邊側(cè)模→安裝支撐→安裝門窗洞模板→安制對拉絲桿→調(diào)整模板位置→緊固對拉絲桿→固定支撐→檢查校正→連接相鄰墻模板。

墻體模板采用木模施工，Φ48鋼管支撐，50×100木枋作背枋，間距不得大于200mm，且采用帶止水片的Φ14對拉絲桿（詳防水對拉絲桿圖）在模內(nèi)連接，既保證了模板的整體性，又能控制其位移。對拉絲桿設(shè)置為：在墻體的下部（1/3）豎向間距為400mm；中部（1/3）距離為500mm，頂部（1/3）間距為600mm；水平間距均為600mm，對拉絲桿均帶有止水片。

2.2 柱模支撐結(jié)構(gòu)

該工程柱基本為矩形柱，為此，對于小于等于500mm的柱，采用木模，外加鋼管抱箍實(shí)施支撐模板，大于等于500mm柱除按實(shí)增設(shè)抱箍外，還應(yīng)在其內(nèi)部增設(shè)鋼筋對拉絲桿，以確保其幾何尺寸不變。Φ48鋼管抱箍，縱向，下部（1/3）間距400mm起開始，距底100mm為第一道，中部（1/3）間距500mm，上部（1/3）間距600mm，并與滿堂腳手架連接。Φ48鋼管抱箍，縱向，下部（1/3）間距400mm，距底100mm為第一道，中部（1/3）間距500mm，上部（1/3）間距600mm，并與滿堂腳手架連接。

3 模板安全施工技術(shù)措施

3.1 模板作業(yè)

3.1.1 模板材料

現(xiàn)澆板采用16mm厚紅色木模板，剪力墻和梁模采用18mm厚黑色木模板，支撐體系采用50×100mm的木枋和？準(zhǔn)48×3.5mm鋼管，對拉絲桿和鋼筋內(nèi)撐以保證構(gòu)件的幾何尺寸和斷面尺寸，不得使用腐朽、銹蝕、扭裂、劈裂、彎曲變形的材料。

3.1.2 模板組裝設(shè)計圖

按圖1拼裝墻體模板防水對拉絲桿支撐結(jié)構(gòu)，再參照圖2拼裝柱模板支撐結(jié)構(gòu)。

3.1.3 作業(yè)要求

①模板施工按所定樁線掛線施工，底部須平整；施工應(yīng)先從底部施工，底層完工后才能進(jìn)行上層施工，禁止超前施工。每層模板連接牢固，外側(cè)用支撐固定，內(nèi)側(cè)用拉桿對稱連接，頂撐要垂直，底端要平整、堅實(shí)，并加墊木；支撐桿件應(yīng)用橫順拉桿和剪刀撐拉牢。每層模板經(jīng)固定穩(wěn)當(dāng)后，方進(jìn)行進(jìn)行上層施工。模板安裝須由兩人以上安裝，模板之間應(yīng)平直。模板安裝時將模板對正后提升到模板安裝位置，緩慢移動進(jìn)行安裝。模板放置平臺未用時，須平面朝上，平穩(wěn)放置，不準(zhǔn)直接在模板上堆放材料。

②模板安裝完畢投入使用前，必須由施工負(fù)責(zé)人組織安全人員共同進(jìn)行檢查，履行交接驗收手續(xù)。模板施工安裝前要由技術(shù)部門編制安全施工方案，并報監(jiān)理工程師審批后，方可施工。

3.2 模板框架結(jié)構(gòu)安全驗算

3.2.1 木模板墻模板計算

①墻模板基本參數(shù)。

模板面板材料：膠合板，模板面板厚度：h=18（mm）；

內(nèi)龍骨材料：木楞，支撐根數(shù)：n=5（根）；

木楞截面寬度：100（mm）；木楞截面高度：50（mm）；

次楞（內(nèi)龍骨）間距：l=0.6（m）；外龍骨材料：木楞，支撐根數(shù)：n=4（根）；

木楞截面寬度：100（mm）；木楞截面高度：50（mm）；

主楞（外龍骨）間距：b=1（m）；穿墻螺栓型號：M12，間距：B1=1.2（m）。

②荷載計算。

強(qiáng)度驗算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；撓度驗算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力。

新澆混凝土側(cè)壓力計算公式為下式中的較小值：

F=0。22？酌ct？茁1？茁2■ F=？酌H

其中：γc 為混凝土重力密度，取γc=2.4（kN/m3）；

t為新澆混凝土的初凝時間，取4（小時）；

V為混凝土的澆筑速度，取V=5（m/h）；

β1為外加劑影響系數(shù)，取β1=1；

β2為混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取β2=0.850；

H為混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度，取H=3（m）。

經(jīng)計算得到新澆混混凝土側(cè)壓力F1=4.01（kN/m2）；

傾倒（振搗）混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 F2=4（kN/m2）。

③墻模板面板的計算。

面板為受彎構(gòu)件，按照受均布荷載三跨連續(xù)梁計算，跨度為內(nèi)楞間距。

④面板強(qiáng)度驗算。

模板所受的荷載計算值：q=1.2×4.01×1+1.4×4×1÷1000=10.41（kN/m）

面板的最大彎矩：M=■

其中：l 為次楞（內(nèi)龍骨）間距，取l=0.6（m）；

q 為作用在模板上荷載計算值，q=10.41 kN/m。

經(jīng)計算得到：M=10.41×0.62÷10=0.37（kN·m）

面板強(qiáng)度計算值：f=M/W

其中：W為面板的凈截面抵抗矩 ，W=54cm3；

M為面板的最大彎距，M=0.37kN·m。

經(jīng)計算得到：f=0.37×1000000÷（54×1000）=6.85（N/mm2）

面板的強(qiáng)度設(shè)計值，取[f]=15（N/mm2）

面板的強(qiáng)度計算值小于面板的強(qiáng)度設(shè)計值，故滿足要求！

⑤撓度計算。

作用在模板上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=4.01×1=4.01（kN/m）

最大撓度計算公式：V=■<[v]

其中：l為內(nèi)楞間距，l=0.6（m）；

I為面板的截面慣性矩，I=48.6cm4；

E為面板的彈性模量，E=9000N/mm2；

q為作用在模板上荷載標(biāo)準(zhǔn)值，q=4.01kN/m。

經(jīng)計算得到：v=0.677×4.01×（0.6×1000）4÷（100×9000×48.6×10000）=0.8（mm）

[v]為面板的最大允許撓度值：[v]=0.6×1000÷250=2.49（mm）。

計算結(jié)果：面板的最大撓度計算值小于面板的最大允許撓度值，故滿足要求！

3.2.2 模板支架立桿安全間距驗算

①支架高度的確定。

對于剪力墻或者磚混結(jié)構(gòu)而言，其標(biāo)準(zhǔn)層層高處于2.9-3.2m之間，樓板厚度則為11cm左右，且不會超出14cm。在按照層高最大3.2m考慮的情況下，樓板厚度則為14cm，再加上模板下木楞厚度，模板支架的實(shí)際高度會在3m以內(nèi)，則可以按照3m進(jìn)行計算。而對預(yù)加力強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其一層層高在5m以上，則按照5m計算。

框架結(jié)構(gòu)方面，標(biāo)準(zhǔn)層高在3.6-4.2m泛指之間，在按照4.2m考慮的情況下，其模板支架高度則為4m。地層當(dāng)中的施工方式有兩種，即先設(shè)置第一層模板或者先開展基礎(chǔ)回填，之后再對第一層模板進(jìn)行支設(shè)。當(dāng)按照前者施工時，支架高度可以在7m或者更高，而按照后者施工時，則可以將其高度設(shè)定為6m。由此可知，在現(xiàn)今建筑工程模板施工中，其高度分別為3m、4m、5m、6m、7m這5種情況。

②不同高度立桿穩(wěn)定承載力。

在該研究當(dāng)中，將支架立桿計算程度即為模板支架高度，根據(jù)規(guī)范方式，則可以獲得不同高度下立桿穩(wěn)定承載力，如表1所示。

③板下支架立桿安全間距。

在調(diào)查當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際施工當(dāng)中，小楞木所具有的間距非常小，而在大楞木的每一跨當(dāng)中，都具有一定數(shù)量的小楞木。為了能夠?qū)τ嬎氵M(jìn)行簡化，則可以將小楞木并入到模板當(dāng)中，即認(rèn)為其為直接擱置在大楞木之上，而大楞則處于支架立桿頂托位置。在該種情況下，在大楞木上的荷載則可以將其作為均布荷載進(jìn)行處理。在力學(xué)角度上，大楞木屬于多跨連續(xù)梁的受力情況，通常情況下，即認(rèn)為多跨連續(xù)梁按兩跨連續(xù)梁計算時的最大彎矩與最大支反力比按三、四、五跨連續(xù)梁的計算值要大，對此，在本研究中，則按照兩跨連續(xù)量方式對其進(jìn)行分析。

在該種情況下，板下支架立桿荷載為Q=1.25qL2

根據(jù)立桿穩(wěn)定條件，Q≤Ner，此時則有

L？燮■

此時，在將相關(guān)數(shù)據(jù)代入到上公式之后，則可以獲得立桿安全間距，如表2所示。

值得一提的是，在該間距計算當(dāng)中，沒有對梁荷載方面作用進(jìn)行考慮。對此，該計算結(jié)構(gòu)僅僅適合應(yīng)用在磚混結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)的模板支架當(dāng)中。

3.3 模板拆除

3.3.1 拆除準(zhǔn)備

所有進(jìn)場工人必須按規(guī)定穿戴安全防護(hù)用具和軟底鞋；工地現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙，嚴(yán)禁工前飲酒，嚴(yán)禁帶病作業(yè)、疲勞作業(yè)；工人必須嚴(yán)格按安全操作規(guī)程上崗操作，不允許違章作業(yè)；所有參建人員要嚴(yán)格遵守“三不傷害”制度，即不傷害自己，不傷害他人，不被他人傷害；拆模班組在工前必須合理分工，拆模時統(tǒng)一聽指揮，不得左顧右瞧、嬉戲打鬧，所有暫時用不到的工具必須歸置到工具袋內(nèi)；拼裝高層模板時必須掛安全帶；工地附近設(shè)置警示標(biāo)識或安全圍欄，并安排專人監(jiān)控交通要道，嚴(yán)防非施工人員進(jìn)入。

3.3.2 模板拆除

按規(guī)定使用專用拆模工具和安全操作規(guī)程拆卸模板，做到從上到下一步一清，上下層模板嚴(yán)禁同步施工。拆模時，應(yīng)該先松動對接桿，將頂層支撐后再卸掉模板。拆卸下來的支架、桿件、扣件等須及時向下傳遞，嚴(yán)禁隨意拋下。拆模過程中不宜臨場換人，且要一氣呵成，如有特殊情況須做好工況交接再換人，若要中斷拆除作業(yè)，也應(yīng)該及時清點(diǎn)整理現(xiàn)場，確認(rèn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后再叫停。模板拆除完后應(yīng)將架料分類堆放，堆放地點(diǎn)要平坦，下設(shè)支墊排水良好，清除模板表面殘渣，涂刷防護(hù)油，加以遮蓋。對螺栓、螺桿等零星小構(gòu)件應(yīng)用柴油清洗干凈裝箱、袋分類存放室內(nèi)以備再用。彎曲變形的鋼構(gòu)件應(yīng)調(diào)直，損壞的及時修復(fù)并刷漆以備再用，不能修復(fù)的應(yīng)集中報廢處理。

3.4 模板框架支撐體系安全施工措施

①構(gòu)造方面要求，可以通過在施工前對詳盡模板支架搭設(shè)方案圖進(jìn)行繪制的方式處理，要求操作人員在具體施工當(dāng)中嚴(yán)格按照圖紙施工進(jìn)行解決。

②設(shè)計計算問題，在目前工程施工現(xiàn)場當(dāng)中，往往沒有對該項問題形成高度重視，其主要原因有不會計算、過于依賴以往的經(jīng)驗做法等等。對于該種情況，則需要在施工手冊當(dāng)中能夠根據(jù)梁截面尺寸、模板材料、支撐架材料種類、支架高度以及樓板厚度等通過計算做好模板支架構(gòu)造圖表的給出，保證普通技術(shù)人員不需要經(jīng)過復(fù)雜的計算，僅僅通過對圖表的查閱即能夠較為便利地獲得安全、合理的支架布置數(shù)據(jù)。

③施工操作方面，則需要在現(xiàn)場加強(qiáng)管理，通過嚴(yán)格的驗收活動實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。如對于立桿地基，要嚴(yán)格按照規(guī)范當(dāng)中要求進(jìn)行處理，立桿底部，則需要做好底板或者底座的設(shè)置，在施工當(dāng)中做好扣件、木楞以及鋼管施工的驗收。同時，要使用測力扳手對不同連接件的松緊程度進(jìn)行抽查，科學(xué)地安排施工機(jī)械排布以及混凝土澆筑順序，避免出現(xiàn)局部堆載或者過大偏壓情況。

此外，需要在相關(guān)規(guī)范以及質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中做好模板支架驗收控制點(diǎn)的設(shè)置，以此進(jìn)一步保障施工安全。對于可能導(dǎo)致模板支撐體系失穩(wěn)坍塌的任何問題，在管理程度穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，都能夠得到及時的處理，而監(jiān)理以及施工方對程序的貫徹情況將直接關(guān)系到工作開展質(zhì)量，這也是需要在實(shí)際施工中做好把握的。

4 結(jié)論

模板結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)今建筑施工中經(jīng)常應(yīng)用的體系類型。在上文中，我們對大型混凝土施工模板結(jié)構(gòu)體系控制技術(shù)進(jìn)行了一定的研究，需要在施工當(dāng)中能夠做好技術(shù)重點(diǎn)把握，保障施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王偉，劉妮，王煒，邢國然.某奧體項目高大外傾斜柱施工技術(shù)[J].浙江建筑，2014（04）：20-24.

[2]閔凡文，劉永濤，譚冰，王紹舉.超高傾斜折線勁性混凝土圓柱施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2014（20）：98-100.

[3]李學(xué)勁，童華煒，黃衡.高大外傾斜柱利用滿堂腳手架作為模板支撐的設(shè)計與應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2013（11）：20-23.

[4]許杰，陳勇，張永貴.矮塔斜拉橋混凝土外傾塔柱模板自穩(wěn)定措施分析[J].重慶建筑，2011（11）：44-45.

[5]寧宏偉.建筑工程大面積飾面混凝土施工工藝與質(zhì)量控制[J].中華建設(shè)，2016（10）：44-46.

[6]史彥杰.混凝土施工質(zhì)量問題及產(chǎn)生問題的原因分析[J].門窗，2014（06）：311.