塑料模板在綜合管廊結構施工中的應用分析

黃 亮

(北京新機場建設指揮部,北京 102602)

塑料模板在綜合管廊結構施工中的應用分析

黃 亮

(北京新機場建設指揮部,北京 102602)

以北京新機場工作區(qū)市政綜合管廊工程為背景，對聚碳酸酯密肋塑料模板在現(xiàn)澆鋼筋混凝土管廊中的模板設計及施工工藝進行了有益的探索與研究，在施工難易程度、混凝土外觀質(zhì)量、經(jīng)濟性及安全性等方面進行分析，為綜合管廊模板的選用提供一些參考建議。

現(xiàn)澆管廊，塑料模板,安裝

0 引言

隨著近幾年我國管廊建設井噴式發(fā)展，管廊工程越來越常見。管廊模板一般選用木模板。該模板體系具有施工靈活，易拼裝，造價低等優(yōu)點，但同時也存在混凝土面觀感質(zhì)量不好，浪費木材，不環(huán)保等不足。由于塑料模板配合快拆體系具有面板重量小，支架體系簡潔，混凝土外觀質(zhì)量好等優(yōu)點，因此具有較好的工程應用前景。本文結合北京新機場工作區(qū)市政工程項目，詳細探討了塑料模板體系在管廊施工中的應用。對塑料模板方案中可能出現(xiàn)的安全和質(zhì)量問題制定了有針對性的解決措施，保證了工程的施工質(zhì)量。研究結果對于管廊等地下結構工程的施工具有一定指導價值。

1 工程概況

新機場工作區(qū)工程位于永定河北岸，北京市大興區(qū)榆垡鎮(zhèn)、禮賢鎮(zhèn)和河北省廊坊市廣陽區(qū)之間，綜合管廊工程是新機場工程中的重要組成部分，其中工作區(qū)綜合管廊總長度約7.6 km，主管廊為單箱三室結構，3個艙室分別是電艙、熱力艙及水+電信艙，主管廊標準段尺寸9.3 m×3.6 m，頂板厚400 mm，外側墻400 mm，中隔墻250 mm；支管廊標準段尺寸7.5 m×2.8 m，頂板厚400 mm，外側墻400 mm，中隔墻250 mm。主管廊典型斷面如圖1所示。

2 模架體系

2.1模架體系選型分析

根據(jù)新機場市政工程實際情況，初步提出的模板方案有以下3種：

1)木模板；2)鋼模板臺車；3)塑料模板+快拆?？紤]到工期、成本以及安全等因素，該工程采用了第3種方案。該方案造價低、模板輕便、周轉(zhuǎn)率高、支架體系安裝靈活。進一步，對該方案易出現(xiàn)的安全和質(zhì)量問題制定了有針對性的措施，改進了該方案的不足，使工程質(zhì)量得到了保障。

2.2模架體系設計

2.2.1頂板模架設計

模板采用密肋塑料模板，模板總厚50 mm，面板為5 mm厚，模板長邊方向肋間距15 cm，短邊方向肋間距5 cm，邊肋寬5 mm，中間肋寬3 mm，材質(zhì)為聚碳酸酯(PC)，設置一道主龍骨，主龍骨采用50 mm×70 mm(t=3 mm)方鋼管，不設置次龍骨，主龍骨下兩個立桿最大間距1.2 m，主龍骨間距0.9 m。面板采用彈簧鋼回形銷。

2.2.2側墻支撐設計

側墻同樣采用密肋塑料模板，橫肋、豎肋采用60 mm×80 mm(t=2.5 mm)帶孔方鋼管，橫肋間距450 mm，豎肋間距600 mm，橫豎肋交叉點設置穿墻螺栓。

2.2.3快拆設計

根據(jù)GB 50666—2011混凝土結構工程施工規(guī)范、DB11T 694—2009模板早拆施工技術規(guī)程，將管廊標準段模板支架體系設計為快拆體系。支架沿管廊延長方向間距為90 cm，模板采用150 cm板和30 cm板間隔排布，其中30 cm板作為養(yǎng)護模板?？觳鹪O計如圖2所示。

2.3模架體系設計驗算

2.3.1模板驗算

面板為受彎構件,需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板的設計參數(shù)按照簡支梁計算：

模板自重0.107 8 kN/m2；

荷載設計值q1=0.9max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k，1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×10.5，1.35×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×0.7×10.5]×0.05=1.277 kN/m。

荷載設計值q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.107 8×0.05=0.005 8 kN/m。

集中力p=0.05×1.4×Q1k=0.05×1.4×10.5=0.735 kN。

此處面板計算密肋簡化為簡支梁，簡支梁跨度為150 mm，間距為50 mm，梁寬為密肋厚度3 mm，梁高為密肋高度50 mm。

面板的截面抵抗矩W和截面慣性矩I分別為:

W=BH2/6=1 250 mm3；

I=BH3/12=31 250 mm4。

抗彎強度計算：f=M/W<[f]。其中,f為面板的抗彎強度計算值，N/mm2；M為面板的最大彎矩，N·mm；W為面板的凈截面抵抗矩；[f]為面板的抗彎強度設計值，取15.00 N/mm2；

Mmax=max[q1l2/8,q2l2/8+pl/4]。

其中，q為荷載設計值，kN/m；

經(jīng)計算得到M=max[1.227×0.152/8，0.005 8×0.152/8+0.735×0.15/4]=0.027 6 kN·m。

經(jīng)計算得到面板抗彎強度計算值f=0.027 6×106/1 250=22.08 N/mm2≤[f]=109 N/mm2。

面板的抗彎強度驗算f<[f],滿足要求。

撓度計算：v=5ql4/(384EI)<[v]=l/400=0.375。

面板最大撓度計算值v=0.026 9 mm。

面板的最大撓度小于150/400,滿足要求。

2.3.2卡扣抗剪強度計算

卡扣所承擔的力：

F=max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k，

1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×10.5，1.35×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×0.7×10.5]×0.6×0.15=2.61 kN。

【τ】=πr2×(0.6-0.8)【σ】=(0.6-0.8)×315×50.24=(189-252)×50.24=9 495.36-12 660.48 kg=93 054.5 N-124 072.7 N。

F=2 610 N≤93 054.5 N-124 072.7 N。

滿足要求。

3 塑料模板快拆體系施工要點

為了保證塑料模板快拆體系能夠按照設計要求有效地發(fā)揮其功能，在實際完成快拆系統(tǒng)中架體搭設、模板拼裝加固等的施工過程中還要注意以下要點。

3.1導墻模板施工

3.1.1底板及導墻模板安裝

1)在基層上彈好墻體定位線與水平標高點；

2)鋼筋綁扎完畢后，根據(jù)墻邊線與水平標高焊制水平與垂直鋼筋支架，焊制導墻倒角處拉結絲桿，外墻做好支撐樁(用木方或鋼管打入地下)；

3)安裝底板、導墻模板，用回形銷進行連接。根據(jù)墻體厚度采用三節(jié)式止水螺栓，保證側墻模板在加固后的截面尺寸準確；導墻加固延長方向拉線校正，導墻外墻用鋼管打斜撐，控制導墻外墻垂直平整。

3.1.2導墻模板加固

導墻外側支設3道橫向背楞；內(nèi)側2道橫向背楞；內(nèi)外側豎背楞間距均為1.8 m，外側頂斜撐。導墻端頭設1道豎向背楞、1道斜撐。底板端頭2道橫向背楞。

導墻澆筑完成后，只拆除口部三角模板，其余模板不進行拆除，直接在上面進行墻體模板的支設，導墻模板與二次墻體模板用卡扣連接。導墻模板不拆模會避免二次墻體模板與導墻混凝土面的間隙，就不會產(chǎn)生二次墻體澆筑時脹模和漏漿現(xiàn)象。

3.2側墻頂板模板施工

3.2.1側墻模板安裝

1)安裝墻體模板前，根據(jù)標高控制點在導墻上彈好底板面高500 mm的水平線；

2)所有模板拼裝之前，必須對板面進行全面清理，擦拭干凈；

3)按配模圖紙編號依次拼裝好墻體模板，用回形銷進行連接。墻體模板拼裝完成后安裝背楞。安裝時應由兩人在側墻的兩側同時進行，背楞及對拉螺栓安裝必須緊固牢靠，用力得當，不得過緊或過松，嚴禁背楞彎曲變形；

4)墻體模板、背楞安裝完成后，用斜撐調(diào)節(jié)墻體垂直度；

5)模板偏差在規(guī)范許可范圍內(nèi)，如遇模板累計偏差，用海綿條、20 mm,30 mm,40 mm塑料板條補充。

3.2.2頂板模板安裝

安裝完墻模后，安裝頂板模板。按配模圖編號從角部開始，依次拼裝標準頂板模板，直至頂板模板全部拼裝完成，盤扣支撐應垂直，無松動。

3.2.3模板測量校正與檢查

墻模板加固完成后，掛線墜檢查墻的垂直度，并進行校正，在墻兩側的對應部位加頂斜撐，斜撐一端固定在背楞上，另一端固定在支架上，以保證墻垂直度在澆筑混凝土時不會偏移。墻垂直度偏差應控制在5 mm范圍內(nèi)。

模板加固及校正完成后應進行自檢，檢查螺栓、回形銷是否遺漏，是否緊固，特別重點檢查墻的垂直度、墻的截面尺寸是否符合要求。自檢無誤后通知監(jiān)理單位驗收。

3.3模板拆除施工要點

3.3.1拆除側模

當混凝土強度達到2.5 MPa，即可拆除側模。先拆除斜撐，后松動、拆除對拉螺栓；拆除對拉螺栓時，用扳手松動螺母，取下螺母墊片，拆除背楞，取下三節(jié)式止水螺栓的外露部分。再拆除模板連接的回形銷，用撬棍撬動模板下口，使模板和墻體脫離。拆下的模板和配件及時清理，并搬運至下一施工段。模板拆除時注意防止損傷結構的棱角部位。

3.3.2拆除頂板早拆模板

當混凝土澆筑完成后強度達到設計強度的50%后方可拆除頂板模。頂板模拆除前先按設計方案認定保留的養(yǎng)護支撐和早拆支撐，在確認養(yǎng)護支撐及其上的主梁和養(yǎng)護模板保持原樣、不得松動的前提下，將早拆的支架及其上的矩形鋼管主梁拆除，再拆除早拆模板的回形銷，然后可以拆除模板。

3.3.3拆除養(yǎng)護支撐

養(yǎng)護支撐的拆除應符合GB 50204—2015混凝土工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范關于底模拆除時的混凝土強度要求，根據(jù)留置的拆模試塊來確定養(yǎng)護支撐的拆除時間。

4 結語

以往的管廊結構施工時，通常采用木模板，費時費力，外觀效果差，成本高。本文根據(jù)管廊結構的特點，結合新機場管廊工程施工研討了塑料模板快拆模板體系在實際工程中的應用。以北京新機場工作區(qū)市政工程項目為背景，對管廊模板的設計和施工方法進行了探討。從模板體系選型、塑料模板快拆體系設計、模板系統(tǒng)設計驗算以及施工要點等方面研究了塑料模板快拆體系的具體施工方法。實際工程的應用表明，所選擇的模板施工方法具有造價經(jīng)濟、施工方便、工程質(zhì)量好等優(yōu)點，對今后地下管廊、地下通道等工程結構的施工具有參考價值。

[1] 《建筑施工手冊》第四版編寫組.建筑施工手冊[M].第4版縮印本．北京：中國建筑工業(yè)出版社,2003．

[2] 周水興，何兆益，鄒毅松,等.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社,2001.

[3] JGJ 162—2008,建筑施工模板安全技術規(guī)范[S].

Theapplicationanalysisofplasticformworkusedinstructureconstructionofutilitytunnel

HuangLiang

(BeijingNewAirportConstructionHeadquarers,Beijing102602,China)

This paper describes the application of plastic formwork in the application of utility tunnel template in the work area of Beijing new airport project. The formwork design and construction technology of polycarbonate ribbed plastic formwork in cast-in-place concrete tunnel were explored and studied. The construction difficulty level, concrete appearance quality, economy and safety, etc. are compared in order to provide some reference for the selection of the utility tunnel template.

utility tunnel, plastic template, installation

1009-6825(2017)29-0116-03

2017-08-03

黃 亮(1981- ),男，工程師

TU755.21

A