提高環(huán)形梁施工質(zhì)量探討

對(duì)某工程環(huán)形梁施工質(zhì)量進(jìn)行分析，針對(duì)既有環(huán)形梁施工時(shí)存在問(wèn)題提出了改進(jìn)措施，介紹了梁模方案的選擇，決定選用定制覆塑膠合板模板解決了模板裁剪精度低、加固難度大的兩大難題。

環(huán)形梁； 模板； 施工質(zhì)量

TU755.2B

施工技術(shù)與測(cè)量技術(shù)施工技術(shù)與測(cè)量技術(shù)

［定稿日期］2023-03-16

［作者簡(jiǎn)介］董志?。?982—），男，本科，工程師，從事建筑工程相關(guān)工作；李康飛（1991—），男，本科，工程師，從事建筑工程相關(guān)工作。

1" 工程概況

天姥物業(yè)建設(shè)工程項(xiàng)目位于天姥大橋南端西側(cè)，該項(xiàng)目建筑面積為16 500 m2，建筑層數(shù)地下1層，主樓為12層，總高度為47.55 m。本工程建筑形態(tài)優(yōu)美，但環(huán)形結(jié)構(gòu)給施工帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)，特別是環(huán)形梁技術(shù)交底及模板安裝，直接關(guān)系到環(huán)形梁的成型質(zhì)量。本項(xiàng)目采用BIM技術(shù)以三維可視化的形式進(jìn)行技術(shù)交底，提前在電腦預(yù)分析環(huán)形梁細(xì)部節(jié)點(diǎn)并模擬環(huán)形梁施工方案，結(jié)合BIM協(xié)同管理平臺(tái)，為工程提供了信息化支撐，優(yōu)化建筑施工質(zhì)量、安全管理，并產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)形梁模板安裝難度大這一難題，采用定型模板，通過(guò)CAD輔助設(shè)計(jì)圓弧度，最后在工廠定制，形成了產(chǎn)業(yè)鏈融為一體的智能建造產(chǎn)業(yè)體系。

2" 工程重難點(diǎn)

本項(xiàng)目環(huán)形梁的截面尺寸均為250 mm×850 mm，環(huán)形梁外邊線(xiàn)對(duì)應(yīng)的2種圓弧半徑分別為6 850 mm和7 450 mm，環(huán)形梁整體示意如圖1所示。

2.1" 放樣難度大

結(jié)構(gòu)框架梁由8組圓弧相交組成，主樓環(huán)形梁截面尺寸均為250 mm×850 mm，由于環(huán)形梁形成的施工平面凌空而立，無(wú)法使用現(xiàn)有的儀器進(jìn)行精準(zhǔn)的放線(xiàn)和測(cè)量。

2.2" 加固困難

環(huán)形梁處于結(jié)構(gòu)外部，最高處環(huán)形梁為47.35 m，梁側(cè)模加固困難，難以形成有效支撐，高處工作危險(xiǎn)性大［1］。

2.3" 規(guī)范要求

規(guī)范規(guī)定限制了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板安裝的允許偏差，若采用現(xiàn)場(chǎng)拼裝環(huán)形模板，極易導(dǎo)致弧度不準(zhǔn)，截面尺寸超出規(guī)范許可范圍，造成表面錯(cuò)縫，產(chǎn)生棱角。

3" 既有問(wèn)題分析

通過(guò)調(diào)查類(lèi)似項(xiàng)目，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)記錄。找到了3條要因因素，分別為技術(shù)交底不到位、模板裁剪精度低、加固難度大，針對(duì)要因制定了相應(yīng)確認(rèn)計(jì)劃。

3.1" 技術(shù)交底不到位

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人進(jìn)行隨機(jī)調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有30%的工人接受了技術(shù)交底，而且對(duì)環(huán)形梁施工技術(shù)交底內(nèi)容的理解并不到位。經(jīng)過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)施工人員的交流得知主要是因?yàn)榻坏變?nèi)容過(guò)于字面化使得理解困難，施工方案過(guò)于片面，施工方法過(guò)于陳舊且無(wú)針對(duì)性。

3.2" 模板裁剪精度低

在現(xiàn)場(chǎng)觀察模板工人裁剪模板的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)木模板進(jìn)場(chǎng)時(shí)為18 mm厚的矩形方板，按現(xiàn)場(chǎng)梁高進(jìn)行條形拼裝，不僅耗費(fèi)時(shí)間，而且由于弧形處的拼裝不能保證完整密封導(dǎo)致存在縫隙，澆筑時(shí)造成漏漿，成型后形成錯(cuò)臺(tái)，環(huán)形梁模板現(xiàn)場(chǎng)裁剪無(wú)法滿(mǎn)足裁剪要求［2］。

3.3" 加固難度大

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)詢(xún)問(wèn)，發(fā)現(xiàn)環(huán)形梁模板加固需要支設(shè)2道木方斜撐和2道木方背楞，且需要調(diào)節(jié)背楞來(lái)改變圓弧度，施工體系過(guò)于復(fù)雜。并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)存在模板加工機(jī)械及模板材料隨意堆放現(xiàn)象，導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)工作面小，造成環(huán)形梁模板成型后尺寸偏差大，且對(duì)施工人員的安全存在一定的隱患。

4" 施工質(zhì)量控制

由于突出的問(wèn)題為模板裁剪精度低、加固難度大，于是提出改變模板類(lèi)型來(lái)解決這2個(gè)問(wèn)題，制定了2個(gè)備選方案。

方案1：采用定制鋼模板，通過(guò)定制鋼材質(zhì)的弧形模板，采用螺栓連接的方式，提高表面平整度，較少接茬數(shù)量。

方案2：采用定制覆塑膠合板，定制15 mm覆塑膠合板，采用對(duì)拉螺旋調(diào)節(jié)背楞改變弧度方式，提高表面平整度和弧度，較少接茬數(shù)量。針對(duì)第三個(gè)末端因素進(jìn)行對(duì)策討論后認(rèn)為“技術(shù)交底不到位”這個(gè)因素可以運(yùn)用BIM技術(shù)來(lái)解決。BIM技術(shù)具有三維化、可視化的特點(diǎn)，在會(huì)議室組織技術(shù)交底時(shí)，BIM技術(shù)負(fù)責(zé)人結(jié)合BIM模型在重難點(diǎn)進(jìn)行施工動(dòng)態(tài)模擬，讓所有人對(duì)施工方案有深刻的了解［3］。

4.1" 方案比選

從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及綜合指標(biāo)兩方面出發(fā)進(jìn)行對(duì)比。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面，定制鋼模板面料厚度為2～3 mm，模板厚度2.3～3 mm，模板重量18～30 kg，承載力為50 kg/m2，售價(jià)690元/m2。定制覆塑膠合板面料厚度15 mm，模板厚度15～18 mm，僅尺寸一項(xiàng)約為定制鋼模板的6倍，然而模板重量為10.5 kg，比定制鋼模板輕了一倍，當(dāng)相同重量的模板投入使用時(shí)，定制覆塑膠合板可以表現(xiàn)出更高的強(qiáng)度特征。承載力30 kg/m2，為鋼模板的60%，售價(jià)僅為50元/m2。此外，定制鋼模板對(duì)吊裝機(jī)械的依賴(lài)程度高，定制覆塑膠合板則部分依賴(lài)吊裝機(jī)械。

綜合指標(biāo)對(duì)比方面，定制鋼模板的模板規(guī)格系列化、模數(shù)化、不易調(diào)節(jié)，施工效率為20～30 m2/（d·人），對(duì)應(yīng)的施工工期則為4天一層，勞務(wù)費(fèi)24～26元/m2，其施工難度一般但維護(hù)成本高。定制覆塑膠合板模數(shù)化、可微調(diào)變化，施工效率10～15 m2/（d·人），降低為前者的一半，施工工期為6天一層，然而勞務(wù)費(fèi)25～30元/m2，并沒(méi)有顯著地提升，且其施工難度底，維護(hù)成本也低。

備選方案1 費(fèi)用較高，現(xiàn)場(chǎng)不易更改，工期時(shí)間適中，可行性低。

備選方案2 費(fèi)用較低，現(xiàn)場(chǎng)弧度易修改，工期時(shí)間適中，可行性高。通過(guò)對(duì)策的比選后，最終確定通過(guò)用定制覆塑膠合板模板的方式來(lái)解決模板裁剪精度低、加固難度大這2個(gè)難題。目標(biāo)將模板周轉(zhuǎn)次數(shù)控制在14次以上，觀感質(zhì)量合格率在90%以上，保證模板不爆模、尺寸變形控制在90%以上

4.2" 對(duì)策實(shí)施

4.2.1" 模板設(shè)計(jì)

將圓弧結(jié)構(gòu)分為3個(gè)區(qū)域，如圖 2所示。根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性，1區(qū)和2區(qū)模板尺寸類(lèi)型相同，故環(huán)形梁模板配置只需滿(mǎn)足區(qū)域1和區(qū)域3即可。將1區(qū)的圓弧梁外模板分成外模1，內(nèi)模板分成內(nèi)模1、內(nèi)模2、內(nèi)模3。將3區(qū)的圓弧梁外模板分成外模2，內(nèi)模板分成內(nèi)模4、內(nèi)模5。利用CAD進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維建模，對(duì)重要節(jié)點(diǎn)精細(xì)化建模，方便指導(dǎo)工廠制作及工人安裝。

對(duì)已經(jīng)加工完畢的環(huán)形覆塑膠合模板進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為定型模板高度與設(shè)計(jì)高差偏差尺寸小于+3 mm。經(jīng)檢驗(yàn)合格，滿(mǎn)足驗(yàn)收要求后方可投入使用。BIM技術(shù)人員按照方案要求，通過(guò)三維模型動(dòng)態(tài)模擬整個(gè)施工過(guò)程，對(duì)環(huán)形梁施工的前后工序及注意點(diǎn)進(jìn)行明確，通過(guò)三維技術(shù)交底，提高技術(shù)交底的效率與質(zhì)量，保證每個(gè)施工人員熟練掌握關(guān)鍵施工技術(shù)。

施工技術(shù)與測(cè)量技術(shù)董志健， 李康飛： 提高環(huán)形梁施工質(zhì)量探討

4.2.2" 實(shí)施效果

通過(guò)改進(jìn)的新措施有效地解決了環(huán)形梁施工質(zhì)量的問(wèn)題，尺寸變形、接茬處錯(cuò)臺(tái)這兩項(xiàng)主導(dǎo)施工問(wèn)題的因素在整體中占比大幅下降。隨機(jī)抽查的300個(gè)點(diǎn)中不合格點(diǎn)數(shù)16處，合格率達(dá)到了94.7%，超過(guò)預(yù)期的93%，主要質(zhì)量缺陷發(fā)生概率明顯下降，質(zhì)量提高效果顯著。

2個(gè)主要質(zhì)量缺陷發(fā)生概率明顯下降，質(zhì)量提高效果顯著。人工成本方面，按照每人350元/工日計(jì)算，減少所需工人2人的同時(shí)縮短了4個(gè)工作日工期，一共節(jié)省2 800元。每層樓所需的二次修補(bǔ)費(fèi)用減至1 000元。主樓工期大幅縮短，成本節(jié)約20 000元。采用改進(jìn)后的措施一共節(jié)省27 800元。

5" 結(jié)論

通過(guò)前期調(diào)查收集了環(huán)形梁現(xiàn)有普遍存在的問(wèn)題，針對(duì)性地提出定制環(huán)形梁模板的方法，該方法經(jīng)濟(jì)效益高，工期短，成本低，提高了環(huán)形梁質(zhì)量和施工合格率。

參考文獻(xiàn)

［1］" 王茂，季凱，谷明家，等.弧形框架梁模板施工技術(shù)［J］.建筑技術(shù)，2022，53（12）：1738-1740.

［2］" 程燕.弧形框架梁模板空間定位施工技術(shù)［J］.山西建筑，2016，42（15）：98-99.

［3］" 丁傳奇，杜毅，尹中國(guó)，等.BIM技術(shù)在弧形超限梁施工中的綜合應(yīng)用［J］.建筑施工，2021，43（5）：932-934.