模板工程支撐體系與形成樓板裂縫的關(guān)系分析

劉 濤

摘要:市場經(jīng)濟下的建筑市場,利潤與成本是建筑企業(yè)長期思索的課題。而配備模板的套數(shù)與其周轉(zhuǎn)期的長短,則直接關(guān)系著成本的大小。而因拆模過早,砼強度未達(dá)到或因模板支撐系統(tǒng)不牢,樓面施工荷載影響造成樓板超值撓曲,也會誘發(fā)各種形態(tài)的裂縫產(chǎn)生。本文首先介紹了模板體系方案的設(shè)計,然后討論了模板體系施工荷載的控制與樓板裂縫的關(guān)系

關(guān)鍵詞:模板;荷載;裂縫

1 模板體系的方案設(shè)計

針對模板工程的施工方案設(shè)計及施工管理,一般有如下要點在設(shè)計及施工過程中必須進(jìn)行重點控制。

1.1 模板支撐體系選材與樓板裂縫的關(guān)系

模板的支撐體系宜選用48壁厚不小于3.5的鋼管,在進(jìn)行高層支撐體系搭設(shè)時一般都選擇鋼管支撐,但是在進(jìn)行磚混結(jié)構(gòu)多層住宅施工時有選擇木支撐的情況。磚混結(jié)構(gòu)的樓板裂縫也確實比剪力墻結(jié)構(gòu)樓板裂縫要多,雖然不能證明支撐體系材料的選擇對樓板裂縫的產(chǎn)生到底影響程度有多大,但是木支撐容易在樓板澆筑時變形、施工質(zhì)量可控性差也是不爭的事實,無法排除選材與裂縫產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性。因此對于在磚混多層結(jié)構(gòu)施工時仍使用木支撐的,嚴(yán)格控制支撐的木料尺寸,小頭大于60毫米,并不得倒置,立柱間距小于800,各立柱之間用橫桿聯(lián)系以利于整體穩(wěn)定,立柱上下層基本在一個垂直線上。

1.2 模板支撐體系套數(shù)與樓板裂縫的關(guān)系

模板支撐體系的拆除,不能光采取砼拆模試塊強度達(dá)到設(shè)計強度的75%即拆除的方式,一般住宅工程應(yīng)根據(jù)工期要求配備足夠數(shù)量的模板,考慮到安裝現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的上層模板及其支架時,下層模板應(yīng)具有承受上層荷載的承載能力。因此,至少應(yīng)確保結(jié)構(gòu)上兩個樓層來承受施工荷載,最底部一層方可作為周轉(zhuǎn)安裝使用。(即施工層砼澆筑完畢,其下一層承受施工層的荷載,最下一套模板方可拆除以保證施工進(jìn)度)。某些施工單位模板套數(shù)配備較少,常常過早拆除樓板底模以周轉(zhuǎn)使用,造成了相應(yīng)拆模部位樓板下沉,這些情況都極易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生,并且這些裂縫一旦形成,就難于閉合,形成永久性裂縫,這種情況在高層住宅主體快速施工時較常見。在保證合理工期的時候,建議至少采用3套模板(冬季施工經(jīng)計算確定選擇的模板套數(shù),在進(jìn)度達(dá)到5-6天一層的情況下甚至有采用4套底模的必要性),這是因為樓板裂縫主要是在初期混凝土強度很低時,受力后產(chǎn)生,而用3套模板后,保證了施工荷載不是由其單獨承受,而是4層樓板同時在承擔(dān),有效地減少了樓板的壓力。

1.3 模板拆除時的控制要求

模板拆除過程中,隨意扔鋼管沖擊樓板,也可能造成不可恢復(fù)的裂縫和變形,應(yīng)盡量避免。其次必須隔層拆除,不允許采用拆除模板后再用頂柱支頂?shù)姆椒?也就是梁及樓板底模絕對不允許松動后再重新加頂撐后固定。所以在進(jìn)行墻邊及梁邊側(cè)模拆除時應(yīng)充分考慮不影響底模,這方面在木工翻樣時就應(yīng)該在支模時充分考慮,受影響的包括梁邊及剪力墻邊立桿與支座間距的控制。

2 模板體系施工荷載的控制與樓板裂縫的關(guān)系

2.1 結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度與施工荷載的關(guān)系

目前在主體結(jié)構(gòu)的施工過程中,普遍存在著質(zhì)量與工期之間的較大矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為5-7天左右一層,最快時甚至不足5天一層。因此當(dāng)樓層砼澆筑完畢后不足24小時的養(yǎng)護(hù)時間,就忙著進(jìn)行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動,此時混凝土強度尚不足以承受這么大的荷載,甚至尚未達(dá)到終凝,極易造成樓板特別是大開間部位的樓板結(jié)構(gòu)破壞。

除了大開間的砼總收縮值較小開間要大的不利因素外,更容易在強度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成,就難于閉合,形成永久性裂縫,這種情況在高層住宅主體快速施工時較常見。

2.2 模板工程施工進(jìn)度與施工荷載的關(guān)系

混凝土沒有完全凝固前,若模板有任何松動,混凝土就容易開裂。為此模板支撐設(shè)計要充分考慮到其上各種作用的載荷大小,必須嚴(yán)格控制樓板上堆放的物料不能超載,避免模板因支撐強度或穩(wěn)定不足而移動。特別在主梁與次梁及梁、板集中載荷之處,鋼管支架的扣件應(yīng)加雙扣,避免因單扣件破裂影響模板支承能力。

2.3 模板套數(shù)的選擇

基本參數(shù)。以多層住宅為例,一般均為六躍七層(個別五躍六層),層高2.8m,南立面開間尺寸通常3.3-4.2m,樓板厚度lOcm-l3cm,一般以l0cm居多。樓板混凝土一般采用C20。

施工溫度通常在10月至12月底,以平均氣溫15℃計,如考慮每層樓板構(gòu)施工周期平均為10天以上,混凝土水泥標(biāo)號采用425#,暫考慮一棟樓房混凝土模板為3套,即施工時為“一層樓板挑二層樓板”。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》

分析計算。最上層的施工層由于樓板剛澆搗完成,混凝土樓板剛度很差,不能考慮其傳遞荷載的作用,故施工層上的荷載應(yīng)直接由支架傳遞至養(yǎng)護(hù)層。中間的養(yǎng)護(hù)層經(jīng)過一段時間養(yǎng)護(hù)后,樓板混凝土結(jié)硬,己有相當(dāng)?shù)膭偠?現(xiàn)假設(shè)混凝土樓板及模板的平面剛度為無限大,即不考慮樓板在支架作用下的彎曲變形,這樣樓板就成為以磚墻和支架為支座的超靜定結(jié)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)力學(xué)理論,其樓板上的豎向荷載的傳遞是以支座的剛度來進(jìn)行分配的,其中不考慮混凝土圈梁與磚墻彈性模量差異,磚墻與鋼管支架的支座長度應(yīng)該相等,其剛度比即為EA比。但是實際樓板總有些彎曲變形,支架上傳來的荷載可能會大于計算值。模板支架如采用中48X3鋼管,鋼管間距取1.2m。用425#普通水泥拌制混凝土在15℃氣溫下,20天齡期強度標(biāo)準(zhǔn)值己有85%左右;10℃氣溫下,20天齡期強度標(biāo)準(zhǔn)值己有80%左右,均能保證拆模時規(guī)范要求的75%的強度標(biāo)準(zhǔn)值,故三套模板是至少的。

結(jié)論建議。根據(jù)上述計算可知二套模板不能滿足施工要求,必須三套或三套以上模板方可滿足施工時模板的周轉(zhuǎn)。考慮到10天一層的施工周期,如果采用四套或四套以上模板,雖然能滿足施工要求,但是施工的費用會相應(yīng)增加,以至房產(chǎn)開發(fā)成本的提高。建議施工單位使用三套模板為宜,這樣既能滿足施工要求,又能控制成本支出,但在操作過程中應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范、規(guī)程操作,要求有上、中、下三道支撐,適當(dāng)加些剪刀撐,嚴(yán)格控制混凝土的養(yǎng)護(hù)時間和養(yǎng)護(hù)條件,嚴(yán)格控制混凝土的拆模時間,最好在拆模時先做一組混凝土試塊,以便知道拆模時的混凝土強度,且拆模時適當(dāng)加點撐,確保在規(guī)范允許的強度下拆模。

2.4 模板體系施工造成樓板裂縫的綜合防治措施

主體結(jié)構(gòu)的施工速度不能強求過快,樓層混凝土澆筑完后的必要養(yǎng)護(hù)必須獲得保證。主體結(jié)構(gòu)階段的樓層施工速度至少控制在6-7天一層為宜,理想狀況為10天一層,以確保樓面混凝土獲得充分的養(yǎng)護(hù)時間。

科學(xué)安排樓層施工作業(yè)計劃,在樓層砼澆筑完畢的24小時以前,可限于做測量、定位、彈線等準(zhǔn)備工作,最多只允許暗柱鋼筋焊接工作,不允許吊卸大宗標(biāo)材料,避免沖擊振動。

在模板安裝時,吊運(或傳遞)上來的材料應(yīng)做到盡量分散就位,不得過多地集中堆放,以減少樓面荷重和振動。

對計劃中的臨時大開間面積材料吊卸堆放區(qū)域部位的模板支撐架在搭設(shè)前,就預(yù)先考慮采用加密立桿和增加平鋪方木數(shù)量的方式來作為模板支撐架剛度的加強措施,減少變形來加強該區(qū)域的抗沖擊振動荷載,并應(yīng)在該區(qū)域的新筑砼表面上鋪設(shè)舊木模加以保護(hù)和擴散應(yīng)力,進(jìn)一步防止裂縫的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]孫進(jìn)祥.建筑物裂縫,同濟大學(xué)出版社,2001.

[2]楊榮.現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫的產(chǎn)生及控制措施,山西建筑,2003.

[3]胡允棒.上海地區(qū)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂原因及預(yù)防對策探討,建筑科學(xué),2001.