柔性可收分提模技術

高建東

如今滑模施工技術得到了飛速的發展,柔性可收分提模技術是在總結滑模施工工藝基礎上創新采用的筒形構筑物施工工藝,是對一般滑模施工的拓展。該工藝以利用薄鋼板所固有的柔性為施工特點,從而兼有滑模施工的長處,又能有效保證質量,施工操作簡便,是一種較先進、適用性和兼容性強的施工工藝。我公司在太原萬柏林區九院住宅小區鍋爐房工程采用柔性可收分提模施工工藝的應用成功,使高聳建筑物施工技術增加了新的內容,為不斷充實完善提高構筑物施工技術積累了有益的經驗,并且施工經濟效益明顯。

1 工藝原理

柔性可收分提模施工是利用薄鋼板固有的柔性,通過將薄鋼板作為內外模板的原料進行加工制作成具有一定柔性的鋼模板。當筒體構筑物直徑發生變化時,通過外模板上的圍圈進行收口緊固,然后利用儀器確定構筑物的直徑、坡度。當混凝土強度達到設計強度的75%后進行提模。

2 工藝流程

施工準備→內外模板制作→提模裝置安裝→綁扎鋼筋→內外收分模板安裝→按構筑物的尺寸調整模板→內外模板緊固→澆筑混凝土并養護→松圍圈并提模。

3 操作要點

3.1 收分模板制作

模板采用2.5 mm厚薄鋼板,在制作收分模板時,需根據構筑物的最大直徑計算,對薄鋼板進行拼接加工。收分模板通常由若干張2.5 mm厚薄鋼板通過裁割組成。模板的尺寸一般長度為1.2 m～1.5 m,寬度為1.6 m。

對裁割后的模板進行拼接。拼接焊縫采用E42焊條進行焊接,焊接要求達到焊縫飽滿,表面需打磨平整,使其光滑。

收分模板圍圈在拼接成的柔性外模板上,按照橫向間距每300 mm設置一條φ 8螺帽,按照縱向間距每10 cm設置一道,在模板底部區域約600 mm內為加密區,加密區為每6 cm設置一道。用φ 6鋼絲穿過螺帽,形成一道道圍圈,在連接處用緊線器將鋼絲拉緊,以保證模板整體剛度及穩定性。

3.2 提模裝置設計

1)操作平臺使用自升式或架管井架操作平臺,吊架用∠50×5角鋼制成,平臺上設置單吊籠井架操作平臺。采用一臺3 t單筒卷揚機上料上人,一臺2 t卷揚機通過扒桿提升鋼筋、支承桿及安裝鋼爬行梯。2)提升架根據工程具體情況采用“Ⅱ”或“開”字形架,上置倒鏈作為提升工具,并沿筒壁周圍均勻布置。橫梁與立柱必須剛性連接,變截面結構在立柱上設置調整內外模板間距和傾斜度的絲桿裝置。

3.3 收分模板安裝

1)根據構筑物尺寸,將收分模板的內模板進行安裝,沿構筑物內壁將內收分模板臨時固定在井架上,然后使用儀器校正構筑物的中心位置、直徑尺寸及坡度等數據,根據校正后的尺寸將內模板進行固定。2)外收分模板由倒鏈牽引,按照構筑物坡度將外模板固定,然后由外模板上的圍圈通過緊線器將鋼絲繩拉緊,對外模板進行緊固。將固定好的收分模板進行直徑、垂直度、坡度的校核。

考慮柔性模板所受側壓力及鋼絲的拉力能否滿足要求。驗算模板所受側壓力能否滿足要求。

混凝土側壓力計算公式如下:

兩者取較小值。

其中,F為新澆筑混凝土對模板的最大側壓力;γc為混凝土的重力密度;t0為新澆混凝土的初凝時間,可采用 t0=200/(T+15)計算,T為混凝土的溫度;V為混凝土的澆灌速度;H為混凝土側壓力計算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度;β1為外加劑影響修正系數,不摻時取1.0,摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2;β2為混凝土坍落度影響修正系數,當坍落度小于30 mm時,取0.85,50 mm～90 mm 時,取1.0,110 mm～150 mm 時,取1.15。

由式(1)得:

由式(2)得:

故最大側壓力為37.5 kN/m2。

根據以上數據計算結果,從《鋼結構設計規范》中可查得2.5 mm薄鋼板的抗拉強度完全可以滿足工程施工要求。而選用鋼絲繩作為柔性模板外模的圍圈固定材料。根據《重要用途鋼絲繩》標準的規定采用單股鋼絲繩1×7直徑為6.0 mm的鋼絲繩,能滿足施工要求。

3.4 模板收分及提升

當第一模混凝土達到1 MPa以上時,將緊線器松開,然后將內外模板用倒鏈進行提升。第二模支設時,按照坡度要求計算出內外模進行收口時模板的摻合量,上下層連接處要清理干凈,做到接縫嚴密堅固牢靠。

4 材料

1)2.5 mm厚薄鋼板在使用前,應進行外觀檢查,其表面清潔無銹蝕,不應有油污和不規則褶皺。其幾何尺寸和性能應符合GB/T 3274-2007碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板和鋼帶標準的規定。2)鋼絲繩選用符合GB 8918-2006重要用途鋼絲繩標準的規定。3)螺帽的選用其幾何尺寸和性能應符合《標準緊固件設計制造工藝及質量檢測標準規范》的規定。

5 機具設備

操作平臺1套,提升架(“開”形)6個,收分模板2套,卷揚機2臺,吊籠1個,倒鏈6個,砂輪打磨機2臺,電焊機1臺。

6 勞動組織

根據工程量確定施工人員數量,一般為8人～20人。要有一定施工經驗,經過培訓的操作人員。

7 質量要求

1)施工應嚴格按照GB 50300-2001建筑工程施工質量驗收規范、GB 50205-2001鋼結構工程施工質量驗收規范等的有關規定執行。2)模板組裝或調整后,都要進行認真細致的檢查,內容包括模板的位置、尺寸、坡度及整體剛度。3)混凝土要分層澆筑,每層澆筑厚度控制到300 mm厚,最多不超過500 mm。混凝土出模后對混凝土表面進行修整和壓光處理并澆水養護。4)筒體垂直度的控制,堅持以防偏為主,糾偏為輔。糾正垂直度偏差時,應緩慢進行,避免出現硬彎。5)筒體按設計要求設置沉降、傾斜觀測點,并定期觀測。

8 安全措施

1)施工時要系好安全帶,防止高處墜落。2)高聳筒體周圍應設立施工危險警戒區,并設立明顯標志,警戒線至筒體的距離不應小于筒體高度的1/10,且不小于10 m,在危險警戒區內的通道應搭設防護棚。3)操作平臺邊設置欄桿,用密目安全網封閉;平臺和吊架上的鋪板應嚴密,并隨收分調整。4)提升吊籠的卷揚機,應設有防止冒頂和蹲罐的限位開關,吊籠應設斷繩安全卡和保險鋼絲繩,依靠處應設緩沖裝置;上下滑輪應設有防止鋼絲繩脫槽的裝置。5)施工現場與操作平臺上應分別設置配電裝置,按TN-S三相五線制配線,按“一機、一閘、一漏、一箱”配置。6)遇五級以上大風和雷雨時,應停止高空作業,并做好相應措施。

9 結語

實踐證明,柔性可收分提模技術在工程中的應用,克服了滑模與倒模技術在施工中的不足,降低了安全風險,減少對周圍環境的影響,加快工程施工速度,降低工程成本,取得良好的經濟和社會效益,具有廣泛的應用前景。