倒模法與新型清水模板聯(lián)合應(yīng)用施工工藝

李智平 荊軍峰

1 工程概況

某煤礦儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)為大容量矩形煤倉，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)容量20 000 m3，總長106.1 m，寬24.6 m，高28.4 m，局部高為32.4 m，主體分四個(gè)框架層，沿縱橫跨每7.0 m設(shè)框架梁及框架柱，外圍均為剪力墻結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí):標(biāo)高24.4 m以下柱、梁、板為C35，標(biāo)高24.4 m以上柱、梁、板為C30。該工程的特點(diǎn)是工期緊，混凝土澆筑量大，結(jié)構(gòu)主要為煤倉倉壁，其混凝土量大約占整個(gè)結(jié)構(gòu)混凝土的60%，采用普通鋼模板施工將不能確保工期，且質(zhì)量難以保證，從而達(dá)不到業(yè)主要求。

2 方案確定與分析

由于混凝土澆筑量大，為從根本上加快工期，采用商品混凝土進(jìn)行澆筑，結(jié)合現(xiàn)場條件及施工的特殊要求，從工程要求抹灰的角度考慮，首先在選材上為縮短工期，取消抹灰工藝，我們選擇由河北廊坊同利木業(yè)有限公司生產(chǎn)的“混凝土模板用清水模板”，依據(jù)對(duì)拉螺桿受力特性，配合內(nèi)外楞與清水模板形成倉壁的模板系統(tǒng)，由于清水模板保水性好、加快水化反應(yīng)、增加密實(shí)度的同時(shí)，減少了裂縫的產(chǎn)生，從而保證了混凝土的截面尺寸與成品質(zhì)量，可達(dá)到了清水墻的效果，從選材到工藝定位正確，加快了施工工期。

2.1 “倒模法”技術(shù)原理

模板在承受側(cè)壓力時(shí)，其荷載的傳遞過程為:混凝土側(cè)壓力→模板面板→次肋(楞)→主肋(楞)→對(duì)拉螺栓，其中橫豎支撐構(gòu)件為肋(楞)，而肋的支座為背楞，背楞的支座即對(duì)拉螺栓。主楞承受次楞荷載，并將荷載傳遞給背楞，所以從受力角度分析，模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，合理確定主、次楞的間距及選擇對(duì)拉螺栓從理論上是可行的。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分流水段，采用標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段模板與對(duì)拉螺桿組成墻體模板系統(tǒng)，支下節(jié)，倒上節(jié)，逐層向上傳遞，順序完成混凝土墻壁的施工。

2.2 清水模板簡介

該清水模板由河北廊坊同利木業(yè)有限公司生產(chǎn)，從剪力墻墻體施工的角度上講，其優(yōu)點(diǎn)有:

1)重量輕，為九層壓型，施工性能(釘、鋸、鉆孔)比普通竹膠合板好，不變形翹曲，耐水性好，周轉(zhuǎn)速度高，壽命長。2)幅面大(最大2 440×1 220)、減少拼縫，提高支模效率。3)綠色建材產(chǎn)品，易脫模，不污染混凝土墻面，澆筑表面光滑美觀，達(dá)到清水混凝土效果。4)清水模板拆除后的混凝土表面不做任何裝飾，直接追求拆模后的混凝土表面質(zhì)感，起著結(jié)構(gòu)和裝修雙重作用的混凝土，即可達(dá)到清水混凝土的效果。

3 墻體倒模施工工藝及設(shè)計(jì)計(jì)算書

3.1 墻體倒模施工工藝

3.1.1 概述

清水模板規(guī)格為2 440 mm×1 220 mm×18 mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本著經(jīng)濟(jì)、合理的原則將主體結(jié)構(gòu)分為三個(gè)水平流水段施工，按標(biāo)高及模板尺寸四片水平拼裝倒模，組成模板體系。

3.1.2 加固措施

清水墻模板內(nèi)外側(cè)橫楞均采用10 cm×10 cm的方木，縱向間距300 mm，內(nèi)外側(cè)縱楞采用φ48×3.5鋼管，橫向間距500 mm，蝶形扣件、φ16對(duì)拉螺桿進(jìn)行組合加固，倉壁厚200 mm，對(duì)拉螺桿混凝土壁均為220 mm。

3.1.3 工藝流程

清水模板指定位置打孔、材質(zhì)準(zhǔn)備→清理基面→按長度方向分片樹立模板及緊固系統(tǒng)→穿對(duì)拉螺桿固定→逐層向上→依次支上層模板系統(tǒng)→最后一層支設(shè)→檢查該施工段穩(wěn)定性→澆筑混凝土→將下層模板逐層倒上(留最后一層)→逐層上傳并澆筑混凝土至墻壁完成。

3.1.4 操作要點(diǎn)

1)依據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為施工更便捷及節(jié)約起見，模板打眼應(yīng)按螺桿間距及結(jié)構(gòu)尺寸操作，避免重復(fù)打眼，且宜留在拼縫處。2)為防止漏漿及上部混凝土流墜，模板間拼縫預(yù)先用膠帶紙或膠泥密封。3)倉壁模板宜采用CAD進(jìn)行配板設(shè)計(jì)，以便大程度節(jié)約板材，局部外露框架柱配合方木及清水模板上傳。4)使用前應(yīng)在模板表面均勻涂布一層脫模劑，以便脫模和表面清潔，延長模板使用壽命及改善混凝土表面質(zhì)量。5)混凝土振搗應(yīng)均勻分層，保證時(shí)間，高度宜為200 mm～300 mm，采用自然流淌，按照“一個(gè)坡度、薄層澆筑、順序推進(jìn)、一次到頂”，相鄰混凝土澆搗速度應(yīng)確保初凝前進(jìn)行施工，并把握好倒模時(shí)機(jī)。

3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算書

高度按清水模板拼接高度3.66 m考慮，則模板的側(cè)壓力計(jì)算如下:

混凝土側(cè)壓力設(shè)計(jì)值:

1)F1=0.22γct0β1β2V1/2=0.22 ×24 ×6.67 ×1.2 ×1.15 × 5/2=121.5 kN/m2。其中，γc為混凝土重力密度，γc=24 kN/m3;β1為外加劑影響系數(shù)，β1=1.2;β2為混凝土坍落度影響系數(shù)，β2=1.15;V為混凝土澆筑速度，V=5 m/h(為安全起見取經(jīng)驗(yàn)中較大值);T為混凝土溫度，T=15℃;t0為新澆混凝土初凝時(shí)間，t0=200/(T+15)=6.67 h。

2)F2=γc·H=24 × 3.66=87.84 kN/m2。取較小值 F2=87.84 kN/m2。因木材含水率小于25%，其荷載設(shè)計(jì)值乘0.9系數(shù)予以折減，則 F=F1×折減系數(shù) =1.2 ×87.84 ×0.9=94.87 kN/m2。

3)傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平荷載:查大模板技術(shù)規(guī)程表(泵送混凝土測算值)取4 kN/m2。荷載設(shè)計(jì)值為:4×1.4×0.9=5.76 kN/m2。

4)荷載組合:F'=94.87+5.76=100.63 kN/m2。

5)對(duì)拉螺桿驗(yàn)算:P=F'×A=100.63×0.3 ×0.5=15.09 kN。查表φ16mm截面面積 A=156 mm2，σ=N/A=15 090/156=96.73 N/mm2＜170 N/mm2，符合要求。

3.3 支模示意圖

支模示意圖見圖1～圖3。

4 聯(lián)合工藝應(yīng)用效果

4.1 實(shí)際工程應(yīng)用效果

該模板系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段支撐完畢后，我方會(huì)同有關(guān)單位對(duì)其作了驗(yàn)收，在確認(rèn)其倉壁混凝土模板系統(tǒng)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性滿足要求的情況下，進(jìn)行倉壁混凝土的澆筑，施工過程中，設(shè)專人對(duì)支撐系統(tǒng)進(jìn)行觀察，未出現(xiàn)脹模現(xiàn)象，在混凝土澆筑完，拆模后混凝土尺寸準(zhǔn)確;線條通順，表面平整，無色差，達(dá)到了A級(jí)清水混凝土的效果，既保證了成品質(zhì)量，又美化了觀感，從根本上達(dá)到了清水混凝土的施工質(zhì)量，模板區(qū)段逐步上倒至頂，從選材、施工工藝上雙效合一，為工程順利交工創(chuàng)造了先決的條件。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益簡要概述

從經(jīng)濟(jì)效益上分析，工期作為工程建設(shè)成本分析中的首要目標(biāo)，使成本從工期角度根本上降下來，意味著成本的有效節(jié)約，而清水模板反復(fù)周轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的效益，對(duì)施工單位來講，在成本上也是現(xiàn)金的流入。從安全角度上講，按照施工組織“減工序、少措施”原則，由于其取消了二次抹灰，所以從施工上取消了普通外裝須搭設(shè)吊架的工序過程，減少了高空作業(yè)過程，從側(cè)面上大大降低了風(fēng)險(xiǎn)因素，也將是一個(gè)經(jīng)濟(jì)上間接不可估量的新增長點(diǎn)。

5 存在問題及改進(jìn)意見

該施工方法存在如下問題:相對(duì)于滑模技術(shù)，其施工速度還較緩慢;盡管機(jī)械投入少，但人工投入相應(yīng)加大，有一定程度的風(fēng)險(xiǎn)因素;當(dāng)框剪結(jié)構(gòu)預(yù)留洞口多且不均勻時(shí)，其倒模標(biāo)段配板困難，易造成浪費(fèi)，有一定的局限性。在實(shí)際施工中，應(yīng)嚴(yán)格安全與技術(shù)交底，掌握好混凝土的初凝時(shí)間，從而在技術(shù)要求的范圍內(nèi)合理加快速度，并可歸避一定的風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)于洞口多且不均情況，宜選用定型組合鋼模與清水模板配合支模的辦法，并采用CAD合理規(guī)則配板、局部附加處理的辦法進(jìn)行處理，也將取得好的效果，此外，對(duì)于取消抹灰會(huì)降低混凝土耐久性角度考慮，應(yīng)與設(shè)計(jì)方協(xié)商從設(shè)計(jì)角度加大保護(hù)層，以保證有足夠的耐久性。

6 結(jié)語

采用清水模板配合倒模法施工，是在國內(nèi)中小型施工企業(yè)偏多，相對(duì)技術(shù)設(shè)備力量薄弱，且市場上一些地區(qū)剪力墻結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)份額又相對(duì)較少，投入較多原始資本金進(jìn)行設(shè)備改造，使企業(yè)既力不從心，又會(huì)產(chǎn)生利潤負(fù)增長的情況下所采用，其從根本上加快了工期，達(dá)到了清水混凝土的效果，對(duì)于我國建筑業(yè)生產(chǎn)力不均衡與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，將起到一定的推動(dòng)作用。

[1]杜 銳.高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)滑模施工技術(shù)要點(diǎn)[J］.山西建筑，2010，36(1):157-158.