提高環形梁施工質量探討

對某工程環形梁施工質量進行分析，針對既有環形梁施工時存在問題提出了改進措施，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。

環形梁； 模板； 施工質量

TU755.2B

施工技術與測量技術施工技術與測量技術

［定稿日期］2023-03-16

［作者簡介］董志健（1982—），男，本科，工程師，從事建筑工程相關工作；李康飛（1991—），男，本科，工程師，從事建筑工程相關工作。

1" 工程概況

天姥物業建設工程項目位于天姥大橋南端西側，該項目建筑面積為16 500 m2，建筑層數地下1層，主樓為12層，總高度為47.55 m。本工程建筑形態優美，但環形結構給施工帶來了一定的挑戰，特別是環形梁技術交底及模板安裝，直接關系到環形梁的成型質量。本項目采用BIM技術以三維可視化的形式進行技術交底，提前在電腦預分析環形梁細部節點并模擬環形梁施工方案，結合BIM協同管理平臺，為工程提供了信息化支撐，優化建筑施工質量、安全管理，并產生巨大經濟效益。針對現場環形梁模板安裝難度大這一難題，采用定型模板，通過CAD輔助設計圓弧度，最后在工廠定制，形成了產業鏈融為一體的智能建造產業體系。

2" 工程重難點

本項目環形梁的截面尺寸均為250 mm×850 mm，環形梁外邊線對應的2種圓弧半徑分別為6 850 mm和7 450 mm，環形梁整體示意如圖1所示。

2.1" 放樣難度大

結構框架梁由8組圓弧相交組成，主樓環形梁截面尺寸均為250 mm×850 mm，由于環形梁形成的施工平面凌空而立，無法使用現有的儀器進行精準的放線和測量。

2.2" 加固困難

環形梁處于結構外部，最高處環形梁為47.35 m，梁側模加固困難，難以形成有效支撐，高處工作危險性大［1］。

2.3" 規范要求

規范規定限制了現澆結構模板安裝的允許偏差，若采用現場拼裝環形模板，極易導致弧度不準，截面尺寸超出規范許可范圍，造成表面錯縫，產生棱角。

3" 既有問題分析

通過調查類似項目，進行數據的實測記錄。找到了3條要因因素，分別為技術交底不到位、模板裁剪精度低、加固難度大，針對要因制定了相應確認計劃。

3.1" 技術交底不到位

對現場工人進行隨機調查，結果發現只有30%的工人接受了技術交底，而且對環形梁施工技術交底內容的理解并不到位。經過與現場施工人員的交流得知主要是因為交底內容過于字面化使得理解困難，施工方案過于片面，施工方法過于陳舊且無針對性。

3.2" 模板裁剪精度低

在現場觀察模板工人裁剪模板的過程中發現木模板進場時為18 mm厚的矩形方板，按現場梁高進行條形拼裝，不僅耗費時間，而且由于弧形處的拼裝不能保證完整密封導致存在縫隙，澆筑時造成漏漿，成型后形成錯臺，環形梁模板現場裁剪無法滿足裁剪要求［2］。

3.3" 加固難度大

通過現場詢問，發現環形梁模板加固需要支設2道木方斜撐和2道木方背楞，且需要調節背楞來改變圓弧度，施工體系過于復雜。并通過現場調查發現存在模板加工機械及模板材料隨意堆放現象，導致施工現場工作面小，造成環形梁模板成型后尺寸偏差大，且對施工人員的安全存在一定的隱患。

4" 施工質量控制

由于突出的問題為模板裁剪精度低、加固難度大，于是提出改變模板類型來解決這2個問題，制定了2個備選方案。

方案1：采用定制鋼模板，通過定制鋼材質的弧形模板，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，采用對拉螺旋調節背楞改變弧度方式，提高表面平整度和弧度，較少接茬數量。針對第三個末端因素進行對策討論后認為“技術交底不到位”這個因素可以運用BIM技術來解決。BIM技術具有三維化、可視化的特點，在會議室組織技術交底時，BIM技術負責人結合BIM模型在重難點進行施工動態模擬，讓所有人對施工方案有深刻的了解［3］。

4.1" 方案比選

從技術經濟指標及綜合指標兩方面出發進行對比。技術經濟指標方面，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，當相同重量的模板投入使用時，定制覆塑膠合板可以表現出更高的強度特征。承載力30 kg/m2，為鋼模板的60%，售價僅為50元/m2。此外，定制鋼模板對吊裝機械的依賴程度高，定制覆塑膠合板則部分依賴吊裝機械。

綜合指標對比方面，定制鋼模板的模板規格系列化、模數化、不易調節，施工效率為20～30 m2/（d·人），對應的施工工期則為4天一層，勞務費24～26元/m2，其施工難度一般但維護成本高。定制覆塑膠合板模數化、可微調變化，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，然而勞務費25～30元/m2，并沒有顯著地提升，且其施工難度底，維護成本也低。

備選方案1 費用較高，現場不易更改，工期時間適中，可行性低。

備選方案2 費用較低，現場弧度易修改，工期時間適中，可行性高。通過對策的比選后，最終確定通過用定制覆塑膠合板模板的方式來解決模板裁剪精度低、加固難度大這2個難題。目標將模板周轉次數控制在14次以上，觀感質量合格率在90%以上，保證模板不爆模、尺寸變形控制在90%以上

4.2" 對策實施

4.2.1" 模板設計

將圓弧結構分為3個區域，如圖 2所示。根據結構對稱性，1區和2區模板尺寸類型相同，故環形梁模板配置只需滿足區域1和區域3即可。將1區的圓弧梁外模板分成外模1，內模板分成內模1、內模2、內模3。將3區的圓弧梁外模板分成外模2，內模板分成內模4、內模5。利用CAD進行輔助設計，采用BIM技術進行三維建模，對重要節點精細化建模，方便指導工廠制作及工人安裝。

對已經加工完畢的環形覆塑膠合模板進行質量驗收，驗收標準為定型模板高度與設計高差偏差尺寸小于+3 mm。經檢驗合格，滿足驗收要求后方可投入使用。BIM技術人員按照方案要求，通過三維模型動態模擬整個施工過程，對環形梁施工的前后工序及注意點進行明確，通過三維技術交底，提高技術交底的效率與質量，保證每個施工人員熟練掌握關鍵施工技術。

施工技術與測量技術董志健， 李康飛： 提高環形梁施工質量探討

4.2.2" 實施效果

通過改進的新措施有效地解決了環形梁施工質量的問題，尺寸變形、接茬處錯臺這兩項主導施工問題的因素在整體中占比大幅下降。隨機抽查的300個點中不合格點數16處，合格率達到了94.7%，超過預期的93%，主要質量缺陷發生概率明顯下降，質量提高效果顯著。

2個主要質量缺陷發生概率明顯下降，質量提高效果顯著。人工成本方面，按照每人350元/工日計算，減少所需工人2人的同時縮短了4個工作日工期，一共節省2 800元。每層樓所需的二次修補費用減至1 000元。主樓工期大幅縮短，成本節約20 000元。采用改進后的措施一共節省27 800元。

5" 結論

通過前期調查收集了環形梁現有普遍存在的問題，針對性地提出定制環形梁模板的方法，該方法經濟效益高，工期短，成本低，提高了環形梁質量和施工合格率。

參考文獻

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

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

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