提升式模板在澆筑式瀝青混凝土心墻中的應(yīng)用

張自信

（甘肅省水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

澆筑式瀝青混凝土心墻施工，不需要專門的攤鋪機械，結(jié)構(gòu)簡單，防滲效果明顯。根據(jù)其施工技術(shù)特點，對提升式模板在心墻澆筑應(yīng)用過程中需要著重考慮的一些問題及關(guān)鍵點進(jìn)行了梳理總結(jié)，進(jìn)而得出該項技術(shù)應(yīng)用過程中在模板支護(hù)方面需要注意的一些要點。

1 模板選擇與心墻澆筑高度、厚度的關(guān)系

心墻分層高度的主要取決于瀝青混凝土單位時間產(chǎn)量、每層澆筑方量、壩料填筑速度等，層高過低（30cm以下），接合縫較多，如層間結(jié)合面處理不到位，質(zhì)量隱患的風(fēng)險也比較高，同時也會較多的影響施工進(jìn)度。層高過高（60cm以上），模板的提升是比較困難的，并且模板提升后，瀝青混凝土在自身重力影響下，也易發(fā)生塌陷，產(chǎn)生部分浪費，根據(jù)規(guī)范每2～4m進(jìn)行一次鉆芯取樣的要求，澆筑層厚過厚，取樣是比較困難的。因此，澆筑高度取中間值（40cm）既在規(guī)范要求內(nèi)，同時，可保證施工進(jìn)度，盡量減少層間結(jié)合面處理，防止瀝青混凝土塌陷，模板提升及取樣的便利。關(guān)峽水庫工程設(shè)計計算心墻厚度為30cm，心墻采用等厚40cm，心墻底部通過預(yù)留的30×30cm鍵槽與心墻基座連接，心墻基座寬度200cm，在瀝青混凝土心墻與基座及兩岸連接部位，澆筑寬度由120cm漸變?yōu)?0cm，邊坡為1:0．2。施工過程中，為方便拔模及保證過渡料碾壓質(zhì)量，在保證心墻設(shè)計寬度不變的情況下，采用臺階式澆筑。

2 模板及支模方式選擇

澆筑式瀝青混凝土心墻施工，目前采用的主流支模方法是鋼模板法、瀝青砂漿預(yù)制塊副墻模板法、攤鋪機法：（1）就攤鋪碾壓而言，本工程設(shè)計心墻厚度40cm，采用攤鋪機工作面過小，而油石比為12%，流動性較大，也不適合采用振搗法施工。（2）澆筑式瀝青混凝土具有自密性，可采用預(yù)制塊作為模板，但造價高昂，需求量大，技術(shù)要求高，例如，砌筑面與瀝青混凝土防滲墻的接觸面均需進(jìn)行糙化去污處理，砌筑速度慢，無法重復(fù)使用。（3）從成本角度而言，無此必要，經(jīng)綜合比選，采用便于拆移的鋼模板。是比較經(jīng)濟(jì)且切合實際的，既可以保證模板的循環(huán)使用，也能在一定程度上節(jié)省投資。

考慮心墻過渡料攤鋪厚度為35cm，鋼模起初采用35cm（高度）×5cm（厚度）×150cm（長度）的鋼板制作，模板之間采用搭接式，采用∠40×6cm的角鐵作為兩塊模板之間的支撐，每根角鐵用切割機按照心墻厚度切出卡槽，過渡料填筑后，利用過渡料作為支撐，為保證模板中間和底部寬度也達(dá)到心墻厚度要求，在模板外緣兩側(cè)，每隔1m用φ25鋼筋楔入過渡料中，以抵抗混凝土澆筑過程中產(chǎn)生的脹縮力。考慮到心墻過渡料碾壓試驗的結(jié)果是碾壓厚度在30cm左右，可以實現(xiàn)“土砂平起”，且速度快，易裝易拆，但在實際施工過程中，發(fā)現(xiàn)由于土的側(cè)向壓力及心墻降溫慢等因素存在，僅僅依靠角鐵和鋼筋支撐，效果不理想，角鐵在施工過程中容易發(fā)生脫落、變形等，φ25鋼筋也無法承受混凝土壓力，模板變形沒有得到很好的控制。經(jīng)對施工工藝進(jìn)行修正，找出原因所在，模板采用了60cm（高度）×6cm（厚度）×1500cm（長度）的鋼板制作，角鐵支撐換成在每塊模板（1500cm）兩側(cè)焊接瀝青混凝土模板上面可采用φ12鋼筋焊接，10cm高、15cm寬提手，中間用鉛絲直拉的方式能更好保證模板的寬度，理由有兩點：（1）模板雖有過渡料的側(cè)向壓力存在，但模板澆筑層厚控制在40cm以下，模板高度60cm，每層有10～15cm一直在過渡料中嵌固，形成一個鉸支座，可以很好地抵消來自土的側(cè)向壓力；（2）瀝青混凝土澆筑過程中，由于混凝土的脹縮壓力，更容易形成模板的受力主要來自混凝土產(chǎn)生的拉力，如采用角鐵無法有效抵抗模板發(fā)生的輕微變形。模板上部沿模板方向每隔1m放置1根方木，方木預(yù)先用切割機切成4×4×41cm，做成41cm主要是考慮到木材在側(cè)向壓力作用下發(fā)生變形，以保證模板上口寬度達(dá)到設(shè)計厚度要求。為保證模板中間和底部寬度也達(dá)到心墻厚度要求，采用4×4×80cm的方木斜撐，下部用粒徑10cm左右的塊石作為支撐受力點，效果顯著。

3 模板與瀝青混凝土的隔離問題

目前，可采用的脫模方法主要有脫模劑、無紡布、牛皮紙等，經(jīng)試驗分析采用脫模劑，模板表面不能有油污，否則，易造成涂刷不均勻，形成局部黏接，心墻在自重下塌陷也較為嚴(yán)重，拆模后40cm層高塌陷達(dá)到10cm左右；采用報紙黏貼時，拆模較為容易；塌陷5cm左右，采用硬質(zhì)牛皮紙粘貼時，拔模較為容易；塌陷在2cm左右，缺點在于報紙、牛皮紙無法取出，澆筑完成后勢必外包在混凝土外緣，但紙漿類材料易于分解，且位于外緣，對心墻防滲效果的影響是有限的。采用無紡布，雖然材質(zhì)本身的伸縮性及防水性較好，但無紡布接頭處搭接長度需大于10cm，拆模不太便利。加上材料本身價格相對其他幾種方式較為昂貴，經(jīng)綜合比較，采用膠帶將牛皮紙粘接在鋼模板上，膠帶伸出部分采用小刀切割整齊，牛皮紙按照心墻澆筑高度裁剪，可以有效減少牛皮紙搭接厚度，拔模只將模板拔出。

4 支模過程及特殊問題處理

在模板初步定位后填充過渡料，澆筑前進(jìn)行精準(zhǔn)定位驗收，同時，對基層結(jié)合面進(jìn)行清理，這樣做的目的在于減少過渡料鋪設(shè)形成的對模板的側(cè)向壓力的影響，澆筑前在模板內(nèi)側(cè)先粘貼一層牛皮紙，澆筑完成后進(jìn)行拔模作業(yè)，最后，碾壓過渡料。具體施工工藝如下圖1。

圖1

（1）混凝土支模過程中，天氣的影響因素是比較顯著的，特別是在夏季高溫期間心墻放大腳的施工，心墻每層縮進(jìn)12cm，需要在心墻基面上立模，由于心墻表面油層短時間無法實現(xiàn)硬化，由于模板自重，會在心墻面上出現(xiàn)模板塌陷入心墻中的情形，經(jīng)研討后，每隔1m用φ25鋼筋擔(dān)立30cm（高度）×6cm（厚度）×1500cm（長度）的鋼板，為防止鋼筋嵌入心墻中，底部用10×10cm墊塊，增大受力面積，有效解決了該技術(shù)難題。（2）心墻與左右壩肩接合部位厚度為120～40cm的漸變段，漸變長度為150cm，由于土的側(cè)向壓力作用，加之方木長度也不好掌握，模板外側(cè)斜撐方木無堅實的受力點，上口寬度為110cm，下口寬度為100cm，模板偏斜值達(dá)到10cm，經(jīng)觀察分析后，采用降低外側(cè)模板浮土高度，減少土的側(cè)向壓力，同時，對心墻漸變段與直墻段接觸部位外放10cm控制，保證心墻變形余量在設(shè)計范圍內(nèi)。

5 拔模控制

拔模時間和瀝青混凝土溫度是瀝青混凝土心墻脫模作業(yè)的關(guān)鍵點和難點，從施工進(jìn)度方面來說，拔模時間應(yīng)盡量提前，但過渡料對于包裹其中的心墻導(dǎo)致散熱較慢，如單純等待混凝土冷卻硬化，勢必對瀝青混凝土心墻降溫造成一定影響。剛澆筑的瀝青混凝土表面溫度降溫較快，表面油層多但強度低，而混凝土內(nèi)部溫度尚高，仍然有流動性，此時拔模，容易出現(xiàn)拉裂，形成表面裂紋。由于各地取得的經(jīng)驗數(shù)據(jù)也不完全一致，歸納起來有兩種解決方案：（1）盡快拔模，例如，選擇在澆筑完成后1h，瀝青混凝土內(nèi)部溫度較高，未等表面硬化即行拔模，這種方式的機理是若瀝青混凝土心墻與模板間的摩擦力大于混凝土內(nèi)部強度，即使在拔模過程中造成瀝青混凝土拉裂，但此時，混凝土具有流動性，拉裂產(chǎn)生的裂紋有自愈能力，取芯檢查層間結(jié)合面未發(fā)現(xiàn)明顯裂紋，證明了上述分析；（2）隨著混凝土溫度降低，一般超過5h，混凝土內(nèi)部強度大于與模板之間的摩擦力，再提升模板，防止表面撕裂。對兩種方式比選如表1。

表1

第一種方式造成了瀝青混凝土塌陷超過5cm，且拔模板是較為困難的，進(jìn)一步分析后，發(fā)現(xiàn)天氣的變化情況對于瀝青混凝土溫度呈正相關(guān)關(guān)系，即天氣溫度越高，瀝青混凝土拔模時間應(yīng)適當(dāng)順延，不能認(rèn)為只要滿足5h的拔模間歇時間就是安全的，特別是在夏季高溫時節(jié)，拔模間歇時間應(yīng)在10h以上，最好是經(jīng)過一夜的冷卻時間。拔模可先用人工或機械方式，提升模板時，要注意勻速、受力均勻，以免造成混凝土表面破壞。實際施工過程中，由于對機械操作人員要求極高，無法滿足兩側(cè)模板同時提升的條件。

6 結(jié)語

提升式鋼模板相較于預(yù)制塊副墻、攤鋪機法而言，在澆筑式瀝青混凝土中的應(yīng)用是具有顯著優(yōu)勢的。

根據(jù)現(xiàn)場實際，確定合理的模板高度和支護(hù)方式、合理的模板與心墻隔離材料、合理的支模工藝，做好拔模時間和溫度的控制，在心墻澆筑模板安裝方面起到較好的作用。