重力式碼頭現澆胸墻模板設計及質量控制

林良恩 中交四航局第二工程有限公司

1.工程概況：

廣東某電廠新建配套碼頭工程項目建設內容主要包含一座規模為10萬噸級的煤碼頭項目，一座規模為3000噸級的重件碼頭項目，還有碼頭配套的防波堤、煤棧橋、航道疏浚工程。工程具有規模大、工期緊、節點多、工作內容多、工作量大的特點，工程項目所處的海域風、浪、流較大，季風變化明顯，易發臺風，天氣對水上作業影響大，工程項目受季節性的因素影響比較大，正常工況下可以作業的時間相對比較少。該工程碼頭現澆胸墻共22件，其分段長度分別為28m（20件）、13.9m（1件）、6.89m（1件），胸墻總高度分兩種分別為3.78m（20件）、1.8m（1件），胸墻寬度為5.10～5.45m。胸墻頂標高為5.28m，過渡段為3.3m。重力式碼頭的胸墻后方和輸送皮帶機的基礎梁相連接，在胸墻上設置有各類管線及附屬設施等。胸墻混凝土9547.4m3，混凝土等級C30。

2.項目特點

由于胸墻高度為5.28m，過渡段為3.3m，胸墻混凝土的澆筑方量為9547.4m3，該項目屬于大體積混凝土范疇，大體積混凝土的澆注對其模板的剛度和強度要求比較高，根據規范要求必須對模板進行應力計算，對模板材料的選擇也有嚴格要求，需要選擇變形較小而且整體剛度較大的模板。該工程的胸墻外模板采用組合鋼模，通過模板組合能滿足長度28m、13.9m及6.85m，高度為3.78m、1.8m等不同胸墻的施工要求，一共需要配置1套外模板。用厚度為6mm的鋼板作為胸墻模板的面板。模板主梁選用桁架梁，高為650mm，間距為800～1100mm。模板桁架梁弦桿選用槽鋼，型號為雙拼10#槽鋼，腹桿選用型號為6.3#的槽鋼，模板頂部設置作業平臺。桁架形式的模板由于對拉少，對胸墻的整體觀感有較大好處，而且施工起來比較方便迅速，所以該項目胸墻模板背后的支撐系統采用鋼桁架。

3.模板制作及安裝

胸墻的外側模板采用組合式鋼模。用厚度為6mm的鋼板作為胸墻模板的面板。規格6mm×100mm扁鋼作為豎肋，間距800mm～1000mm。縱肋采用10#槽鋼，間距300mm、主梁采用650mm高的桁架梁，間距800～1000mm布置。型號為雙拼10#槽鋼，腹桿選用型號為6.3#的槽鋼，模板頂部設置作業平臺。為保證胸墻混凝土模板的質量，需要由專業的鋼結構廠家在工廠內逐塊加工，制作完成經檢驗合格后再調運至工程施工現場進行安裝。

4.模板驗算

重力式胸墻的模板設計完成之后，為了保證施工質量及安全，需要對所受荷載進行驗算。

4.1.模板側壓力

根據模板側壓力計算公式（1）計算，得到模板側壓力為40KN/m2。

有效作用高度見公式（2）所示。

式中：Fmax-混凝土對模板的最大側壓力（KN/m2）

KS-外加劑影響修正系數，不摻加外加劑時取1.0；摻緩凝作用外加劑時，取2.0

Kt-溫度校正系數

V-混凝土澆筑速度（m/h）

工程所在地大體積胸墻最低的澆注溫度為10度，Kt=1.33；澆注效率約80m3/h，折算后混凝土上升速度0.55m/h。

4.2 振搗力

振搗對側模作用力FZ按規范取4KN/m2。

4.3 混凝土傾倒力

按照規范傾倒混凝土對側面模板的作用力FQ取2KN/m2。

4.4 組合荷載

將胸墻模板所受到的側壓力、振搗力和混凝土澆筑力相加，得到胸墻模板受到的總的荷載力F。

5.模板計算

5.1 模板面板驗算

采用midas gen建模計算，胸墻外模模型見圖1所示。經過模型計算得到以下結果：（1）最大應力在桁架內側弦桿底部194.2MPa＜235MPa，滿足要求。（2）面板有效應力15.4 MPa ＜215 MPa，滿 足要求。（3）骨架整體最大變形3.7mm＜3780/400=9.5mm，滿足要求。

圖1.胸墻外模模型圖

5.2 拉桿驗算

（1）上拉桿采用PSB830等級D25、屈服強度為830MPa的精扎螺紋鋼，則其抗拉承載力見下式

（2）下拉桿M36與牛腿連接的D28銷軸都是用45號鋼材制作，材質的屈服強度為355MPa、抗剪強度為178MPa，其M36抗拉承載力：

銷軸抗剪強度：

牛腿穿銷處鋼板材質為 Q235,鋼板厚度為 40mm，抗剪截面高為50mm，其抗剪強度：

孔壁承壓強度：

6.質量控制措施

6.1 模板質量控制措施

（1）混凝土澆筑時會產生較大的振搗力和側向壓力，再選用模板時，就要選用強度和剛度都符合要求的模板。定位準確，避免發生位移，并保證混凝土結構的外形符合設計要求。澆筑完成后，養護達到天數后，要及時拆模，拆下來的模板需要及時的整理、維護并涂刷好隔離劑或廢機油，留著備用，如果發現變形的或者破損的模板為了保證澆筑質量嚴禁在工程中使用。

（2）施工前要制定模板安裝方案，并報監理及建設單位批準，在施工過程要嚴格按照批準的模板安裝方案進行。模板安裝過程要用全站儀或GPS精確定位、放線，保證模板的偏差小于規范和設計的允許值，并報監理檢查，必須要保證無松動現象。

（3）模板安裝牢固后，在澆筑過程中需要指定專門技術人員進行觀察，及時發現并記錄異常情況，防止模板發生跑模。

（4）胸墻模板在拆下來之后下次利用之前一定要清洗干凈，在鋼模面板的表面涂上礦物油類的防銹保護涂料，以防止鋼板生銹和拆模困難。如果在檢查中出現在已經澆筑的混凝土面上沾有污跡，必須采用有效合理的措施給予清除。

6.2 混凝土澆筑質量控制措施

（1）模板檢查完后在進行混凝土澆筑之前，需要檢測混凝土的配合比、坍落度等指標，滿足設計及規范要求后方能繼續澆筑。不合格的混凝土嚴禁入模。

（2）澆筑混凝土期間，必須嚴格按照方案制定的順序布料，必須設置專門技術員檢查模板支架、鋼筋等的是否穩固。澆筑過程中，要及時對澆筑的混凝土進行振搗，使之振搗均勻并密實。振搗作業應符合相應操作規范要求，保證不出現漏振、過振。

（3）混凝土澆筑插入式振搗器進行振搗，振搗器的移動間距按照規定不能超過振搗器作用半徑的1.5倍，并與側模保持0.05～0.10m的間距，振搗的時間控制在30s左右，振搗標準是以表面不冒氣泡為主。振搗棒在操作過程中要快插慢拔，保證混凝土務必振搗密實，不得出現欠振、漏振、過振現象，收面嚴格按照標高進行，控制收面平整度。

（4）混凝土收面一般采用刮尺粗平，并用木抹子在混凝土表面反復抹壓；混凝土初凝之前還要進行二次收面，確保混凝土表面平整且不出現裂縫；必要時，采用抹面機進行表面收面處理。

（5）現場具體條件的混凝土養護要采用灑水養護，以混凝土表面處理濕潤為宜，確保混凝土強度和不出現裂紋；胸墻避免出現結構裂縫和有害裂縫，前沿線順直，迎水面美觀，表觀質量達到一級評分標準，各項實體檢測項目合格。

6.3 保護層質量控制措施

（1）混凝土墊塊的抗壓強度要高于胸墻混凝土強度。保護層墊塊尺寸有效厚度允許誤差符合要求。

（2）保護層墊塊布置的密度不低于方案要求規定的密度。

（3）混凝土墊塊要安放穩定，與鋼筋接觸緊密，保證沒有懸空和翹角的現象，然后用綁扎絲或鋼筋固定牢固，采取足夠措施保證墊塊不在混凝土澆筑振搗過程中發生移位。

7.結語

本文以廣東某電廠新建配套碼頭的胸墻施工為例，詳細介紹了胸墻模板的制作安裝及設計驗算過程，并提出了胸墻施工的質量控制要點，經過現場施工檢驗后，質量符合設計及規范要求，達到了設計標準。