側墻模板錨桿拉桿施工法
——苗河水庫溢洪道側墻模板的施工工藝

杜慶民

(甘肅建投隧道工程有限公司,甘肅 蘭州 730314)

模板工程連同混凝土工程構成了現澆混凝土結構工程的主體,模板支撐系統的設計、制作、安裝,對于一個施工工作者尤其是施工一線的技術人員來說,是日常工作的主要部分,是一項復雜且精細的工作。模板支撐系統的設計要根據施工現場實際情況,充分利用已有資源條件,做到位置正確,尺寸符合設計要求,模板接縫嚴密,不漏漿,力求使用桿件規格少,構造簡單,裝拆方便,便于混凝土入模與振搗,又具有足夠的承載力、剛度和整體穩定性。甘肅禮縣苗河水庫溢洪道側墻模板的施工工藝,在這方面取得了一定的突破。

近年來,國家對病險水庫改建加固工程的投資逐年增大,其中甘肅禮縣苗河水庫溢洪道除險加固工程是這類工程的代表性實例。這類工程在設計中一般是對溢洪道的混凝土底板進行加厚,對溢洪道混凝土側墻進行加寬,對溢洪道底板側墻的混凝土表面進行鑿毛處理,并在溢洪道原側墻上設有錨桿,用來增強新舊墻體的連接,溢洪道由于其工程性質的要求,側墻高度不一樣高,進口段高度大,末尾段高度小,隨著溢洪道流水坡度的增大,進口段與末尾段側墻高度的高差就越大,像苗河水庫溢洪道側墻,最大墻高(進口段)8.9 米,最小墻高(末端)3.9米,進口段與末尾段的高差達5 米,側墻新加寬混凝土0.25 米,設有間距2 米梅花型布置的Φ16 錨桿。這類溢洪道側墻工程的混凝土澆筑模板支撐系統的傳統做法(斜撐整體模板架設法)如圖1。

圖1

這種模板支撐系統的設計顯然不符合模板支撐系統設計規則,主要缺點如下：

(1)由于測墻高度差別太大(前面已有說明,高差5米),斜撐長度不統一,斜撐長度規格多,斜撐桿件數量多,(斜撐在豎向和橫向的間距以0.9 米計,斜撐的傾角不宜超過60。這樣就造成在不同高度的墻段,使斜撐的數量和桿件長度都不一樣)。

(2)由于橫向支撐體積龐大,墻高且薄(側墻厚度0.25 米,又因原側墻不平整,最小厚度可能是0.20 米),影響混凝土的入倉振搗工序。因為鋼筋較密的高薄墻施工,如按此方法施工,混凝土從模板上口入倉,會造成混凝土離析,混凝土振搗質量也不容易控制,要么漏振,要么過振,一般應采用逐層架設模板,逐層入倉振搗混凝土,混凝土從模板上口入倉,在不使用起重設備的情況下,需搭設工作平臺,工作平臺受斜撐桿件影響距工作面較遠,大大增加工人勞動量,墻高且薄,影響混凝土振搗工序。如能取消斜撐,將簡化混凝土的入倉工序。(本工程由于實際現場道路情況不能采用吊車及泵車)。

側墻錨桿拉桿施工法就是取消斜撐,采用逐層架設模板,逐層入倉振搗混凝土,很好的解決了混凝土入倉勞動量大,混凝土振搗難于控制的問題。當然采用逐層架設模板,逐層入倉振搗混凝土法也有一些不足,如模板平整度不足,模板接縫大,不易控制,模板錯臺大,不易控制,但是經過精細的施工操作,這些缺陷會解決的。該做法如圖2。

圖2

該施工方法,利用原側墻為主要支撐系統,在側墻內安設膨脹螺栓,在膨脹螺栓上依次焊接錨桿、拉桿(也是設計中的錨桿),把模板固定在原側墻上,原側墻與模板之間用木支撐撐住,以拉桿與木支撐為模板的支撐體系,固定模板,而且以木支撐保證新澆筑墻體寬度。該法拉桿為Φ16,間距是橫向50cm(第一豎線距伸縮縫25cm),豎向90cm,設計間距為200cm 梅花型布置的Φ16 錨桿,比設計多一倍多,超過了設計要求,但也利用了設計的一半。

其基本施工方法為：先根據錨桿抗拔力,通過拉拔試驗選擇膨脹螺栓規格(本工程采用Φ16×100),并在原側墻上已打好的孔內安裝膨脹螺栓,并依次焊接錨桿、拉桿,在拉桿上先穿上有孔模板,用“3”型扣件把橫向豎向鋼管連接在拉桿上,用木支撐和拉桿內撐外拉把模板固定在原側墻上。這種設計只要拉桿和木支撐的間距合適(拉桿間距橫向50cm,縱向90cm,木支撐間距100cm),就能保證模板支撐系統的剛度、承載力和整體穩定性要求,而且解決了混凝土的入倉振搗問題。

側墻模板錨桿拉桿施工法的工藝流程為：一錨桿定位放線、二鉆孔及膨脹螺栓安裝、三錨桿拉桿的焊接、四鋼筋綁扎、五逐層架設模板,逐層入倉振搗混凝土。眾所周知,模板設計是一項精細的工作,必須反復考慮各個細節的問題,而且此施工方法(單側立模,有孔模板根據拉桿定位)又和一般的拉桿施工方法(雙側立模,拉桿根據有孔模板定位)不同,所以下面詳細說明各個施工工序過程。

1 錨桿定位放線

此道工序是該施工方法的關鍵工序之一。根據平面模板類型(本工程采用P1000×300 規格模板)和縱向橫向鋼管的間距(縱向間距50cm,橫向間距90cm),用墨線在原側墻上距底板107cm 處彈一條平行于底板的線條,按300 模板的理論值是105cm(30*3+15),考慮底板不平因素定為107cm,在伸縮縫處彈一條垂直于底板的線條,以這兩條線為基準線,橫向間距90cm、豎向間距50cm(第一根豎線距伸縮縫25cm)彈出各自的平行線,各線的交叉點為錨桿的定位點。最底部可用預埋地錨或拉桿。考慮到多個工序的累計誤差,定位放線必須準確,應小于1cm,否則在模板架設過程中,會使U 型卡放不上,造成模板接縫不嚴、模板板面錯臺太大。通過正確的放線方法和細致的工作作風,是完全可以達到的。

2 鉆孔及膨脹螺栓安裝

在側墻錨桿的定位點上,用沖擊鉆(鉆頭的規格比膨脹螺栓大4mm)鉆孔,孔深大于膨脹螺栓長度2～3cm。鉆孔時鉆桿垂直于墻面,使錨桿垂直于墻面,從而保證定為放線的準確度。膨脹螺栓安裝時要一邊往里打一邊上緊螺栓,以使膨脹螺栓充分膨脹。如果一次性打到位再上膨脹螺栓,就有可能使膨脹螺栓不能充分膨脹,影響膨脹螺栓的抗拔力甚至使膨脹失效。

3 錨桿拉桿的焊接

先把錨桿、拉桿焊接一起,再把它們焊接在膨脹螺栓的外露部分上。焊接采用雙面焊,焊縫長度大于3cm,并符合《鋼筋焊接及驗收規程》(JGJ18-96)要求。拉桿長度及拉桿的絲桿長度要根據施工實際要求計算,即考慮錨桿拉桿的傾斜損失,又不宜過長,尤其絲桿過長會給施工帶來麻煩。如果計算不準確,可能帶來的結果是：1. 拉桿過短,“3”型扣件不能安裝；2. 拉桿過長,絲桿上完了還不能把鋼管固定到位；3. 絲桿過長,給施工帶來麻煩。1、2情況是絕對不允許的,保守辦法是情況3。

4 鋼筋綁扎

按設計及施工規范要求綁扎鋼筋,并把鋼筋焊接在錨桿上。焊接時要保證鋼筋的保護層厚度。

5 逐層架設模板，逐層入倉振搗混凝土

由于本施工方法的特殊性,模板及橫向豎向鋼管安裝分以下步驟進行：

第一步,先安裝有孔模板,把有孔模板先穿在拉桿上,為了安全,用“3”型扣件和螺帽臨時固定,并在模板內撐上木支撐。

第二步,先安裝下部第一層橫向鋼管,采用臨時措施與拉桿及“3”型扣件連接,橫向鋼管內插上豎向鋼管,再逐層安裝橫向鋼管。橫向鋼管安裝后用拉桿及“3”型扣件連接。

圖3

圖4

第三步,校正模板。先校正兩邊端頭兩根豎向鋼管,使其處在設計規定位置,在其上下掛兩根縱向線繩,以這兩根線繩為基準,用木支撐內撐和拉桿外緊,把模板校正并固定在同一平面上。如圖3。

第四步,在混凝土澆筑過程中,安裝其他模板,這部分模板應錯縫安裝,并在長邊和短邊上打上“U”卡,來增加模板的整體性。

側墻模板錨桿拉桿施工法的關鍵是錨桿的定位放線。因為在模板校正固定后,有孔模板的位置就固定了,如果其偏差過大,就會使其它模板安不上或模板接縫過大。所以必須要準確的定位放線,并且每道工序都認真去做,以減少累計誤差。

同時,也需要在具體的施工環節,加強對整體工藝的規范化監管,如圖4 所示,為具體的施工檢測機制。

側墻模板錨桿拉桿施工法在苗河水庫溢洪道施工中的成功應用,既保證了混凝土的施工質量,又取得了良好的經濟效益。該工法隨后在禮縣紅河水庫、禮縣晚家峽水庫、成縣賀溝水庫的溢洪道除險加固工程中得到應用。在這里不但提供的是一種施工工法,更是一種新的施工思路,就是根據實際情況進行模板的設計,在實踐過程中不斷改進。