環形結構木模板施工技術研究

王 繁

（寧夏第一建筑有限公司，寧夏 銀川 750011）

1 工程概況

該施工技術應用于固原市原州區清水河流域環境綜合治理項目——三營污水處理廠工程，新建日處理10000t污水處理廠土建工程，主要建設粗格柵與提升泵站、細格柵與曝氣沉砂池、厭氧缺氧好氧區、二沉池、高效沉淀池、ABF 曝氣池、接觸消毒池、污泥濃縮池、貯泥池、污泥調理池等。在2個二沉池及污泥濃縮池等單體工程施工中，應用了環形結構木模板制作安裝工程施工技術，其中二沉池直徑15m，池壁厚度400mm，結構高度4m。

2 技術特點

取材便利：木膠板相對鋼模板取材方便、利于現場加工制作；縮短工期：木膠板加工制作周期短，可有效縮短施工工期；無模板支撐體系：利用鋼筋受拉強度高的特點，外側不用搭設模板支撐體系；提高截面準確性：利用止水螺桿上的定位片，保證了池壁截面尺寸的準確性；模板垂直度易于控制；節約成本：一次投入成本低，有效降低單體工程施工成本；提高效率：勞動強度較小，操作簡單，施工效率顯著提高。

3 工藝原理

根據結構設計尺寸，計算環形內外側結構面積，確定木膠板的需用量，預先定位結構位置，通過現場定位放線，確定環形結構內外側模板的立放位置，將木方與木膠板用鐵釘固定組合，利用鋼筋受拉強度高的特點，沿模板內外側上下數圈設置環形鋼筋，作為模板體系的主龍骨，再通過對拉螺桿將環形鋼筋與內、外側模固定，內側搭設一圈簡易模板支架，形成一套完整的環形結構木模板支撐體系。通過預埋地錨和調節斜拉鋼絲繩校正模板，保證模板垂直度。

4 工藝流程

該施工技術工藝流程詳見圖1所示。主要包括施工準備、材料選擇、模板制作、模板安裝、模板加固、拼縫處理、模板校正等。

圖1 施工工藝流程

5 關鍵技術

5.1 施工準備

5.1.1 新澆混凝土作用于模板側壓力確定

根據模板承受荷載值計算，按《建筑施工手冊》、《建筑施工計算手冊》、《建筑結構荷載規范》、《混凝土結構設計規范》標準計算，混凝土作用于模板的側壓力，根據測定，隨混凝土的澆筑高度而增加，當澆筑高度達到某一臨界值時，側壓力就不再增加，此時的側壓力即為新澆筑混凝土的最大側壓力。

5.1.2 預埋地錨

環形結構工程，在設計中有基礎為筏板等鋼筋混凝土結構時，地錨與基礎鋼筋連接，在基礎施工時提前預埋地錨，錨入鋼筋混凝土基礎內。如無鋼筋混凝土結構，可單獨設置全埋式鋼筋混凝土坑錨，全埋式坑錨的覆土深度宜設置為1.5m，坑錨的規格根據鋼絲繩受力計算確定，坑錨鋼筋可采用雙層雙向HRB400級直徑14mm,間距200mm綁扎，內設HRB400級直徑14mm,間距400mm鋼筋馬凳，坑錨周圍土質必須夯實。地錨采用U型鋼筋與鋼板連接方式的地錨，一端與基礎或坑錨內鋼筋連接并埋入砼內，另一端外露，以便模板校正時鋼絲繩能有效固定。

根據設計圖紙，結合現場實際情況，確定地錨位置。環形結構內側設置4道鋼絲繩，即4個地錨位置應設置在確保4道鋼絲繩在水平投影呈90°角位置處，并使鋼絲繩與地面宜成30°～60°角。外側設置8道鋼絲繩，即8個地錨位置應設置在環形結構外側確保8道鋼絲繩在水平投影呈45°角位置處，并使鋼絲繩與地面宜成30°～60°，且其中4道鋼絲繩與內側鋼絲繩位置對應。

5.1.3 材料選擇

背楞選用40mm×70mm木方（市場常見木方規格），主龍骨選用HRB400鋼筋，HRB400鋼筋抗拉強度為360N/mm2，該技術選用鋼筋為HRB級直徑14mm間距400mm，鋼筋型號選用也可根據工程實際情況，選用其他單體工程用料較大的鋼筋，以便此模板體系拆除后回收利用。木膠板及對拉螺桿的選用規格均根據模板計算方案確定。

對拉螺桿選用三段式止水螺桿，以便多次回收利用。

環形結構的壁厚即為止水螺桿定位片的間距，使止水螺桿的定位片有效固定環形結構的截面尺寸，保證結構尺寸的準確性。

5.1.4 定位放線

在已澆筑成型的筏板混凝土表面，利用全站儀引測環形結構的圓心，結合環形結構的壁厚，以模板控制線半徑R0（R1-500mm，用以校正模板）、內模板線半徑R1、外模板線半徑R2（R2=R1+壁厚），確定內、外側模板的邊線位置，然后用紅油漆將模板邊線清晰標記。

5.2 模板制作

5.2.1 模板微彎

模板在安裝前要對木膠板進行泡水微彎[1]，確保模板弧度與設計相符，保證混凝土成型質量。木膠板材料規格確定后，根據設計圖紙對構筑物內外側圓弧度進行現場放樣。采用（長×寬×高）3000mm×300mm×50mm木板做定型板，先將外側圓弧放樣的弧線畫在木板上的2/3處，對木板進行裁切，裁切后以此來作為木膠板的定型工具。外側木膠板微彎完成后，在定型板的2/3木板上放樣內側圓弧的弧線，用以內側木膠板微彎的定型板。

5.2.2 模板開孔

外模板孔距根據選定的止水螺桿水平間距和豎向間距預留開孔。內模板孔距，根據內外模板半徑比，計算出內模板水平孔距（外模板半徑/內模板半徑=外模板水平孔距/內模板水平孔距），內模板豎向孔距同外模板豎向孔距。木膠板孔位如圖2所示。

圖2 木膠板孔位平面圖

注：由于開孔為垂直開孔，在模板微彎后孔與對拉螺桿會產生有一定角度，不利于螺桿穿入，因此，模板開孔的孔徑宜選擇高于螺桿直徑的兩個級別，孔隙堵漏問題可由三段式止水螺桿上套筒螺母的膠墊封堵。

5.3 模板安裝

5.3.1 內外模板安裝

根據材料規格對照表，選定模板體系材料后，方可開始模板安裝。模板安裝時內外模板同步安裝。依據模板位置線，安裝微彎成型的模板。為保證模板體系穩定，分層安裝模板。外側模板安裝一圈完成后，將止水螺桿穿入打好的模板孔洞內，再安裝內側模板，依次從下向上循環安裝模板。

底層模板安裝時，根據選用木膠板的厚度，將定型板沿外模板邊線位置，在模板底口一圈鋪設并固定于地面上，背面加襯木方用以加固，再將微彎后的木膠板底口固定在定型板上；內模板同外模板原理，將剩余2/3處裁切后，用于內模板內側微彎的木板沿內模板邊線位置（預留出木膠板厚度）在模板底口一圈鋪設并固定，內側模板底口固定于定型板上；定型板與地面或者墻面有縫隙時用密封條封堵，以確保位置和弧形尺寸的準確性，保證模板底口不偏移、不漏漿。

5.3.2 模板組合

將木方與木膠板進行組合。木方作為木膠板背楞，用鐵釘與木膠板固定牢固，背楞間距L1。模板組合詳見圖3所示。

圖3 模板組合示意圖

5.3.3 搭設內側支架

在環形結構內側距離內側模板300mm處搭設一圈腳手架用于模板安裝及混凝土澆筑時作業人員施工操作平臺。操作平臺搭設為雙排扣件式鋼管腳手架，設置縱、橫向掃地桿，縱向掃地桿用直角扣件固定在距底座或墊板上皮不大于200mm處的立桿上，其立桿縱距不大于1000mm，橫距不大于1200mm，步距不大于1500mm。架體在前期搭設時，高度超過2000mm時每隔4000mm設置拋撐，用于臨時支撐架體。

注：縱橫桿在搭設時，會存在桿件與矯正模板的鋼絲繩干涉的情況，此時將桿件向下或者左右位移100mm即可。

腳手架搭設完成后間隔2000mm設置斜撐，一端頂緊模板，一端與架體連接，用于內側模板的支撐加固，斜撐的模板側支撐高度應為澆筑混凝土時的有效壓頭高度。

5.4 模板加固

模板安裝完畢后，沿止水螺桿所在位置設置兩道螺紋HRB400環向鋼筋，作為模板外楞，每排鋼筋呈捆綁狀捆緊模板，鋼筋接頭采用單面焊接，環向鋼筋在每1/4圓弧處鋼筋兩端連接花籃螺栓，調解花籃螺栓用于緊固鋼筋。鋼筋接頭避開螺桿，然后擰緊蝴蝶扣，但不可過緊，避免環向鋼筋穿透木方。

5.5 模板拼縫處理

模板安裝時，使用整張模板進行拼裝，每兩張模板拼接處使用密封條密封[2]。如環形模板最后對接處為非整張模板時，根據尺寸裁剪模板，使用密封條將最后裁剪拼縫接口密封嚴密。

5.6 模板校正、加固

模板加固完畢后，應對模板垂直度進行校正。外模板采用8道鋼絲繩進行斜拉，鋼絲繩水平投影之間呈45°角；內模板采用4道鋼絲繩進行斜拉，鋼絲繩水平投影之間呈90°角，并且內模板的鋼絲繩與外模板四道鋼絲繩一一對應。在鋼絲繩與模板端的連接處，內外側模板背楞木方替換為內外各2根鋼管，因鋼管直徑與木方厚度不同，可在鋼管與模板之間墊襯木膠板或三合板，鋼絲繩一端固定于模板上口300mm立管（鋼管）處，一端固定于地錨上，鋼絲繩中間設置花籃螺栓，通過花籃螺栓調節鋼絲繩長短以達到調節模板垂直度的效果[3]。

鋼絲繩與地錨的U型卡應有效連接，每個鋼絲繩卡要都要擰緊。第一遍垂直度調節完畢后，檢查模板下口是否移位，模板拼縫有無變形，若有及時進行調整，再校正垂直度，重復幾遍直至垂直度和模板下口位置都準確無誤后。使用鉛錘儀從筏板預留圓心向上引圓心，模板上口固定十字鋼絲繩，確保上下口圓心在一個垂直面上，用上口圓心校正模板上口環形位置和環形尺寸，確保環形構件位移不偏差，尺寸標準，校正模板垂直度。用于校正模板垂直度的鋼絲繩在校正完成后，亦能起到模板加固和抗浮的作用。

5.7 模板驗收

模板體系全部支設完畢后，應進行模板質量檢查并驗收，合格后方可進行混凝土澆筑。

5.8 模板拆除

模板以能保證混凝土表面及棱角不受損壞時，即強度大于1.2MPa時方可拆除[4]。拆除模板順序與安裝模板順序相反，即從上至下逐層拆除模板和內側支撐。

6 質量控制措施

質量控制措施如下：1）木膠板必須表面平整，無起皮脫層現象。2）木膠板、木方、鋼筋、鋼絲繩、止水螺桿等材料必須按設計規格選用。3）木膠板與背楞必須用鐵釘固定牢固，不能有松動現象。4）止水螺桿需按打孔位置逐個穿入，數量滿足要求。5）模板安裝前，應對模板一側涂刷隔離劑。6）模板安裝后必須對垂直度進行校正，并嚴格進行質量驗收，符合要求后方可進行下道工序施工。7）螺紋鋼筋連接采用單面搭接焊接，搭接長度不小于10d，焊點應無脫落、漏焊、裂紋等缺陷。8）校正用鋼絲繩應無斷絲斷股現象。9）模板安裝完畢，應對模板內側垃圾、灰塵及時進行清理。

7 安全控制措施

安全控制措施如下：1）作業時，作業人員應戴好安全帽，超過2m以上高空作業必須佩戴系掛安全帶，且應搭設可靠作業平臺。環形鋼筋焊接作業須配套防護面罩、絕緣防護手套。使用電動工具須佩戴絕緣手套。2）施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ46-2005）的有關規范規定執行。3）模板體系須針對工程編寫專項施工方案，且必須經過安全驗算，保證模板體系滿足強度、剛度以及穩定性要求，方案經監理單位審批后實施。4）內側模板支架體系搭設嚴格執行《扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ130），并組織驗收。5）木工作業區應配備滅火器材，作業現場嚴禁吸煙及明火。6）現場嚴禁焚燒建筑垃圾及模板余料。

8 結語

環形結構木模板制作安裝施工技術適用環形結構，應用范圍廣，與定型鋼模板施工對比，取材方便、操作簡單，垂直度易于校正，一次投入成本低，減少鋼材用量且材料可多次周轉使用，混凝土成型觀感好。搭設體系的材料浪費小，模板、木方及環向鋼筋等主要支撐體系中使用的材料均可回收利用于其他主體結構，加工切割少，粉塵污染小。該施工技術的研究，具有創新性且有較強的實用性，對提高建筑工程質量和經濟效益、縮短工期有很好的促進作用，因此，該施工技術在環形結構木模板工程應用中具有推廣意義。