水利防洪墻定型鋼模施工技術(shù)分析

易偉歡

(江西省水利水電建設(shè)集團(tuán)有限公司,南昌 330200)

0 引 言

在水利防洪墻施工中模板施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)防洪墻的抗洪能力,以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性都有很大影響,常規(guī)木制、鋼制模板,施工工序比較多,而且混凝土成型質(zhì)量欠佳,經(jīng)常出現(xiàn)混凝土漿液滲漏問(wèn)題,從而影響防洪墻的抗洪能力。而定型鋼模板成型效果比較好,經(jīng)濟(jì)效益顯著,尤其是針對(duì)單一類(lèi)型的擋墻,能夠最大限度上發(fā)揮出定型鋼模板的優(yōu)勢(shì)。此外,相比于常規(guī)的模板施工技術(shù),定型鋼模施工技術(shù)對(duì)人工數(shù)量的要求比較低,在人工成本不斷提升的大環(huán)境下,在水利防洪墻施工中,應(yīng)用型鋼模施工技術(shù)具有更加顯著的經(jīng)濟(jì)效益。基于此,開(kāi)展水利防洪墻型鋼模施工技術(shù)的分析研究是非常必要的。

1 工程概述

南康堤位于鄱陽(yáng)湖北岸的廬山市縣城城南,著名旅游圣地廬山南麓,三面臨水,隔湖與都昌、吳城相望。圩堤堤線全長(zhǎng)3.692km。該圩堤是鄱陽(yáng)湖區(qū)二期防洪工程的15座重點(diǎn)圩堤之一,工程等級(jí)Ⅱ等。工程建設(shè)的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)圩堤的除險(xiǎn)加固,提高保護(hù)區(qū)內(nèi)613hm2農(nóng)田和3.96萬(wàn)人口及廬山市現(xiàn)場(chǎng)的抗洪能力。防洪墻工程位于鄱陽(yáng)湖大道段,全長(zhǎng)1.37km,位于樁號(hào)鄱湖0+000～鄱湖1+370,主要工程量:現(xiàn)澆混凝土1.41萬(wàn)m3,土方開(kāi)挖4.1萬(wàn)m3,土方回填2.7萬(wàn)m3,鋼板樁支護(hù)1370m延米,樁深9.0m,模板3.6萬(wàn)m2,鋼筋制安8835.0t。

2 型鋼模施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 施工技術(shù)參數(shù)的選擇

本工程全長(zhǎng)1.37km,現(xiàn)澆混凝土1.41萬(wàn)m3,屬于大規(guī)模防洪墻結(jié)構(gòu),在本工程施工中采用了定型鋼模,為滿(mǎn)足防洪墻結(jié)構(gòu)的要求,定型鋼模的規(guī)格為6.05m×2.65m(寬×高),每塊定型鋼模的重量約2.6t。防洪墻按照節(jié)段施工,每節(jié)段的長(zhǎng)度為12.1m,防洪墻前后需要分別立4塊鋼模,4塊鋼模拼裝到一起的重量為5.2t。由于定型鋼模重量比較大,僅憑人力難以完成施工,需借助50t汽車(chē)吊來(lái)輔助完成吊裝施工,定型鋼模吊裝水平間距為8.0m[1]。

2.2 定型鋼模制作

按照水利防洪墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選擇合適的模板材料和工藝條件,結(jié)合本水利防洪墻的特點(diǎn),防洪墻混凝土底板采用木制模板,防洪墻身采用鋼模,定型鋼模壁厚為6mm,每節(jié)防洪墻的長(zhǎng)度為12.1m,定型鋼模的規(guī)格按照6.1m×2.65m(寬×高)來(lái)確定,每節(jié)防洪墻共需8塊定型鋼模,背水面底下兩塊為倒角模板,安裝模板的高度為5.3m,部分防洪墻的戶(hù)型段、邊坡段、非規(guī)格段可采用木制模板。由于水利防洪墻的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土懸臂式結(jié)構(gòu)。因此,在進(jìn)行定型鋼模施工中,模板的配板和設(shè)計(jì)直接關(guān)系到防洪墻混凝土外觀質(zhì)量,要以模板體系的選型為重點(diǎn),來(lái)加強(qiáng)對(duì)手倒角、模板接縫、止水銅片接頭模板的設(shè)計(jì)、加工、拼裝,以保證模板接縫嚴(yán)密,防止在混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)漿液滲漏為問(wèn)題[2]。為保證定型鋼模對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定性、剛度,能夠承受住新澆筑混凝土的重量和側(cè)壓力,以及施工中形成的各種荷載,需要加強(qiáng)內(nèi)模下層法蘭和定型鋼槽的施工,本工程在采用了大量6.005m×2.65m定型鋼模,其內(nèi)模法蘭和定型鋼槽放樣,如圖1所示,在實(shí)際定型鋼模制作中,必須嚴(yán)格按照放樣來(lái)制作。

2.3 定型鋼模安裝

在定型鋼模安裝前,需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙中的規(guī)定和要求,在混凝土墊層上進(jìn)行測(cè)量放樣,保證每節(jié)水利防洪墻底板4個(gè)點(diǎn)位置上都設(shè)好控制點(diǎn),進(jìn)行校正,確認(rèn)無(wú)誤后彈線,作為定型鋼模安裝的參考和依據(jù)。墻根部邊線之外20cm范圍內(nèi)需要壓光抹平,施工縫需做鑿毛處理,并用空壓機(jī)將雜物吹掃干凈,澆水潤(rùn)濕后,再進(jìn)行模板安裝[3]。

由于本工程定型鋼模的重量、規(guī)格比較大,需要吊車(chē)來(lái)完成安裝,每塊定型鋼模上至少布設(shè)兩個(gè)固定吊點(diǎn),以方便起吊安裝和拆模,吊繩要選擇直徑≥24.0mm的鋼絲繩進(jìn)行起吊,鋼絲繩和定型鋼模連接位置的吊點(diǎn),需用U型卡和L型插銷(xiāo)螺栓栓緊。為保證定型鋼模吊裝施工中吊環(huán)的穩(wěn)定性,還需進(jìn)行驗(yàn)算分析,本工程定型鋼模吊環(huán)驗(yàn)算參數(shù)如表1所示:

表1 定型鋼模吊環(huán)驗(yàn)算表

鋼模板自重標(biāo)準(zhǔn)值:

Fx=P×b×h=0.6×12×5.3=38.16kN

單個(gè)鋼吊環(huán)凈截面面積計(jì)算:

Sd=πd2/4=2827.433mm2

Kd×Fχ/2/(2×σ)=2.6×38160/2/(2×50)=496.08mm2≤Sd=2827.433mm2

Sd=2827.433mm2≥314mm2

滿(mǎn)足要求。

焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算:

σ= Fx/ 2/(he×lw)=38160/2/(22×120)=7.227N/mm2≤[f]=170N/mm2

滿(mǎn)足要求。

定型鋼模吊裝時(shí)采用一臺(tái)50t汽車(chē)起重機(jī),正式吊裝前,需要先進(jìn)行試吊,在指揮人員統(tǒng)一指揮下,緩慢起吊30cm后,停止繼續(xù)起吊,觀察各結(jié)構(gòu)的受力情況,保證受力合理后,才能繼續(xù)起吊,控制起吊速度≤1.0m/min。

為保證吊裝的安全性,需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)吊裝高度,以及風(fēng)力的大小,制定適于施工的風(fēng)力標(biāo)準(zhǔn),若遇到六級(jí)以及六級(jí)以上的大風(fēng)天氣,要停止作業(yè)。在整個(gè)吊裝施工中,吊鉤的中心線,必須能夠順利通過(guò)吊體的重心,嚴(yán)禁傾斜吊裝定型鋼模[4]。若受到現(xiàn)場(chǎng)條件的影響,需要進(jìn)行偏心吊裝構(gòu)件時(shí),要使用可調(diào)整偏心的吊具進(jìn)行吊裝,安裝構(gòu)件必須平穩(wěn)起落,準(zhǔn)確就位,能夠和制作緊密貼合。

2.4 定型鋼模拆除

當(dāng)水利防洪墻混凝土的強(qiáng)度>2.5MPa,并保證混凝土表面和棱角不會(huì)因?yàn)椴鹉０l(fā)生損壞時(shí),才能進(jìn)行定型鋼模拆除操作。并且在拆模操作中,需要結(jié)合錨固的實(shí)際情況,分批拆除錨固連接件,以免發(fā)生大片定型鋼膜脫落問(wèn)題,影響拆模的安全性。拆模時(shí)采用50t汽車(chē)吊,人工配合拆除,拆下的模板要平穩(wěn)堆放,避免出現(xiàn)翹曲變形情況,以便后序繼續(xù)使用[5]。在拆除底模和支撐時(shí),混凝土的強(qiáng)度要按規(guī)范要求進(jìn)行。檢驗(yàn)方法及檢驗(yàn)次數(shù):對(duì)同一條件下的養(yǎng)護(hù)試件進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試;在拆除側(cè)模時(shí),必須保證混凝土的表面和邊角不被破壞。檢驗(yàn)方式及檢驗(yàn)次數(shù):全部由觀測(cè)進(jìn)行。在拆除模板時(shí),不能產(chǎn)生對(duì)樓層的沖擊載荷。拆除后的模板、支架要分開(kāi)堆放,并及時(shí)清理。

3 施工效果分析

3.1 成型效果比較好

在水利防洪墻施工中應(yīng)用定型鋼模施工技術(shù),具有很大的組合剛度,并且定型鋼模制作的精度比較高,模板之間的拼縫更加嚴(yán)密,不易發(fā)生變形,可有效提升混凝土成型的結(jié)構(gòu)尺寸,以及混凝土成型后的密實(shí)度和光潔型。木模板部件強(qiáng)度相對(duì)比較低,組合剛度小,板塊制作精度高。無(wú)論是抗彎性、抗剪強(qiáng)度等都好于傳統(tǒng)模板施工技術(shù)。

3.2 使用起來(lái)更加靈活

定型鋼模和傳統(tǒng)木制模板都能很好適用于不同的混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)規(guī)模以及施工工藝。由于水利防洪墻在不同位置所具有的結(jié)構(gòu)形式和地質(zhì)條件也不相同,施工前的現(xiàn)場(chǎng)勘察難度大,經(jīng)常發(fā)生設(shè)計(jì)和實(shí)際情況不相符的問(wèn)題,極易發(fā)生設(shè)計(jì)變更,尤其是防洪墻的高程尺寸變化頻繁,雖然木制模板能夠更好的適應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)變形,但水利防洪墻結(jié)構(gòu)形式相對(duì)單一,對(duì)模板質(zhì)量的要求不是很好,采用底部木制模板,墻身定型鋼模更易滿(mǎn)足施工要求。

3.3 經(jīng)濟(jì)性

常規(guī)水利防洪墻施工中,施工成本大約為50元/m2,本工程防洪墻的模板3.6萬(wàn)m2,每節(jié)段防洪墻的長(zhǎng)度為12.1m,采用定型鋼模,一套前期投入建設(shè)費(fèi)用約為4萬(wàn)元,使用后依然可以賣(mài)出約1.5萬(wàn)元。在水利防洪墻施工中使用時(shí),涉及到的安裝、拆卸、保養(yǎng)等費(fèi)用約為1000元/塊,若每塊定型鋼模板在水利防洪墻中使用的長(zhǎng)度>100m,則其具有的經(jīng)濟(jì)型就遠(yuǎn)超木制模板[6]。再加上水利防洪墻施工工期比較緊,每組定型鋼模可使用的長(zhǎng)度達(dá)到近500m,在經(jīng)濟(jì)效益上要遠(yuǎn)優(yōu)于木制模板。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述,結(jié)合南康堤的案例,分析了水利防洪墻定型鋼模施工技術(shù),結(jié)果表明,南康堤水利防洪墻規(guī)模大,工期緊,施工現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜。若在施工中采用傳統(tǒng)木制模板,在經(jīng)濟(jì)效益、施工速度等方面,難以滿(mǎn)足實(shí)際需求。而定型鋼模施工技術(shù)是一種具有定型效果好,使用靈活,經(jīng)濟(jì)效益顯著的施工技術(shù),能夠很好的滿(mǎn)足水利防洪墻施工的要求。但在實(shí)際施工中需要結(jié)合防洪墻的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式,制作預(yù)制相適的定型模板,并通過(guò)汽車(chē)起重機(jī)進(jìn)行輔助吊裝,控制好安裝的每個(gè)細(xì)節(jié),才能發(fā)揮出定型鋼模施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì),更好的保證水利防洪墻施工質(zhì)量,值得在類(lèi)似工程中大力推廣和應(yīng)用。