大型混凝土施工模板結構體系控制技術研究

魏道國

摘要： 本文將結合實際工程案例對混凝土模板框架支撐體系進行具體分析，同時總結出一套實用的模板框架施工技術措施，旨在通過實踐研究豐富模板工程施工理論，為同類工程提供實用的模板施工技術資料。

Abstract： This paper makes a concrete analysis of concrete formwork support system combined with the actual engineering case， and summarized a set of practical framework construction technologies to enrich the theory of framework construction through the practical research， and to provide practical framework construction technology data for similar projects.

關鍵詞： 大型混凝土；施工模板；結構體系；控制技術

Key words： large scale concrete；construction formwork；structural system；control technology

中圖分類號：TU755.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）36-0115-03

0 引言

模板框架支撐體系在混凝土工程中十分多見。模板的質量以及模板框架的穩定性、牢固性對整個混凝土工程質量起到決定性作用，因此，在模板施工中嚴格控制模板框架支撐體系的施工質量尤為關鍵。本文將結合實際工程案例對混凝土模板框架支撐體系進行具體分析，同時總結出一套實用的模板框架施工技術措施，旨在通過實踐研究豐富模板工程施工理論，為同類工程提供實用的模板施工技術資料。

1 工程概況

本工程為我國南方某市一酒店工程。建筑面積：44538m2。結構類型為現澆鋼筋混凝土框架結構，地下二層，地上九層?；悠骄疃葹?.4m，地上建筑35.7m。地下室模板支撐體系施工要求如下：

①模板應平整，拼縫嚴密不漏漿，有足夠的剛度、強度，吸水性要小。

②模板構造應牢固穩定，可承受混凝土拌合物的側壓力和施工荷載，且應裝拆方便。

③防水混凝土結構模板的螺栓必須采用帶止水片的對拉螺栓，以避免水沿縫隙滲入。

④砼澆筑前，應檢查承重架及加固支撐扣件是否擰緊，擰緊螺栓的扭力矩控制在45N·m～60N·m之間。

⑤模板與砼接觸面應刷隔離劑，禁止用油質隔離劑，并防止隔離劑污染鋼筋及砼。

2 地下室墻體模板支撐結構分析

地下室模板支撐結構主要包括墻體模板支撐結構和柱模板支撐結構，兩套支撐體系的結構分析如下：

2.1 墻體木模支撐

墻體模板支模體系施工流程為：放線→彈線→抹砂漿水平支承面→綁扎鋼筋和墊塊、安放預埋件和止水條→支墻兩邊側?！惭b支撐→安裝門窗洞模板→安制對拉絲桿→調整模板位置→緊固對拉絲桿→固定支撐→檢查校正→連接相鄰墻模板。

墻體模板采用木模施工，Φ48鋼管支撐，50×100木枋作背枋，間距不得大于200mm，且采用帶止水片的Φ14對拉絲桿（詳防水對拉絲桿圖）在模內連接，既保證了模板的整體性，又能控制其位移。對拉絲桿設置為：在墻體的下部（1/3）豎向間距為400mm；中部（1/3）距離為500mm，頂部（1/3）間距為600mm；水平間距均為600mm，對拉絲桿均帶有止水片。

2.2 柱模支撐結構

該工程柱基本為矩形柱，為此，對于小于等于500mm的柱，采用木模，外加鋼管抱箍實施支撐模板，大于等于500mm柱除按實增設抱箍外，還應在其內部增設鋼筋對拉絲桿，以確保其幾何尺寸不變。Φ48鋼管抱箍，縱向，下部（1/3）間距400mm起開始，距底100mm為第一道，中部（1/3）間距500mm，上部（1/3）間距600mm，并與滿堂腳手架連接。Φ48鋼管抱箍，縱向，下部（1/3）間距400mm，距底100mm為第一道，中部（1/3）間距500mm，上部（1/3）間距600mm，并與滿堂腳手架連接。

3 模板安全施工技術措施

3.1 模板作業

3.1.1 模板材料

現澆板采用16mm厚紅色木模板，剪力墻和梁模采用18mm厚黑色木模板，支撐體系采用50×100mm的木枋和？準48×3.5mm鋼管，對拉絲桿和鋼筋內撐以保證構件的幾何尺寸和斷面尺寸，不得使用腐朽、銹蝕、扭裂、劈裂、彎曲變形的材料。

3.1.2 模板組裝設計圖

按圖1拼裝墻體模板防水對拉絲桿支撐結構，再參照圖2拼裝柱模板支撐結構。

3.1.3 作業要求

①模板施工按所定樁線掛線施工，底部須平整；施工應先從底部施工，底層完工后才能進行上層施工，禁止超前施工。每層模板連接牢固，外側用支撐固定，內側用拉桿對稱連接，頂撐要垂直，底端要平整、堅實，并加墊木；支撐桿件應用橫順拉桿和剪刀撐拉牢。每層模板經固定穩當后，方進行進行上層施工。模板安裝須由兩人以上安裝，模板之間應平直。模板安裝時將模板對正后提升到模板安裝位置，緩慢移動進行安裝。模板放置平臺未用時，須平面朝上，平穩放置，不準直接在模板上堆放材料。

②模板安裝完畢投入使用前，必須由施工負責人組織安全人員共同進行檢查，履行交接驗收手續。模板施工安裝前要由技術部門編制安全施工方案，并報監理工程師審批后，方可施工。

3.2 模板框架結構安全驗算

3.2.1 木模板墻模板計算

①墻模板基本參數。

模板面板材料：膠合板，模板面板厚度：h=18（mm）；

內龍骨材料：木楞，支撐根數：n=5（根）；

木楞截面寬度：100（mm）；木楞截面高度：50（mm）；

次楞（內龍骨）間距：l=0.6（m）；外龍骨材料：木楞，支撐根數：n=4（根）；

木楞截面寬度：100（mm）；木楞截面高度：50（mm）；

主楞（外龍骨）間距：b=1（m）；穿墻螺栓型號：M12，間距：B1=1.2（m）。

②荷載計算。

強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載；撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力。

新澆混凝土側壓力計算公式為下式中的較小值：

F=0。22？酌ct？茁1？茁2■ F=？酌H

其中：γc 為混凝土重力密度，取γc=2.4（kN/m3）；

t為新澆混凝土的初凝時間，取4（小時）；

V為混凝土的澆筑速度，取V=5（m/h）；

β1為外加劑影響系數，取β1=1；

β2為混凝土坍落度影響修正系數，取β2=0.850；

H為混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度，取H=3（m）。

經計算得到新澆混混凝土側壓力F1=4.01（kN/m2）；

傾倒（振搗）混凝土時產生的荷載標準值 F2=4（kN/m2）。

③墻模板面板的計算。

面板為受彎構件，按照受均布荷載三跨連續梁計算，跨度為內楞間距。

④面板強度驗算。

模板所受的荷載計算值：q=1.2×4.01×1+1.4×4×1÷1000=10.41（kN/m）

面板的最大彎矩：M=■

其中：l 為次楞（內龍骨）間距，取l=0.6（m）；

q 為作用在模板上荷載計算值，q=10.41 kN/m。

經計算得到：M=10.41×0.62÷10=0.37（kN·m）

面板強度計算值：f=M/W

其中：W為面板的凈截面抵抗矩 ，W=54cm3；

M為面板的最大彎距，M=0.37kN·m。

經計算得到：f=0.37×1000000÷（54×1000）=6.85（N/mm2）

面板的強度設計值，取[f]=15（N/mm2）

面板的強度計算值小于面板的強度設計值，故滿足要求！

⑤撓度計算。

作用在模板上的荷載標準值：q=4.01×1=4.01（kN/m）

最大撓度計算公式：V=■<[v]

其中：l為內楞間距，l=0.6（m）；

I為面板的截面慣性矩，I=48.6cm4；

E為面板的彈性模量，E=9000N/mm2；

q為作用在模板上荷載標準值，q=4.01kN/m。

經計算得到：v=0.677×4.01×（0.6×1000）4÷（100×9000×48.6×10000）=0.8（mm）

[v]為面板的最大允許撓度值：[v]=0.6×1000÷250=2.49（mm）。

計算結果：面板的最大撓度計算值小于面板的最大允許撓度值，故滿足要求！

3.2.2 模板支架立桿安全間距驗算

①支架高度的確定。

對于剪力墻或者磚混結構而言，其標準層層高處于2.9-3.2m之間，樓板厚度則為11cm左右，且不會超出14cm。在按照層高最大3.2m考慮的情況下，樓板厚度則為14cm，再加上模板下木楞厚度，模板支架的實際高度會在3m以內，則可以按照3m進行計算。而對預加力強結構，其一層層高在5m以上，則按照5m計算。

框架結構方面，標準層高在3.6-4.2m泛指之間，在按照4.2m考慮的情況下，其模板支架高度則為4m。地層當中的施工方式有兩種，即先設置第一層模板或者先開展基礎回填，之后再對第一層模板進行支設。當按照前者施工時，支架高度可以在7m或者更高，而按照后者施工時，則可以將其高度設定為6m。由此可知，在現今建筑工程模板施工中，其高度分別為3m、4m、5m、6m、7m這5種情況。

②不同高度立桿穩定承載力。

在該研究當中，將支架立桿計算程度即為模板支架高度，根據規范方式，則可以獲得不同高度下立桿穩定承載力，如表1所示。

③板下支架立桿安全間距。

在調查當中可以發現，在實際施工當中，小楞木所具有的間距非常小，而在大楞木的每一跨當中，都具有一定數量的小楞木。為了能夠對計算進行簡化，則可以將小楞木并入到模板當中，即認為其為直接擱置在大楞木之上，而大楞則處于支架立桿頂托位置。在該種情況下，在大楞木上的荷載則可以將其作為均布荷載進行處理。在力學角度上，大楞木屬于多跨連續梁的受力情況，通常情況下，即認為多跨連續梁按兩跨連續梁計算時的最大彎矩與最大支反力比按三、四、五跨連續梁的計算值要大，對此，在本研究中，則按照兩跨連續量方式對其進行分析。

在該種情況下，板下支架立桿荷載為Q=1.25qL2

根據立桿穩定條件，Q≤Ner，此時則有

L？燮■

此時，在將相關數據代入到上公式之后，則可以獲得立桿安全間距，如表2所示。

值得一提的是，在該間距計算當中，沒有對梁荷載方面作用進行考慮。對此，該計算結構僅僅適合應用在磚混結構以及剪力墻結構的模板支架當中。

3.3 模板拆除

3.3.1 拆除準備

所有進場工人必須按規定穿戴安全防護用具和軟底鞋；工地現場嚴禁吸煙，嚴禁工前飲酒，嚴禁帶病作業、疲勞作業；工人必須嚴格按安全操作規程上崗操作，不允許違章作業；所有參建人員要嚴格遵守“三不傷害”制度，即不傷害自己，不傷害他人，不被他人傷害；拆模班組在工前必須合理分工，拆模時統一聽指揮，不得左顧右瞧、嬉戲打鬧，所有暫時用不到的工具必須歸置到工具袋內；拼裝高層模板時必須掛安全帶；工地附近設置警示標識或安全圍欄，并安排專人監控交通要道，嚴防非施工人員進入。

3.3.2 模板拆除

按規定使用專用拆模工具和安全操作規程拆卸模板，做到從上到下一步一清，上下層模板嚴禁同步施工。拆模時，應該先松動對接桿，將頂層支撐后再卸掉模板。拆卸下來的支架、桿件、扣件等須及時向下傳遞，嚴禁隨意拋下。拆模過程中不宜臨場換人，且要一氣呵成，如有特殊情況須做好工況交接再換人，若要中斷拆除作業，也應該及時清點整理現場，確認結構穩定后再叫停。模板拆除完后應將架料分類堆放，堆放地點要平坦，下設支墊排水良好，清除模板表面殘渣，涂刷防護油，加以遮蓋。對螺栓、螺桿等零星小構件應用柴油清洗干凈裝箱、袋分類存放室內以備再用。彎曲變形的鋼構件應調直，損壞的及時修復并刷漆以備再用，不能修復的應集中報廢處理。

3.4 模板框架支撐體系安全施工措施

①構造方面要求，可以通過在施工前對詳盡模板支架搭設方案圖進行繪制的方式處理，要求操作人員在具體施工當中嚴格按照圖紙施工進行解決。

②設計計算問題，在目前工程施工現場當中，往往沒有對該項問題形成高度重視，其主要原因有不會計算、過于依賴以往的經驗做法等等。對于該種情況，則需要在施工手冊當中能夠根據梁截面尺寸、模板材料、支撐架材料種類、支架高度以及樓板厚度等通過計算做好模板支架構造圖表的給出，保證普通技術人員不需要經過復雜的計算，僅僅通過對圖表的查閱即能夠較為便利地獲得安全、合理的支架布置數據。

③施工操作方面，則需要在現場加強管理，通過嚴格的驗收活動實現目標。如對于立桿地基，要嚴格按照規范當中要求進行處理，立桿底部，則需要做好底板或者底座的設置，在施工當中做好扣件、木楞以及鋼管施工的驗收。同時，要使用測力扳手對不同連接件的松緊程度進行抽查，科學地安排施工機械排布以及混凝土澆筑順序，避免出現局部堆載或者過大偏壓情況。

此外，需要在相關規范以及質量驗收標準當中做好模板支架驗收控制點的設置，以此進一步保障施工安全。對于可能導致模板支撐體系失穩坍塌的任何問題，在管理程度穩定運行的情況下，都能夠得到及時的處理，而監理以及施工方對程序的貫徹情況將直接關系到工作開展質量，這也是需要在實際施工中做好把握的。

4 結論

模板結構體系是現今建筑施工中經常應用的體系類型。在上文中，我們對大型混凝土施工模板結構體系控制技術進行了一定的研究，需要在施工當中能夠做好技術重點把握，保障施工質量。

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