柔性可收分提模技术

高建东

如今滑模施工技术得到了飞速的发展,柔性可收分提模技术是在总结滑模施工工艺基础上创新采用的筒形构筑物施工工艺,是对一般滑模施工的拓展。该工艺以利用薄钢板所固有的柔性为施工特点,从而兼有滑模施工的长处,又能有效保证质量,施工操作简便,是一种较先进、适用性和兼容性强的施工工艺。我公司在太原万柏林区九院住宅小区锅炉房工程采用柔性可收分提模施工工艺的应用成功,使高耸建筑物施工技术增加了新的内容,为不断充实完善提高构筑物施工技术积累了有益的经验,并且施工经济效益明显。

1 工艺原理

柔性可收分提模施工是利用薄钢板固有的柔性,通过将薄钢板作为内外模板的原料进行加工制作成具有一定柔性的钢模板。当筒体构筑物直径发生变化时,通过外模板上的围圈进行收口紧固,然后利用仪器确定构筑物的直径、坡度。当混凝土强度达到设计强度的75%后进行提模。

2 工艺流程

施工准备→内外模板制作→提模装置安装→绑扎钢筋→内外收分模板安装→按构筑物的尺寸调整模板→内外模板紧固→浇筑混凝土并养护→松围圈并提模。

3 操作要点

3.1 收分模板制作

模板采用2.5 mm厚薄钢板,在制作收分模板时,需根据构筑物的最大直径计算,对薄钢板进行拼接加工。收分模板通常由若干张2.5 mm厚薄钢板通过裁割组成。模板的尺寸一般长度为1.2 m～1.5 m,宽度为1.6 m。

对裁割后的模板进行拼接。拼接焊缝采用E42焊条进行焊接,焊接要求达到焊缝饱满,表面需打磨平整,使其光滑。

收分模板围圈在拼接成的柔性外模板上,按照横向间距每300 mm设置一条φ 8螺帽,按照纵向间距每10 cm设置一道,在模板底部区域约600 mm内为加密区,加密区为每6 cm设置一道。用φ 6钢丝穿过螺帽,形成一道道围圈,在连接处用紧线器将钢丝拉紧,以保证模板整体刚度及稳定性。

3.2 提模装置设计

1)操作平台使用自升式或架管井架操作平台,吊架用∠50×5角钢制成,平台上设置单吊笼井架操作平台。采用一台3 t单筒卷扬机上料上人,一台2 t卷扬机通过扒杆提升钢筋、支承杆及安装钢爬行梯。2)提升架根据工程具体情况采用“Ⅱ”或“开”字形架,上置倒链作为提升工具,并沿筒壁周围均匀布置。横梁与立柱必须刚性连接,变截面结构在立柱上设置调整内外模板间距和倾斜度的丝杆装置。

3.3 收分模板安装

1)根据构筑物尺寸,将收分模板的内模板进行安装,沿构筑物内壁将内收分模板临时固定在井架上,然后使用仪器校正构筑物的中心位置、直径尺寸及坡度等数据,根据校正后的尺寸将内模板进行固定。2)外收分模板由倒链牵引,按照构筑物坡度将外模板固定,然后由外模板上的围圈通过紧线器将钢丝绳拉紧,对外模板进行紧固。将固定好的收分模板进行直径、垂直度、坡度的校核。

考虑柔性模板所受侧压力及钢丝的拉力能否满足要求。验算模板所受侧压力能否满足要求。

混凝土侧压力计算公式如下:

两者取较小值。

其中,F为新浇筑混凝土对模板的最大侧压力;γc为混凝土的重力密度;t0为新浇混凝土的初凝时间,可采用 t0=200/(T+15)计算,T为混凝土的温度;V为混凝土的浇灌速度;H为混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度;β1为外加剂影响修正系数,不掺时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2;β2为混凝土坍落度影响修正系数,当坍落度小于30 mm时,取0.85,50 mm～90 mm 时,取1.0,110 mm～150 mm 时,取1.15。

由式(1)得:

由式(2)得:

故最大侧压力为37.5 kN/m2。

根据以上数据计算结果,从《钢结构设计规范》中可查得2.5 mm薄钢板的抗拉强度完全可以满足工程施工要求。而选用钢丝绳作为柔性模板外模的围圈固定材料。根据《重要用途钢丝绳》标准的规定采用单股钢丝绳1×7直径为6.0 mm的钢丝绳,能满足施工要求。

3.4 模板收分及提升

当第一模混凝土达到1 MPa以上时,将紧线器松开,然后将内外模板用倒链进行提升。第二模支设时,按照坡度要求计算出内外模进行收口时模板的掺合量,上下层连接处要清理干净,做到接缝严密坚固牢靠。

4 材料

1)2.5 mm厚薄钢板在使用前,应进行外观检查,其表面清洁无锈蚀,不应有油污和不规则褶皱。其几何尺寸和性能应符合GB/T 3274-2007碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带标准的规定。2)钢丝绳选用符合GB 8918-2006重要用途钢丝绳标准的规定。3)螺帽的选用其几何尺寸和性能应符合《标准紧固件设计制造工艺及质量检测标准规范》的规定。

5 机具设备

操作平台1套,提升架(“开”形)6个,收分模板2套,卷扬机2台,吊笼1个,倒链6个,砂轮打磨机2台,电焊机1台。

6 劳动组织

根据工程量确定施工人员数量,一般为8人～20人。要有一定施工经验,经过培训的操作人员。

7 质量要求

1)施工应严格按照GB 50300-2001建筑工程施工质量验收规范、GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范等的有关规定执行。2)模板组装或调整后,都要进行认真细致的检查,内容包括模板的位置、尺寸、坡度及整体刚度。3)混凝土要分层浇筑,每层浇筑厚度控制到300 mm厚,最多不超过500 mm。混凝土出模后对混凝土表面进行修整和压光处理并浇水养护。4)筒体垂直度的控制,坚持以防偏为主,纠偏为辅。纠正垂直度偏差时,应缓慢进行,避免出现硬弯。5)筒体按设计要求设置沉降、倾斜观测点,并定期观测。

8 安全措施

1)施工时要系好安全带,防止高处坠落。2)高耸筒体周围应设立施工危险警戒区,并设立明显标志,警戒线至筒体的距离不应小于筒体高度的1/10,且不小于10 m,在危险警戒区内的通道应搭设防护棚。3)操作平台边设置栏杆,用密目安全网封闭;平台和吊架上的铺板应严密,并随收分调整。4)提升吊笼的卷扬机,应设有防止冒顶和蹲罐的限位开关,吊笼应设断绳安全卡和保险钢丝绳,依靠处应设缓冲装置;上下滑轮应设有防止钢丝绳脱槽的装置。5)施工现场与操作平台上应分别设置配电装置,按TN-S三相五线制配线,按“一机、一闸、一漏、一箱”配置。6)遇五级以上大风和雷雨时,应停止高空作业,并做好相应措施。

9 结语

实践证明,柔性可收分提模技术在工程中的应用,克服了滑模与倒模技术在施工中的不足,降低了安全风险,减少对周围环境的影响,加快工程施工速度,降低工程成本,取得良好的经济和社会效益,具有广泛的应用前景。