大型混凝土施工模板结构体系控制技术研究

魏道国

摘要： 本文将结合实际工程案例对混凝土模板框架支撑体系进行具体分析，同时总结出一套实用的模板框架施工技术措施，旨在通过实践研究丰富模板工程施工理论，为同类工程提供实用的模板施工技术资料。

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.

关键词： 大型混凝土；施工模板；结构体系；控制技术

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

中图分类号：TU755.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）36-0115-03

0 引言

模板框架支撑体系在混凝土工程中十分多见。模板的质量以及模板框架的稳定性、牢固性对整个混凝土工程质量起到决定性作用，因此，在模板施工中严格控制模板框架支撑体系的施工质量尤为关键。本文将结合实际工程案例对混凝土模板框架支撑体系进行具体分析，同时总结出一套实用的模板框架施工技术措施，旨在通过实践研究丰富模板工程施工理论，为同类工程提供实用的模板施工技术资料。

1 工程概况

本工程为我国南方某市一酒店工程。建筑面积：44538m2。结构类型为现浇钢筋混凝土框架结构，地下二层，地上九层。基坑平均深度为9.4m，地上建筑35.7m。地下室模板支撑体系施工要求如下：

①模板应平整，拼缝严密不漏浆，有足够的刚度、强度，吸水性要小。

②模板构造应牢固稳定，可承受混凝土拌合物的侧压力和施工荷载，且应装拆方便。

③防水混凝土结构模板的螺栓必须采用带止水片的对拉螺栓，以避免水沿缝隙渗入。

④砼浇筑前，应检查承重架及加固支撑扣件是否拧紧，拧紧螺栓的扭力矩控制在45N·m～60N·m之间。

⑤模板与砼接触面应刷隔离剂，禁止用油质隔离剂，并防止隔离剂污染钢筋及砼。

2 地下室墙体模板支撑结构分析

地下室模板支撑结构主要包括墙体模板支撑结构和柱模板支撑结构，两套支撑体系的结构分析如下：

2.1 墙体木模支撑

墙体模板支模体系施工流程为：放线→弹线→抹砂浆水平支承面→绑扎钢筋和垫块、安放预埋件和止水条→支墙两边侧模→安装支撑→安装门窗洞模板→安制对拉丝杆→调整模板位置→紧固对拉丝杆→固定支撑→检查校正→连接相邻墙模板。

墙体模板采用木模施工，Φ48钢管支撑，50×100木枋作背枋，间距不得大于200mm，且采用带止水片的Φ14对拉丝杆（详防水对拉丝杆图）在模内连接，既保证了模板的整体性，又能控制其位移。对拉丝杆设置为：在墙体的下部（1/3）竖向间距为400mm；中部（1/3）距离为500mm，顶部（1/3）间距为600mm；水平间距均为600mm，对拉丝杆均带有止水片。

2.2 柱模支撑结构

该工程柱基本为矩形柱，为此，对于小于等于500mm的柱，采用木模，外加钢管抱箍实施支撑模板，大于等于500mm柱除按实增设抱箍外，还应在其内部增设钢筋对拉丝杆，以确保其几何尺寸不变。Φ48钢管抱箍，纵向，下部（1/3）间距400mm起开始，距底100mm为第一道，中部（1/3）间距500mm，上部（1/3）间距600mm，并与满堂脚手架连接。Φ48钢管抱箍，纵向，下部（1/3）间距400mm，距底100mm为第一道，中部（1/3）间距500mm，上部（1/3）间距600mm，并与满堂脚手架连接。

3 模板安全施工技术措施

3.1 模板作业

3.1.1 模板材料

现浇板采用16mm厚红色木模板，剪力墙和梁模采用18mm厚黑色木模板，支撑体系采用50×100mm的木枋和？准48×3.5mm钢管，对拉丝杆和钢筋内撑以保证构件的几何尺寸和断面尺寸，不得使用腐朽、锈蚀、扭裂、劈裂、弯曲变形的材料。

3.1.2 模板组装设计图

按图1拼装墙体模板防水对拉丝杆支撑结构，再参照图2拼装柱模板支撑结构。

3.1.3 作业要求

①模板施工按所定桩线挂线施工，底部须平整；施工应先从底部施工，底层完工后才能进行上层施工，禁止超前施工。每层模板连接牢固，外侧用支撑固定，内侧用拉杆对称连接，顶撑要垂直，底端要平整、坚实，并加垫木；支撑杆件应用横顺拉杆和剪刀撑拉牢。每层模板经固定稳当后，方进行进行上层施工。模板安装须由两人以上安装，模板之间应平直。模板安装时将模板对正后提升到模板安装位置，缓慢移动进行安装。模板放置平台未用时，须平面朝上，平稳放置，不准直接在模板上堆放材料。

②模板安装完毕投入使用前，必须由施工负责人组织安全人员共同进行检查，履行交接验收手续。模板施工安装前要由技术部门编制安全施工方案，并报监理工程师审批后，方可施工。

3.2 模板框架结构安全验算

3.2.1 木模板墙模板计算

①墙模板基本参数。

模板面板材料：胶合板，模板面板厚度：h=18（mm）；

内龙骨材料：木楞，支撑根数：n=5（根）；

木楞截面宽度：100（mm）；木楞截面高度：50（mm）；

次楞（内龙骨）间距：l=0.6（m）；外龙骨材料：木楞，支撑根数：n=4（根）；

木楞截面宽度：100（mm）；木楞截面高度：50（mm）；

主楞（外龙骨）间距：b=1（m）；穿墙螺栓型号：M12，间距：B1=1.2（m）。

②荷载计算。

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值：

F=0。22？酌ct？茁1？茁2■ F=？酌H

其中：γc 为混凝土重力密度，取γc=2.4（kN/m3）；

t为新浇混凝土的初凝时间，取4（小时）；

V为混凝土的浇筑速度，取V=5（m/h）；

β1为外加剂影响系数，取β1=1；

β2为混凝土坍落度影响修正系数，取β2=0.850；

H为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度，取H=3（m）。

经计算得到新浇混混凝土侧压力F1=4.01（kN/m2）；

倾倒（振捣）混凝土时产生的荷载标准值 F2=4（kN/m2）。

③墙模板面板的计算。

面板为受弯构件，按照受均布荷载三跨连续梁计算，跨度为内楞间距。

④面板强度验算。

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

面板的最大弯矩：M=■

其中：l 为次楞（内龙骨）间距，取l=0.6（m）；

q 为作用在模板上荷载计算值，q=10.41 kN/m。

经计算得到：M=10.41×0.62÷10=0.37（kN·m）

面板强度计算值：f=M/W

其中：W为面板的净截面抵抗矩 ，W=54cm3；

M为面板的最大弯距，M=0.37kN·m。

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

面板的强度设计值，取[f]=15（N/mm2）

面板的强度计算值小于面板的强度设计值，故满足要求！

⑤挠度计算。

作用在模板上的荷载标准值：q=4.01×1=4.01（kN/m）

最大挠度计算公式：V=■<[v]

其中：l为内楞间距，l=0.6（m）；

I为面板的截面惯性矩，I=48.6cm4；

E为面板的弹性模量，E=9000N/mm2；

q为作用在模板上荷载标准值，q=4.01kN/m。

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

[v]为面板的最大允许挠度值：[v]=0.6×1000÷250=2.49（mm）。

计算结果：面板的最大挠度计算值小于面板的最大允许挠度值，故满足要求！

3.2.2 模板支架立杆安全间距验算

①支架高度的确定。

对于剪力墙或者砖混结构而言，其标准层层高处于2.9-3.2m之间，楼板厚度则为11cm左右，且不会超出14cm。在按照层高最大3.2m考虑的情况下，楼板厚度则为14cm，再加上模板下木楞厚度，模板支架的实际高度会在3m以内，则可以按照3m进行计算。而对预加力强结构，其一层层高在5m以上，则按照5m计算。

框架结构方面，标准层高在3.6-4.2m泛指之间，在按照4.2m考虑的情况下，其模板支架高度则为4m。地层当中的施工方式有两种，即先设置第一层模板或者先开展基础回填，之后再对第一层模板进行支设。当按照前者施工时，支架高度可以在7m或者更高，而按照后者施工时，则可以将其高度设定为6m。由此可知，在现今建筑工程模板施工中，其高度分别为3m、4m、5m、6m、7m这5种情况。

②不同高度立杆稳定承载力。

在该研究当中，将支架立杆计算程度即为模板支架高度，根据规范方式，则可以获得不同高度下立杆稳定承载力，如表1所示。

③板下支架立杆安全间距。

在调查当中可以发现，在实际施工当中，小楞木所具有的间距非常小，而在大楞木的每一跨当中，都具有一定数量的小楞木。为了能够对计算进行简化，则可以将小楞木并入到模板当中，即认为其为直接搁置在大楞木之上，而大楞则处于支架立杆顶托位置。在该种情况下，在大楞木上的荷载则可以将其作为均布荷载进行处理。在力学角度上，大楞木属于多跨连续梁的受力情况，通常情况下，即认为多跨连续梁按两跨连续梁计算时的最大弯矩与最大支反力比按三、四、五跨连续梁的计算值要大，对此，在本研究中，则按照两跨连续量方式对其进行分析。

在该种情况下，板下支架立杆荷载为Q=1.25qL2

根据立杆稳定条件，Q≤Ner，此时则有

L？燮■

此时，在将相关数据代入到上公式之后，则可以获得立杆安全间距，如表2所示。

值得一提的是，在该间距计算当中，没有对梁荷载方面作用进行考虑。对此，该计算结构仅仅适合应用在砖混结构以及剪力墙结构的模板支架当中。

3.3 模板拆除

3.3.1 拆除准备

所有进场工人必须按规定穿戴安全防护用具和软底鞋；工地现场严禁吸烟，严禁工前饮酒，严禁带病作业、疲劳作业；工人必须严格按安全操作规程上岗操作，不允许违章作业；所有参建人员要严格遵守“三不伤害”制度，即不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害；拆模班组在工前必须合理分工，拆模时统一听指挥，不得左顾右瞧、嬉戏打闹，所有暂时用不到的工具必须归置到工具袋内；拼装高层模板时必须挂安全带；工地附近设置警示标识或安全围栏，并安排专人监控交通要道，严防非施工人员进入。

3.3.2 模板拆除

按规定使用专用拆模工具和安全操作规程拆卸模板，做到从上到下一步一清，上下层模板严禁同步施工。拆模时，应该先松动对接杆，将顶层支撑后再卸掉模板。拆卸下来的支架、杆件、扣件等须及时向下传递，严禁随意抛下。拆模过程中不宜临场换人，且要一气呵成，如有特殊情况须做好工况交接再换人，若要中断拆除作业，也应该及时清点整理现场，确认结构稳定后再叫停。模板拆除完后应将架料分类堆放，堆放地点要平坦，下设支垫排水良好，清除模板表面残渣，涂刷防护油，加以遮盖。对螺栓、螺杆等零星小构件应用柴油清洗干净装箱、袋分类存放室内以备再用。弯曲变形的钢构件应调直，损坏的及时修复并刷漆以备再用，不能修复的应集中报废处理。

3.4 模板框架支撑体系安全施工措施

①构造方面要求，可以通过在施工前对详尽模板支架搭设方案图进行绘制的方式处理，要求操作人员在具体施工当中严格按照图纸施工进行解决。

②设计计算问题，在目前工程施工现场当中，往往没有对该项问题形成高度重视，其主要原因有不会计算、过于依赖以往的经验做法等等。对于该种情况，则需要在施工手册当中能够根据梁截面尺寸、模板材料、支撑架材料种类、支架高度以及楼板厚度等通过计算做好模板支架构造图表的给出，保证普通技术人员不需要经过复杂的计算，仅仅通过对图表的查阅即能够较为便利地获得安全、合理的支架布置数据。

③施工操作方面，则需要在现场加强管理，通过严格的验收活动实现目标。如对于立杆地基，要严格按照规范当中要求进行处理，立杆底部，则需要做好底板或者底座的设置，在施工当中做好扣件、木楞以及钢管施工的验收。同时，要使用测力扳手对不同连接件的松紧程度进行抽查，科学地安排施工机械排布以及混凝土浇筑顺序，避免出现局部堆载或者过大偏压情况。

此外，需要在相关规范以及质量验收标准当中做好模板支架验收控制点的设置，以此进一步保障施工安全。对于可能导致模板支撑体系失稳坍塌的任何问题，在管理程度稳定运行的情况下，都能够得到及时的处理，而监理以及施工方对程序的贯彻情况将直接关系到工作开展质量，这也是需要在实际施工中做好把握的。

4 结论

模板结构体系是现今建筑施工中经常应用的体系类型。在上文中，我们对大型混凝土施工模板结构体系控制技术进行了一定的研究，需要在施工当中能够做好技术重点把握，保障施工质量。

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