消力池模板施工技术之浅析

赵峰

铜陵有色金属集团铜冠建筑安装股份有限公司 安徽 铜陵 244000

1 施工概况

尾矿库清污分流明槽及消能设施工程内容包括，总长1111.49m三段钢筋砼泄槽、两座消力池和一座结合池，起始于清污分流隧洞出口，延山体向下与基米尾矿库清污分流泄槽连接。其中消力池为钢筋混凝土构筑物，分为三段，起始段和终段为渐变段，中间段为消力池主体段。中间段消力池平面尺寸为长30m×12m宽，池深13m，池壁顶为350mm厚，壁脚厚度为1000mm厚，池底板为1000mm厚分两层不同标号混凝土进行浇筑，下部650mm厚C30钢筋混凝土+上部350mm厚C40W6钢纤维混凝土，渐变段分别连接泄槽消力池与泄槽Ⅱ段、泄槽Ⅲ段，根据池底与池壁厚度的不同变截面进行调整对接。

2 施工准备

施工人员在施工前应认真熟悉施工图纸、施工规范并结合现场实际情况，严格按施工方案及技术交底内容施工，仔细核对图纸细部尺寸，施工过程中严把质量关，设施施工前、施工中、施工后跟踪检查，确保模板施工安全质量要求[1]。

3 模板设计

本次消力池根据池体高度自下而上分4次施工，最低层2.5m，往上3层每层3.5m，水平施工缝处由于防水等级不高故设企口缝防水。池壁外侧和内侧模板采用18mm木胶合板，其中内、外侧壁模板内楞采用竖向布置间距为450mm的Φ48×3.5钢管，外楞采用横向布置间距为600mm的Φ48×3.5钢管，侧壁内、外采用双排脚手架作为模板加固体，外壁加设钢管斜撑，内侧搭设满堂脚手架进行支撑和加固。侧壁模板施工时，先安装池壁内模板，加固校正完，水平施工缝处理好后，再安装池壁外侧模板[2]。

4 模板验算

4.1 墙模板荷载标准值计算

取倾倒混凝土产生的荷载标准值为4.00kN/m2，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力取较小值：

其中 γ--重力密度，取24.000kN/m3

t--初凝时间，取5.000h

T--入模温度，取25.000℃

V--浇筑速度，取1.100m/h

H--模板计算高度，取3.500m

β1--外加剂影响修正系数，取1.000

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。

荷载标准值 F2=4kN/m2。

4.2 墙模板面板的计算

（1）抗弯强度验算

M--面板计算最大弯矩(N.mm)；

l--计算跨度(次楞间距)： l=450.0mm；

新浇混凝土侧压力设计值q1:11.438kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2:2.268kN/m；

0.900临时结构折减系数。

面板的最大弯矩M=2.85×105N.mm；

验算：σ=M/W

其中，σ-面板承受的应力(N/mm2)；

M--面板计算最大弯矩(N.mm)；

W--面板的截面抵抗矩：

f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2)；f=15.000N/mm2；

即：σ=15N/mm2

（2）抗剪强度验算

V--面板计算最大剪力(N)；

l--次楞间距：450.0mm；

新浇混凝土侧压力设计值q1:11.438kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2:2.268kN/m；

即：V=3717.97N；

截面抗剪强度必须满足：τ=1.500N/mm2

（3）挠度验算

其中，q--作用在模板上的侧压力线荷载：q = 23.54×0.6 =14.121N/mm；

l--次楞间距：450mm；

E--弹性模量：10000N/mm2；

I--面板的截面惯性矩：29.16cm4；

即：ν= 1.8mm

4.3 墙模板主楞的计算

主楞承受次楞传递的荷载，主楞采用圆钢管，直径48mm，壁厚3mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

（1）抗弯强度验算

作用在主楞的荷载：P=P1＋P2=1.2×23.54×0.60×0.9＋1.4×4.0×0.60×0.9=18.278kN，0.90为折减系数。

主楞计算跨度(对拉螺栓水平间距)：l=600mm；

强度验算公式：σ=M/W＜f

σ--主楞的最大应力计算值(N/mm2)

M--主楞的最大弯矩(N.mm)，6.83×105N.mm；

W--主楞的净截面抵抗矩(mm3)；8.99×103mm3；

f--主楞的强度设计值(N/mm2)，205.000N/mm2；

即：σ=205N/mm2

（2）抗剪强度验算

主楞截面抗剪强度必须满足公式：τ=2V/A≤fv

τ--主楞的截面的最大受剪应力(N/mm2)；

V--主楞计算最大剪力(N)：3304.74N；

A--钢管的截面面积(mm2)：424.115mm2；

fv--主楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：120 N/mm2；

即：τv=120N/mm2；

（3）挠度验算

q-主楞上的线荷载(kN/m)：14.124 kN/m；

l--计算跨度(主楞间距)：600.0mm ；

E—主楞弹性模量（N/mm2）：206000.00 N/mm2；

I—主楞截面惯性矩(mm4)：1.08×105mm4；

[ν]主楞的最大容许挠度值：2.4mm；

即：ν=0.677×14.124×6004/(100×206000×1.08×105)=0.557mm＜[ν]=2.4mm

4.4 穿墙螺栓的计算

计算公式: N＜[N]=f×A

其中 N--穿墙螺栓所受的拉力；

A--穿墙螺栓有效面积 (mm2)；

f--穿墙螺栓的抗拉强度设计值，取170 N/mm2；

穿墙螺栓的型号：M12 ；穿墙螺栓有效直径：9.85mm；

穿墙螺栓有效面积：A=76mm2；

即：[N]=1.70×105×7.60×10-5=12.92kN；

5 模板拆除

模板拆除要预先制定好拆摸顺序，根据施工现场的温度情况，掌握好混凝土达到初凝的时间，当混凝土达到初凝后，强度达到1.2N/mm2(20℃以上气温时8小时)，必须及时松动穿墙拉杆，并将模板与所浇筑的混凝土面脱离，拆模时保护模板边角和混凝土边角。

6 结束语

此次尾矿库清污分流明槽及消能设施工程-消力池池体高，模板支设难度大，提前编制模板施工专项施工方案进行模板设计、验算，而后精心组织施工，确保池体模板强度、刚度、稳定性、严密性要求，从而满足砼浇筑施工质量要求，完全达到了预期目标。