水利防洪墙定型钢模施工技术分析

易伟欢

(江西省水利水电建设集团有限公司,南昌 330200)

0 引 言

在水利防洪墙施工中模板施工质量对整个防洪墙的抗洪能力,以及结构的稳定性都有很大影响,常规木制、钢制模板,施工工序比较多,而且混凝土成型质量欠佳,经常出现混凝土浆液渗漏问题,从而影响防洪墙的抗洪能力。而定型钢模板成型效果比较好,经济效益显著,尤其是针对单一类型的挡墙,能够最大限度上发挥出定型钢模板的优势。此外,相比于常规的模板施工技术,定型钢模施工技术对人工数量的要求比较低,在人工成本不断提升的大环境下,在水利防洪墙施工中,应用型钢模施工技术具有更加显著的经济效益。基于此,开展水利防洪墙型钢模施工技术的分析研究是非常必要的。

1 工程概述

南康堤位于鄱阳湖北岸的庐山市县城城南,著名旅游圣地庐山南麓,三面临水,隔湖与都昌、吴城相望。圩堤堤线全长3.692km。该圩堤是鄱阳湖区二期防洪工程的15座重点圩堤之一,工程等级Ⅱ等。工程建设的主要任务是通过对圩堤的除险加固,提高保护区内613hm2农田和3.96万人口及庐山市现场的抗洪能力。防洪墙工程位于鄱阳湖大道段,全长1.37km,位于桩号鄱湖0+000～鄱湖1+370,主要工程量:现浇混凝土1.41万m3,土方开挖4.1万m3,土方回填2.7万m3,钢板桩支护1370m延米,桩深9.0m,模板3.6万m2,钢筋制安8835.0t。

2 型钢模施工技术的应用

2.1 施工技术参数的选择

本工程全长1.37km,现浇混凝土1.41万m3,属于大规模防洪墙结构,在本工程施工中采用了定型钢模,为满足防洪墙结构的要求,定型钢模的规格为6.05m×2.65m(宽×高),每块定型钢模的重量约2.6t。防洪墙按照节段施工,每节段的长度为12.1m,防洪墙前后需要分别立4块钢模,4块钢模拼装到一起的重量为5.2t。由于定型钢模重量比较大,仅凭人力难以完成施工,需借助50t汽车吊来辅助完成吊装施工,定型钢模吊装水平间距为8.0m[1]。

2.2 定型钢模制作

按照水利防洪墙的结构特点,选择合适的模板材料和工艺条件,结合本水利防洪墙的特点,防洪墙混凝土底板采用木制模板,防洪墙身采用钢模,定型钢模壁厚为6mm,每节防洪墙的长度为12.1m,定型钢模的规格按照6.1m×2.65m(宽×高)来确定,每节防洪墙共需8块定型钢模,背水面底下两块为倒角模板,安装模板的高度为5.3m,部分防洪墙的户型段、边坡段、非规格段可采用木制模板。由于水利防洪墙的结构为现浇钢筋混凝土悬臂式结构。因此,在进行定型钢模施工中,模板的配板和设计直接关系到防洪墙混凝土外观质量,要以模板体系的选型为重点,来加强对手倒角、模板接缝、止水铜片接头模板的设计、加工、拼装,以保证模板接缝严密,防止在混凝土浇筑时出现浆液渗漏为问题[2]。为保证定型钢模对应的稳定性、刚度,能够承受住新浇筑混凝土的重量和侧压力,以及施工中形成的各种荷载,需要加强内模下层法兰和定型钢槽的施工,本工程在采用了大量6.005m×2.65m定型钢模,其内模法兰和定型钢槽放样,如图1所示,在实际定型钢模制作中,必须严格按照放样来制作。

2.3 定型钢模安装

在定型钢模安装前,需要严格按照设计图纸中的规定和要求,在混凝土垫层上进行测量放样,保证每节水利防洪墙底板4个点位置上都设好控制点,进行校正,确认无误后弹线,作为定型钢模安装的参考和依据。墙根部边线之外20cm范围内需要压光抹平,施工缝需做凿毛处理,并用空压机将杂物吹扫干净,浇水润湿后,再进行模板安装[3]。

由于本工程定型钢模的重量、规格比较大,需要吊车来完成安装,每块定型钢模上至少布设两个固定吊点,以方便起吊安装和拆模,吊绳要选择直径≥24.0mm的钢丝绳进行起吊,钢丝绳和定型钢模连接位置的吊点,需用U型卡和L型插销螺栓栓紧。为保证定型钢模吊装施工中吊环的稳定性,还需进行验算分析,本工程定型钢模吊环验算参数如表1所示:

表1 定型钢模吊环验算表

钢模板自重标准值:

Fx=P×b×h=0.6×12×5.3=38.16kN

单个钢吊环净截面面积计算:

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

满足要求。

焊缝强度验算:

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

满足要求。

定型钢模吊装时采用一台50t汽车起重机,正式吊装前,需要先进行试吊,在指挥人员统一指挥下,缓慢起吊30cm后,停止继续起吊,观察各结构的受力情况,保证受力合理后,才能继续起吊,控制起吊速度≤1.0m/min。

为保证吊装的安全性,需要结合现场吊装高度,以及风力的大小,制定适于施工的风力标准,若遇到六级以及六级以上的大风天气,要停止作业。在整个吊装施工中,吊钩的中心线,必须能够顺利通过吊体的重心,严禁倾斜吊装定型钢模[4]。若受到现场条件的影响,需要进行偏心吊装构件时,要使用可调整偏心的吊具进行吊装,安装构件必须平稳起落,准确就位,能够和制作紧密贴合。

2.4 定型钢模拆除

当水利防洪墙混凝土的强度>2.5MPa,并保证混凝土表面和棱角不会因为拆模发生损坏时,才能进行定型钢模拆除操作。并且在拆模操作中,需要结合锚固的实际情况,分批拆除锚固连接件,以免发生大片定型钢膜脱落问题,影响拆模的安全性。拆模时采用50t汽车吊,人工配合拆除,拆下的模板要平稳堆放,避免出现翘曲变形情况,以便后序继续使用[5]。在拆除底模和支撑时,混凝土的强度要按规范要求进行。检验方法及检验次数:对同一条件下的养护试件进行强度测试;在拆除侧模时,必须保证混凝土的表面和边角不被破坏。检验方式及检验次数:全部由观测进行。在拆除模板时,不能产生对楼层的冲击载荷。拆除后的模板、支架要分开堆放,并及时清理。

3 施工效果分析

3.1 成型效果比较好

在水利防洪墙施工中应用定型钢模施工技术,具有很大的组合刚度,并且定型钢模制作的精度比较高,模板之间的拼缝更加严密,不易发生变形,可有效提升混凝土成型的结构尺寸,以及混凝土成型后的密实度和光洁型。木模板部件强度相对比较低,组合刚度小,板块制作精度高。无论是抗弯性、抗剪强度等都好于传统模板施工技术。

3.2 使用起来更加灵活

定型钢模和传统木制模板都能很好适用于不同的混凝土结构规规模以及施工工艺。由于水利防洪墙在不同位置所具有的结构形式和地质条件也不相同,施工前的现场勘察难度大,经常发生设计和实际情况不相符的问题,极易发生设计变更,尤其是防洪墙的高程尺寸变化频繁,虽然木制模板能够更好的适应混凝土结构变形,但水利防洪墙结构形式相对单一,对模板质量的要求不是很好,采用底部木制模板,墙身定型钢模更易满足施工要求。

3.3 经济性

常规水利防洪墙施工中,施工成本大约为50元/m2,本工程防洪墙的模板3.6万m2,每节段防洪墙的长度为12.1m,采用定型钢模,一套前期投入建设费用约为4万元,使用后依然可以卖出约1.5万元。在水利防洪墙施工中使用时,涉及到的安装、拆卸、保养等费用约为1000元/块,若每块定型钢模板在水利防洪墙中使用的长度>100m,则其具有的经济型就远超木制模板[6]。再加上水利防洪墙施工工期比较紧,每组定型钢模可使用的长度达到近500m,在经济效益上要远优于木制模板。

4 结 语

综上所述,结合南康堤的案例,分析了水利防洪墙定型钢模施工技术,结果表明,南康堤水利防洪墙规模大,工期紧,施工现场条件复杂。若在施工中采用传统木制模板,在经济效益、施工速度等方面,难以满足实际需求。而定型钢模施工技术是一种具有定型效果好,使用灵活,经济效益显著的施工技术,能够很好的满足水利防洪墙施工的要求。但在实际施工中需要结合防洪墙的特点和结构形式,制作预制相适的定型模板,并通过汽车起重机进行辅助吊装,控制好安装的每个细节,才能发挥出定型钢模施工技术的优势,更好的保证水利防洪墙施工质量,值得在类似工程中大力推广和应用。