徐 勇
河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司(450014)
近年來,由于竹膠合板的廣泛應(yīng)用,許多工程均采用竹膠合板作為模板材料。由于竹膠板抗變形能力比木材小,施工中如果缺乏計算,僅依靠經(jīng)驗,實際的混凝土效果往往并不理想。
某工程為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu),地下2層,地上12層,建筑面積2 9662 m2,采用泵送混凝土施工。由于對質(zhì)量要求高,結(jié)構(gòu)造型變化較大,通過經(jīng)濟(jì)對比、質(zhì)量進(jìn)度等方面綜合考慮,決定采用竹膠合板作為地下室及主體結(jié)構(gòu)的模板主材料。
1)質(zhì)量目標(biāo):為了達(dá)到清水混凝土的目標(biāo),在模板方案中,除考慮正常使用狀態(tài)下的強(qiáng)度要求外,還要求模板變形控制在較小值,根據(jù)模板制作及安裝標(biāo)準(zhǔn),清水混凝土的觀感質(zhì)量參照以下標(biāo)準(zhǔn):表面平整度3 mm,相鄰兩板表面高低差2 mm,幾何尺寸-5~2 mm,垂直度3 mm,軸線位移3 mm。
2)竹膠合板計算:竹膠合板直接與混凝土接觸,計算時只考慮兩小楞之間的跨度,需計算竹膠合板的強(qiáng)度及撓度。
3)方木計算:模板背面的方木支靠在鋼管橫楞上,計算時根據(jù)荷載及鋼管間距可算出方料的內(nèi)應(yīng)力及變形。通過計算可知,方料的應(yīng)力及變行受跨度影響很大,施工中應(yīng)嚴(yán)格控制鋼管間距。
4)鋼管橫楞計算:水平模板按立桿間距計算,垂直樓板按對拉螺桿間距計算,其內(nèi)應(yīng)力及撓度可按連續(xù)跨考慮計算。通過計算可知,鋼管橫楞應(yīng)力及變形受跨度影響較大,施工中應(yīng)嚴(yán)格控制立桿或?qū)輻U的間距。
5)樓面梁板支模搭設(shè)的滿堂架,其立桿除驗算強(qiáng)度外,還應(yīng)對其穩(wěn)定性進(jìn)行驗算。根據(jù)計算可知:在正常間距情況下,立桿強(qiáng)度均能遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求,但立桿穩(wěn)定性有可能因荷載較大而出現(xiàn)意外。
6)竹膠板結(jié)構(gòu)計算的基本公式:①承載力:σ=M/W≤fm其中fm表示抗彎強(qiáng)度設(shè)計值,竹膠板取15 N/mm2,鋼管為160 N/mm2,方料為 13 N/mm2。 ②撓度計算:ω≤〔ω〕,其中容許撓度值〔ω〕按照高級抹灰要求控制在2 mm以內(nèi),方料及鋼管的容許撓度值按跨度的1/400控制且應(yīng)小于3 mm。③計算公式:均布荷載作用下:M=Kmql2,ω=Kfql4/100EI,集中荷載作用下:M=KmFL,ω=KfFL3/100EI。其中彈性模量 E 取值為:方料9 000 N/mm2,竹膠板 5 000 N/mm2,鋼管 2.1×10 N/mm2。 Km、Kf分別為彎矩及撓度系數(shù),可查表。矩形截面抵抗矩W=bh2/b;慣性矩 I=bh3/12。 ④滿堂架立桿穩(wěn)定性:σ=N/ψA<〔σ〕=160 N/mm2。
7)計算結(jié)論及說明:①一般情況下,垂直模板的計算荷載比水平模板高7~8倍,因此剪力墻木楞間距較密,且竹膠板厚度應(yīng)盡量選用厚板。②竹膠板的彈性模量值一般只及木材的50%,其抗變形能力比木材幾乎小1/2,因此在使用中建議使用厚板,為減少木楞變形,方料建議使用80×100杉木方料且表面刨光,這樣較有利于保持板面平整。這一點對于創(chuàng)清水混凝土目標(biāo)十分重要。③經(jīng)計算,本工程模板體系中模板變形值均控制在2 mm以下,滿足了清水混凝土對模板的要求,考慮到模板方料周轉(zhuǎn)后的損壞,實際施工中間距應(yīng)調(diào)整加密。
1)模板選材應(yīng)統(tǒng)一,標(biāo)準(zhǔn)板為 2440×1220×15,標(biāo)準(zhǔn)板長、寬尺寸偏差控制在±1 mm且表面平整。
2)方料規(guī)格應(yīng)統(tǒng)一且無變形,表面刨光,這樣才能保證模板拼縫嚴(yán)密,相鄰板高低差控制在2 mm內(nèi)。
3)模板加工:為了充分利用模板,減少切割,事先將模板加工成標(biāo)準(zhǔn)板或定型板,尺寸統(tǒng)一,背面方料預(yù)先與模板采用自攻釘固定,板與板之間通過方料做成企口連接。這樣有利于模板平整,減少竹膠板在使用中的損壞和變形。
4)模板安裝:①在模板接縫處均貼自粘性海棉條防止漏漿,同時要求模板拼縫整齊有規(guī)律性,這一點有利于提高混凝土表面的觀感質(zhì)量。②模板安裝前必須涂刷脫模劑,模板拆除后應(yīng)進(jìn)行修整清理。脫模劑不應(yīng)使用廢機(jī)油,否則既會影響混凝土的質(zhì)量效果,也不利于模板保護(hù)。模板修整后,對于局部邊口開裂處應(yīng)涂上封口膠保護(hù)。
5)支撐體系:立桿間距、方料位置以及對拉螺桿,鋼管支撐均按照施工方案確定的要求進(jìn)行施工,以保證模板體系具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。
6)質(zhì)量控制:在施工中嚴(yán)格按質(zhì)量驗收規(guī)范及施工方案要求進(jìn)行檢查和驗收,對于模板表面平整度、垂直度、接縫部位以及軸線、標(biāo)高、幾何尺寸等進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。
竹膠板模板規(guī)格大、自重輕、施工效益高、進(jìn)度快,通過采取合理的施工布置方案及嚴(yán)格的質(zhì)量驗收要求,混凝土質(zhì)量整體良好,外觀質(zhì)量基本達(dá)到了準(zhǔn)清水混凝土要求,工程主體被評為省優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程。