楊富祥,何云奎,許雷陽(yáng)

(浙江廣川建設(shè)有限公司,浙江 諸暨 311800)

1 問題的提出

組合小鋼模具有單體重量輕、能組合成不同尺寸、受力桿鋼管取材容易、施工方便、澆筑后外觀線條順暢等特點(diǎn),特別適合中小型水利工程中結(jié)構(gòu)尺寸變化大、外觀為清水混凝土、大型吊裝機(jī)械不便進(jìn)入的工程施工。但是組合小鋼模由于單塊面積小、拼縫多,拉接螺桿受混凝土入倉(cāng)影響而變形等原因,容易出現(xiàn)混凝土表面垂直度、平整度的偏差,特別是采用模板一次性固定的方法施工時(shí),模板固定后,澆筑混凝土?xí)r很容易出現(xiàn)變形,由于模板體系已經(jīng)固定,因此即使發(fā)現(xiàn)模板出現(xiàn)漲模、扭曲等問題也很難加以糾正,至使許多工程改用大鋼模或木模施工,增加了設(shè)備和成本。浙江廣川建設(shè)有限公司從20世紀(jì)90年代起就探索應(yīng)用小鋼模動(dòng)態(tài)調(diào)整立模法對(duì)混凝土閘墩、擋墻等的立模,通過不斷總結(jié)提高,在完建工程中已達(dá)到16.5 m高的垂直擋墻、幾百米的水平長(zhǎng)度沒有出現(xiàn)混凝土垂直度、平整度超出評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的誤差,混凝土分段和分層間的接縫平整、通順。用該方法施工的諸暨市石壁水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程溢洪道改造工程被評(píng)為 “錢江杯”優(yōu)質(zhì)工程,已接近完工的諸暨市青山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程混凝土工程質(zhì)量也得到上級(jí)部門的一致好評(píng)。

2 動(dòng)態(tài)調(diào)整法立模的基本思路

小鋼模動(dòng)態(tài)調(diào)整立模法的基本思路是“靜態(tài)架立,動(dòng)態(tài)調(diào)整”:即模板工序作業(yè)時(shí)以沒有混凝土側(cè)壓力時(shí)為靜態(tài),模板架立后只對(duì)底線和頂線進(jìn)行固定;模內(nèi)開始入倉(cāng)混凝土?xí)r為動(dòng)態(tài),邊澆筑邊對(duì)受力的模板進(jìn)行調(diào)整;將原來(lái)的模板工序一次檢查調(diào)整改變?yōu)殡S混凝土澆筑進(jìn)度進(jìn)行校正調(diào)整;由于模板是隨澆筑進(jìn)度而固定,混凝土澆筑面以上的模板尚處在自由狀態(tài),能適應(yīng)下部澆筑部位模板調(diào)整帶來(lái)的變形,從而有效地解決了小鋼模板一次性固定后由于拉結(jié)螺桿彎曲、混凝土側(cè)壓力變化等所引起的模板面變形的缺陷,保證模板面隨混凝土澆筑側(cè)壓力的增大而保持軸線、垂直度不變。

3 施工方法

3.1 動(dòng)態(tài)調(diào)整立模法的施工順序

模板受力設(shè)計(jì)—放樣彈線—設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)—搭設(shè)立模腳手架 (工作平臺(tái))—拼接小鋼?！芸v橫鋼管、穿螺栓—拉基準(zhǔn)線—調(diào)整底部和頂部螺栓到設(shè)計(jì)軸線位置—驗(yàn)?zāi)：笕雮}(cāng)混凝土—隨混凝土上升調(diào)整拉結(jié)螺栓。

3.2 模板受力設(shè)計(jì)

模板受力設(shè)計(jì)主要要解決的是澆筑時(shí)的混凝土最大側(cè)壓力、支撐方法、縱橫受力鋼管的間距等。

3.2.1 混凝土澆筑時(shí)的最大側(cè)壓力

可根據(jù)DL/T 5110—2000《水利水電工程模板施工規(guī)范》,模板最大側(cè)壓力計(jì)算為:

二者取小值。

式中:F為混凝土澆筑時(shí)模板的最大側(cè)向壓力;rc為混凝土的重力密度,kN/m3;t0為混凝土初凝時(shí)間,按 t0=200/t+15或?qū)嶋H水泥情況取值,t0為混凝土澆筑時(shí)溫度;β1為外加劑摻加系數(shù),無(wú)外加劑為1.0,摻具有緩凝作用的外加劑時(shí)取1.2;β2為混凝土坍落度系數(shù),坍落度小于30 mm時(shí)取0.85,30～90 mm時(shí)取1.0,坍落度大于90 mm時(shí)取1.15;u-為混凝土澆筑速度(m/h);H為混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面的總高度(m)。

根據(jù)計(jì)算側(cè)壓力決定拉結(jié)螺栓直徑、間距。

3.2.2 模板支撐方法

對(duì)于動(dòng)態(tài)調(diào)整立模法,模板支撐以預(yù)埋螺栓或?qū)Υ┞菟橹?以便于模板的調(diào)整。但必須注意根據(jù)計(jì)算所需直徑的螺栓,必須是自行加工或到工廠定制,一般市場(chǎng)上現(xiàn)購(gòu)的螺栓與螺帽配合后間隙過大,未達(dá)到計(jì)算的應(yīng)力螺帽就有可能彈出導(dǎo)致“炸模”。動(dòng)態(tài)調(diào)整立模見圖1。

圖1 動(dòng)態(tài)調(diào)整立模平面示意圖

3.2.3 縱橫受力鋼管間距

宜以豎向鋼管作小肋,以保證模板上下一體,根據(jù)一次澆筑的高度,間距可在50～75 cm。橫向鋼管作為水平向受力鋼管,間距根據(jù)計(jì)算確定,為便于與小鋼模匹配,一般取60 cm(30 cm高小鋼模2塊),用兩根腳手架鋼管。

3.3 放樣彈線、設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)

根據(jù)設(shè)計(jì)軸線坐標(biāo),在現(xiàn)場(chǎng)用墨線在混凝土底板上彈出構(gòu)筑物模板位置線,沒有混凝土底板的,在征得現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理同意后,可先用同標(biāo)號(hào)混凝土在模板位置找平,以方便小鋼模的架立。構(gòu)筑物模板線彈出后在立模段兩端邊線以外15 cm左右各設(shè)1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),并使2點(diǎn)距放樣線距離相等。

3.4 搭設(shè)立模腳手架

立模腳手架是立模和澆筑混凝土?xí)r的工作平臺(tái),必須按相關(guān)規(guī)范搭設(shè),一般用雙排或多排腳手架,內(nèi)立桿距構(gòu)筑物模板線30 cm左右。如閘墩等高度較高時(shí),要采用滿堂腳手架,以保證腳手架的穩(wěn)定。

3.5 拼接小鋼模

根據(jù)設(shè)計(jì)斷面選擇合適的模板組合模數(shù),開始拼接小鋼模,底排小鋼模在基礎(chǔ)上用膨脹螺栓焊鋼筋限位?；炷翐鯄Φ恼婺０迮c側(cè)面模板可采用陰陽(yáng)角模連接,為防止小鋼模板縫漏漿,拼接時(shí)在每塊模板的上沿及1個(gè)側(cè)面用膠帶粘接,2塊模板連接的U形卡必須選用與孔洞直徑相匹配的,以避免因插銷孔洞的模板位移而引起表面的不平整。當(dāng)模板拼接高度到1.0 m以上時(shí),要邊拼高,邊將模板與腳手架或其他措施臨時(shí)聯(lián)接,以防模板傾倒。動(dòng)態(tài)調(diào)整立模剖面圖詳見圖2。

圖2 動(dòng)態(tài)調(diào)整立模剖面示意圖

3.6 架縱橫鋼管、穿螺栓、拉基準(zhǔn)線、調(diào)整頂排螺栓

模板架立后,先按設(shè)計(jì)間距用14#鉛絲在模板外側(cè)綁扎豎向鋼管,豎向鋼管需接長(zhǎng)時(shí)要錯(cuò)開接頭,并有50 cm以上搭接長(zhǎng)度。然后將拉結(jié)螺栓穿入相應(yīng)的模板孔中,套上3型扣件后旋上螺帽,再自下而上架立水平向受力鋼管,在每排螺栓位置分別在3型扣件上、下各安放1根水平向鋼管,為考慮混凝土澆筑時(shí)模內(nèi)拉結(jié)鋼筋的彎曲,拉結(jié)螺栓長(zhǎng)度要放長(zhǎng)3～5 cm;對(duì)每模的頂排水平鋼管,要用斜鋼管直接從地面支撐,當(dāng)頂排水平鋼管支撐在腳手架上時(shí),要考慮腳手架的穩(wěn)定。全模鋼管架立好后即開始第一步調(diào)整,先在立模段兩端從上排水平鋼管以上放垂線到基準(zhǔn)點(diǎn),并通過兩垂線拉水平橫線作基準(zhǔn)線,以基準(zhǔn)點(diǎn)與放樣邊線的長(zhǎng)度作為校正控制值,用鋼卷尺量取基準(zhǔn)線與最上塊模板的距離,調(diào)整支撐及底排和頂排螺栓到控制值并固定。

3.7 澆筑混凝土和動(dòng)態(tài)調(diào)整

模板架立完成后,清理模內(nèi)雜物、垃圾,請(qǐng)監(jiān)理驗(yàn)?zāi)：箝_始混凝土澆筑。混凝土澆筑時(shí)的上升速度不得大于計(jì)算模板側(cè)壓力時(shí)的上升速度,當(dāng)混凝土澆筑到第2排螺栓高度時(shí)(一般在75 cm高度左右),就由施工員與立模工一起以基準(zhǔn)線為依據(jù),調(diào)整第1排拉結(jié)螺栓的螺帽,以使模板面與設(shè)計(jì)軸線相符,以后每澆筑一排螺栓高度調(diào)整一排螺帽,并對(duì)該排以下已澆筑的模板進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)軸線不符時(shí)通過放松或擰緊螺帽調(diào)整模板到設(shè)計(jì)軸線上。模板動(dòng)態(tài)調(diào)整示意圖詳見圖3。

圖3 模板動(dòng)態(tài)調(diào)整示意圖

4 質(zhì)量控制

小鋼模動(dòng)態(tài)調(diào)整立模主要是對(duì)模板的尺寸、垂直度、平整度實(shí)施動(dòng)態(tài)控制,而穩(wěn)定性、剛度和強(qiáng)度是根據(jù)模板設(shè)計(jì)來(lái)控制的,因此質(zhì)量控制主要要抓好:

(1)模板設(shè)計(jì)的控制。拉結(jié) (對(duì)穿)螺栓的規(guī)格、縱橫鋼管的間距、用錨桿固定拉結(jié)螺栓時(shí)每根錨桿能承受的螺栓根數(shù)等都必須有專門的模板設(shè)計(jì),并按手續(xù)審批。

(2)立模材料的控制。螺栓、螺帽的質(zhì)量、3型扣件的剛度、小鋼模本身的平整度、鋼模插銷孔與U形卡的匹配,都是關(guān)系立模質(zhì)量的關(guān)健材料,一定要嚴(yán)格控制,對(duì)重要部位可采用雙螺帽、2個(gè)3型扣件,以保證拉結(jié)螺桿發(fā)揮作用。

(3)施工準(zhǔn)備的控制?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的位置一定要選好,要離開模板,標(biāo)識(shí)清楚,確保穩(wěn)定不變形;豎向鋼管排列均勻;對(duì)有內(nèi)傾的墻、用對(duì)穿螺栓固定的墻,要設(shè)置好支撐或限位木,以控制坡度或?qū)挾?并隨混凝土澆筑進(jìn)度而拆除。一邊靠巖基的混凝土擋墻,由于拉結(jié)螺栓不可能水平布置,一般不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)傾,而對(duì)獨(dú)立的混凝土墻、墩,采用對(duì)穿螺栓固定時(shí),要在兩面設(shè)臨時(shí)斜撐,以保證模板的總體穩(wěn)定。對(duì)有坡度的模板還要考慮從基礎(chǔ)向上的錨桿,以防止模板上浮。

(4)動(dòng)態(tài)調(diào)整的控制。挑選1～2名有經(jīng)驗(yàn)的立模工,在施工員帶領(lǐng)下進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,施工員負(fù)責(zé)基準(zhǔn)線的檢查,立模工負(fù)責(zé)螺栓的檢查及調(diào)整,調(diào)整時(shí)間以與混凝土澆筑面相差1排螺栓高度為宜。

5 特殊情況的處置

(1)單個(gè)螺栓位置偏差過大,用螺帽無(wú)法調(diào)整到位。單個(gè)螺栓偏差過大,由于螺帽所能調(diào)整的力偏小,無(wú)法調(diào)整到位時(shí),應(yīng)暫?；炷寥雮}(cāng),并在模內(nèi)用手拉葫蘆拉緊,木楔塞實(shí)進(jìn)行調(diào)整,但都要注意調(diào)整時(shí)的速度要慢,以防止此起彼伏。

(2)當(dāng)同一高程的螺栓均出現(xiàn)較大的偏差時(shí)。一個(gè)水平段均出現(xiàn)偏差無(wú)法調(diào)整到位時(shí),應(yīng)先停止混凝土入倉(cāng),然后檢查模板起始端(終端)的軸線位置,當(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí),應(yīng)先校正側(cè)模,并固定好一端,然后以此為起點(diǎn),順序用螺帽校正或手拉葫蘆校正。

(3)坡面模板上浮。出現(xiàn)模板向上浮升時(shí),應(yīng)暫停混凝土入倉(cāng),再在模外加設(shè)豎向拉結(jié)筋或在模板上壓重,重新開始澆筑時(shí)宜放慢混凝土入倉(cāng)速度。

6 小鋼模動(dòng)態(tài)調(diào)整立模的優(yōu)勢(shì)

(1)一模多用,降低施工成本。組合小鋼模能適應(yīng)不同斷面、體型(包括園弧擋墻)的立模,可節(jié)省模板的投入,做到一模多用。小鋼模重量輕,立模拆?？扇斯ぐ徇\(yùn),減少起重機(jī)械。

(2)改流水作業(yè)為平行作業(yè),縮短混凝土工程施工占用的工期。立模時(shí)間在混凝土工程中一般是耗工最多的,采用動(dòng)態(tài)調(diào)整法將原本在立模后期的校正調(diào)整時(shí)間與混凝土澆筑時(shí)間合并到一起,也就是將本來(lái)的立模、混凝土澆筑的流水作業(yè)轉(zhuǎn)化為部分的平行作業(yè),縮短了實(shí)際占用的時(shí)間。

(3)動(dòng)態(tài)調(diào)整解決了小鋼模立模后難調(diào)整的問題,保證了混凝土結(jié)構(gòu)的斷面尺寸和軸線位置,提高了混凝土外觀質(zhì)量。

7 結(jié) 語(yǔ)

小鋼模動(dòng)態(tài)調(diào)整立模是一種事前控制與事中控制相結(jié)合的施工方法,在中小型水利工程中對(duì)節(jié)約投資、加快進(jìn)度、提高混凝土外觀質(zhì)量有很好的效果。