高耸构筑物结构模板施工措施

【关键词】高耸构筑物  滑模施工  钢模板  大模板  爬模施工    滑框倒模施工体系  高耸构筑物滑模   翻模施工   模板体系   技术分析   经济评价
 

1　模板在高耸构筑物施工中的特点

1.1　高耸构筑物体型庞大,平面设计灵活多变
目前,高耸构筑物结构体系有框架体系、框剪体系、剪力墙体系等。不同的结构体系有一种或几种模板设计方法。比如就剪力墙体系而言, 高耸构筑物模板体系可使用组合钢模板、大模板、滑模、爬模等。究竟使用哪一种施工方案,必须从速度、费用、质量以及施工组织管理等许多方面进行综合评价。
1.2　高耸构筑物结构施工,支模工序占用时间最长
如剪力墙结构采用大模板施工,每个施工段支模时间比绑扎钢筋和浇筑混凝土时间都长。高耸构筑物若采用组合模板则占用更长的时间。高耸构筑物滑模施工速度快,竖向结构可连续施工,而水平结构支模时
间较长。所以,无论采用哪一种模板体系,施工进度计划都是由支模工序制约的。
1.3　高耸构筑物模板工程量大,耗用较多的设备资金
如16层~18层的全现浇剪力墙工程,标准层面积700 m2左右,若采用大模板施工,耗钢量为70 t~120 t,投资需54万余元。采用滑模施工,需千斤顶约350个,2套控制台及油路系统,提升
架及模板耗钢量约60 t~70 t,总投资50万余元。这表明高耸构筑物施工中模板费用比重较大。
如何降低模板费用、加快周转、合理地选择模板体系是建筑企业的当务之急。

2　高耸构筑物模板体系分析

2.1　组合钢模板体系

组合钢模板构造简单,装拆方便,拆模后表面平整,有利于现场文明施工,安全生产。其突出优点是通用性强,适用于目前高沉降缝两边的框架柱最好不要设置在同一轴线上,这样可以使独
立柱基错开,结构受力合理,基础易于处理。当建筑使用上不允许沉降缝两边柱子错开时,可采用地基梁的方法,将沉降缝一侧的结构单元的两个或多个柱基连接起来,形成地基梁。也可采用悬挑式沉降缝方案,但悬挑长度不宜过大,悬挑式沉降缝可在沉降缝一侧悬挑或两侧同时悬挑,见图3。这时悬挑梁承受由柱子传来的全部荷载,悬挑梁垂直方向在柱内部分应增设拉梁。
悬挑梁不但应考虑轴力和弯矩,同时应考虑柱子传来的扭矩。在地震区,上部柱子传来的弯矩较大,故此时悬挑梁会产生较大的扭矩。悬挑梁的配筋构造中,应特别注意端部的配筋方法。因为,在柱子轴力作用下,对悬挑梁端有侧向压应力,悬挑式沉降缝也可设计成框架,每层悬挑。但这种方法只适合于悬挑长度不大,悬挑梁高也不会影响建筑使用的情况。当沉降缝两侧结构单元均有地下室时,宜将地下室设计成两个箱型基础,而上部框架作为嵌固于箱形基础之上的结构体系。以上几种方式可简单的称之为双墙式、悬挑式、地基梁式、双地下室式和交错式基础。沉降缝的结构处理办法还有很多,这里只列举了一些常见的,在实际设计当中应根据沉降缝两侧的结构体系进行结构布置和设计。然而根据调查,某些施工企业在使用和管理上仍存在着一些问题。主要是模板损坏率高,零件丢失现象更为普遍。所以要加强组合钢模板的管理,实行切实有效的奖惩制度。

2.2　大模板体系

大模板整体刚度好,混凝土成型质量高,缺点是自重大,耗钢量多,平均达110 kg/m2(未考虑支撑体系)。根据实测,标准层面积500 m2左右的高层剪力墙体系,起重机吊运钢模的吊次占标准层总吊次的1/3。因此,装拆工作量大,而大模板面积大,受风力大,一次性投资大,而且需要大面积的堆场,通用性差。如连续施工相同的几栋高耸构筑物,可加快大模板的摊销。

2.3　滑模施工体系

滑模施工具有机械化程度高,施工文明,保证工程质量,节约材料和用工,降低工程造价等特点,是一种值得推广的先进的施工技术。滑模工艺的主要缺点是支撑杆浪费钢材,平均5 kg/m2,而且支撑杆易弯曲失稳,有时还会出现混凝土拉裂、建筑物倾斜和扭转等现象。滑模施工技术要求较高,如何进行合理的施工组织安排,是需要深入研究的重要环节。为了进一步提高滑模工艺的施工质量,目前有些施工企业改进了滑模施工工艺,采用大吨位千斤顶,加大支撑杆刚度,同时使滑模设备费用大幅度下降,取得了较大的经济效益。

2.4　爬模施工体系

爬模是以建筑物的钢筋混凝土墙体为承力主体,通过附着完成的钢筋混凝土墙体上的爬升支架或大模板和联结爬升支架与大模板的爬升设备,一物固定,一物作相对运动,交替爬升,以完
成模板的爬升、下降、就位、校正等工序。爬升模板综合了大模板和滑升模板的原理,有效地吸收了大模板施工的优点,成为当代高耸构筑物现浇混凝土结构施工新一代的模板体系。爬模工艺和滑模工艺相比,设备简单,节省大量钢材和资金,克服了滑模工艺不能分段流水的缺陷。
与大模板工艺相比,爬模工艺不需占用塔吊工时,有时不需要大量的模板堆场。根据调查,爬模工艺混凝土墙面的垂直度是比较棘手的问题。垂直度不易控制,高空作业风力较大也不利于模板的提升。按正常的施工条件,施工周期为5 d/层~6 d/层。

2.5　滑框倒模施工体系

滑框倒模是20世纪80年代在滑模的基础上改进的。它保留了滑模的提升方法和设备,不同之处是将模板竖放改为横放,并在背面增设滑道,这样模板与混凝土之间的滑动变成滑框倒模,降低了提升阻力。滑框倒模施工改变了滑模施工以“动态”模板为特点的施工方法,它把“动”与“静”有机地结合起来,有效地克服了滑模工艺施工中的一些缺陷。

3　模板体系选择的依据

3.1　高耸构筑物工程结构特点

模板的选择应首先满足结构使用功能的要求,既要保证结构的施工质量,又要节约资金,还要加快施工速度。通常要根据不同的工程特点以及不同的结构体系合理地选择模板体系。如对剪力墙体系,通常采用大模板、滑模、爬模;对框架结构多采用组合钢模板。

3.2　高耸构筑物施工企业现有的机械设备情况

模板体系的选择受施工企业机械设备的制约,模板的类型、尺寸、重量、装拆都和起重机械有关。如组合钢模是采用散拼还是组成大块,剪力墙用筒模还是平模等等,不同的模板需选择不同的机械设备与之相匹配。从经济学的角度出发,施工企业必须充分利用现有的设备。如企业有成套的滑模设备,就需尽量采用滑模施工,提高企业固定资产的利用率。对施工企业大量的工具式模板也亦然。

3.3　高耸构筑物施工组织管理

模板体系的选择是高耸构筑物施工组织设计的重要内容,选择的恰当与否,直接影响工程的施工效果,故需引起足够的重视。对某些要求工期紧的工程,就要选择满足进度要求的模板体系(如早拆体系等)。

3.4　高耸构筑物地区情况和施工企业的技术水平

模板方案的选择和地区情况有关。随着建筑业的发展,有些地区出现了专门的模板设计部门,租赁单位以及工具式模板生产厂家,使模板的生产、设计日益专门化和社会化。同时,模板方案的选择和施工企业的技术水平有密切的关系。应尽量发挥企业的优势,选施工企业技术水平较高的模板体系。

3.5　高耸构筑物设计施工一体化

混凝土结构设计,直接影响着模板的选型和模板工程的经济。因此,模板工程经济从开始设计时就应该注意,统筹考虑结构设计和建筑设计。初步设计阶段设计人员应同施工人员相结合,在不损害建筑物建筑功能要求的前提下,力求结构布置简单合理,从结构构造、节点处理等方面注意模板的支拆,使构件和梁柱断面尽量一致,尽量减少墙体变化,使施工人员方便支模。否则,复杂的构造和墙体的变化会给支模带来很大困难,从而使模板工程费用大大提高,影响了主体结构的施工速度。所以设计和施工一体化势在必行。