早拆模板施工技术在市政标准结构水池中的应用设想

早拆模板施工技术在市政标准结构水池中的应用设想

中国葛洲坝集团第一工程有限公司湖北宜昌443000

摘要:本文立足于现状,通过对建筑中较为常用的早拆模板施工技术原理分析及特点分析,引申至市政特定情况下应用,即对将早拆模板施工技术引用于市政单体大规模或小规模大量标准结构水池中的设想,以充分发挥早拆模板的优点,达到建筑、市政两行业间的相互沟通学习,促进我国建设技术能力发展和创新。

关键词:蓄水池;早拆;模板;快拆;顶板;支撑;跨度

一、工作原理及应用现状

早拆模板施工技术是指在混凝土浇筑后,利用早拆支撑头、钢支撑或钢支架、主次梁等组成的支撑系统,在混凝土楼板整体强度尚未达到规范要求的情况下,提前把一部分模板以及模板的支撑体系拆除,保留一部分狭窄底模板、早拆支撑头,使拆除后无支撑体系的部分构件跨度人为改变并控制在规范允许范围内,实现大部分底模板和支撑系统提早拆除,以缩短模板的使用周期,减少项目成本支出,提高经济效益。

根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GD50204规定,板底模拆模时需要达到混凝土抗压强度标准为:当跨度小于2m时,强度不得小于设计混凝土强度的50%;当跨度大于2m但不超过8m时,强度不得小于设计混凝土强度的75%;当跨度大于8m时,强度必须达到设计混凝土强度的100%;当板为悬臂式构件时,强度必须达到设计混凝土强度的100%。早拆模板施工技术正是科学合理地动用了这一规定,将原结构跨度人为调整缩短,通过后拆支撑带作为支柱,将大跨度构件重新划分为几个小跨度(一般不超过2m),从而使原本需要达到75%或100%设计强度时间才能拆除的模板仅需在达到50%时就可以拆除,极大得缩短了模板的使用周期,提高了模板使用效率,在项目进度及项目效益方面都起到了极大的促进作用。

早拆模板技术起源于20世纪70年代的英国和德国,我国最早引进该技术是在19世纪80年代,并在1985年建成的广州国贸大厦首先使用,目前建筑行业使用较为广泛,但在其他行业则推广使用得较少。除建筑外其他行业推广使用较少的主要原因是房建中标准间较多,单层同步施工模板及支撑体系占用量极大,成品工程量(混凝土浇筑量)较小,从而单元工程量所推销措施费较高,基于施工特点和竞争压力不得不推广新型施工技术。而在其他行业领域,没有过多的标准形式构件,多为异形或特定形式构件,在施工特点上没有推广的前提条件,而在行业竞争压力下则更倾向于开发新型施工设备用以提高竞争力。

二、早拆模板优点及适用条件

早拆模板施工技术的优点主要体现在以下几方面:一是缩短模板占用周期,提高模板使用效率,可以大量节省模板一次投入量,减少模板配置量约30%~50%;二是压缩模板安装和拆除间歇,提高工效25%以上,缩短施工工期30左右;三是缩短了模板工作时长,可以延长模板使用寿命,从而增加模板的周转次数,节省施工费用15%左右。

早拆模板施工技术优势较为突出,但对于适用条件也较为苛刻,并非所有项目均能得以动用。早拆模板施工技术适用的基本条件有两个,一是要求必须为标准结构或同类型复制结构,二是标准结构数量多。唯有满足以上两个基本条件,才能发挥出早拆模板的优势,否则得不偿失。

三、技术在市政工程中应用设想

由于早拆模板施工技术在除建筑行业以外领域未有推广应用,不妨我们依据早拆模板的适用条件,尝试着在市场工程中寻找符合适用条件的施工项目。根据本人对市政工程的了解情况,筛选出以下几种较为符合条件的项目:一是市政隧洞顶拱衬砌施工;二是市政多跨桥梁现浇施工;三是市政单体大规模或小规模大量标准结构水池顶板施工。

上述三种市政工程项目,第一种隧洞顶拱衬砌施工目前多采用模板台车,是种较为成熟且经济的方法,第二种多跨桥梁现浇施工目前多采用移动模架施工,是种较成熟且先进的施工方法。唯有单体大规模或小规模大量标准结构水池顶板施工目前仍多采用满堂式脚手架支撑施工,未有较先进施工方法,可探索引用早拆模板施工技术。

四、设想应用实例分析

1.针对小规模大量标准结构水池顶板施工项目

以我公司承建的埃塞俄比亚姆克莱供水开发项目为例。项目工作内容中包括34座1500m3~2000m3调蓄水池。根据《矩形钢筋混凝土蓄水池图集》05S804可知,水池长26.4/27.3m,宽15.0/19.5m,净高均为4m,导流墙为砌体结构,并平行与水池短边,导流墙及柱间距3.8/3.9m。

由以上数据可看出,水池净高相等且均为4m,为统一配置早拆支撑头及支撑柱提供了有利条件,隔墙及柱间距3.8/3.9m,为布置早拆支撑头提供了基础。假设早拆模板体系布置如下,在平行与水池导流墙,且在池壁与立柱中间及立柱与立柱中间布置一排早拆支撑架,其顶部采用早拆柱头,即包括早拆托架及早拆顶托两部分,由早拆顶托组成早拆支撑条带。在导流墙部位亦采用早拆柱头,并与立柱组合形成早拆支撑条带。在水池其他部位采用常规满堂脚手架作支撑体系以节约成本,采用木条龙骨和木模板组成模板体系,且木条龙骨放置于早拆支撑架的早拆托架上,与满堂脚手架组成一个整体。然后进行常规砼浇筑,并留取砼试块进行标养及同条件养护。待同条件养护试块达到设计强度50%时(一般为3天),即可进行满堂脚手架支撑体系及木模板体系拆除。拆除早拆支撑时,先敲击螺纹卡扣使早拆托架下降,并使龙骨及模板与顶板砼底面分离,满堂脚手架拆除不再此赘述,拆除后满堂脚手架及模板可用于下一水池施工。拆除后仅留下早拆顶托与立柱砼组成支撑体系继续对水池顶板进行支撑,待顶板砼强度达到75%后再进行早拆顶托拆除,用于下一水池施工。

一般情况下,混凝土的强度随养护时间的增加而不断增加,两者之间呈曲线关系,14天以前曲线强度时间曲线较陡,即强度增长较快,14天以后曲线开始变得平缓,28天以后曲线则更加平缓。根据经验常规砼在3天时间能达到设计强度的50%,而达到设计强度的75%则需要8—9天,达到设计强度则需要约28天。以养护3天达到50%设计强度为例,顶板施工工序及工期为脚手架安装1天、模板拼装1天、顶板砼浇筑1天、养护3天、早拆1天,在养护的3天内又可开始下2#水池脚手架、模板安装施工,如此形成流水施工,待2#水池浇筑及养护期间再进行1#水池脚手架支撑体系及模板体系拆除,并用于3#水池。如此一来,整个工程仅需要2套脚手架支撑体系及3套早拆支撑头。由于利用早拆施工技术,顶板施工工期大大缩短,顶板施工节奏与底板、池壁趋于一致,即整个水池施工类似于等节奏施工,一旦启动,则中间无多余间歇,人员无窝工现象,大大提高了工程进度。

2.针对单体大规模水池顶板施工项目

我集团公司承建的卡塔尔供水工程工作内容中包括2座单体50万立方米的大型蓄水池,也即世界单体最大蓄水池,长305m,宽150m,高12m,导流墙为钢筋砼结构,并平行与水池长边,导流墙及柱间距7.2/6.475m。

早拆模板布置与施工与上述“小规模大量标准结构水池顶板施工项目”相同,此处不再赘述。

五、早拆模板的局限及缺点

1.早拆模板施工技术解决了支撑系统和模板的周转速度,更是将支撑系统的利用效率发挥到了极致,在一定程度上增加了模板的使用次数,但未从根本上提高模板周转次数,仍需在施工过程中对模板加以保护才能起到好的效果。

2.为实现早拆,顶板增加了细长条板(带),增加了板缝的数量,加大了顶板拼装难度,拆模后顶板的感观质量不如传统支撑体系。

3.早拆头上顶托必须与次龙骨上表面齐平,加大了质量控制难度。

4.目前用的早拆架体多为正方结构,对异型结构仍存在施工不便。

六、结束语

综上所述,早拆模板施工技术不但可以运用于房建项目,也能适用于市政工程,受限于市政工程的特殊性,早拆模板施工技术还不能广泛动用,但正由于市政工程的多样性,从中选择符合早拆模板施工技术适用条件的项目运用,可收到意想不到的效益。顶板早拆模板施工技术是一种理念,是对材料性能及规范文本的灵活运用,在市政工程运用时不能局限于成套标准早拆架体,可由传统支撑系统改造,只更换部分早拆支撑头,使其更便于就地取材、更灵活地运用。我国基础建设发展速度较快,但目前更多的是在使用几十年前的传统工艺,创新工艺方面还有待加强,而早拆模板作为建筑行业引进的较先进施工理念,值得在同类工程,乃至不同施工领域推广应用。

参考文献:

[1]唐振宁.混凝土施工早拆模板技术探究[J].华东科技:学术版,2013(5),85.

[2]李志猛.模板早拆技术在建筑施工中的应用[J].科技创新导报,2009(16):41.

[3]陈勇敏.早拆模施工技术的质量隐患及预防措施[J].铁道建筑,2002(4):30-31.

作者简介:李根(1987-),男,市政工程师,市政一级建造师,本科学士,毕业于长春工程学院,主要从事市政工程施工管理。

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