水工混凝土悬臂模板施工工法

2011-09-06吴金华裴利民于忠金

水利建设与管理 2011年9期

关键词：工法悬臂模板

吴金华裴利民于忠金

(中国水利水电第六工程局有限公司丹东 118002)

水工混凝土悬臂模板施工工法

吴金华裴利民于忠金

(中国水利水电第六工程局有限公司丹东 118002)

水工混凝土悬臂模板主要应用于建筑物中对外观质量要求较高的水工混凝土工程，模板依靠预埋件及支架抵抗混凝土浇筑时所产生的侧压力，组成上、中、下三层带有护栏的施工平台，支立速度快、精度高，在保证了混凝土“外光内实”的基础上达到了清水混凝土标准，该工法技术先进，在多个工程成功应用，取得了良好的效果。

悬臂模板混凝土爬升浇筑

1 前言

悬臂模板，又称爬升模板，是一种依靠预埋件及支架抵抗混凝土浇筑时所产生的侧压力，维持模板自身稳定及混凝土结构物形体尺寸的模板，支立模板时不需要另外的加固措施。具有模板面积大，操作简单、迅速等特点，拆模后的混凝土结构物表面光洁，是一种理想的墙体模板体系，具有十分广阔的应用前景。

在同等混凝土施工条件下，采用此种悬臂模板施工工法浇筑的混凝土结构物与采用组合钢模板浇筑的混凝土结构表面相比较，具有混凝土表面平整度高、光滑无错台、支模速度快、施工投入少等优点，使混凝土施工工序达到优质高效，在混凝土结构物“外光内实”的质量前提下，进一步提高了混凝土外观质量，具有较好的经济效益和良好的社会效益。

2 工法特点

2.1 施工特点

a．模板依靠预埋件及支架抵抗混凝土浇筑时所产生的侧压力，以维持模板自身稳定及混凝土结构物形体尺寸，支立模板时不需要另外的加固措施。

b．模板各处构件均由销子连接，安装、拆除方便，提高了支、拆模的效率及支模质量。

c．悬臂模板中可以组成上、中、下三层带有护栏的施工平台，使工作人员在施工作业中的安全有了保障。

d．模板板面大，需借助起重设备吊装就位，依靠模板支撑构件进行人工调校，支立速度快、精度高。

e．在保证了混凝土“外光内实”的基础上达到了清水混凝土标准，减少或避免了进行后期修补，达到了免装修效果。

2.2 混凝土成型质量特点

a．采用悬臂模板施工后的混凝土结构物全高立面垂直度良好，并将偏差控制在最小。

b．混凝土表面平整光洁，不产生错台挂帘现象，杜绝了蜂窝麻面现象，减少了表面气泡。

c．与采用普通模板支模相比，大大降低了结构物表面缺陷处理工作量，使混凝土外观质量达到了清水混凝土的标准。

2.3 经济特点

a．减少模板拉条用量，节约资金投入。

b．提高工作效率。

c．减少辅助工序，节约材料投入，提高施工进度。

3 适用范围

本工法适用于建筑物中对外观质量要求较高的水工混凝土工程，也适用于工民建、桥墩、闸墩、混凝土挡墙、隧道直边墙、地下厂房边墙混凝土衬砌等结构的模板施工。

4 工艺原理

采用悬臂模板施工提高混凝土质量，其支模、拆模及模板维护要求均较高，工艺原理如下：

a．根据设计图纸，对不同部位的结构混凝土进行模板设计，模板均采用大模板，其面板采用高质量的维萨板(又名“WISA”板)，保证面板强度、弹性、韧性、耐磨性及加工精度，保证表面光洁、无明显模板接缝痕迹。

b．通过试配，选取最优配合比，所选混凝土拌和物的原材料均要满足规范及设计要求。

c．施工过程中控制混凝土的和易性及入仓坍落度、浇筑层厚、混凝土含气量、复振时间等的仓面工艺来保证混凝土内气泡的排出，以保证混凝土表面的光洁平整度。

d．混凝土浇筑完后，采取洒水等措施进行混凝土养护。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

悬臂模板混凝土浇筑的施工工艺流程与传统混凝土施工流程基本一致。其不同点在于减少了模板拉条的用量。详见图1。

图1 悬壁模板混凝土施工工艺

5.2 操作要点

5.2.1 施工准备

5.2.1.1 人员及设备进场

根据进度计划，提前安排人员及设备进场，在项目开工前，相应的工种人员、混凝土运输及浇筑设备必须按时到场。

5.2.1.2 模板设计及制作

混凝土的浇筑对模板要求很高，根据混凝土结构物形状有针对性地设计模板，并在加工厂加工制作成型，并保证模板的加工质量。模板加工完成后，运至现场利用吊车配合人工进行支立。

5.2.1.3 原材料及配合比的准备

a．原材料。根据规范及设计要求，对进场原材料及时进行检验。

b．配合比。混凝土采用的粗细骨料级配较好，粉煤灰质量优良，外加剂性能稳定，使混凝土拌和物满足设计要求，且拌和物的坍落度、含气量、凝结时间等各项性能也很容易保持稳定，混凝土的力学性能、耐久性和热学性能均满足设计指标及国家标准、水电行业标准的要求，为保证混凝土施工质量打下了坚实的基础。

5.2.1.4 基面处理及第一层准备

在混凝土浇筑前要保证基础面无欠挖，并将基础面冲洗干净，确保混凝土与基岩接触良好。然后根据现场实际情况进行基础找平，并开始进行第一层混凝土浇筑前的准备工作，做好第一层三角架支立固定的预埋件。

5.2.2 悬臂模板施工

5.2.2.1 悬臂模板组成

悬臂模板主要由面板、主背楞、可调斜撑(即花篮螺杆)、主梁三角架、吊平台、挑架等主要部件组成，如图2所示。

图2 悬壁模板组成

悬臂模板的面板采用高密度木制维萨板，该模板表面光滑、平整，且模板表面有抗磨层，具有较高的强度;主背楞为钢件，是用来连接模板、主梁三角架和可调斜撑的主要构件，其上设有托板，可调节模板使其上下移动;可调斜撑(即花篮螺杆)用来调节模板的倾斜度;主梁三角架主要承受混凝土对模板的侧压力以及作为连接吊平台，其前端设有微调装置，用来调节模板水平移动;吊平台主要用于处理预埋螺栓孔以及混凝土表面的缺陷;挑架主要是操作人员的施工平台。

5.2.2.2 模板施工

钢筋及模板安装前需测量放线，给出各边各角的控制点，以保证钢筋绑扎及模板支立的精度。

a．第一层施工。在悬臂模板施工前，先在其结构基础层上按40cm间距预埋地脚螺栓，待混凝土达到一定强度后，将底梁用［10槽钢和D20螺栓连接加固好后(见图3)，再将主背楞与底梁连接好，并做好防护工作;支模前，根据测量人员放出的点，返出混凝边线，并用墨斗在混凝土面上弹出边线;模板由吊车吊起后，在模板的底部粘贴双面胶条用来防止混凝土漏浆，当模板按边线调整好后，用卡扣件将模板与主背楞连接好，调节可调斜撑，使模板垂直。

模板校调好后，通过在面板上预先钻设完的孔，将预埋件、爬锥螺栓固定在模板面上，由于爬锥属于可重复利用的构件，要在爬锥的锥面上涂抹几层黄干油以方便取出，注意在涂抹时，不要污染到钢筋和混凝土面上，预埋件施工如图4所示。挑架安装完后，用马道板将挑架连接成整体形成工作平台，同时在外侧栏杆上挂安全网。

b．第二层施工。第一层混凝土浇筑完毕，待混凝土达到一定强度后，模板进入第一次爬升(即第二层混凝土模板支立阶段)施工。

c．模板的拆除。首先将挑架上的工作平台、安全网以及连接两个模板的芯带逐一拆除，然后将模板上的受力螺栓拆除;转动可调斜撑，使模板上口逐渐脱离混凝土面。

为防止拆模过程中发生模板滑落的现象，在拆除前先用钢丝绳将模板挂在吊钩上，然后将连接模板的卡扣件一一拆除;模板在吊运时，由专人指挥，吊运前所有施工人员暂时离开该部位;拆除后的模板放在平整的场地上，叠放时加方木铺垫以防止因模板面滑伤和受力不均而造成变形。

d．模板的爬升。第一次爬升时将先前拆下的受力螺栓安装在预埋混凝土内的爬锥上，并与混凝土面保持2.5～3cm的距离，以方便爬件挂设。爬件以两个为一组进行挂设，在挂设过程中保持爬件平稳。在吊装模板前，先将模板表面的杂物清理干净，由于模板为木制材料，在清理进程中严禁用尖锐物，以免划伤模板表面，在清理完后的模板面上涂刷一层脱模剂。为避免新老混凝土接缝部位跑浆，在吊装模板前先将双面胶条粘贴在混凝土面上，当模板与主背楞固定好后，通过可调斜撑(即花篮螺杆)调整模板的垂直度，通过微调装置将模板下沿与老混凝土表面顶紧，确保不漏浆，不错台(见图5)。

图3 底梁连接

图4 预埋件施工

第二次爬升与第一次爬升的操作步骤相同，在模板校调完后，在爬架下安装吊平台(见图6)，以便拆除可周转的爬锥以备使用，又可以处理混凝土表面的一些缺陷。至此，悬臂模板进入了正常的施工循环状态。

图5 第一次爬升操作

图6 第二次爬升操作

e．悬臂模板施工的注意事项：

ⓐ混凝土入仓时不要太靠近模板，避免下料过程中的冲击力使模板产生不均匀变形;

ⓑ在振捣过程中，振捣器与模板要保持一定距离，避免振捣器与模板表面接触而损坏板面;

ⓒ施工中在调整可调斜撑时，一定注意旋转方向，避免造成模板的倾斜。

5.2.2.3 混凝土养护

混凝土浇筑结束后要按相关规范要求及时进行洒水养护。高温季节采用花管喷淋养护，养护时间为28天。低温季节采取覆盖保温被等措施进行保温。

6 材料与设备

混凝土原材料与普通模板施工时相同，满足相关规范要求即可。模板采用维萨板，每次施工时必须用刮刀将维萨板表面清理干净，并涂刷脱模剂。

混凝土运输采用混凝土搅拌运输车，混凝土入仓采用混凝土泵或起重设备吊罐，混凝土大模板的支立采用吊车或塔机配合人工完成。

7 质量控制

7.1 管理措施

a．建立混凝土浇筑质量保证体系，确定混凝土施工过程中的重点控制工序，不留质量死角，落实各工序施工责任人，做好工序管理工作。

b．浇筑混凝土前，首先组织相关人员按施工组织设计制定的混凝土施工工艺、施工方法、技术控制要点等向作业班主进行技术交底。

c．落实混凝土的供应、混凝土浇筑振捣工艺、模板支立拆除和拌和站配料施工工艺的过程控制以保证施工质量。

7.2 技术措施

a．模板支立前，做好测量放线工作，上下层交接部位做好防漏浆处理措施，模板支立时，相邻两块模板并缝采用相关措施进行处理，防止出现错台及漏浆。

b．模板拆模时，要注意对板面的保护，防止发生碰撞损伤模板表面，并做好模板表面的处理保养工作，为下次支模做好准备。

c．模板支立、拆除时要严格按技术交底的要求进行正序施工，杜绝由于乱序施工对模板造成的损伤。

d．混凝土浇筑时，根据混凝土级配、结构部位分别配用手持式硬轴振捣棒或软轴振捣棒，局部位置配用附着式振捣器，以确保混凝土振捣密实。模板附近，必要时进行复振，以减少水气泡，提高混凝土表面质量。

8 安全措施

a．配备安全防护设施，仓面设置安全通道和安全围栏，模板挂设安全作业平台，高空部位挂设安全网，随仓位上升搭设交通梯，操作人员佩带安全绳和安全带，施工脚手架和操作平台搭设牢固，防止安全事故发生。

b．施工中存在空间交叉作业时，设专职人员做好现场协调工作，防止给空间交叉作业留下安全隐患。

c．项目部成立安全管理小组，针对本工程安全重点由技术部编制安全技术措施指导现场生产，加强施工现场安全管理工作，科学组织施工，确保施工安全。

9 环保措施

a．施工安排得当，做到交通、水、电畅通，不发生切断和阻塞现场交通的情况，不发生堵塞施工现场排水的现象。

b．用行之有效的手段减少施工现场的噪音、粉尘，加强施工道路的养护。

10 效益分析

10.1 经济效益

采用悬臂模板施工工法浇筑水工混凝土与传统混凝土施工工法相比，解决了传统混凝土施工中的模板底部漏浆、混凝土面模板拼缝明显、混凝土错台、混凝土表面起砂、起皱、混凝土表面存在气泡，混凝土表面颜色不一致、无光泽，预埋件不平、歪斜、内陷、对拉螺栓孔周围漏浆等一些质量通病，保证了混凝土外光内实，达到了清水混凝土标准。减少或避免了进行后期修补，并以其“施工方便，工艺新颖”加快了工程的施工进度，保证了工期，提高了施工工效，降低了施工难度，提高了模板使用率，减少了材料浪费，节约了人工费，创造了良好的经济效益。

10.2 社会效益

采用悬臂模板施工工法浇筑混凝土在水工建筑施工中是一次大胆尝试，它在不附加任何条件的前提下，将混凝土的外观质量提高到了一个免装修的层次。当前，水工建筑物对混凝土除有性能要求外还有外观的要求，如清水混凝土、镜面混凝土等。因此采用悬臂模板施工工法浇筑混凝土是迎合这一市场需要。随着采用悬臂模板在各种混凝土施工中的尝试及取得成功，其施工技术日益成熟，并在其基础上衍生出利用模板板面内贴PVC板浇筑镜面混凝土的施工工艺，使混凝土外观质量又上了一个层次，可在有免装修要求或外观质量要求较高的混凝土施工中使用。