淺談模板技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用

陳曉東

（福建省永同達(dá)建筑工程有限公司）

淺談模板技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用

陳曉東

（福建省永同達(dá)建筑工程有限公司）

近年來，我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，我國的建筑物形式也朝著高層甚至超高層方向發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)也逐漸摒棄以往的磚混結(jié)構(gòu)，朝著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，并且現(xiàn)今對建筑的施工質(zhì)量也提出了更高的要求。模板技術(shù)一方面可以降低施工成本，另一方面也可以提高施工的效率以及安全性，因而，在房建施工中的運用越來越廣泛。本文結(jié)合工程實例，主要針對模板技術(shù)在某休息大樓工程施工中的應(yīng)用進行了闡述，供同行參考。

模板技術(shù)；計算；質(zhì)量控制

1　工程概況

某信息中心大樓工程總建筑面積為91263m2，現(xiàn)澆鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)，地下一層為車庫，地上一層為店面，2～14層為辦公及配套。地上為二類高層辦公樓，耐火等級二級。建筑總高度49.9m，建筑面積18553m2，其中地下部分1240m2，地上部分17313m2。

2　模板計算

2.1墻模板計算

墻模板有兩層龍骨（木楞或鋼楞）構(gòu)成其背部支撐：次龍骨直接支撐模板，也稱內(nèi)龍骨；主龍骨用以支撐內(nèi)層龍骨，也稱外龍骨。組裝墻體模板時，通過穿墻螺栓將墻體兩側(cè)模板拉結(jié)，每個穿墻螺栓成為主龍骨的支點。

根據(jù)規(guī)范，當(dāng)采用容量小于0.2m3的運輸器具時，傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.00kN/m2。

圖1　墻模板設(shè)計簡圖

2.1.1墻模板荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算

當(dāng)新澆筑的混凝土作用于模板時，依據(jù)《施工手冊》，其最大側(cè)壓力是按照下列公式計算所得到的較小值：

式中：γ——代表混凝土的重力密度，一般為24.000kN/m3；

t——代表新澆筑混凝土的初凝時間，依據(jù)現(xiàn)場實際值取值，當(dāng)輸入0時，系統(tǒng)按200/（T+15）計算，得到t為5.714h；

F——代表混凝土入模所需溫度，一般取20.000℃；

V——代表混凝土澆筑的速度，一般為2.500m/h；

H——模板計算高度，取值為8.800m；

β1——外加劑影響修正系數(shù)，取值為1.000；

β2——混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取值為1.000。

依據(jù)上述兩個公式計算可知，新澆筑混凝土作用于模板時的最大側(cè)壓力F。

分別為47.705kN/m2、211.200kN/m2，所以選取47.705kN/m2作為本工程計算荷載。

計算中，利用新澆筑的混凝土側(cè)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值為：F1= 47.705kN/m2。

混凝土傾倒時產(chǎn)生荷載，其標(biāo)準(zhǔn)值為：F2=2.000kN/m2。

2.1.2墻模板面板的計算

對于墻模板面板來講，作為一種受彎結(jié)構(gòu)，需要檢測其抗彎的撓度和強度。按規(guī)范規(guī)定，抗彎強度的計算主要考慮新澆筑混凝土的側(cè)壓力以及混凝土傾倒時產(chǎn)生的荷載；抗彎撓度的計算只需要考慮新澆筑混凝土的側(cè)壓力即可。計算需要遵循的原則為：龍骨間距以及模板面的大小，依據(jù)支撐內(nèi)楞的三跨連續(xù)梁進行計算。

圖2　面板計算簡圖

（1）抗彎強度驗算

跨中彎矩的計算公式如下：

M=0.1ql2

式中：M——代表面板的最大彎距（N·mm）；

l——計算跨度（內(nèi)楞間距）：l=300.0mm；

q——代表作用于模板上側(cè)壓力的線荷載，包括新澆筑混凝土以及傾倒混凝土的側(cè)壓力的設(shè)計值兩部分：

對于新澆筑混凝土來講，其側(cè)壓力設(shè)計值q1：1.2×47.71× 0.50×0.90=25.761kN/m，其中0.90為按《施工手冊》取的臨時結(jié)構(gòu)折減系數(shù)。

對于混凝土傾倒是，其側(cè)壓力設(shè)計值q2：1.4×2.00×0.50× 0.90=1.260kN/m

q=q1+q2=25.761+1.260=27.021kN/m

所以面板的最大彎距：M=0.1×27.021×300.0×300.0=2.43× 105N·mm

面板抗彎強度的驗算公式如下所示：

式中：σ——面板所承受的應(yīng)力（N/mm2）；

M——面板計算所得的最大彎距（N·mm）；

W——面板截面部分的抵抗矩，其計算公式如下：

b為面板截面的寬度；h為面板截面的厚度。

W=500×18.0×18.0/6=2.70×104mm3

f——面板截面的抗彎強度設(shè)計值（N/mm2），其值一般取13.000N/mm2

面板截面部分的最大應(yīng)力計算值：

σ=M/W=2.43×105/2.70×104=9.007N/mm2

即對于面板截面來講，其最大應(yīng)力計算值σ=9.007N/mm2小于抗彎強度設(shè)計值[f]=13.000N/mm2，所以滿足要求。

（2）抗剪強度驗算

抗剪強度計算公式如下：

V=0.6ql

式中：V——面板計算所得的最大剪力（N）；

l——計算跨度（豎楞間距）：l=300.0mm；

q——作用在模板上的側(cè)壓力線荷載，它包括：

新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計值q1：

1.2×47.71×0.50×0.90=25.761kN/m

傾倒混凝土側(cè)壓力設(shè)計值q2：

1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m

q=q1+q2=25.761+1.260=27.021kN/m

面板的最大剪力：

V=0.6×27.021×300.0=4863.726N

截面抗剪強度滿足需求的公式如下：

式中：τ——面板截面的最大受剪應(yīng)力（N/mm2）；

V——面板計算得到的最大剪力（N）：V=4863.726N；

b——構(gòu)件截面的寬度（mm）：b=500mm；

hn——面板的厚度（mm）：hn=18.0mm；

fv——面板抗剪強度設(shè)計值（N/mm2）：fv=13.000N/mm2。

面板截面的最大受剪應(yīng)力計算值：

T=3×4863.726/（2×500×18.0）=0.811N/mm2

面板截面抗剪強度設(shè)計值：

[fv]=1.500N/mm2

對于面板截面的最大受剪應(yīng)力，其計算值T=0.811N/mm2小于抗剪強度的設(shè)計值[T]=1.500N/mm2，滿足要求。

（3）撓度驗算

根據(jù)規(guī)范，剛度驗算采用標(biāo)準(zhǔn)荷載，同時不考慮振動荷載作用。

撓度計算公式如下：

式中：q——作用在模板上的側(cè)壓力線荷載：q=47.71×0.50= 23.85N/mm；

l——計算跨度（內(nèi)楞間距）：l=300.00mm；

E——面板的彈性模量：E=9500.00N/mm2；

I——面板的截面慣性矩：I=50.00×1.80×1.80×1.80/12= 24.30cm4；

面板的最大允許撓度值：[ω]=1.200mm；

面板的最大撓度計算值：ω=0.677×23.85×300.004/（100× 9500.00×2.43×105）=0.567mm。

面板的最大撓度計算值：ω=0.567mm小于等于面板的最大允許撓度值[ω]=1.200mm，滿足要求。

2.2模板高支撐架計算書

因本工程梁支架高度大于4m，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)建議，如果僅按規(guī)范計算，架體安全性仍不能得到完全保證。為此計算中還參考了《施工技術(shù)》2002（3）：《扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計和使用安全》中的部分內(nèi)容。

圖3　樓板支撐架荷載計算單元

模板支撐方木的計算：

支撐方木的計算時按照簡支梁來講的，其慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：

W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4

圖4　方木楞計算簡圖

3　模板技術(shù)的施工注意事項

在混凝土的結(jié)構(gòu)施工過程中，為了提高混凝土結(jié)構(gòu)施工的安全，保證施工效率，縮短施工時間，節(jié)約成本，在具體施工過程中，模板技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)遵循以下四個方面的要求：

（1）要明確了解混凝土構(gòu)件的尺寸及位置，主要了解混凝土構(gòu)件的形狀、截面尺寸、平面標(biāo)高以及位置等，使其符合設(shè)計需求。

（2）保證混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度。對于模板來說，由于本身能夠承受澆筑混凝土自身的重力、側(cè)壓力和施工負(fù)荷等作用，所以，當(dāng)混凝土進行振搗、養(yǎng)護或者是澆筑時，不會破壞混凝土結(jié)構(gòu)的平衡；當(dāng)進行塑形時，也不會產(chǎn)生較多的變形，產(chǎn)生超載；另外，也可以防止，當(dāng)結(jié)構(gòu)向機動體系轉(zhuǎn)變時，混凝土結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。

（3）結(jié)構(gòu)簡單、易于操作?；炷两Y(jié)構(gòu)的構(gòu)造必須滿足鋼筋安裝、綁扎的要求以及混凝土澆筑、養(yǎng)護的基本需求。對于構(gòu)造來講，由于受力明確，且結(jié)構(gòu)簡單，因此，易于集中制造，使得模板滿足機械化、制造工廠化的特點，從而節(jié)省原材料，降低成本。另外，操作簡單，易于縮短施工周期，提高工作效率，降低勞動強度。

（4）模板必須嚴(yán)密接縫。如果接縫不嚴(yán)密，有可能產(chǎn)生滲漏等現(xiàn)象，使得結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量下降。所以，必須進行可靠安全的處理，使其不漏漿。譬如，可以采用塑料布、釘油氈或是薄鐵片等，處理模板。

4　模板支設(shè)和澆筑

在具體施工過程中，模板和元件安裝位置不可避免的會產(chǎn)生偏差，但偏差必須控制在一定的范圍內(nèi)。搭設(shè)模板時，必須嚴(yán)格依照設(shè)計圖施工。對于梁下地基土來講，必須能夠承受建筑物自身重力以及施工中產(chǎn)生的各種作用力，預(yù)防在支設(shè)期間，由于地基下沉，破壞建筑物穩(wěn)固性。依照房建施工的特點，模板支設(shè)一般包括以下幾部分：基礎(chǔ)、墻體、支柱、電梯井筒、框架梁和板、門窗洞口、后澆帶、環(huán)梁、斜柱清水、看臺斜梁、樓板預(yù)留洞等模板。當(dāng)進行基礎(chǔ)模板支設(shè)時，承臺可利用鋼模板，承臺的橫豎背肋以及斜支撐可采用方木，基礎(chǔ)梁模板則利用組合鋼模板；當(dāng)進行電梯井筒內(nèi)側(cè)模板支設(shè)時，可采用集中操作式的、由操作機構(gòu)、角模、平模、跟進平臺組成的全鋼的電梯井筒模，井筒外側(cè)則可使用木模板，即主龍骨為鋼管，次龍骨為方木。若要進一步提高電梯井筒外側(cè)的模板剛度，一般在電梯井墻孔中放置合適直徑的對拉螺栓對跟進平臺、電梯井筒進行支撐。在具體的支設(shè)中，還要注意：梁根部和墻下口的位置應(yīng)至少預(yù)留2個清掃口，當(dāng)雜物等廢棄物清掃干凈再進行封口；在支設(shè)時，應(yīng)盡量預(yù)防表面裂紋或碰撞，若發(fā)現(xiàn)模板出現(xiàn)裂紋或碰撞的痕跡，應(yīng)立即采取措施，進行補救，模板之間應(yīng)細(xì)致打磨，緊密銜接，防止產(chǎn)生空隙；模板應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)序號和設(shè)計圖安裝，依據(jù)墻位線布置，然后進行模板尺寸，平面標(biāo)高，豎直厚度的檢查，判斷其是否達(dá)標(biāo)，同時將其偏差控制在所需范圍；完成安裝，應(yīng)保證底模和側(cè)模之間的局部最大裂縫小于1mm，所有的0.8～1mm裂縫，長度之和應(yīng)小于每邊總長度的25%；然后對板面進行檢查，判斷其是否平整，相鄰模板的高差是否滿足要求，一般來說，板面的平整度和相鄰模板的高差小于2mm為合格，對于每個模板的垂直度應(yīng)小于3mm。當(dāng)混凝土澆筑時，一般采用持續(xù)的朝模板灑水方法，使得模板表面保持濕潤，注意，預(yù)防灑水過多，使水進入模板內(nèi)部。對于混凝土澆筑、振搗以及運輸所采用的工具來講，應(yīng)合理選擇，嚴(yán)格把關(guān)，在澆筑和振搗過程中，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和要求執(zhí)行。為了避免澆筑過程中，出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，要依據(jù)工程的具體情況加海綿條于模板底部，海綿條的寬大約為4cm左右，同時派遣專業(yè)人士，進行實施監(jiān)測，以防出現(xiàn)跑模。

5　模板拆除

（1）模板的拆除日期，取決于混凝土硬化的強度，依據(jù)同條件下，養(yǎng)護拆模試塊抗壓強度不同進行判定。模板進行拆除時，必須符合規(guī)定的拆模構(gòu)件強度，必須征求施工人員同意，才能實施模板拆除。

（2）柱、墻模板的拆除原則：不粘膜；不缺楞掉角；必須有足夠的強度。拆模早，一方面可增強模板的周轉(zhuǎn)率，另一方面也可為其他工作創(chuàng)造條件，但拆除必須依據(jù)科學(xué)，不能隨意進行。

（3）杜絕用力過猛過急的拆除。對于拆下來的模板，應(yīng)該及時搬。拆除梁底板時應(yīng)遵循先中間后兩邊的原則。拆模順序：先拆后支、非承重部分，后拆后支、承重部分。對于復(fù)雜的模板進行拆除時，要提前制定拆除方案，依據(jù)方案實施。

（4）拆除后應(yīng)逐塊傳遞，不能拋擲，不能堆在作業(yè)層或者是腳手架上。拆下后先清理、整修，在此基礎(chǔ)上涂刷脫模劑。并依據(jù)規(guī)格、型號進行分類堆放，以方便后續(xù)使用。

（5）模板拆除底模及支架時混凝土強度應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1　

6　結(jié)論

綜上所述，模板技術(shù)是一種具有綜合性強、收益高的應(yīng)用技術(shù)，有利于提高施工效率、確保施工質(zhì)量以及降低施工成本。因此，在房建施工過程中，要根據(jù)工程的實際情況選擇適宜的模板體系，進而有力的保障施工質(zhì)量、加快施工進度、實現(xiàn)經(jīng)濟利益的最大化。

[1]趙亞楠，董晶.模板技術(shù)在內(nèi)容管理系統(tǒng)中的應(yīng)用與實現(xiàn)[J].計算機工程與設(shè)計，2012，33（10）：3848～3852，3857.

[2]南軼，李先國.模板技術(shù)在內(nèi)容管理系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[J].微電子學(xué)與計算機，2012，29（6）：180～184.

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TU755.2

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2015-3-20