塑鋼模板在城市綜合管廊施工中的應(yīng)用

胡 平

(北京京投交通發(fā)展有限公司，北京 102606)

1 工程概況

北京新機場高速公路地下綜合管廊(南五環(huán)-新機場)工程一期某標段首開段為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，標段全長5.08 km，首開段500 m；管廊斷面為三倉結(jié)構(gòu)，如圖1所示，即電力倉+水信倉+燃氣倉，標準矩形斷面尺寸9.7 m×3.8 m，頂板厚度0.4 m，綜合管廊按變形縫劃分20個流水作業(yè)面，標準流水段長度25 m，埋深5～7 m，采用明挖法施工。

圖1 綜合管廊標準斷面圖(單位：mm)

北京新機場高速公路地下綜合管廊工期緊、質(zhì)量要求高、成本控制嚴,所以對現(xiàn)澆混凝土模板的選擇是工程進度、質(zhì)量、成本控制的關(guān)鍵。

2 模板選擇

目前現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)常用模板主要有木模板、組合鋼模板、塑鋼模板。在綜合管廊現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工模板選定前，對木模板、組合鋼模板、塑鋼模板使用性能進行對比[1,2]，見表1。

表1 模板使用性能對比

根據(jù)上述3種模板的對比，同時結(jié)合新機場高速公路綜合管廊工期、成本及質(zhì)量等因素，最終選擇在首開段試驗性的使用塑鋼模板；同時將首開段塑鋼模板與相鄰標段木模板和組合鋼模板進行質(zhì)量、經(jīng)濟、環(huán)保效果對比分析，為全標段推廣使用塑鋼模板提供支撐性的依據(jù)。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 工藝流程

模板設(shè)計→模板檢查及試拼裝→測量放線→底板及導墻模板安裝→墻體模板安裝→支設(shè)斜撐→搭設(shè)支撐架→頂板模板安裝→伸縮縫模板安裝→模板拆除[3]。

3.2 施工技術(shù)要點

3.2.1 模板設(shè)計

模板采用易安特新型建材模板[4,5]，根據(jù)管廊結(jié)構(gòu)尺寸及預(yù)留預(yù)埋件位置，同時考慮定型模板特殊板塊的使用率、固定模板對穿螺栓的間距，按尺寸配備出滿足施工要求最為便捷、經(jīng)濟的模板方案并編號，這樣在后續(xù)流水作業(yè)周轉(zhuǎn)中，專模專用，方便施工。

3.2.2 模板檢查及試拼裝

模板安裝前對進場模板進行質(zhì)量檢查，確保質(zhì)量合格。

進場樣板需試拼，根據(jù)試拼裝發(fā)現(xiàn)的問題，優(yōu)化拼裝配模圖，解決結(jié)構(gòu)特殊部位的模板配圖，繪制模板拼裝圖紙。施工時發(fā)放模板拼裝圖紙并交底，要求作業(yè)人員嚴格按配模圖中的模板編號進行拼裝。

3.2.3 測量放線

在基坑兩側(cè)布置控制點，放線時，將其引測到基坑內(nèi)，在基坑兩側(cè)彈出標高線，作為水平構(gòu)件模板安裝控制線；豎向構(gòu)件模板安裝前在底板墊層上彈出模板內(nèi)線以及外側(cè)控制線；安裝前三線需到位，以便于塑鋼模板的安裝和校正；水平構(gòu)件施工時，在豎向甩出的鋼筋上用紅油漆標出標高控制點。

3.2.4 底板及導墻模板安裝

安裝內(nèi)外側(cè)模板時，模板加固采用主楞雙拼φ48鋼管2道，外側(cè)第一道對撐加固，間距900 mm加固；使用M14止水螺桿，間距600 mm對拉加固；底板及側(cè)墻模板支撐加固，如圖2所示。

圖2 底板及側(cè)墻模板支撐加固

3.2.5 側(cè)墻及頂板模板安裝

(1)根據(jù)配模圖紙進行側(cè)墻模板拼裝。

(2)模板安裝后進行墻體校直。

(3)側(cè)墻模板加固。采用橫向雙拼φ48鋼管，間距600 mm布置(底部混凝土側(cè)壓力較大，在300 mm位置加密1道)；每間隔3 m布置一道豎向雙拼φ48校直鋼管。原底板第一道焊接在主筋上的止水螺桿不予拆除，用于側(cè)墻模板加固。采用M14止水螺桿，間距600 mm×600 mm進行加固。

(4)頂板模板安裝。主體結(jié)構(gòu)頂板采用滿堂盤扣式鋼管腳手架腳，搭設(shè)要求：立桿間距900 mm×900 mm，橫桿步距1 500 mm；頂托上設(shè)縱向單拼12#工字鋼(支撐主龍骨)，間距900 mm；模板底主龍骨頂設(shè)橫向單拼50 mm×50 mm×2.5 mm方鋼管(次龍骨)，間距400 mm。所需材料用吊車布放。

(5)水信倉后拆帶設(shè)置。水信倉在安裝支架時在中心軸線設(shè)置一排獨立支撐，沿管廊縱深方向間距900 mm布置，且支撐在次龍骨方鋼上作為晚拆帶。

(6)微調(diào)墻體垂直度與頂板平整度。

側(cè)墻及頂板模板的支撐加固方案如圖3所示。

圖3 側(cè)墻及頂板模板支撐加固

3.2.6 模板拆除

(1)模板拆除前，混凝土強度必須達到設(shè)計要求，并經(jīng)申報批準后才能進行，應(yīng)先拆除非承重模板，后拆除承重模板。拆模順序為先拆底部反高模板和墻體模板(以混凝土強度達到不損壞構(gòu)件棱角為原則，一般超過12 h可拆模)，最后拆頂板(待強度達到75%以上時方可拆模)。

(2)對于水信倉頂板早拆部分，只有在頂板混凝土強度達到50%以上方可進行拆除，須把滿堂架拆除成左右2個單元，拆除頂板主次龍骨及滿堂架上方的頂板模板，而獨立支撐及上方的后拆帶模板則不拆除。左右單元支架以10m為一單元，分別抬升離地后安裝可調(diào)節(jié)腳輪，然后將支架整體移動至下一施工段進行施工。

(3)對于電力倉和燃氣倉，只有在頂板混凝土強度達到75%以上方可進行拆除，支架以10m為一單元，分別抬升離地后安裝可調(diào)節(jié)腳輪，然后將支架整體移動至下一施工段進行施工。

(4)拆模時必須設(shè)警戒區(qū)，并派人監(jiān)護。拆模必須拆除干凈，不得留有懸空模板。拆下的模板要及時清理并涂刷脫模劑以備周轉(zhuǎn)，按規(guī)格堆放整齊，不得亂拋亂扔。

4 塑鋼模板混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量

4.1 實施效果

對首開段現(xiàn)澆混凝土平整度、垂直度、截面尺寸進行實體檢測，均滿足質(zhì)量規(guī)范要求[6]，見表2。

表2 現(xiàn)場墻體實測值

4.2 質(zhì)量對比

將首開段采用塑鋼模板與其他標段使用木模板、鋼模板的混凝土質(zhì)量進行對比，見表3。

表3 不同模板混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量對比

通過表2、表3可知，三種模板在保證現(xiàn)澆混凝土質(zhì)量的同時，使用塑鋼模板的混凝土外觀質(zhì)量要優(yōu)于木模板、組合鋼模板。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟效益

通過統(tǒng)計模板的價格及周轉(zhuǎn)情況形成模板綜合單價并對比分析，結(jié)果見表4。

表4 周轉(zhuǎn)使用經(jīng)濟效益對比

以標準流水段(長25 m，模板總面積852.5 m2)為例，根據(jù)目前勞動力市場價格(大工320元/工日，中工220元/工日，小工160元/工日)，計算得到標準流水段使用不同模板人工工效并對比，結(jié)果見表5。

表5 不同模板使用人工工效對比

通過表4、表5可知，塑鋼模板的材料和人工按每平米攤銷均要低于其他模板，只是塑鋼模板初期購置費用要略高，在能保證工程安全、質(zhì)量、進度的情況下，應(yīng)該優(yōu)先選用塑鋼模板。

5.2 環(huán)保效益

塑鋼模板的生產(chǎn)完全脫離了木材，而且使用塑鋼模板時，施工現(xiàn)場干凈整潔，建筑垃圾少，不產(chǎn)生廢料與污染物，綠色環(huán)保可循環(huán)使用，符合國家“以塑代鋼、以塑代木”政策導向，塑鋼模板是建筑行業(yè)未來模板發(fā)展的方向[1,7]。

6 塑鋼模板使用中存在的問題及建議

6.1 強度和剛度較小

相比組合鋼模板而言，塑鋼模板強度和剛度較小，容易引起彎曲，當前綜合管廊結(jié)構(gòu)尺寸跨度較小，頂板結(jié)構(gòu)厚度較薄，承載較小，通過控制調(diào)整支架體系內(nèi)腳手架間距，即能滿足混凝土澆筑成型施工要求。若是大跨度結(jié)構(gòu)或墻柱施工時，則需要研發(fā)新塑鋼模板的配方，以提高塑鋼模板的強度性能[7]。

6.2 阻燃性和耐高溫性能差

混凝土鋼筋焊接時焊渣溫度較高，落在塑鋼模板上易燙壞板面，從而影響混凝土成型的表觀質(zhì)量，同時易引起塑鋼模板著火，存在現(xiàn)場施工安全隱患。因此，為了解決塑鋼模板使用時的消防安全隱患，可采取兩種措施，一是在塑鋼模板生產(chǎn)過程中加入阻燃劑提高塑鋼模板的阻燃性；二是焊接施工時在模板上灑水或者鋪絕燃材料以防止焊渣灼傷模板或引燃模板[8]。

6.3 熱脹冷縮系數(shù)大

塑鋼模板的熱脹冷縮系數(shù)受氣溫影響較大，該段管廊施工時間主要為5至10月份，夏季晝夜溫差較大，塑鋼模板中間部位在溫度升高后將發(fā)生起拱，因此施工時要注意模板鋪設(shè)時的氣溫，并在板縫隙加封海綿膠條，這樣既可以做到消除模板縫隙，保證混凝土不漏漿，又可解決高溫時起拱的問題。

7 結(jié)束語

北京新機場高速公路地下綜合管廊工程在某標段首開段試驗性地應(yīng)用了塑鋼模板，本研究從質(zhì)量、經(jīng)濟、環(huán)保效果等方面將塑鋼模板與木模板、組合鋼模板進行對比分析，得出塑鋼模板施工安裝簡易、效率高，可有效降低模板工程的工作量，加快施工進度，同時有利于混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制，綠色環(huán)保，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。本研究也指出了塑鋼模板在使用過程中存在的問題及解決建議，為今后其他同類工程的模板選型提供了借鑒。