混凝土圓柱定型化木模板施工技術(shù)

徐均紀(jì)，黃 志，趙 斌

（廣西建工集團(tuán)第一建筑工程有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530001）

混凝土圓柱常采用鋼模板和玻璃鋼模板進(jìn)行加固，但鋼模板重量大，施工時(shí)需要起重機(jī)械配合施工，玻璃鋼模板成本較高，在周轉(zhuǎn)次數(shù)不多的情況下不經(jīng)濟(jì)。定型化圓柱木模板由兩片、三片或多片圓弧形木模板組合拼裝而成，安拆方便、拼縫少，混凝土成型后表面光滑，可達(dá)到清水混凝土的效果，在施工中更經(jīng)濟(jì)、便捷，同時(shí)有較高的模板強(qiáng)度和較好的可周轉(zhuǎn)性。模板安裝過程中采用鋼帶進(jìn)行局部穩(wěn)定性加固，結(jié)合模板支撐體系對(duì)圓柱模板進(jìn)行整體穩(wěn)定性加固，保證了施工的質(zhì)量和安全。

1 工程概況

百色市體育中心二期項(xiàng)目位于百色市右江區(qū)，項(xiàng)目包括體育訓(xùn)練中心、體育館、游泳館、訓(xùn)練館、配套用房、室外總平等6個(gè)子項(xiàng)，總建筑面積為99681m2。其中體育館和游泳館地上3層、局部地下1層，建筑高度分別為38m和37m，兩場館主體均采用框架結(jié)構(gòu)和鋼管桁架結(jié)構(gòu)，建筑平面最外圍布置直徑為1.3m的混凝土圓柱作為鋼管桁架的支座，圓柱共70條。

2 施工難點(diǎn)和對(duì)策

現(xiàn)澆混凝土圓柱施工具有定位難、模板安裝復(fù)雜、加固難度大等特點(diǎn)。采用定型化圓柱木模能有效解決模板尺寸不精確、圓弧不細(xì)膩、模板安裝復(fù)雜等問題。（1）通過對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，確定定型化圓柱木模的模數(shù)及梁柱節(jié)點(diǎn)的預(yù)留位置，減少定型化圓柱木模板的損耗；（2）通過BIM建模，建立鋼筋排布三維模型，解決圓形截面鋼筋定位困難的問題；（3）圓柱木模使用鋼帶對(duì)模板進(jìn)行加固，利用鋼帶的韌性使鋼帶能全面貼合圓模板，解決了對(duì)圓形截面加固難度大的問題。

3 施工過程控制要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

深化設(shè)計(jì)→模板加工制作→柱體放線定位→鋼筋綁扎→模板拼裝→模板加固→混凝土澆筑→拆模養(yǎng)護(hù)。

3.2 操作要點(diǎn)

（1）深化設(shè)計(jì)。采用BIM技術(shù)，建立梁柱節(jié)點(diǎn)三維模型，優(yōu)化模板拼裝位置及梁柱鋼筋排布方式；繪制每個(gè)梁柱節(jié)點(diǎn)及梁柱節(jié)點(diǎn)加固大樣圖，檢查加固桿件是否碰撞；繪制柱鋼筋及梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋三維模型，并通過軟件導(dǎo)出鋼筋下料長度（見圖1）。

圖1 圓柱木模板BIM模型

（2）模板加工制作。①模板制作。圓柱木模板根據(jù)圓柱直徑確定由兩片或者多片圓弧形模板組合拼裝而成。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙尺寸，確定每片圓柱木模板直徑，將參數(shù)反饋到工廠，工廠通過高溫高壓定型不同的弧度，制作成不同的直徑的圓柱木模板，模板接口處制作成榫卯接口，內(nèi)外表層涂刷環(huán)氧樹脂膠覆膜。②模板加工。根據(jù)混凝土柱的高度，確定模板的節(jié)數(shù)和最高一節(jié)模板的高度，再利用BIM技術(shù)，確定各個(gè)梁柱節(jié)點(diǎn)的位置關(guān)系，然后在模板上用鉛筆畫出梁口位置，梁口尺寸為梁截面加上梁側(cè)模、底模的厚度，最后進(jìn)行切割。

（3）柱體放線定位。①在CAD圖紙中提取軸線與圓柱輪廓線交點(diǎn)a、b的坐標(biāo)和弦ab中垂線交圓柱輪廓線點(diǎn)c的坐標(biāo)。利用全站儀，測設(shè)控制點(diǎn)a、b、c；利用控制點(diǎn)a、b、c和半圓定位板畫出圓柱的輪廓線（見圖2）。②底層圓柱邊線放出后，利用鉛錘儀將圓柱的控制點(diǎn)引至上一層模板面，用半圓定位板在上層模板面上畫出圓柱輪廓線。③利用切割機(jī)沿圓柱邊線對(duì)上層模板進(jìn)行切割，切割完成后用鉛錘儀對(duì)完成后的圓柱輪廓線進(jìn)行復(fù)核。

圖2 圓柱輪廓線定位點(diǎn)示意圖

（4）鋼筋綁扎。①按圖紙要求，運(yùn)用BIM技術(shù)導(dǎo)出的鋼筋下料長度對(duì)鋼筋進(jìn)行加工。②在柱縱向鋼筋上劃箍筋間距線。按箍筋位置線，將已套好的箍筋往上移動(dòng)，由上往下進(jìn)行綁扎。墊塊應(yīng)綁在柱豎向鋼筋外皮上，間距一般為1000mm。③在梁模板安裝完成后進(jìn)行梁柱節(jié)點(diǎn)處的梁鋼筋綁扎。

（5）模板拼裝。①根據(jù)圓柱輪廓線埋設(shè)定位筋，確定首節(jié)模板位置，并避免模板偏移。定位筋位置到柱輪廓線距離等于模板的厚度，在圓柱外輪廓四個(gè)切點(diǎn)位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度為5cm，孔徑為10mm，用植筋膠將φ10的鋼筋植入孔中，鋼筋露出混凝土面5cm（見圖3）。②安裝首節(jié)木模板前，用于混凝土柱同配比砂漿找平，保證圓柱木模板水平縫水平，豎向拼縫豎直。③將首節(jié)模板放置于定位筋內(nèi)，模板豎向拼縫位置由最上一節(jié)模板與梁位置關(guān)系決定。豎向拼縫榫卯接口應(yīng)牢固平整。④根據(jù)柱凈高，模板由兩節(jié)或兩節(jié)以上組成時(shí)，模板水平拼裝應(yīng)錯(cuò)開，錯(cuò)開間距應(yīng)大于等于至少一個(gè)鋼帶加固間距，且宜為鋼帶加固間距的整數(shù)倍。模板的水平拼縫榫卯接口應(yīng)牢固平整。⑤當(dāng)拼接到最上一節(jié)模板時(shí)，使模板預(yù)留的梁口位置與板面梁口位置重合（見圖4）。⑥模板拼接完成后，用海綿條對(duì)所有拼縫進(jìn)行粘貼密封處理。第一，使用鋼帶對(duì)模板進(jìn)行局部穩(wěn)定性加固，每條鋼帶寬度為12～15mm。首條鋼帶離地高度不應(yīng)超過100mm，其他鋼帶的中心距離以模板強(qiáng)度計(jì)算為準(zhǔn)。第二，鋼帶安裝前，借助鋼卷尺在模板的同一高度四周釘上4個(gè)釘子。把鋼帶擱置在釘子上，保持鋼帶水平。第三，相鄰鋼帶的接頭部位應(yīng)錯(cuò)開設(shè)置。鋼帶接頭安裝螺絲時(shí)，每一個(gè)螺絲擰緊力要保持一致，保證鋼帶受力均勻。第四，模板水平拼縫的位置應(yīng)用鋼帶進(jìn)行加固，保證模板水平拼縫在鋼帶的中間位置，以保證模板加固效果。第五，鋼帶安裝好以后對(duì)圓柱模板進(jìn)行整體穩(wěn)定性加固，在模板四周垂直加5cm×10cm的木方四根，用四根鋼管搭成正方形固定木方，加固豎向間距同原梁板支架步距。圓柱四周在原梁板支撐體系上增設(shè)豎向剪刀撐（見圖5）。

圖3 模板水平拼縫錯(cuò)縫示意圖

（6）混凝土澆筑。①混凝土入模前對(duì)模板進(jìn)行濕潤，并檢查模板內(nèi)無積水后方可澆筑。②圓柱高度≤5m，混凝土可以一次性澆灌；圓柱高度＞5m，需要分2次澆灌，第一次澆灌后，在上次澆筑混凝土初凝前進(jìn)行第二次澆灌。③混凝土自由下落高度＞2m，應(yīng)采用溜槽或串筒輔助澆筑；當(dāng)混凝土澆筑深度＞8m時(shí)，應(yīng)采用帶節(jié)管的振動(dòng)串筒，即在串筒上每隔2～3節(jié)管裝1臺(tái)振動(dòng)器。④振動(dòng)棒應(yīng)在混凝土入模前放置于柱底，第二次澆筑則放置于第一次澆筑的混凝土面上。振搗過程依序分層振搗，振動(dòng)棒按每層50cm左右進(jìn)行分層振搗。

圖4 圓柱木模板梁柱節(jié)點(diǎn)加工示意圖

圖5 圓柱模板整體穩(wěn)定性加固示意圖

（7）拆模養(yǎng)護(hù)。①圓柱拆模條件為混凝土強(qiáng)度能保證其表面棱角不受損傷，拆模應(yīng)遵循先支后拆、后支先拆、先拆非承重模板、后拆承重模板的順序進(jìn)行；②模板拆除后，對(duì)圓柱混凝土進(jìn)行淋水養(yǎng)護(hù)，并用薄膜覆蓋。

4 質(zhì)量控制措施

（1）模板施工前首先要根據(jù)各部位的具體情況進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，并驗(yàn)算其剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使其能夠承受所澆筑混凝土的重量側(cè)壓力及施工荷載。（2）鋼管支架立桿間距、掃地桿、水平拉桿、剪刀撐的設(shè)置應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。（3）模板支設(shè)直至模板拆除的整個(gè)過程中，項(xiàng)目部指定木工施工員和安全管理員專門負(fù)責(zé)對(duì)構(gòu)件模板、支撐體系的各個(gè)套件進(jìn)行監(jiān)測、看護(hù)。

5 結(jié)論

（1）施工過程中借助BIM技術(shù)進(jìn)行梁柱節(jié)點(diǎn)支模的深化設(shè)計(jì)，減少圓柱木模板損耗，通過錯(cuò)縫拼接方式保證拼縫處的強(qiáng)度，利用鋼帶進(jìn)行圓柱木模板的局部穩(wěn)定性加固，借助梁板支撐體系進(jìn)行圓柱木模板整體穩(wěn)定性加固。（2）整個(gè)施工過程質(zhì)量受控，混凝土成形質(zhì)量佳，達(dá)到了清水混凝土的效果，相比其他支模方案縮短了工期，降低了造價(jià)。