傳統(tǒng)模板工程施工工藝下早拆體系設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張海亮 滿(mǎn)學(xué)武 年 凡

1. 中鐵一局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司 陜西 西安 710054；2. 西安國(guó)際港務(wù)區(qū)管理委員會(huì) 陜西 西安 710026

隨著精細(xì)化管理的深入，節(jié)能減排及綠色施工意識(shí)的增強(qiáng)，在保障工程安全質(zhì)量的前提下，減少輔助材料用量或加快其周轉(zhuǎn)率，降低施工成本，成為施工企業(yè)的永恒追求之一?，F(xiàn)澆混凝土工程中的模板作為輔助材料，施工費(fèi)用占總成本的30%左右，為解決拆模時(shí)間限制與施工進(jìn)度矛盾，施工單位往往采取摻入外加劑，增強(qiáng)混凝土早期強(qiáng)度或增加模板一次投入量的方式，但上述方式會(huì)增加施工成本[1]。鋁合金模板體系與先進(jìn)的早拆模板體系結(jié)合，減少了跨度計(jì)算，使模板拆除時(shí)混凝土強(qiáng)度降低到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%[2]，理論計(jì)算分析結(jié)果也證實(shí)模板早拆技術(shù)的可行性[3-4]。但鋁模一次性投入成本大，在非標(biāo)準(zhǔn)層多的建筑中無(wú)優(yōu)勢(shì)，氣密性好導(dǎo)致氣泡不易被排出，維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致拼縫難控制等缺點(diǎn)，不適用于非標(biāo)準(zhǔn)層較多的寫(xiě)字樓[5]。散拼模板早拆體系，大多使用早拆柱頭實(shí)現(xiàn)模板早拆[1,6-9]，但散拼模板尺寸一般為915 mm×1 830 mm和1 220 mm×2 440 mm，立桿間距900 mm居多，只拆模板不拆立桿，工效偏低。懸挑結(jié)構(gòu)可通過(guò)拆除梁側(cè)模和樓板模板方式實(shí)現(xiàn)早拆[10-11]。

1 工程概況

西安中鐵絲路總部工程位于西安國(guó)際港務(wù)區(qū)，西鄰港務(wù)西路，北鄰柳新路。占地面積約2萬(wàn) m2，總建筑面積約14萬(wàn) m2，包含2棟高層（2#A樓高99.78 m；2#B樓高91.18 m）、1棟超高層（1#樓高143.18 m，地下2層，地上34層）。工程主要使用性質(zhì)為商業(yè)服務(wù)及配套。1#樓梁跨度多數(shù)梁跨度在8.00 m以上，最大跨度達(dá)到13.65 m，板跨度在3.70 m范圍內(nèi)。根據(jù)總進(jìn)度計(jì)劃安排，主體結(jié)構(gòu)施工速度為6 d/層，由此可見(jiàn)，制定一個(gè)安全可靠、經(jīng)濟(jì)的模板支撐方案顯得尤為重要。

2 工程施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

1）本工程距西安奧體中心體育館非常近，是本公司響應(yīng)國(guó)家“一帶一路”高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略布局之一，開(kāi)工之初即受社會(huì)各界的高度關(guān)注，因此對(duì)施工質(zhì)量、工期等要求很高。

2）本工程非標(biāo)準(zhǔn)層相對(duì)較少，鋁模等金屬模板受到限制。采用傳統(tǒng)木模板施工工藝，考慮安全、質(zhì)量和工期要求，需配置4～5層模板及支撐體系才能滿(mǎn)足，模板周轉(zhuǎn)次數(shù)不超過(guò)9次。而使用市場(chǎng)上成熟的早拆頭體系，由于立桿間距小于模板尺寸，勢(shì)必降低功效。傳統(tǒng)木模板和早拆頭體系2種方法都會(huì)增加項(xiàng)目成本。

3 設(shè)計(jì)原理與關(guān)鍵技術(shù)

3.1 設(shè)計(jì)原理

為滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中的規(guī)定，本文論述的早拆模板施工的基本原理是：在施工階段利用易于辨識(shí)的獨(dú)立支撐體系，把梁板結(jié)構(gòu)跨度控制在2.0～8.0 m，在不改變混凝土配合比和其他條件的情況下，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)實(shí)現(xiàn)大面積提早拆模，從而提升模板周轉(zhuǎn)率。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

1）利用現(xiàn)有模板支撐體系材料，通過(guò)對(duì)跨度大于8 m的梁及懸挑梁加設(shè)臨時(shí)支撐的方式，將梁的實(shí)際跨度減小到8 m以下，實(shí)現(xiàn)模板早拆。項(xiàng)目臨時(shí)支撐間距降到4 m以下時(shí)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)，即已滿(mǎn)足承載力等力學(xué)要求。同時(shí)為使受力更合理，臨時(shí)支撐垂直位置應(yīng)每層基本相同。

2）臨時(shí)支撐體系不影響除與梁接觸處模板以外的模板、龍骨（方木）及支撐體系的拆除。即混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)，除臨時(shí)支撐外的其他周轉(zhuǎn)材料全部第1次拆除；臨時(shí)支撐體系待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)第2次拆除。

3）為防止工人誤拆臨時(shí)支撐體系，臨時(shí)支撐體系的顏色應(yīng)與其他支撐體系顏色不同。

4 方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)及施工工藝

4.1 臨時(shí)支撐體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)

臨時(shí)支撐體系包括：模板面板、主次龍骨及支撐。模板與模板工程設(shè)計(jì)方案中的模板材料一致，本項(xiàng)目采用膠合木模板，厚度15 mm，寬度為梁寬＋2×模板厚度（梁側(cè)模要在梁底模之上，便于梁側(cè)模拆除），長(zhǎng)度為次龍骨長(zhǎng)度＋2×50 mm（方便與兩側(cè)延伸過(guò)來(lái)的龍骨搭接）。次龍骨間距及材質(zhì)與該梁底次龍骨一致，本項(xiàng)目采用方木，長(zhǎng)度為2×主龍骨水平投影寬度＋2×200 mm（次龍骨按200 mm懸挑端計(jì)算受力）。主龍骨采用雙方鋼管（或雙圓鋼管）置于次龍骨正中間（方鋼管尺寸為50 mm×50 mm×2 mm）。主龍骨通過(guò)頂撐將力傳遞給立桿，立桿根數(shù)由計(jì)算確定。由于采用承插式腳手架，該臨時(shí)支撐兩側(cè)各450 mm處分別設(shè)置1根滿(mǎn)堂腳手架立桿，既滿(mǎn)足水平連接桿的模數(shù)要求，又滿(mǎn)足次龍骨懸挑端長(zhǎng)度在200 mm的要求。臨時(shí)支撐立桿通過(guò)鋼管、扣件與滿(mǎn)堂腳手架支撐進(jìn)行連接。臨時(shí)支撐的顏色與滿(mǎn)堂腳手架的顏色不同，防止工人誤拆，如圖1所示。另外，應(yīng)盡量讓立桿在每層的位置保持一致。第1次模板拆除后，為讓受力更加合理，避免失穩(wěn)，同梁臨時(shí)支撐增設(shè)縱向水平桿和剪刀撐（或拋撐）。

圖1 臨時(shí)支撐體系結(jié)構(gòu)

4.2 基本工藝流程

施工前準(zhǔn)備→臨時(shí)支撐刷漆→制作臨時(shí)支撐接觸頭（含面板與次龍骨）→與滿(mǎn)堂腳手架同步施工臨時(shí)支撐立桿及安裝頂撐→安放主龍骨→安放臨時(shí)支撐接觸頭，并與兩側(cè)次龍骨連接→按照梁起拱要求調(diào)整預(yù)拱度→完成模板工程安裝→驗(yàn)收合格→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后，拆除臨時(shí)支撐以外的所有模板及支撐體系→同梁搭設(shè)縱向水平桿與剪刀撐（或拋撐）→混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，拆除臨時(shí)支撐

4.3 操作要點(diǎn)

1）臨時(shí)支撐立桿的顏色一定要與其他立桿顏色不同，搭設(shè)過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行檢查與驗(yàn)收，嚴(yán)禁支撐全部拆除后再進(jìn)行臨時(shí)支撐回頂。

2）第1次拆模時(shí)混凝土的實(shí)際強(qiáng)度必須經(jīng)過(guò)同條件試塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)回彈數(shù)據(jù)的雙重驗(yàn)證，滿(mǎn)足要求后方可拆模。

3）承插式腳手架水平桿件是定型尺寸，因此立桿的間距和位置基本確定，臨時(shí)支撐的立桿位于梁底某立桿的中間，因此上下層位置基本一致。且臨時(shí)支撐的立桿應(yīng)位于梁兩側(cè)水平桿的內(nèi)側(cè)。

5 效益分析

5.1 社會(huì)效益

利用臨時(shí)支撐改變大跨度梁實(shí)際跨度，實(shí)現(xiàn)除臨時(shí)支撐點(diǎn)以外模板體系的早拆，加快了材料的周轉(zhuǎn)速率，降低了材料消耗，打破了傳統(tǒng)增加配模數(shù)量和提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)的局限，行業(yè)示范作用巨大。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)該模板早拆體系的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑完12～13 d拆除模板的目標(biāo)，加快了施工進(jìn)度。在西安中鐵絲路總部項(xiàng)目的應(yīng)用中，節(jié)省了1層模板投入量，節(jié)省模板材料費(fèi)約148 240元。節(jié)省材料的同時(shí)減少了對(duì)木材的使用，從而間接保護(hù)了環(huán)境，符合國(guó)家節(jié)能減排、綠色施工的要求。

6 結(jié)語(yǔ)

本工程成功應(yīng)用承插式鋼管支撐體系＋膠合木模板施工工藝下的早拆體系，實(shí)現(xiàn)8 m以上跨度梁及懸挑梁板模板工程的模板早拆，為同類(lèi)工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)工程實(shí)踐檢驗(yàn)，該技術(shù)安全可靠，保證工程質(zhì)量的同時(shí)，節(jié)約材料消耗，降低成本，綜合效益顯著，有很好的推廣意義。