異型模板在不規(guī)則曲面造型建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

呂勇柘，韓洋，喬會(huì)丹，關(guān)世超，楊劍

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

異型模板體系提供一種混凝土不規(guī)則曲面的新型模板結(jié)構(gòu)體系，用于不規(guī)則曲面建筑結(jié)構(gòu)。該模板體系包括采用柔性鋼板的側(cè)向模板，配合預(yù)留銷釘孔洞、連接銷釘銷片進(jìn)行拼接加固。加固支撐體系采用方鋼管制成的背楞作為橫向次楞，豎向主楞采用方鋼管，主楞后可加設(shè)可調(diào)節(jié)支撐桿進(jìn)行水平支撐加固。模板通過均勻排布的銷釘銷片固定連接。在目前日趨嚴(yán)格的質(zhì)量要求及更加高效的進(jìn)度要求的前提下，異型模板體系以其特有的安全、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)[1-2]，解決了不規(guī)則曲面結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工的各項(xiàng)難題。

2 異型模板簡(jiǎn)介

2.1 應(yīng)用背景

某商業(yè)、辦公、酒店綜合體項(xiàng)目位于廣州市南沙區(qū)。由項(xiàng)目裙樓1~4層集中商業(yè)，2棟23層、1棟22層的辦公樓和1棟18層的酒店組成，地下2層（局部1層），總建筑面積2.9×105m2。辦公樓采用框架核心筒結(jié)構(gòu)，酒店采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目裙樓、4棟塔樓樓板局部外邊緣設(shè)計(jì)造型為不規(guī)則曲面，結(jié)構(gòu)外邊線形式為由下至上的大量弧形曲面，且各塔樓外立面結(jié)構(gòu)豎向逐層向內(nèi)收縮共約2~2.5 m。

2.2 異型模板體系介紹

項(xiàng)目為了應(yīng)對(duì)不規(guī)則曲面建筑結(jié)構(gòu)帶來的現(xiàn)場(chǎng)操作難度大、質(zhì)量控制不可靠等因素，選用異型模板體系進(jìn)行施工，該體系由模塊化柔性鋼側(cè)模及方鋼管加固支撐體系組成。異型模板體系采用裝配式模塊化的理念進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，模板采用標(biāo)準(zhǔn)模塊的柔性鋼模板，克服了現(xiàn)有模板應(yīng)對(duì)不規(guī)則曲面結(jié)構(gòu)形式時(shí)的諸多技術(shù)缺陷，且施工操作簡(jiǎn)便，費(fèi)用低廉，質(zhì)量有保證，可節(jié)省各項(xiàng)施工措施費(fèi)用和施工工期。

2.3 異型模板構(gòu)件組成

異型模板由以下構(gòu)件組成：（1）異型模板標(biāo)準(zhǔn)板：采用模塊化柔性鋼側(cè)模（90 cm標(biāo)準(zhǔn)板材），板材背面按照30 cm間距焊接有方鋼管材質(zhì)的豎向背楞。（2）可調(diào)角度背楞：為滿足可調(diào)節(jié)的功能需求，板材背楞提前開孔，設(shè)置高強(qiáng)螺桿，配合扇形螺母、鐵墊進(jìn)行加固及調(diào)節(jié)，調(diào)整模板弧度時(shí)，只需按照排板圖調(diào)節(jié)扇形螺母改變背楞間距。（3）模板拼接：板材邊緣部位預(yù)留銷釘孔洞，通過連接銷釘、銷片進(jìn)行板材的拼接組合。（4）加固體系：主楞采用方鋼管，搭配可調(diào)節(jié)支撐桿、高強(qiáng)螺桿。加固體系所采用的構(gòu)件均由高強(qiáng)度鋼材以及高強(qiáng)度型鋼組合設(shè)計(jì)并經(jīng)焊接而成，所形成的加固構(gòu)件強(qiáng)度高，整體質(zhì)量好，加固的穩(wěn)定性有保障。

2.4 異型模板材料

異型模板由高強(qiáng)度鋼材鑄造而成，接觸面和表面使用3 mm厚標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)鋼材金屬板，經(jīng)過焊接與板材后部高強(qiáng)度鋼肋板進(jìn)行連接，形成模塊化高剛度整體塊件。異型模板的連接及固定通過預(yù)留銷釘孔洞、連接銷釘銷片連接出異型構(gòu)造，并形成高剛度整體模板結(jié)構(gòu)，連接后尺寸精確，可通過添加水平及斜向可調(diào)節(jié)支撐桿來加強(qiáng)模板整體剛度，避免澆筑過程中的變形。大截面梁及墻體異型模板可用高強(qiáng)對(duì)拉螺桿固定，并添加橫向模板，經(jīng)梁及支撐桿支撐，受力較大部位可進(jìn)行加密。

3 異型模板的施工準(zhǔn)備

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

首先，項(xiàng)目部技術(shù)部門及施工部門針對(duì)設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)則曲面結(jié)構(gòu)進(jìn)行核對(duì)，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造型特點(diǎn)、復(fù)核尺寸標(biāo)注無誤；然后，由技術(shù)人員對(duì)不規(guī)則曲面部位支模體系進(jìn)行深化，根據(jù)異型模板體系出具配模排板圖，并根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)、施工圖紙要求提前進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，編制異型模板專項(xiàng)施工方案。

方案經(jīng)審核審批后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一線施工人員和施工班組進(jìn)行方案交底工作，確保方案的正確實(shí)施。項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)牽頭部署相關(guān)技術(shù)人員提前編制專項(xiàng)技術(shù)方案，方案經(jīng)審批后對(duì)生產(chǎn)一線的主管工長(zhǎng)、操作班組做好崗前培訓(xùn)、交底工作，明確異型模板安裝操作標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量安全要求。項(xiàng)目的生產(chǎn)經(jīng)理根據(jù)施工部署及施工進(jìn)度，協(xié)調(diào)主管工長(zhǎng)提前制定人員、材料的配置計(jì)劃。

3.2 材料準(zhǔn)備

根據(jù)圖紙及深化設(shè)計(jì)方案計(jì)算模板配置類型，制定配模排板圖，確定數(shù)量，并交由專業(yè)廠家生產(chǎn)，驗(yàn)收合格后進(jìn)場(chǎng)使用。

3.3 勞動(dòng)力準(zhǔn)備

異型模板工程施工時(shí)，作業(yè)人員只需有木工操作基礎(chǔ)，對(duì)工人的經(jīng)驗(yàn)要求不高，上手較快，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)后，搭設(shè)2~3個(gè)樓面后即能熟練操作。一般可將一層樓面分為幾個(gè)單位，每個(gè)單位由幾名人員組成。

3.4 場(chǎng)地準(zhǔn)備

場(chǎng)地準(zhǔn)備工作包括：（1）按照施工組織設(shè)計(jì)總體部署要求，按現(xiàn)場(chǎng)平面布置要求搭設(shè)模板堆放作業(yè)棚，將異型模板分類堆放，安裝并調(diào)試各項(xiàng)模板安裝機(jī)械。（2）平整并硬化材料堆放、周轉(zhuǎn)作業(yè)區(qū)地面。對(duì)異型模板材料堆放區(qū)，需設(shè)置定型化安全防護(hù)欄，并懸掛材料識(shí)別標(biāo)識(shí)及區(qū)域責(zé)任分區(qū)標(biāo)識(shí)。（3）異型模板進(jìn)場(chǎng)時(shí)，質(zhì)檢人員需嚴(yán)格檢查材料強(qiáng)度、材料剛度、材料形狀尺寸，不合格的材料應(yīng)進(jìn)行退廠處理，符合要求的材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)使用。嚴(yán)禁不合格材料投入現(xiàn)場(chǎng)使用。

4 異型模板的工藝流程

異型模板設(shè)計(jì)流程：模塊化標(biāo)準(zhǔn)板材定制（90 cm寬、長(zhǎng)度定制）→加固形式（采用銷釘、銷片）→次楞、主楞排布設(shè)計(jì)→對(duì)拉螺桿排布設(shè)計(jì)→局部斜撐加固點(diǎn)布設(shè)→確定排板圖。

墻柱模板工藝流程：施工準(zhǔn)備→定位放線→模板定位裝置安裝→異型墻柱模板拼裝→加固高強(qiáng)螺桿安裝→加固、自檢矯正→驗(yàn)收。

梁模板工藝流程：施工準(zhǔn)備→定位放線→模板定位裝置安裝→異型梁底模板安裝→異型梁側(cè)模安裝→加固高強(qiáng)螺桿安裝→加固、自檢矯正→驗(yàn)收。

斯大林時(shí)期與勃列日涅夫時(shí)期特權(quán)階層的使命是不同的，斯大林時(shí)期“特權(quán)階層”的主要使命是維護(hù)、鞏固斯大林的體制模式；而勃列日涅夫時(shí)期，特權(quán)階層的主要使命是抵制各種實(shí)質(zhì)性的改革，維護(hù)現(xiàn)狀，使斯大林式的社會(huì)主義更加“成熟”。這也是這個(gè)時(shí)期體制改革停滯不前的一個(gè)重要因素。

板模板工藝流程：施工準(zhǔn)備→定位放線→板底模安裝→板底支撐、托撐安裝→異型板側(cè)模安裝→加固、自檢矯正→驗(yàn)收。

5 異型模板的質(zhì)量控制

5.1 施工質(zhì)量要求

1）設(shè)計(jì)及制作：異型模板的體系設(shè)計(jì)、材料制作和現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。在設(shè)計(jì)階段配制異型模板板材尺寸時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注模板現(xiàn)場(chǎng)拼裝接合的實(shí)際施工需要，可以適當(dāng)調(diào)整某一部位長(zhǎng)度以滿足整體尺寸。模板體系的構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單（類似鋁模的標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)理念），以便于現(xiàn)場(chǎng)施工的安拆簡(jiǎn)化操作。

2）材料存放：異型模板進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行存放，存放場(chǎng)地要平整夯實(shí)，提前硬化。模板材料采用平放進(jìn)行堆放時(shí)，材料層間設(shè)計(jì)木方進(jìn)行架立。采用立放進(jìn)行堆放時(shí)，材料底部設(shè)置墊板，保證模板材料堆放時(shí)不扭曲、不變形為原則。不可亂堆放或在已組拼的模板上堆放分散模板和配件。

3）測(cè)量放線：現(xiàn)場(chǎng)模板施工前，先進(jìn)行構(gòu)件的放線并復(fù)核驗(yàn)收，驗(yàn)收時(shí)重點(diǎn)關(guān)注各個(gè)構(gòu)件幾何尺寸、位置定位的正確。

4）立柱、頂托：規(guī)格、尺寸和垂直度應(yīng)符合要求，搭設(shè)時(shí)避免出現(xiàn)偏心受壓。架體的搭設(shè)需在架體規(guī)格、間距尺寸、構(gòu)造設(shè)置上符合設(shè)計(jì)及方案的具體要求。架體的立桿、橫桿、斜拉桿、頂托、掃地桿等設(shè)置應(yīng)符合設(shè)計(jì)及方案的具體要求，保證架體的可靠性、安全性。

5）模板加固：模板體系的加固應(yīng)確保足夠的豎向承載力、水平及豎向剛度和體系穩(wěn)定性，在施工過程中保證不發(fā)生變形。模板內(nèi)側(cè)要平整，接縫嚴(yán)密，應(yīng)保證接縫不漏漿。銷釘銷片緊固到位，間距滿足設(shè)計(jì)方案要求，模板拼縫周邊應(yīng)接縫平直、嚴(yán)密，接縫高低差≤2 mm，平整度≤3 mm。

6）成品保護(hù)：現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面已完成施工的不規(guī)則曲面模板，包含墻、柱、梁結(jié)構(gòu)應(yīng)做好成品保護(hù)工作。避免發(fā)生其他材料轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)的碰撞，避免其他施工作業(yè)產(chǎn)生的額外荷載，防止成品模板因受力導(dǎo)致變形、偏差。

5.2 檢查驗(yàn)收重點(diǎn)

1）測(cè)量放線：現(xiàn)場(chǎng)模板施工前進(jìn)行構(gòu)件的放線，驗(yàn)收時(shí)重點(diǎn)關(guān)注幾何尺寸、位置定位。

3）脫模劑：模板拼裝前，應(yīng)涂刷具有出廠合格證的脫模劑。

4）材料周轉(zhuǎn)：現(xiàn)場(chǎng)支模架及配件在拆除后，下一步周轉(zhuǎn)使用前，應(yīng)做好外觀檢查，并對(duì)出現(xiàn)損壞、變形的材料進(jìn)行篩選，禁止繼續(xù)使用。材料不足時(shí)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充。

5）安全防護(hù)：支模架體系內(nèi)側(cè)最上層水平桿設(shè)置水平兜網(wǎng)，外架部位設(shè)置高處作業(yè)面不低于1.8 m的防護(hù)欄桿。安全網(wǎng)和各種安全防護(hù)設(shè)施，以及工人高處作業(yè)的安全帶、安全帽配置應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，確保施工安全。

5.3 模板拆除

墻體模板拆除的順序與安裝順序相反，先安裝的后拆除，后安裝的先拆除。主體部分模板拆除順序應(yīng)先拆外墻后拆內(nèi)墻。樓層板底模拆除時(shí)先進(jìn)行水平拉桿的拆除，再進(jìn)行立柱拆除，最后拆除龍骨及模板，拆除時(shí)一般從入口處逐步向里拆除，立桿及模板同步拆除。

模板拆除要滿足規(guī)范GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求。確保混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)再進(jìn)行模板拆除，現(xiàn)場(chǎng)拆模先試拆，拆模過程注意避免暴力拆?；驈?qiáng)度不足造成混凝土構(gòu)件的缺楞掉角。模板拆除時(shí)先拆除模板加固的高強(qiáng)螺桿，再拆除鎖腳螺桿使模板與墻體脫開，當(dāng)遇到局部模板有黏結(jié)不便拆除時(shí)，可使用撬棍等輔助工具撬動(dòng)模板進(jìn)行拆除，使用撬棍時(shí)不得在構(gòu)件上進(jìn)行敲打，做好成品保護(hù)工作。

構(gòu)件底模拆除要滿足GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求。確?；炷镣瑮l件試塊送檢合格，達(dá)到規(guī)范要求強(qiáng)度時(shí)提出拆模申請(qǐng)，經(jīng)審批后方可進(jìn)行拆模。底模拆除時(shí)先進(jìn)行水平拉桿的拆除，再進(jìn)行立柱拆除，最后拆除龍骨及模板，拆除時(shí)一般從入口處逐步向里拆除，立桿及模板同步拆除。拆下的模板及時(shí)進(jìn)行殘?jiān)謇?，并做好脫模劑的涂刷?/p>

6 異型模板產(chǎn)生的效益

在異型模板的使用過程中，由于其使用便捷、材質(zhì)質(zhì)量輕等特點(diǎn)，節(jié)約了成本，縮短了工期，在提高混凝土成型質(zhì)量的同時(shí)降低了翻修整改費(fèi)用的投入，節(jié)省人力物力的同時(shí)做到了節(jié)能環(huán)保。異型模板在經(jīng)濟(jì)效益方面上有著較大的優(yōu)勢(shì)。

通過異型模板的使用，為項(xiàng)目及施工企業(yè)在此類型結(jié)構(gòu)施工方面積累了優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，提高工程施工管理水平和工程整體施工速度的同時(shí)，解決了業(yè)主方最為擔(dān)心的不規(guī)則曲面結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量問題，得到了業(yè)主及監(jiān)理單位的一致好評(píng)，也為施工企業(yè)樹立了良好的口碑，并為進(jìn)一步夯實(shí)項(xiàng)目基礎(chǔ)管理、加速擴(kuò)寬市場(chǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

7 結(jié)語

隨著裝配式建筑技術(shù)的大力發(fā)展，異型模板技術(shù)與裝配式建筑技術(shù)設(shè)計(jì)理念有效結(jié)合、合理應(yīng)用，為企業(yè)以及建筑行業(yè)的發(fā)展帶來更多的收益與促進(jìn)效果。異型模板的應(yīng)用勢(shì)在必行，在建筑造型設(shè)計(jì)多元化的當(dāng)下，是解決現(xiàn)場(chǎng)不規(guī)則曲面結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)選方案，可應(yīng)對(duì)各類型曲面墻體、柱體、梁、板結(jié)構(gòu)。在未來，異型模板技術(shù)將會(huì)贏得更多企業(yè)的認(rèn)可。