黃 亮

(北京新機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部,北京 102602)

塑料模板在綜合管廊結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用分析

黃 亮

(北京新機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部,北京 102602)

以北京新機(jī)場(chǎng)工作區(qū)市政綜合管廊工程為背景，對(duì)聚碳酸酯密肋塑料模板在現(xiàn)澆鋼筋混凝土管廊中的模板設(shè)計(jì)及施工工藝進(jìn)行了有益的探索與研究，在施工難易程度、混凝土外觀質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性及安全性等方面進(jìn)行分析，為綜合管廊模板的選用提供一些參考建議。

現(xiàn)澆管廊，塑料模板,安裝

0 引言

隨著近幾年我國(guó)管廊建設(shè)井噴式發(fā)展，管廊工程越來(lái)越常見(jiàn)。管廊模板一般選用木模板。該模板體系具有施工靈活，易拼裝，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在混凝土面觀感質(zhì)量不好，浪費(fèi)木材，不環(huán)保等不足。由于塑料模板配合快拆體系具有面板重量小，支架體系簡(jiǎn)潔，混凝土外觀質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，因此具有較好的工程應(yīng)用前景。本文結(jié)合北京新機(jī)場(chǎng)工作區(qū)市政工程項(xiàng)目，詳細(xì)探討了塑料模板體系在管廊施工中的應(yīng)用。對(duì)塑料模板方案中可能出現(xiàn)的安全和質(zhì)量問(wèn)題制定了有針對(duì)性的解決措施，保證了工程的施工質(zhì)量。研究結(jié)果對(duì)于管廊等地下結(jié)構(gòu)工程的施工具有一定指導(dǎo)價(jià)值。

1 工程概況

新機(jī)場(chǎng)工作區(qū)工程位于永定河北岸，北京市大興區(qū)榆垡鎮(zhèn)、禮賢鎮(zhèn)和河北省廊坊市廣陽(yáng)區(qū)之間，綜合管廊工程是新機(jī)場(chǎng)工程中的重要組成部分，其中工作區(qū)綜合管廊總長(zhǎng)度約7.6 km，主管廊為單箱三室結(jié)構(gòu)，3個(gè)艙室分別是電艙、熱力艙及水+電信艙，主管廊標(biāo)準(zhǔn)段尺寸9.3 m×3.6 m，頂板厚400 mm，外側(cè)墻400 mm，中隔墻250 mm；支管廊標(biāo)準(zhǔn)段尺寸7.5 m×2.8 m，頂板厚400 mm，外側(cè)墻400 mm，中隔墻250 mm。主管廊典型斷面如圖1所示。

2 模架體系

2.1模架體系選型分析

根據(jù)新機(jī)場(chǎng)市政工程實(shí)際情況，初步提出的模板方案有以下3種：

1)木模板；2)鋼模板臺(tái)車；3)塑料模板+快拆?？紤]到工期、成本以及安全等因素，該工程采用了第3種方案。該方案造價(jià)低、模板輕便、周轉(zhuǎn)率高、支架體系安裝靈活。進(jìn)一步，對(duì)該方案易出現(xiàn)的安全和質(zhì)量問(wèn)題制定了有針對(duì)性的措施，改進(jìn)了該方案的不足，使工程質(zhì)量得到了保障。

2.2模架體系設(shè)計(jì)

2.2.1頂板模架設(shè)計(jì)

模板采用密肋塑料模板，模板總厚50 mm，面板為5 mm厚，模板長(zhǎng)邊方向肋間距15 cm，短邊方向肋間距5 cm，邊肋寬5 mm，中間肋寬3 mm，材質(zhì)為聚碳酸酯(PC)，設(shè)置一道主龍骨，主龍骨采用50 mm×70 mm(t=3 mm)方鋼管，不設(shè)置次龍骨，主龍骨下兩個(gè)立桿最大間距1.2 m，主龍骨間距0.9 m。面板采用彈簧鋼回形銷。

2.2.2側(cè)墻支撐設(shè)計(jì)

側(cè)墻同樣采用密肋塑料模板，橫肋、豎肋采用60 mm×80 mm(t=2.5 mm)帶孔方鋼管，橫肋間距450 mm，豎肋間距600 mm，橫豎肋交叉點(diǎn)設(shè)置穿墻螺栓。

2.2.3快拆設(shè)計(jì)

根據(jù)GB 50666—2011混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范、DB11T 694—2009模板早拆施工技術(shù)規(guī)程，將管廊標(biāo)準(zhǔn)段模板支架體系設(shè)計(jì)為快拆體系。支架沿管廊延長(zhǎng)方向間距為90 cm，模板采用150 cm板和30 cm板間隔排布，其中30 cm板作為養(yǎng)護(hù)模板?？觳鹪O(shè)計(jì)如圖2所示。

2.3模架體系設(shè)計(jì)驗(yàn)算

2.3.1模板驗(yàn)算

面板為受彎構(gòu)件,需要驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛度。模板面板的設(shè)計(jì)參數(shù)按照簡(jiǎn)支梁計(jì)算：

模板自重0.107 8 kN/m2；

荷載設(shè)計(jì)值q1=0.9max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k，1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×10.5，1.35×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×0.7×10.5]×0.05=1.277 kN/m。

荷載設(shè)計(jì)值q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.107 8×0.05=0.005 8 kN/m。

集中力p=0.05×1.4×Q1k=0.05×1.4×10.5=0.735 kN。

此處面板計(jì)算密肋簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，簡(jiǎn)支梁跨度為150 mm，間距為50 mm，梁寬為密肋厚度3 mm，梁高為密肋高度50 mm。

面板的截面抵抗矩W和截面慣性矩I分別為:

W=BH2/6=1 250 mm3；

I=BH3/12=31 250 mm4。

抗彎強(qiáng)度計(jì)算：f=M/W<[f]。其中,f為面板的抗彎強(qiáng)度計(jì)算值，N/mm2；M為面板的最大彎矩，N·mm；W為面板的凈截面抵抗矩；[f]為面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取15.00 N/mm2；

Mmax=max[q1l2/8,q2l2/8+pl/4]。

其中，q為荷載設(shè)計(jì)值，kN/m；

經(jīng)計(jì)算得到M=max[1.227×0.152/8，0.005 8×0.152/8+0.735×0.15/4]=0.027 6 kN·m。

經(jīng)計(jì)算得到面板抗彎強(qiáng)度計(jì)算值f=0.027 6×106/1 250=22.08 N/mm2≤[f]=109 N/mm2。

面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算f<[f],滿足要求。

撓度計(jì)算：v=5ql4/(384EI)<[v]=l/400=0.375。

面板最大撓度計(jì)算值v=0.026 9 mm。

面板的最大撓度小于150/400,滿足要求。

2.3.2卡扣抗剪強(qiáng)度計(jì)算

卡扣所承擔(dān)的力：

F=max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k，

1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×10.5，1.35×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×0.7×10.5]×0.6×0.15=2.61 kN。

【τ】=πr2×(0.6-0.8)【σ】=(0.6-0.8)×315×50.24=(189-252)×50.24=9 495.36-12 660.48 kg=93 054.5 N-124 072.7 N。

F=2 610 N≤93 054.5 N-124 072.7 N。

滿足要求。

3 塑料模板快拆體系施工要點(diǎn)

為了保證塑料模板快拆體系能夠按照設(shè)計(jì)要求有效地發(fā)揮其功能，在實(shí)際完成快拆系統(tǒng)中架體搭設(shè)、模板拼裝加固等的施工過(guò)程中還要注意以下要點(diǎn)。

3.1導(dǎo)墻模板施工

3.1.1底板及導(dǎo)墻模板安裝

1)在基層上彈好墻體定位線與水平標(biāo)高點(diǎn)；

2)鋼筋綁扎完畢后，根據(jù)墻邊線與水平標(biāo)高焊制水平與垂直鋼筋支架，焊制導(dǎo)墻倒角處拉結(jié)絲桿，外墻做好支撐樁(用木方或鋼管打入地下)；

3)安裝底板、導(dǎo)墻模板，用回形銷進(jìn)行連接。根據(jù)墻體厚度采用三節(jié)式止水螺栓，保證側(cè)墻模板在加固后的截面尺寸準(zhǔn)確；導(dǎo)墻加固延長(zhǎng)方向拉線校正，導(dǎo)墻外墻用鋼管打斜撐，控制導(dǎo)墻外墻垂直平整。

3.1.2導(dǎo)墻模板加固

導(dǎo)墻外側(cè)支設(shè)3道橫向背楞；內(nèi)側(cè)2道橫向背楞；內(nèi)外側(cè)豎背楞間距均為1.8 m，外側(cè)頂斜撐。導(dǎo)墻端頭設(shè)1道豎向背楞、1道斜撐。底板端頭2道橫向背楞。

導(dǎo)墻澆筑完成后，只拆除口部三角模板，其余模板不進(jìn)行拆除，直接在上面進(jìn)行墻體模板的支設(shè)，導(dǎo)墻模板與二次墻體模板用卡扣連接。導(dǎo)墻模板不拆模會(huì)避免二次墻體模板與導(dǎo)墻混凝土面的間隙，就不會(huì)產(chǎn)生二次墻體澆筑時(shí)脹模和漏漿現(xiàn)象。

3.2側(cè)墻頂板模板施工

3.2.1側(cè)墻模板安裝

1)安裝墻體模板前，根據(jù)標(biāo)高控制點(diǎn)在導(dǎo)墻上彈好底板面高500 mm的水平線；

2)所有模板拼裝之前，必須對(duì)板面進(jìn)行全面清理，擦拭干凈；

3)按配模圖紙編號(hào)依次拼裝好墻體模板，用回形銷進(jìn)行連接。墻體模板拼裝完成后安裝背楞。安裝時(shí)應(yīng)由兩人在側(cè)墻的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，背楞及對(duì)拉螺栓安裝必須緊固牢靠，用力得當(dāng)，不得過(guò)緊或過(guò)松，嚴(yán)禁背楞彎曲變形；

4)墻體模板、背楞安裝完成后，用斜撐調(diào)節(jié)墻體垂直度；

5)模板偏差在規(guī)范許可范圍內(nèi)，如遇模板累計(jì)偏差，用海綿條、20 mm,30 mm,40 mm塑料板條補(bǔ)充。

3.2.2頂板模板安裝

安裝完墻模后，安裝頂板模板。按配模圖編號(hào)從角部開(kāi)始，依次拼裝標(biāo)準(zhǔn)頂板模板，直至頂板模板全部拼裝完成，盤(pán)扣支撐應(yīng)垂直，無(wú)松動(dòng)。

3.2.3模板測(cè)量校正與檢查

墻模板加固完成后，掛線墜檢查墻的垂直度，并進(jìn)行校正，在墻兩側(cè)的對(duì)應(yīng)部位加頂斜撐，斜撐一端固定在背楞上，另一端固定在支架上，以保證墻垂直度在澆筑混凝土?xí)r不會(huì)偏移。墻垂直度偏差應(yīng)控制在5 mm范圍內(nèi)。

模板加固及校正完成后應(yīng)進(jìn)行自檢，檢查螺栓、回形銷是否遺漏，是否緊固，特別重點(diǎn)檢查墻的垂直度、墻的截面尺寸是否符合要求。自檢無(wú)誤后通知監(jiān)理單位驗(yàn)收。

3.3模板拆除施工要點(diǎn)

3.3.1拆除側(cè)模

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa，即可拆除側(cè)模。先拆除斜撐，后松動(dòng)、拆除對(duì)拉螺栓；拆除對(duì)拉螺栓時(shí)，用扳手松動(dòng)螺母，取下螺母墊片，拆除背楞，取下三節(jié)式止水螺栓的外露部分。再拆除模板連接的回形銷，用撬棍撬動(dòng)模板下口，使模板和墻體脫離。拆下的模板和配件及時(shí)清理，并搬運(yùn)至下一施工段。模板拆除時(shí)注意防止損傷結(jié)構(gòu)的棱角部位。

3.3.2拆除頂板早拆模板

當(dāng)混凝土澆筑完成后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后方可拆除頂板模。頂板模拆除前先按設(shè)計(jì)方案認(rèn)定保留的養(yǎng)護(hù)支撐和早拆支撐，在確認(rèn)養(yǎng)護(hù)支撐及其上的主梁和養(yǎng)護(hù)模板保持原樣、不得松動(dòng)的前提下，將早拆的支架及其上的矩形鋼管主梁拆除，再拆除早拆模板的回形銷，然后可以拆除模板。

3.3.3拆除養(yǎng)護(hù)支撐

養(yǎng)護(hù)支撐的拆除應(yīng)符合GB 50204—2015混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范關(guān)于底模拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度要求，根據(jù)留置的拆模試塊來(lái)確定養(yǎng)護(hù)支撐的拆除時(shí)間。

4 結(jié)語(yǔ)

以往的管廊結(jié)構(gòu)施工時(shí)，通常采用木模板，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，外觀效果差，成本高。本文根據(jù)管廊結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)合新機(jī)場(chǎng)管廊工程施工研討了塑料模板快拆模板體系在實(shí)際工程中的應(yīng)用。以北京新機(jī)場(chǎng)工作區(qū)市政工程項(xiàng)目為背景，對(duì)管廊模板的設(shè)計(jì)和施工方法進(jìn)行了探討。從模板體系選型、塑料模板快拆體系設(shè)計(jì)、模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算以及施工要點(diǎn)等方面研究了塑料模板快拆體系的具體施工方法。實(shí)際工程的應(yīng)用表明，所選擇的模板施工方法具有造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工方便、工程質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)今后地下管廊、地下通道等工程結(jié)構(gòu)的施工具有參考價(jià)值。

[1] 《建筑施工手冊(cè)》第四版編寫(xiě)組.建筑施工手冊(cè)[M].第4版縮印本．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003．

[2] 周水興，何兆益，鄒毅松,等.路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社,2001.

[3] JGJ 162—2008,建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范[S].

Theapplicationanalysisofplasticformworkusedinstructureconstructionofutilitytunnel

HuangLiang

(BeijingNewAirportConstructionHeadquarers,Beijing102602,China)

This paper describes the application of plastic formwork in the application of utility tunnel template in the work area of Beijing new airport project. The formwork design and construction technology of polycarbonate ribbed plastic formwork in cast-in-place concrete tunnel were explored and studied. The construction difficulty level, concrete appearance quality, economy and safety, etc. are compared in order to provide some reference for the selection of the utility tunnel template.

utility tunnel, plastic template, installation

1009-6825(2017)29-0116-03

2017-08-03

黃 亮(1981- ),男，工程師

TU755.21

A