单侧支模在U形槽高大模板施工中的应用

第４２卷第９期　２０１５年９月　建筑技术开发　Ｖｏ１．４２．ＮＯ．９　Ｓｅｐｔ．２０１５　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　单侧支模在Ｕ形槽高大模板施工中的应用　郭德生　，姚涛　，李正军　，宋振学　，谢群　（１．北京建工集团总承包部，北京　１０００５５；２．长春市市政工程设计研究院，长春　１３００３３）　［摘　要］通过对ｕ形槽高大模板的施工设计和施工方法进行了探讨和研究，对城市道路下拉槽、地下通道工　程等Ｕ形槽单侧支模墙体的施工具有参考价值。　［关键词］ｕ形槽；高大模板；单侧支模体系；模板施工方法　［中图分类号］ＴＵ　７５５．２　［文献标志码］Ｂ　［文章编号］１００１—５２３Ｘ（２０１５）０９￣００１８—０５　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩｏＮ　ＵＮＩＬＡＴＥＲＡＬ　ＦｏＲＭＷｏＲＫ　ＳＵＰＰｏＲＴＩＮＧ　ＭＥＴＨｏＤ　ＩＮ　ＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮ　ｏＦ　ＨＩＧＨ　ＡＮＤ　ＬＡＲＧＥ　Ｕ．ＧＲｏｏＶＥ　ＦｏＲＭＷｏＲＫ　Ｇｕｏ　Ｄｅ　ｓｈｅｎｇ，Ｙａｏ　Ｔａｏ，Ｌｉ　Ｚｈｅｎｇ－ｊｕｎ，Ｓｏｎｇ　Ｚｈｅｎ—ｘｕｅ，Ｘｉｅ　Ｑｕｎ　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｖｉａｄｕｃｔ　ｏｎ　Ｑｉａｎｊｉｎ　Ａｖｅｎｕｅ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｃｉｔｙ　ｗａｓ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｔｏ　ｄｉｓｃｕｓｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｈｉ　ｇｈ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅ　Ｕ－ｇｒｏｏｖｅ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｈａｓ　ｓｕｃｈ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｓ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌ１ｉ曲ｐｌｓａｔｉｃｉｔｙ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｔｅｐｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｈｅｒｅｉｎ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｏｆｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆＵ－ｒｏｏｖｅｇ　ｕｎｉｌａｔｒａｌｅ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｗａｌｌ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｕｒｂａｎ　ｇｕｔｔｒ　ｅｎｄ　ａｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐａｓｓａｇｅ，ｅｔｃ．　［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］Ｕ—ｒｏｏｖｅ；ｈｉｇｇｈ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ；ｕｎｉｌａｔｅｒａｌ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　随着城市基础设施建设速度的加快，单侧支　模在市政建设工程中越来越常见。一般单侧支模　收稿日期：２０１５—０７—１２　施工钢筋混凝土墙体时，主要采用木制大模板面　板＋定型三角架支撑体系。由于组合大钢模面板、　作者简介：郭德生（１９６９一），男，山东梁山人，高级工程师　ｅ－ｍａｉｌ：ＧＤＳ４０６４＠ｘｉｎｌａｎｇ．ｅｏｍ。　资格或省级政府投资项目ＰＰＰ资格。（２）项目　当竞争；规范性和灵活性相结合”的评标原则。　负责人要求具备建筑工程相关专业工程师及以上　３结束语　技术职称，同时列入项目财务负责人，要求具备　会计专业相关中级职称，获得注册会计师资格。　并在人员、设备、资金等方面具有相应的管理运　营能力。（３）ＰＰＰ项目内容：根据批准的立项　文件对项目可行性研究、项目建设至竣工验收、　料归档及保修期等实行ＰＰＰ运营管理。（４）评　标办法：其中５５分为实施项目的技术标分，４Ｏ　对于ＰＰＰ模式单位的选择，完全可以参照南京　市建设工程招投标交易中心的先进办法，根据建设　市场中各参与单位承担项目的资信隋况，设定企业　信用分，纳入项目招标评分中。只有在ＰＰＰ项目实　施过程中口碑和信誉好的ＰＰＰ单位，其企业信用分　参考文献　［１】金永祥．ＰＰＰ模式在中国的发展及实践［Ｄ１．２０１４．　［２１王帅，张春晖．政府工程中项目管理委托选择标准研究［ＥＢ／ＯＬ］．　　项目决算、投资运营、产权办理、资产移交、资　才高，信用分参与评标，这样才更有竞争力。分商务报价标分，５分资信分，综合评定。遵循　“竞争优选；公正、公平、公开；科学合理；质　城市建设理论研究（电子版）．　［３］谢琳琳．公共投资建设项目决策机制研究［Ｄ］．重庆市：重庆大学，　建设管理与房地产学院，２００５．　量好、信誉高、价格合理、周期适当；反对不正　第９期　郭德生，等：单侧支模在ｕ形槽高大模板施工中的应用　第４２卷　模板竖龙骨采用单３０号工字钢，间距６００ｍｍ　形槽底板、侧墙顶高程的变化，斜撑的长度设计　设置。竖龙骨底部直接放于基础底板上。　３．３模板与主次龙骨的连接设计　采取按坡度变化的形式，保证侧墙支撑受力水平。　底板上预埋两道预埋筋，作为斜撑的后背支点。　３．５模板底部螺栓锚固　外加工Ｍ１４钩头螺栓，用于模板面板与　次龙骨连接。钩头螺栓长２００ｍｍ，套丝长度　模板底部混凝土墙体施工时，在底角模板　顶面以下１５０ｍｍ的位置，预埋　２５螺栓杆，间　７０ｍｍ。加工［形扣件，通过钩头螺栓和［形扣　连接（图２）。　件与面板连接。主龙骨通过上下预埋件与次龙骨　距６００ｍｍ，螺栓杆端部采取弯折的设计，增强　锚固力。螺栓杆长度１６００ｍｍ，外露８００ｍｍ，　２００　广———］　（ａ）　（ｂ）　图２模板与主次龙骨连接示意　（ａ）剖面；（ｂ）立面　３．４加固支撑系统设计　考虑工期及结构特点，侧墙分三次浇筑，　底板第一次浇筑到底板以上１　ｍ，第二次浇筑到　顶面以下２～３　ｍ，第三次浇筑到顶部。侧墙一次　性浇筑最高处达到９．２４ｍ，最矮处只有２ｍ。　本工程采用了分散组合模式进行支撑。考虑　到结构受力，采用在底板上和第一次浇筑１　ｍ的　侧墙上预埋　２５螺栓，间距６００ｍｍ，在维护结　构冠梁上预埋　２５拉筋，间距６００ｍｍ。主肋采　用Ｉ３０ａ工字钢，间距６００ｍｍ；次肋采用２１１０ａ　工字钢，间距６００ｍｍ；斜撑采用１３０ａ工字钢。　底角使用预埋　２２螺栓锚固，间距６００ｍｍ；顶　口采用５ｔ导链拉紧，间距６００ｍｍ。６ｍ以上墙　高的斜撑采用两道，６ｍ以下的采用一道支撑，　角度保持在４０～５０。之间。由此形成三角型超静　定结构，以抵抗新浇筑的混凝土对模板产生的侧　压力和上浮力。　为保持斜撑的横向整体稳定性，横向采用　０４８钢管锁定，对于６ｍ以上的高墙，由于斜撑长，　受力后挠度变形较大，因此增加了二道反方向的　支撑，与底板预留拉筋锁定。在墙内侧安装导链，　间距２０００ｍｍ，用来调整模板垂直度。考虑到Ｕ　２０　预埋８００ｍｍ，弯钩为７０。，长１５０ＩｎｌＴｌ。本工　程摒弃了传统的在八字上预埋斜向上方的螺栓方　法，解决了不好拆角模和模板与侧墙加固不严而　造成露浆的弊端。　３．６砖模设计　砖模采用ＭＵ１０红机砖、ＲＭ７．５水泥砂浆，　宽５００ｍｍ，最高处９．５ｍ，底面标高同结构垫层　底面标高。砖模底部设２００ｍｍ厚Ｃ２０混凝土垫　层。为增加地基承载力，在垫层下设置６０ｃｍ厚，　宽１００ｃｍ的碎石垫层。在护坡桩上预埋　２０拉筋，　沿高度方向１ｍ一根，横向间距１．６ｍ，在砖墙砌　筑时凿出，使砖墙与护坡桩拉结牢固。砖墙与护　坡桩间空隙用中砂填实。模板体系如图３所示。　护　坡　工　桩　图３单侧支模模板体系示意　４单侧支模系统设计验算　根据模板系统设计荷载的取值方法和组合　原则对墙侧模板板面、大块钢模板小肋、墙体模　板次肋、墙体模板竖肋以及支撑系统的强度和刚　度进行了验算。以９．２４ｍ高墙体为例给出了墙　侧模板板面的具体计算过程。　（１）荷载计算：已知墙高９．２４ｍ，模板板　面钢板厚６ｍｍ，单元格为３００ｍｍ×３００ｍｍ，混　第４２卷　郭德生，等：单侧支模在ｕ形槽高大模板施工中的应用　第９期　凝土坍落度ｌ８．５　ｃｍ，泵送，采用插人式振捣器内　部振捣，人模温度１５℃，混凝土容重２４ｋＮ／ｍ　；　浇筑速度２ｍ／ｈ，外加剂影响修正系数１．２。那么，　混凝土侧压力标准值　和　计算如下：　＝为：　／Ｗ＝２９．３８Ｎ／ｒｎｒｎｚ＜２１５Ｎ／ｍｍ２。　（３）刚度验算　对于构件的刚度，设Ｅ为钢材弹性模量，则　Ｂｏ＝Ｅｈ。／１２（，一　）＝４１．５４×１０　Ｎ・ｕｒｔｎ（３）　ＯＪｍ￣＝（Ｏ．Ｏ０１２７×ｑ２Ｘｆ）／Ｂｏ＝０．１７１ｍｍ＜１．５ｒｒ￣　（４）　０．２２ｒｃｏｔＶ￣ｆｌ１ｆ２＝６９．０３ｌ　，ｍ　＝（１）　（２）　Ｋｒｃｈ＝５８．８ｋＮ／ｍ　以上强度和刚度的验算都满足规范要求。　５单侧支模施工要点　式中：ｒｃ为混凝土的重力密度，取２４ｋＮ／ｍ３；　ｔｏ为混凝土的初凝时间ｔｏ＝２００／（升１５）＝６．７ｈ；Ｖ为　为了保证单侧支模系统能够按照设计要求　混凝土浇筑速度，取２．０ｍ／ｈ；　为外加剂影响修　有效地发挥其功能，在实际完成单侧支模系统中，　正系数，取１．２；　为混凝土坍落度影响修正系数，　取１．１　５；ｈ为有效压头高度，当ｖ／Ｔ＝０．１３３＞０．０３５时，　ｈ＝１．５３＋３．８　２．０４ｍ；Ｈ为混凝土侧压力计算位　置处至新浇混凝土顶面的总高度，取８　ｍ。　根据前面侧压力标准值，取两者中较大值，　以此计算混凝土侧压力设计值　’为８２．８　／ｍ　，　其中荷载分项系数查施工手册得１．２；为安全起　见，不考虑荷载折减系数，以增加安全储备。　混凝土浇筑采用泵送，查得倾倒混凝土对　模板产生的水平荷载标准值为２ｋＮ／ｍ２，可得混　凝土倾倒时产生的水平荷载　’为２．８　ｋＮ／ｍ　。　（２）强度验算：模板板面强度验算按四边　固定的双向板计算，查《路桥施工计算手册》（附　表２—２０）有：Ｚ　＝０．３０ｍ，／ｙ＝０．３０ｍ，ｌｘ／　１．Ｏ０。　进一步查表可得ｘＴｏ．００　１２７；　＝０．０１７６；　Ｋ　０．０１７６；　一０．０５１３；　－０．０５１３。　取ｌｍｍ宽面板条进行计算，化为线　均布荷载：ｑ　＝Ｆ×１／１０００＝０．０８５６Ｎ／ｍｍ；　ｑ２＝Ｆ１×１／１０００＝０．０　６９０Ｎ／ｍｍ式中　Ｆｌ’斗　’；ｑｌ　和ｇ　分别用于强度和挠度计算。　从而得到支座最大弯矩为　＝一　０．０　５　１　３　ｇ　ｌ×，　＝一３　９　５．２２　Ｎ・ｍｍ；Ｍ。ｙ：一　０．０５１３ｑ　×ｌｙ￣－３９５．２２Ｎ・ｒｎｌＴｌ，支座处强度验算为：　‰　／Ｗ＝６５．８７Ｎ／ｍｍ２＜２１５Ｎ／ｍｍｚ，其中，面　板的截面抵抗矩Ｗ＝ｂｈ　／６＝６ｍｍ。。　对于跨中，　首先计算跨中弯　矩　：０．０　１　７　６　ｑ　１×，ｘ２＝ｌ　３　５．５　９　Ｎ・１ＴＩ１ＴＩ；　＝０．０１７６ｑ１×ｌｙＺ＝１３５．５９Ｎ・ｍｍ，考虑钢板　的泊松比　＝Ｏ．３，可以得到换算的跨中弯矩　为　’＝　＋１，　：１　７６．２７　Ｎ・ｍｍ；　…＝　＋ｖ　＝１７６．２７Ｎ・ｍｍ，因此，跨中处强度验算　砖模、组合模板、组合大钢模墙模板等的施工过　程中还要注意以下要点。　５．１砖模施工要点　在砖模施工中首先应注意弹线定位，即根　据图纸轴线位置放出结构外墙边线、砖模内皮控　制线。砌筑方法需采用“三一”砌筑法，并在砌　筑前试摆。砌筑时马牙槎设置五皮一退，每步马　牙槎高度３００ｍｍ，后退尺寸为６０ｍｍ。砖模每　天砌筑高度不超过１．２　ｍ。抹灰砂浆分层抹灰，　分层厚度不大于７ｍｍ，总厚度２０ｍｍ。　５．２组合模板施工准备要点　组合模板施工准备中要注意螺栓、锚环和　钢支点等的预埋，同时需进行钢丝绳制作和模　板表面的处理工作。具体如下：（１）在底板第　一次浇筑混凝土时预埋螺栓，在角模板上打好　预留孔，间距６００ｍｍ，用于墙体模板施工时加　固模板底部；（２）底板施工时在基础底板内按　间距６００ｍｍ预埋（ｐ　２５钢筋锚环，钢筋锚环内径　１００ｍｍ，锚人底板内５００ｍｍ，外露７０ｍｍ。锚　环位置与墙体模板１　００　ｍｍ板宽组拼处对应设置；　（３）预埋件的距离，按墙高支点４５。角处确定　平面距离，按间距６００ｍｍ预埋　２５锚筋，锚筋　埋人底板内２００ｍｍ，外露１５０ｍｍ。锚筋与锚环　一一对应，其连线与外墙轴线垂直；（４）钢丝　绳采用６×１９、　１５．５，抗拉强度ｌ７００Ｎ／ｍｍ２的　全新钢丝绳，砂轮切割机切割，端部用铁丝绑　扎，防止分散。钢丝绳连接采用钢丝绳夹，每一　连接处使用３个绳夹，再在最后一个夹头后面约　５００　ｍｍ处设置一个夹头，并将绳头放出一个安　全弯；（５）拼装前对大钢模板进行以下四步处理，　以保证拼装质量和混凝土成品的观感：①磨光机　２１　第９期　郭德生，等：单侧支模在ｕ形槽高大模板施工中的应用　第４２卷　打磨；②钢丝刷打磨；③湿纱布擦拭；④刷脱模　剂，拼装时板缝间加海绵条。　５．３组合大钢模墙模板安装要点　混凝土强度达到４ＭＰａ，混凝土温度冷却到　５℃，且混凝土温度与环境温度差不大于２０℃　时，拆模后混凝土表面应及时覆盖阻燃草帘保　墙模板单块就位组拼安装工艺流程为：钢　筋检查验收一安装顶模棍　安装内侧模板　临时　支撑　横龙骨一安装竖龙骨一安装支撑一调整模　板一检查验收。墙模板的安装要点如下。　温使其缓慢冷却。模板拆除过程中要严格执行　以下要求。　（１）拆模时遵循先支后拆，后支先拆的　原则。分区域由上到下，先拆松动钢丝绳，顶　（１）安装模板底部支座，１００ｍｍ×１００ｍｌＴｌ　起调节模板垂直，用撑杆底部可调顶托使模板　方木紧靠地脚螺栓。安装楔形模板，使墙身模板　支架脱离模板。依次拆除竖向龙骨、水平龙骨、　保持水平。　线。在拼板过程中将１０ｒａｍ×５ｒｎｌＴｌ双面胶海绵　条贴于模板侧面，螺丝上紧，以防漏浆。外墙内　侧用４８ｍｍ×３．５ｍｍ扣件式钢管临时支顶固定。　块模板需用４８ｍｍ×３．５ｍｍ扣件式钢管顶紧临　时固定。模板与模板之间用螺丝上紧，当板块安　装宽度超过３　ｍ时即加横龙骨（双１Ｏ工字钢），　楔板、扣件，用橇棍轻轻撬动模板，使模板离　其他区域支撑、模板；（２）严禁先拆除所有　支撑、钢丝绳等构件，再拆除模板；（３）拆　除应轻拆轻放，保护好各种模板并分类整理堆　口硬砸硬撬，以防震裂混凝土或撬坏模板；（４）　拆除的模板应及时修整，刷油清理。　６结束语　（２）安装墙身大块模板，使之稳定对准墙　开墙体，慢慢放下模板并码放整齐，然后拆除　（３）用同样方法安装其它模板，每安装一　放，设置专门的责任区和责任人。严禁模板上　横龙骨与模板面板之间采用钩头螺栓和扣件扣　紧。模板安装至墙顶时立即安装竖龙骨（单３Ｏ　号工字钢），顶部加中　１５．５钢丝绳和５ｔ手拉葫　芦与冠梁顶预埋锚环拉紧，内墙侧安装手拉葫芦，　找正模板。　本文研讨了组合大钢模面板、组合工字钢　龙骨及支撑辅以钢丝绳拉结的单侧支模模板体　系的应用。对ｕ形槽高大模板的设计和施工方　法进行了探讨。实际工程的应用表明，所选择　的模板施工方法具有造价经济、施工方便、支　架可塑性强等优点，对城市道路下拉槽、地下　通道工程等ｕ形槽单侧支模墙体的施工具有参　考价值。　参考文献　［１］建筑施工手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００３．　［２］周水兴，何兆益，邹毅松等．路桥施工计算手册［Ｍ］．北京：人民　交通出版社，２００１．　（４）安装斜支撑时要与地锚和模板竖龙骨　顶紧。斜撑放在与模板面垂直的平面内（即斜撑　投影与外墙垂直）。斜支撑安装完毕后，安装加　固钢管。检查合格前禁止拆除临时支撑，以保安　全。　５．４组合大钢模墙模拆除工艺施工要点　关于拆除条件，在非冬季施工时，要保证　混凝土表面及棱角不受损伤；而在冬季施工时，　［３】ＪＴＧ／Ｔ　Ｆ５０—２０１１，公路桥涵施工技术规范［ｓ］．北京：人民交通出　版社．２０１１．　２２