随着建筑业的快速发展, 对混凝土成型质量的要求越来越高^[1]。对施工企业而言, 提高混凝土的成型质量、确保其垂直度、平整度至关重要。为满足工程质量, 必须选择合适的模板^[2]。散拼木模施工被广泛应用于土建、基础设施、桥梁施工中^[3,4]。在工程施工中, 传统的散拼木模加固墙、柱施工工艺, 只采用模板、木方、钢管为主要原材料, 逐步完成支设施工, 散拼模板边缘未做加强处理, 导致在支设过程中对拉荷载和浇筑混凝土过程中动荷载作用下出现阴、阳角不垂直, 以及模板拼缝处胀模、漏浆、错台等质量通病。散拼模板虽然成本相对较低, 但由于错台、漏浆、胀模等常见质量通病造成装饰装修阶段剔打、修补费用增多, 不够经济;二次处理较繁琐且工作量大, 并产生了大量的建筑垃圾, 不够环保^[5]。针对上述结构施工过程中出现的情况, 根据现场组织施工, 经过多次摸索、试验、应用、总结, 形成工具式角钢拼接模板-方钢背楞组合式模板施工技术。

鲁能062-7/02地块建设工程位于重庆市巴南区鱼洞街道 (巴南鱼轻路和箭河路交叉处) , 北侧紧邻人民广场, 西侧为箭滩河;东临老城居住区, 南邻轻轨3号线。本工程由1号楼幼儿园、S4独栋商业、S5集中商业、2~14号高层住宅以及相应的社区商业S1, S2, S3和地下车库组成。结构形式为框架-剪力墙, 总用地面积为90 222m²。总建筑面积约46.3万m², 其中使用组合式型钢加固模板技术的构件包括剪力墙、楼板、结构梁和结构柱, 使用总面积约31.74万m²。

采用工具式角钢构件加固墙、柱模板, 在散拼木模施工过程中, 用螺栓穿过模板上的通孔再穿过角钢上的T形孔将角钢固定在木模边缘, 形成模钢体系;角钢与木模固定前对角钢进行T形孔深化设计, 依据T形孔的设计对木模集中开孔;对任意2块相邻模钢体系的模板, 通过T形孔错位拼接, 再利用定位U形卡将拼接好的模板体系定型组成新的木模加固方式;采用矩形管作为次龙骨对墙、板进行加固;采用角钢对剪力墙根部进行封闭;利用矩形管、角钢的刚度确保混凝土成型质量。

采用编号分别为A, B的木模板、一个等边角钢、若干螺栓。加工完成后的模板拼装前, 先将螺栓固定在模板上, 注意螺栓由模板内侧穿出, 丝杆朝外, 以便拆除。阴角部位模板拼装时通过角钢, 用螺栓将模板与其固定, 对阴角部位进行加固处理, 克服了传统工艺中阴角部位出现的八字角, 保证阴角方正、顺直, 如图1所示。

采用编号分别为A, B的木模板、一个等边角钢、若干螺栓。加工完成后的模板拼装前, 先将螺栓固定在模板上, 注意螺栓是由模板内侧穿出, 丝杆朝外, 以便拆除。阳角部位模板拼装时通过角钢, 用螺栓将模板与其固定, 对阳角部位进行加固处理, 克服了传统工艺中阳角部位出现的胀模、爆模现象, 使得阳角方正、顺直, 如图2所示。

采用木模板、2个等边角钢 (横向、竖向为不同型号的角钢) 、若干螺栓。在加工完成后的模板拼装前, 先将螺栓固定在模板上, 注意螺栓是由模板内侧穿出, 丝杆朝外, 以便拆除。模板拼缝处用螺栓分别将模板与相应的角钢固定, 再通过钢模U形卡把2个角钢连接加固, 避免传统工艺模板拼缝处漏浆、出现错台, 使得成型面的平整度得到有效控制, 如图3所示。

在现场, 角钢和方钢次龙骨配合使用, 等边角钢一边夹于方钢次龙骨与模板间, 一边垂直于模板且向外支出。另外, 角钢下部采用水泥砂浆坐浆, 由于等边角钢为整条边对模板下部进行封闭, 且与模板及方钢次龙骨结合紧密, 固定牢固, 可以很好地保证墙柱下部封闭密实, 保证了墙柱混凝土的成型效果, 减少烂根等现象, 如图4所示。

主楼剪力墙、楼板均采用方形矩形管作为背楞, 绘制背楞排布图, 根据市场矩形管常规长度6m集中切割成标准规格, 避免了现场工人随意切割。方钢龙骨承载力较高、刚度大、变形小, 与木模板组合拼装操作简便。对于楼板模板, 通过合理设置方钢间距, 方钢龙骨与木模板组合的新型模板体系能较好地承受楼板模板上部的结构自重及施工荷载对于墙柱侧模的影响;通过合理设置竖向方钢龙骨的间距, 新型模板体系能较好地承受墙柱混凝土浇筑过程中及浇筑后的侧压力。

现场采用薄壁型钢代替传统木方支撑, 由主、次龙骨和下部可调托、支撑架体等组成顶板模板组合支撑体系。次龙骨采用薄壁型钢, 主龙骨采用双钢管, 在竖向支撑杆件搭设好后, 用可调托支撑主龙骨, 在主龙骨上安装次龙骨, 用可调托调整标高, 按要求进行起拱, 在主次龙骨组合结构上方铺排模板。

施工工艺流程:角钢深化设计及加工→木模板深化设计及集中开孔→模板与螺栓固定 (阴阳角、模板拼缝处) →角钢预安装→墙、柱模板支设→调校、加固、验收→墙、柱混凝土浇筑→板底次龙骨施工→拆模、养护, 周转至下一层。

工具式角钢构件加工采用└50×3、长6m和└30×2、长6m 2种规格的等边角钢, 其中└50×3、长6m角钢用于阴、阳角加固体系, └30×2、长6m用于模板拼缝加固体系, 由专业加工厂依据工具式角钢构件设计图纸制作完成。角钢生产完成后运至施工现场, 将6 000mm长角钢切割成1 830mm的整条成品角钢, 在施工时如遇1 830mm角钢过长不能使用时, 现场可依照230mm模数进行再次切割, 再次切割长度≥450mm。

以1 830mm×915mm×15mm的木模板为例, 按规定尺寸用10mm手电钻进行模板开孔。

确认墙、柱模板开孔尺寸无误后, 在模板孔洞内预先插入螺栓, 螺栓头设置在墙柱模块内部, 丝杆朝外, 无需固定螺母。

模拟将加工好的角钢预先安装在A (或B) 面模板上, 并用螺母通过螺栓连接固定。模板竖向拼缝处的角钢也可以预先安装并增加螺母。

墙、柱钢筋已绑扎、验收完毕, 其余模板上的螺栓全部就位后, 进行模板支设。

阴阳角部位的模板有A, B面划分, 安装时需区分, 以免错误使用。施工顺序:放线 (边线、控制线) →导墙筋→立模板 (放模板对撑) →穿对拉螺杆→加固角钢安装→加方钢次龙骨→钢管临时固定→调校→加固→验收。

墙、柱模板必须边安装、边检查垂直度和平整度, 模板的拼缝应严密, 要求拼缝<2mm, 平整度 (错台) <1.5mm。模板安装就位后, 必须吊线调整垂直度, 要求垂直偏差≤2mm。

模板工程完成后, 由专人组织相关人员进行模板工程验收, 合格后留下验收记录, 方可进入下道工序。

1) 墙、柱浇筑混凝土时应分段、分层连续进行, 浇筑层高度应根据结构特点、钢筋疏密决定。

2) 为避免梁墙交接处产生漏浆等情况, 在梁、墙交界位置采用整模铺设。

3) 墙、柱浇筑混凝土时, 为准确下料, 使用混凝土分层控制尺杆, 尺杆每隔20cm划厚度控制线并钉上小钉, 用以控制下料高度, 防止出现分层过厚的情况, 同时振动棒上也要有相应的标尺, 用以控制振动棒插入的深度。浇筑完成后, 随时将插筋调整到位。板混凝土浇筑后应在墙、柱插筋周边150mm范围内压光找平, 当高低差>5mm时, 将超高混凝土打磨、修补到位, 以便上层墙、柱模板与楼板采用硬拼缝。浇筑楼板混凝土时, 下料不能太集中, 堆积高度应≤500mm, 否则局部荷载太大, 造成模板支撑失稳。

工艺流程:搭设支架→安装木楞→调整模板标高→铺设模板→模板校正→模板预检→钢筋绑扎→钢筋预检→混凝土浇筑→养护→拆模。

混凝土浇筑后达到一定强度时方可拆模。拆模日期应按结构特点和混凝土所达到的强度确定。一般墙、柱模板在混凝土浇筑完成12h以后, 强度达到1.2MPa, 混凝土不掉角时开始拆除。

模板成型检验班组内实行三检制, 且验收合格后报工长检验, 合格后依次报项目部、质量总监进行核定, 并填写预检记录表格、质量评定表格和报验单, 对于模板成型过程中的要点应真实记载, 并向监理报验。每个环节检查出质量问题 (不符合本方案质量、技术标准及相关规范) , 视性质轻重等查处上一环节责任人, 并由上一环节负责人负责改正问题。

模板支撑采用插销式快拆架和扣件式钢管脚手架支撑体系, 在搭设和钢筋安装、混凝土浇捣施工过程中必须随时监测。

监测结果接近或达到材料的允许变形值时马上启用应急预案, 同时必须进行加固处理。

角钢选用应符合要求, 操作过程中需要按照施工要求进行施工。

1) 在模板连接边缘处等间距设置多个通孔, 且在角钢上设置有与上述模板上通孔相对应的T形孔、通过将螺栓穿过模板上的通孔后再穿过角钢上的T形孔, 将任意2个相邻的模板固定连接的方式, 有效地解决了墙、柱阴阳角、模板拼缝处在施工中发生爆模、胀模的情况, 同时, 保证了墙、柱阴阳角的尺寸要求, 提高了施工质量。

2) 等边角钢可以与方钢次龙骨配合使用, 等边角钢一边夹于方钢次龙骨与模板之间, 一边垂直于模板且向外支出。另外, 角钢下部采用水泥砂浆坐浆, 由于等边角钢为整条边对模板下部进行封闭, 且与模板及方钢次龙骨结合紧密、固定牢固, 可以很好地保证墙、柱下部封闭密实, 保证了墙、柱混凝土的成型效果, 减少了烂根等现象的产生。

3) 方钢龙骨承载力较高、刚度大、变形小, 与木模板组合拼装操作简便, 对于楼板模板, 通过合理设置方钢间距, 方钢龙骨与木模板组合的新型模板体系能较好地承受楼板模板上部的结构自重及施工荷载, 通过合理设置竖向方钢龙骨的间距, 新型模板体系能较好地承受墙、柱混凝土浇筑过程中及浇筑后的侧压力。

4) 采用方钢和角钢代替木方作为次龙骨, 以钢材的可回收性降低了木材的使用率, 不仅获得了很好的经济效益, 而且对环境保护也做出了一定贡献。