地上清水混凝土模板施工技术.doc

北京*T3A主楼工程地上清水混凝土模板施工技术编制单位：北京*建设工程有限公司机场项目部编 制 人：目 录前言11.工程概况12.免装饰混凝土设计情况介绍13.工程难点44.模板设计44.1模板设计的总体原则44.2模板选型55.主要清水模板施工技术55.1独立柱模板55.2带结构缝柱模板75.3梁板模板105.4挑檐及APM轨道梁模板135.5大巴桥玻璃钢模壳176.应用效果21前言清水砼系直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果，不作其他外装饰的混凝土工程。砼表面的明缝、蝉缝和穿墙螺栓孔眼都是建筑装饰效果。近几年，国内的清水砼发展很快并已广泛使用。 *三号*T3A主楼工程，大规模采用了清水砼设计，在国内尚属首例，仅*公司所承建的E、F区域，清水砼面积达6.5万平方米。其中在此区域内施工较为成功，典型的有独立框架柱、三角柱网梁板、清水挑檐、大巴桥、零售天桥等，取得了良好的清水砼外观效果，使清水模板这项新技术得到了较好地应用，有很多借鉴、推介作用。在*公司施工史上树立了一个新的里程碑。1.工程概况北京*T3*位于*T2*东侧，平行于现况东跑道，是*扩建工程的核心项目，*东西两翼宽756m，南北长约3000m，由北京*研究院进行施工图设计，*设计联合体为设计顾问单位。其中T3A主楼工程由北京*集团有限责任公司总承包施工，*工程建设监理公司进行施工监理。T3A主楼平面呈南北向人字型，南北长953m，东西宽756m，地下建筑面积约17.5万m2，地上建筑面积约29.4万m2，总建筑面积约46.9万m2。*公司所承建的T3A*E、F区位于*北端，南北长400m，东西宽108m；中间捷运部分为地下二层，两侧指廊为地下一层地上三层；地下建筑面积约5.4万平方米，地上建筑面积约6.5万平方米。E、F区檐高（除网架）15.45m。2.免装饰混凝土设计情况介绍本工程最显著的建筑风格是地上结构大范围使用免装饰混凝土（俗称“清水混凝土” ）。根据合同文件中“建筑技术要求”，以及T3*混凝土工程建筑专业技术要求规定，在保证混凝土结构安全性、合理性的前提下，作为*整体建筑观感的一部分，建筑专业在设计中针对不同的部位对混凝土的建筑外观提出了控制标准。混凝土的建筑要求分为RCF-A和RCF-B两类。标准分成对混凝土的外观形式、模板分缝处理所作的“外观形式”要求和对混凝土的表面观感、平整度所做的“完成面质量”等两部分内容。清水混凝土设计要求：见下表饰面类型项 目RCF-ARCF-B使用范围1、 机坪层的室外部分混凝土天花；2、 首层及以上各层公共区内无吊顶区的混凝土天花；3、 机坪层室外部分混凝土柱及以上各层公共区内的混凝土柱。*内除RCF-A范围以外的其余混凝土工程。外观形式梁1、 梯形截面，阴阳角做小圆弧抹角；2、 模板缝做法、位置符合图纸要求。1、 矩形截面；2、模板缝做法、位置符合图纸要求。板1、 采用整体大模板；2、 模板缝做法、位置符合图纸要求。1、 采用整体大模板；2、 模板缝做法、位置符合图纸要求。柱1、 采用整体通高大模板；2、 柱顶端做凹槽处理；3、 模板拼接竖缝南北向设置，柱身无水平缝。1、 应采用整体通高大模板；2、 模板拼接竖缝南北向设置，柱身无明显水平缝。完成面质量结构偏差1、 突变不平度不应超过1mm。2、 以2m平靠尺检测表面平整度，不应有大于3mm的凸凹。3、 柱、墙、梁截面尺寸偏差不大于+3/-2mm。4、 柱、墙垂直度当层高小于等于5m时，不大于5mm，当高度大于5m时，不大于8mm。5、 预埋件、留洞、螺栓中心线位移不大于4mm。预埋钢板中心线不大于8mm。1、突变不平度不应超过1mm。2、以2m平靠尺检测表面平整度，不应有大于3mm的凸凹。3、柱、墙、梁截面尺寸偏差不大于3mm。4、柱、墙垂直度当层高小于等于5m时，不大于5mm，当高度大于5m时，不大于8mm。5、预埋件、留洞、螺栓中心线位移不大于4mm。预埋钢板中心线不大于8mm。外观质量1、混凝土表面无露筋、夹渣、蜂窝、麻面、明显气泡、碰撞缺陷。 2、表面无灰浆渗漏现象。不允许有面积大于20mm2的气孔存在，每平米表面大于10mm2小于20mm2的气孔不能多于3个。3、所有裂缝宽度不允许超过5mm，其中由于荷载等因素造成的裂缝不允许超过3mm，裂缝长度不允许超过5mm，每平米裂缝数量不允许超过6个。1、 表面清洁，不应有隔离剂污染、锈斑。2、 应为统一的浅色混凝土，补充裂缝要求不应有明显的色差。1、混凝土表面无露筋、夹渣、蜂窝、麻面、明显气泡、碰撞缺陷；无裂缝。3、 表面无灰浆渗漏现象。4、表面清洁，不应有隔离剂污染、锈斑。5、应为统一的浅色混凝土，不应有明显的色差。3.工程难点3.1清水砼比普通砼表面质量方面要求高，它的最终效果取决于模板设计、加工、安装、节点细部处理、钢筋绑扎、砼配制、浇筑、振捣、养护等多种要求。3.2工程体量大，E、F区建筑面积达11万平米，其中清水面积为6.5万平方米，模板及周转材料需求量巨大，节点复杂、几何截面尺寸大，模板深化设计与实施难度大，需要精心设计，合理选择模板及支撑体系，提前进行模板系统加工定货和进场，才能满足工程施工需要。3.3本工程结构混凝土成型效果要求为高标准饰面清水混凝土效果，量大面广，质量要求高，对模板的总体设计、细部构造提出了很高的要求，施工难度巨大。3.4柱形式多样且带结构缝的圆柱、椭圆柱较多。柱截面尺寸多样，层间最大高度达16m，模板设计、施工组织难度大。3.5结构梁板为密肋式梁板，特别是地上结构部分梁板阴阳角设计呈弧形和45度倒角。模板设计不仅要考虑结构混凝土的成型效果，还要考虑模板体系装拆方便，增加模板的周转次数，降低成本，这对模板面板的材质、支撑体系选择要求高。3.6施工工期紧，技术复杂，参施单位多，各专业管线、预埋工作量大，穿插作业多，对现场组织协调要求高，管理难度大。4.模板设计4.1模板设计的总体原则本工程主体结构部分范围采用高等级清水混凝土，设计文件对清水混凝土截面形式、外观质量给出了详细的技术要求。如何保证大面积清水混凝土结构高质量完成，是本工程地上部分混凝土结构施工的重点控制内容。而模板是控制清水混凝土成型质量的重要部分。根据主体混凝土结构形式和特点，为保证设计所要求的构件截面形式及外观质量，确定了模板设计的总体原则：确保质量：确保混凝土成型后结构的形状、尺寸和相对位置符合设计要求，必须做到表面平整光洁，模板分块，面板使用次数多等要求，是清水砼质量要求和设计效果；技术先进：积极推广使用先进的模板施工工艺，对成熟模板方案进行优化设计，保证模板体系工效高、重量轻、周转性强；经济合理：尽量选用质优价廉的模板材料。模板设计通用性强，规格类型少，充分考虑模板可周转性及后续施工再利用可能性； 安全适用：积极学习交流、强化细部设计，确保模板构造简单、制作、拆装灵活方便及支撑装拆便捷高效，模板及支撑体系安全可靠、合理适用。针对本工程的特殊情况，我部成立了模板技术攻关小组，并多次邀请监理、设计专家进行清水模板施工的专题讨论。通过对多个方案的分析比较，结合生产实际情况，选用先进实用的设计、施工方案。4.2模板选型结构部位适用的模板体系A类独立圆柱全钢大模板B类独立圆柱平板玻璃钢圆柱模板带结构缝圆柱、椭圆柱全钢大模板+木胶合板结构缝模板地上结构墙体国产优质木胶合板地上结构A类弧形梁、折角梁、板国产优质木胶合板+精工木线地上结构大巴桥梁8mm厚玻璃钢模壳地上结构B类梁、板国产优质木胶合板地上挑檐板木胶合板+精工木线+地板革APM轨道梁（A类）木胶合板+精工木线+地板革5.主要清水模板施工技术5.1独立柱模板独立圆柱直径有800mm、1250mm、1500mm等几类，质量外观分为A类、B类，A类柱采用定型大钢模板，B类柱采用平板玻璃钢模板。A类独立圆柱采用两个定型6mm厚钢板半圆模板组拼而成，连接拼缝以结构南北向轴线为拼接对称轴，拼缝采用在边框企口连接。为了满足圆柱模板水平和竖向刚度要求，在模板背面水平和竖直方向增加横肋和纵肋，以满足其使用要求。圆柱模板加工高度为4.48m；首层梁底净高为4.45m，二层4.15m。 为了节约成本加快施工进度，B类独立圆柱采用平板玻璃钢模板，模板拼缝朝向结构南北轴线的北端，为了满足圆柱模板水平和竖向刚度要求，在模板纵向方向上加多道加固木箍。模板高度为4.48m。全钢柱大模板内侧 平板玻璃钢模板支立效果图拆模中的玻璃钢模板5.2带结构缝柱模板5.2.1我部地上施工区域内共有两种带结构缝柱模板，即1500mm独立柱和1250mm+450mm椭圆柱，结构缝宽100mm。根据带结构缝椭圆柱中结构缝、阴阳角圆弧造型复杂及结构形式单一等特点，椭圆柱适宜采用定型模板。此处模板制作的难点在于如何保证砼几何尺寸，外观质量，另外结构缝处模板的拆除是设计的重点。最终采用定型钢模与覆膜多层板相结合的柱模板作为带结构缝椭圆柱模板体系。定型钢模板、木模板、定型钢木结合模板优缺点比较模板类型优 点缺 点定型钢木结合模板模板拼缝严密，单元板尺寸能够满足设计的拼缝位置要求，结构缝处圆弧、柱顶装饰槽均为定型模板，成型效果好，解决了模板拆除问题。可进行钢材回收。重量大，组装不便，一次性投入大。 木 模 板重量轻，安装方便，投入的木材、板材可回收利用，经济投入少。模板拼缝受板材尺寸限制，结构缝处圆弧、柱顶装饰槽需另行安装，施工复杂，砼成型质量难以保证。定 型 钢模 板模板拼缝严密，单元板尺寸能够满足设计的拼缝位置要求，结构缝处圆弧、柱顶装饰槽均为定型模板，成型效果好。可进行钢材回收。重量大，组装不便，一次性投入大，曾做过实验结构缝处模板很难拆除，拆除时不能砼外观。带结构缝圆柱模板节点详图带结构缝椭圆柱模板设计图1500mm带结构缝独立柱模板 1250mm+450mm带结构缝椭圆柱模板5.2.2模板安装和拆除在柱模板安装前需彻底清理模板表面，打磨并涂刷脱模剂。钢模板选用柴机油脱模剂，模板派专人打磨并清理干净后及时涂刷脱模剂，之后采用塑料膜将模板两端头封堵，防止灰尘进入污染模板，上作业面之前用棉纱仔细擦拭干净。模板打磨清理模板安装前对模板进行预拼，熟悉模板安装、组拼，检查模板单元板之间、节点等位置的模板拼缝、成型尺寸，发现模板拼缝不严、错台，线条不顺直等及时进行打磨等处理，发现模板有变形、划伤等及时进行校正、修补，打磨光滑。模板安装过程中，首先安装椭圆钢模板；在四块椭圆钢模板就位后，从模板顶部向下插入结构缝木模板，然后在两块结构缝模板间楔入通长木楔，间距200mm；最后校正模板。拆模：在混凝土达到设计强度后，可进行拆模。拆模时先用手垂将结构缝内的通长木楔敲出，而后小心松动结构缝木模板，并从模板顶部抽出；接下来分部松掉模板支撑，将钢制模板外廓小心分块拆除，拆除后的钢制外廓运输到模板存放场地进行清理。带结构缝椭圆柱成型效果5.3梁板模板5.3.1龙骨采用50100mm方木，间距200mm，主龙骨采用100100方木，间距600mm；梁侧模次龙骨采用50100mm方木，间距250mm，主龙骨采用100100方木，间距600mm；支撑系统采用碗扣式脚手架。A类主梁模板支撑截面5.3.2顶板模板面板选用15mm厚优质木胶合板，次龙骨选用50mm100mm方木，龙骨间距间距250mm；主龙骨选用100mm100mm方木，间距根据碗扣架龙骨之间的距离进行布置。顶板模板组拼图5.3.3模板安装和拆除照明布置安全防护倒运通道布设拆除顶板模板拆除顶板龙骨、支撑拆除主梁侧模拆除次梁模板拆除主梁底板模板水平结构清理水平结构成品保护模板清理、保养 支撑梁底模板 绑扎主梁钢筋 合梁侧模板 支设顶板模板主、次梁模板安装流程示意图模板拆除顺序示意图A类梁混凝土成型效果5.4挑檐及APM轨道梁模板5.4.1由于结构周圈挑檐及APM轨道梁悬挑较多，工程量大，工期紧，若采用玻璃钢模壳或全钢大模板大面积加工，模板成本高，经现场施工采用的15mm厚木胶合板上覆1mm厚优质地板革的样板试验，混凝土的成型效果很好，经多方确定，挑檐及APM轨道梁模板采用15mm厚木胶合板上覆1mm厚优质地板革，各种圆弧、折线倒角模板为精工木线条。挑檐板模板支撑剖面图挑檐模板倒角木线5.4.2挑檐模板安装和拆除清理楼板表面的施工垃圾，根据碗扣架立杆支撑平面布置图，弹出挑檐柱子中轴线及碗扣件立杆定位线，确定立杆的支设位置，并准备好尺寸为40010050mm垫木。根据立杆的位置线，搭设碗扣架立杆和横杆，挑檐部位纵向主梁底采用长2.4m和1.5m立杆搭设，立杆间距为600900mm(横向纵向)，悬挑板底采用长2.4m和1.8m立杆搭设，立杆间距600900mm（局部有900900mm）。安装顶托、方木并调整标高，安装方木要拉通线，间距要准确，顶面保持水平，所用50100mm、100100mm的方木必须遵守以下要求：10050mm的方木接触模板与支撑的断面必须在安装前，在后台全部刨光，统一规格尺寸；100100mm的方木必须全部刨光，统一规格尺寸。梁底先铺100100mm的方木，后铺50100mm的方木，两种方木用钉子钉牢固安装挑檐模板，在挑檐模板上安装木线A，然后铺贴地板革，地板革幅宽按照设计图纸对模板拼缝的要求定为1732mm；在铺贴牢固的地板革上的相应位置分别安装剩余各类木线。挑檐木线条施工挑檐地板革施工拆除：照明布置安全防护倒运通道布设拆除挑檐模板拆除挑檐龙骨、支撑拆除木线A并清理干净待循环使用清除粘附在结构上的地板革拆除剩余木线水平结构清理水平结构成品保护模板清理、保养挑檐混凝土成型效果5.4.3APM轨道梁模板安装和拆除基本同挑檐模板安装和拆除。APM轨道板模板支撑剖面图APM轨道模板倒角木线APM轨道梁混凝土成型效果APM轨道梁底混凝土成型效果5.5大巴桥玻璃钢模壳5.5.1大巴桥模板采用8mm厚玻璃钢模板体系，根据混凝土侧压力和不同厚度玻璃钢模壳的弹性模量，并根据模壳样品的实际刚度比较，确定模壳背愣如下：玻璃钢模壳肋为50mm50mm方木，横肋间距200mm，竖肋间距250mm。5.5.2根据建筑师的设计要求，综合分析主梁的装饰缝留置位置和各种圆弧角的留置难易程度，以及钢筋的穿插难度，商讨决定将主、次梁模壳加工成三块，即底部、左侧模和右侧模，主、次梁玻璃钢模壳厚度为8mm。定型玻璃钢模板、木模板、定型钢模板优缺点比较模板类型优 点缺 点定型玻璃钢 模 板重量轻、组装方便、模板拼缝严密，单元板尺寸能够满足设计的拼缝位置要求，装饰线、阴阳角圆弧均为定型模板，成型效果好。为一次性投入，不可回收利用，经济投入较木模板大。木 模 板重量轻，安装方便，投入的木材、板材可回收利用，经济投入少。模板拼缝受板材尺寸限制，装饰线、阴阳角圆弧需另行安装，施工复杂，成型质量难以保证。定 型 钢模 板模板拼缝严密，单元板尺寸能够满足设计的拼缝位置要求，装饰线、阴阳角圆弧均为定型模板，成型效果好。可进行钢材回收。重量大，组装不便，一次性投入大。梁梁相交节点 次梁典型节点 梁柱节点大巴桥主梁左侧模板大样图 大巴桥主梁右侧模板大样图大巴桥主梁模壳底部模板大样图5.5.3模板安装和拆除安装：模板安装前对模板进行预拼，熟悉模板安装、组拼，检查模板单元板之间、梁柱节点、主次梁相交处等位置的模板拼缝、成型尺寸，发现模板拼缝不严、错台，线条不顺直等及时进行打磨、补胶进行处理，发现模板有变形、划伤等及时进行校正、修补，打磨光光滑。按照模壳组拼设计图的平面布置，将模壳按型号安装在龙骨上。双向模壳安装，要求在一个柱网内由中间向两端排放，以免出现两端边肋不等现象。模壳对拼时应先在模板拼缝侧面打玻璃胶，要求玻璃胶饱满、均匀、连续，然后再对缝拼接，安装固定螺栓，拧紧螺母。法兰上设定位销装饰线模板安装过程中，将螺栓上紧，仔细检查，防止有遗漏或螺栓松动，保证模板拼缝严密。模板安装完毕进行其他工序作业时要及时对模板进行成品保护，防止钢筋、杂物等划坏、砸坏模板。大巴桥模壳预拼装大巴桥玻璃钢模壳现场施工拆模：照明布置安全防护倒运通道布设拆除顶板模板拆除顶板龙骨、支撑拆除主、次梁侧模壳拆除主、次梁底模壳水平结构清理水平结构成品保护大巴桥混凝土成型效果大巴桥梁底混凝土成型效果6.应用效果我部技术人员对北京*T3A主楼工程的各个重点部位都做了详细、深入的设计，并充分考虑了各专业施工及施工顺序问题，做出了现实可行的施工方案，成功的攻克了各种技术难题。定型全钢大模板具有表面光滑，成型效果好；刚度大，周转次数多；对有变形缝、柱头凹槽，能保证成型效果等优点。而平板玻璃钢模板具有重量轻，运输方便；抗拉强度高，韧性适中；耐磨、耐腐蚀；表面光滑，混凝土成型效果好；支拆方便，施工速度快等优点。施工不同清水等级的独立柱使用不同材质的模板，既节约的施工成本又加快了施工进度，完美的完成了我部的施工任务。定型钢木结合柱模板，利用了钢模板和木模板两者的优点，钢模板外廓和装饰槽拼缝严密，单元板尺寸满足了设计的拼缝位置要求，混凝土成型质量较以往有了显著提高，混凝土成型尺寸准确，阴阳角圆弧曲线顺滑，装饰槽顺直、清晰，并且模板可多次周转使用，钢材可进行回收，节约成本；木制结构缝模板较钢制结构缝模板解决了安装、拆除问题，并节省了钢材，降低了施工成本。在挑檐和APM轨道梁部位的A类清水施工中，运用高质量地板革与普通木胶合板配合、精工木线条结合的模板体系，节约了大量的优质板材，既达到了设计要求又降低了施工成本。通过使用定型玻璃钢模板，混凝土成型质量较以往有了显著提高，玻璃钢模板加工方便，尤其对于外观复杂的建筑结构型式较为灵活，可按设计要求做出各种造型，混凝土成型尺寸准确，阴阳角圆弧曲线顺滑，装饰线条顺直、清晰；模板为工厂化生产，同一型号的模板为同一模具生产，加工质量能够得到保证，对于外观型式单一的结构具有量产的优势，使工业化产品与建筑有机地结合；定型玻璃钢模板因其玻璃纤维本身的特点具有的特点具有强度高、韧性好的特点，不易损坏，周转次数多，对于磕碰、划痕的缺陷用玻璃胶腻子修补简单、方便；砼外观质量有了质的提高，较好的体现了设计意图，达到了预期的清水免装饰混凝土效果。本工程针对复杂、多变的结构几何形状，采取了多种不同的模板体系，有针对性地解决了现场施工的难题，达到了设计的要求，赢得了雇主、设计师的认可，创造了良好的社会效益和经济效益。该工程使清水砼模板这项新技术得以推广应用，有很多的借鉴价值。