水工混凝土悬臂模板施工工法.pdf

水工混凝土悬臂模板施工工法 吴金华 裴利 民 于 忠金 ( 中国水利水电第六工程局有 限公司 丹东 1 1 8 0 0 2 ) 【 摘要】 水工混凝土悬臂模板主要应用于建筑物中对外观质量要求较高的水工混凝土工程， 模板依靠预埋件及 支架抵抗混凝土浇筑时所产生的侧压力， 组成上、 中、 下三层带有护栏的施工平台， 支立速度快、 精度高， 在保证 了 混凝土“ 外光 内实” 的基础上达到 了清水混凝土标准 ， 该 工法技术先进 ， 在 多个工程成功应用 ， 取得 了良好 的效果。 【 关键词】 悬臂模板 混凝土爬升 浇筑 1前言 悬臂模 板 ， 又称爬 升模板 ， 是一种依靠 预埋件及支 架抵抗 混凝土浇 筑时所产 生的侧压 力 ， 维持模 板 自身 稳定及 混凝土结 构物形体 尺寸 的模板 ， 支立模板 时不 需要另外的加 固措施 。具有模板面积 大 ， 操作简单 、 迅 速等特点 ， 拆 模后 的混凝土结构物表面光 洁 ， 是 一种理 想 的墙体模板体系 ， 具有 十分广 阔的应用前景 。 在 同等混凝 土施工 条件下 ， 采用此 种悬 臂模 板施 工工法浇筑的混凝 土结构物 与采用组合钢模板 浇筑 的 混凝土结构表 面相 比较 ， 具有混凝土表 面平 整度高 、 光 滑无错 台 、 支模 速度快 、 施工投 入少 等优点 ， 使 混 凝土 施工工序达 到优质 高效 ， 在 混凝 土结构 物“ 外光 内实 ” 的质量前提下 ， 进一步提高 了混凝土外观质量 ， 具 有较 好的经 济效益 和 良好 的社会效益 。 2工 法特 点 2 1 施工特点 a 模板依靠预 埋件及 支架 抵抗 混凝 土浇 筑 时所 产 生的侧压力 ， 以维持模 板 自身稳 定及 混凝土结构 物 形体尺寸 ， 支立模板时不需要另外 的加固措施。 b 模板各处构件均 由销子连 接 ， 安装 、 拆除 方便 ， 提高 了支 、 拆模 的效率及支模质量 。 c 悬臂模板 中可 以组 成上 、 中、 下三层 带 有护 栏 的施工 平 台 ， 使 工 作 人 员 在施 工 作 业 中的 安 全 有 了 保 障 。 d 模板板面大 ， 需借 助起 重设备 吊装 就位 ， 依靠 模板支撑构件进行人工调校 ， 支立速度快 、 精度 高。 e 在保证了混凝 土“ 外 光 内实 ” 的基 础上 达到 了 清水混凝土标准 ， 减少或避免了进行后 期修补 ， 达到 了 免装修效果 。 2 2混 凝 土 成 型 质 量特 点 a 采用悬臂 模板施 工后 的混 凝土 结构 物全 高立 面垂直度 良好 ， 并将偏差控制在最小 。 b 混凝土表 面平整 光洁 ， 不 产生错 台挂 帘现 象 ， 杜绝 了蜂窝麻面现象 ， 减少了表 面气泡 。 c 与采用 普通模板支模 相 比， 大 大降低 了结构 物 表面 缺陷处理 工作量 ， 使混 凝土外观 质量达到 了清水 混凝土的标准。 2 3经济 特点 a 减少模板拉条用量 ， 节约资金投入 。 b 提高工作效率 。 c 减少辅 助工序 ， 节约材料投入 ， 提高施工进度 。 3 适 用范 围 本工法适用 于建筑物 中对外观质量要求较 高的水 工混凝土工 程 ， 也适用 于工 民建 、 桥墩 、 闸墩 、 混凝 土挡 墙 、 隧道直边墙 、 地下厂房边墙混凝土衬砌等结构 的模 板施 工。 4工 艺原 理 采用悬 臂模板施工提高混凝土质量 ， 其支模 、 拆模 及模 板维护要求均较 高 ， 工艺原理如下 ： a 根据设计图纸 ， 对不同部位 的结 构混凝 土进 行 模板设计 ， 模板均采用大模板 ， 其 面板采用高质量的维 萨板 ( 又名“ WI S A” 板) ， 保证面板强度 、 弹性 、 韧性 、 耐磨 性及加工精度 ， 保证表面光洁 、 无明显模板接缝痕迹 。 b 通过试配 ， 选取 最优 配合 比 ， 所选t 昆凝 土拌和 1 5 物的原材料均要满足规范及设计要求。 c 施 工过程 中控制混 凝土 的和易性 及 入仓坍 落 度 、 浇筑层厚 、 混凝 土含气量 、 复 振时 间等 的仓面工艺 来保证 混凝土 内气泡 的排 出 ， 以保证混凝土表 面的光 洁平 整 度 。 d 混凝土浇筑完后 ， 采取洒水等措施进行 昆凝土 养 护 。 5 施工工 艺流程及 操作要点 5 1 施工工艺流程 悬臂模板混凝土浇筑的施工工艺流程与传统混凝 土施工流程基本一致 。其不同点在于减少 了模板拉条 的用 量 。详见 图 1 。 图 1悬壁模板混凝土施工工艺 5 2 操作要点 5 2 1 施工准备 5 2 1 1 人 员 及 设 备进 场 根据进度计划 ， 提前安排人员及设备进场 ， 在项 目 开工前 ， 相应的工种人员 、 混凝土运输及浇筑设备必须 按 时 到场 。 5 2 1 2 模板设计及制作 混 凝 土 的 浇 筑对 模 板 要 求 很 高 ， 根 据 混 凝 土 结 构 物形 状 有 针 对 性 地 设 计 模 板 ， 并 在 加 工 厂 加 工 制 作 成 型 ， 并保 证 模 板 的加 工 质量 。模 板加 工 完 成 后 ， 运 至 现 场利用吊车配合人工进 行支立 。 5 2 1 3 原材料及配合比的准备 a 原材料 。根据规范及设计 要求 ， 对 进场原材料 及时进行检验 。 b 配合 比。混凝土采用的粗 细骨料 级配较好 ， 粉 1 6 煤灰质量优 良， 外加剂性能稳定 ， 使混凝土拌和物满足 设计要求 ， 且拌 和物 的坍落 度 、 含气量 、 凝结 时间等 各 项 性 能 也 很 容 易保 持 稳 定 ， 混 凝 土 的 力 学 性 能 、 耐久 性 和热 学性能均满足设计指标及 国家标准 、 水 电行业标 准 的要求 ， 为保证混凝 土施工质量打下了坚实的基础 。 5 2 1 4 基面处理及第一层准备 在混凝土浇筑前要保 证基础 面无 欠挖 ， 并将 基础 面 冲 洗 干净 ， 确 保 混 凝 土 与 基 岩 接 触 良好 。然 后 根 据 现场实 际情 况进行 基础找平 ， 并开始进行 第一层混凝 土浇筑前 的准备工 作 ， 做好 第一层三角架 支立 固定 的 预埋件 。 5 2 2悬 臂 模 板 施工 5 2 2 1 悬臂模板组成 悬臂模板 主要 由面板 、 主背楞 、 可调 斜撑 ( 即花篮 螺杆 ) 、 主梁三角架 、 吊平 台、 挑架等 主要 部件组成 ， 如 关 金 华 等 水 工 混 凝 土 悬 臂 模 板 施 工 工 法 图 2所 示 。 图 2 悬 壁模板 组成 悬臂模板 的面板 采用高 密度木 制维 萨板 ， 该 模板 表面光滑 、 平整 ， 且模 板表 面有抗磨 层 ， 具有 较 高 的强 度 ； 主背楞为钢件 ， 是用来 连接模板 、 主梁 三角 架和可 调斜 撑 的主要 构件 ， 其 上设有 托 板 ， 可 调节 模 板使 其 上下 移动 ； 可 调斜 撑 ( 即花 篮螺 杆 ) 用 来 调 节模 板 的 倾 斜度 ； 主梁 三 角架 主 要 承受 混 凝 土对 模 板 的侧 压 力 以及 作为连接 吊平 台 ， 其前 端设 有微 调 装 置 ， 用 来 调 节模 板 水平 移 动 ； 吊平 台主 要 用 于处 理 预埋 螺 栓 孔 以及 混 凝 土表 面 的缺 陷 ； 挑 架 主要 是 操 作 人员 的 施工平 台 。 5 2 2 2模板施工 钢筋及模板安装前 需测 量放线 ， 给 出各 边各 角 的 控制点 ， 以保证钢筋绑扎及模板 支立 的精度 。 a 第一层施工。在悬臂 模板施 工前 ， 先在其结 构 基础层上按 4 0 e m间距预埋地脚螺栓 ， 待混凝土达到一 定 强度后 ， 将底梁 用 1 0槽钢 和 D 2 0螺栓 连接 加 固好 后 ( 见图 3) ， 再将 主背楞 与底梁 连接好 ， 并做好 防护工 作 ； 支模前 ， 根据测量人员放 出的点 ， 返 出混凝边线 ， 并 用 墨斗在 混凝土 面上 弹出边线 ； 模板 由吊车 吊起后 ， 在 模 板 的底部 粘贴双 面胶条用来 防止混凝 土漏浆 ， 当模 板按边线调整好后 ， 用卡扣件将模板与主背楞 连接好 ， 调节可调斜撑 ， 使模板垂直 。 模 板校调好 后 ， 通过在面板上预先钻设完 的孔 ， 将 预埋件 、 爬锥螺栓 固定在模板面上 ， 由于爬锥属于 可重 复利用 的构 件 ， 要在爬 锥的锥 面上涂抹几层 黄干油 以 方 便取 出 ， 注意在涂抹时 ， 不要污染到钢筋和混凝土 面 上 ， 预埋件施工如 图 4所示。挑架安 装完后 ， 用马道板 将 挑架连接 成整体形 成工作平 台 ， 同时在外 侧栏杆上 挂 安 全 网 。 b 第二层施工 。第一层混凝土 浇筑 完毕 ， 待混凝 土达到一 定强度后 ， 模板进入第一次爬升( 即第 二层 混 凝 土模板支立 阶段 ) 施工 。 C 模板 的拆除 。首先将挑 架上 的工作 平 台、 安全 网以及连接 两个模板 的芯带逐一拆 除 ， 然后 将模板上 的受力螺栓拆除 ； 转动可调斜撑 ， 使模板 上 口逐渐脱离 混 凝土 面。 为 防止拆模过程 中发 生模板 滑落 的现 象 ， 在拆 除 前 先用钢丝 绳将模板 挂在 吊钩 上 ， 然后将连 接模板 的 卡扣件一一拆 除 ； 模板在 吊运 时 ， 由专人指 挥 ， 吊运前 所 有施工人 员暂时离 开该部位 ； 拆 除后 的模 板放在平 整 的场地上 ， 叠 放时加 方木铺垫 以防止 因模板 面滑伤 和受力不均而造成变形 。 d 模板 的爬 升 。第 一次爬 升 时将 先前 拆下 的受 力螺 栓安装 在预埋混凝 土 内的爬 锥上 ， 并与 混凝土面 保持 2 53 c m的距 离 ， 以方便爬件挂设 。爬件 以两个 为一组进行挂设 ， 在挂设 过程 中保持爬 件平 稳。在 吊 装模板前 ， 先将模板表面 的杂物清理干净 ， 由于模板为 木制材料 ， 在清理进程 中严禁用尖锐物 ， 以免划伤模板 表 面 ， 在清理完 后 的模 板面上 涂刷一层 脱模 剂。为避 免 新老混凝 土接缝部 位跑浆 ， 在 吊装模板前 先将双 面 胶条粘贴在混凝土 面上 ， 当模板与主背楞 固定好后 ， 通 过可调斜撑 ( 即花 篮螺杆 ) 调 整模板 的垂 直度 ， 通过微 1 7 I B 水利建设与管理 模板 2 0 1 1 年 第9 期 、 、 、 _L 预埋件板 模板 图 3 底梁连接 受力螺栓 、 一 磨鳝 、 。 预埋件板 f ： b t 。 _ d -： ： 一 = ： j ： t I I ， 一一 。 一 。 螃 = 一 图 4 预埋件施工 调装置将模板下沿与老混凝土表面顶紧 ， 确保不漏浆 ， 不 错 台 ( 见 图 5) 。 第二次爬升与第 一次爬升 的操作 步骤相 同， 在模 1 8 。 一 ， 。 _ 受 0 蒌 _ _ _ - ： J ： 。 一 ( d ) _ 箍 谴 j | 兰 三 板校调完后 ， 在爬架下 安装 吊平台 ( 见 图 6 )， 以便拆 除 可周转 的爬锥 以备使用 ， 又可 以处理 混凝土表面 的一 些缺陷。至此 ， 悬臂模板进入了正 常的施工循环状态。 关 岔 华 守 水 工 混 凝 土 憨 臂 撰 板 施 工 工 汝 图 5 第一次爬升操作 e 悬臂模板施工 的注意事项 ： 混凝土入仓时不要太 靠近模 板 ， 避免下料 过程 中的冲击力使模 板产生不均匀变形 ； 在振捣 过 程 中， 振 捣 器 与模 板 要 保 持一 定 距 离 ， 避免振捣器与模板表面接触而损坏板面 ； 施工 中在 调整 可 调 斜撑 时 ， 一 定 注 意旋 转 方 向 ， 避免造成模板 的倾斜 。 5 2 2 3 混凝土养护 混凝 土浇筑结束后要按相关规范要求及 时进行洒 水养 护。高温季节采用 花管 喷淋养护 ， 养 护时间 为 2 8 天。低温季节采取覆盖保温被等措施进行保 温。 6材 料与设 备 混凝土原材料 与普通模 板施 工时相 同， 满足相 关 规 范要求 即可。模 板采用 维萨板 ， 每次施 工 时必须 用 刮刀将维 萨板表 面清理干净 ， 并涂刷脱模剂 。 图 6 第二次爬升操作 混凝土运输采用 混凝 土搅 拌运输 车 ， 混 凝土 人仓 采用 混凝土泵 或起重设备 吊罐 ， 混凝 土大模板 的支立 采用 吊车或塔机配合人工完成 。 7 质量 控 制 7 1 管理措施 a 建立混凝土浇筑质量保证体 系 ， 确定混凝 土施 工过程 中的重点控制工序 ， 不 留质量死角 ， 落 实各 工序 施工责任人 ， 做好工序 管理工作 。 b 浇筑混凝 土前 ， 首先组织相关人 员按施工组 织 设计制定 的混凝土施 工工艺 、 施工方法 、 技术控制 要点 等 向作业班主进行技术交底 。 c 落实混凝 土 的供应 、 混 凝土 浇筑 振捣 工艺 、 模 板支立拆除和拌和站配料施工工艺 的过程控制 以保证 施工质量 。 7 2 技术措施 a 模板支立前 ， 做好 测量 放线 工作 ， 上下 层交 接 1 9 水利建设与管理 2 0 1 1 年 第9期 部位做好防漏浆处理措施 ， 模板支立 时， 相邻两块模板 并缝采用相关措施进行处理 ， 防止出现错 台及漏浆 。 b 模 板 拆 模 时 ， 要 注 意 对 板 面 的保 护 ， 防 止 发 生 碰撞损伤模板表面 ， 并做好模板表面的处理保养工作 ， 为下次支模做好准备 。 c 模板支立 、 拆除时要严格按技术交底 的要求 进 行正序施工 ， 杜绝 由于乱序施工对模板造成 的损伤。 d 混凝土浇筑 时， 根 据混凝 土级配 、 结 构部位 分 别配用手持式硬轴振 捣棒 或软轴振捣棒 ， 局部位置 配 用附着式振捣器 ， 以确保 混凝 土振捣 密实。模板 附近 ， 必要时进行复振 ， 以减少水气泡， 提高混凝土表面质量。 8安全措 施 a 配备安全 防护设施 ， 仓 面设 置安全通道和安 全 围栏 ， 模板挂设安全作业平 台， 高空部位挂设安全 网， 随 仓位上升搭设交通梯 ， 操作人员佩带安 全绳和安全带 ， 施工脚手架和操作平台搭设牢固， 防止安全事故发生。 b 施工 中存 在空 间交叉作业时 ， 设专职人员做好 现场协调工作 ， 防止给空 间交叉作业 留下安全隐患 。 c 项 目部成立安全管理小组 ， 针对本工程 安全重 点 由技术部编制安全 技术措施指导现场生 产 ， 加 强施 工现场安全管理工作 ， 科学组织施工 ， 确保施工安全。 9 环保措 施 a 施工安排得 当， 做 到交通 、 水 、 电畅通 ， 不发 生 切 断和阻塞现场交通 的情况 ， 不发生堵塞施工现场排 水 的现象。 b 用 行之有 效 的手段 减 少施工 现 场 的噪音 、 粉 尘 ， 加强施 工道路 的养护 。 1 0效益分 析 1 0 1 经济效益 采用悬臂模板施工工法浇筑水工混凝土与传统混 凝土施工工 法相 比， 解决 了传统混凝 土施 工 中的模板 底部漏浆 、 混凝土 面模 板拼缝 明显 、 混凝土错 台 、 混凝 土 表 面起 砂 、 起 皱 、 混 凝 土 表 面 存 在气 泡 ， 混 凝 土 表 面 颜色不一致 、 无 光泽 ， 预埋件 不平 、 歪斜 、 内陷 、 对拉 螺 栓孔周 围漏浆等一些质量 通病 ， 保 证 了混凝土外 光内 实 ， 达到了清水混 凝土标 准。减 少或避免 了进 行后期 修补 ， 并 以其 “ 施工方 便 ， 工 艺新颖 ” 加 快 了工程 的施 工进度 ， 保证 了工期 ， 提高 了施工 工效 ， 降低 了施 工难 度 ， 提高了模板使用率 ， 减少 了材料 浪费 ， 节约 了人工 2 O 费 ， 创造 了良好 的经济效益 。 1 0 2社 会 效 益 采用悬臂模板施工工 法浇筑混凝土在水工建筑施 工中是一次大胆尝试 ， 它在不附加任何 条件 的前提下 ， 将混凝 土的外观质量提高 到了一个免装修 的层次 。当 前 ， 水工建筑物 对混凝土除有性能要求外还 有外观的 要求 ， 如清水混凝土 、 镜面混凝土等 。因此采用悬臂模 板施工 工法浇筑混凝 土是迎合这一市场需要 。随着采 用悬臂模板在 各种混凝土施工 中的尝试及取 得成功 ， 其施工技术 日益成熟 ， 并在其基础上衍生 出利用模板 板面内贴 P V C板 浇筑镜面混凝土 的施工工艺 ， 使混 凝 土外观质量又上 了一 个层次 ， 可在有免装修要求 或外 观质量要求较高的混凝土施工 中使用。 1 1 应 用实例 1 1 1 丰满三期永庆反调节水库右岸土建工程 丰满三期永庆反调节水库右岸土建工程 位于吉林 市与丰满松花湖旅游 区之 间， 主要 由右岸重力坝段及 导墙 、 低堰坝体 、 高堰坝体 、 消力池护坦 、 桥梁 预制等组 成 。混凝土浇筑总量为 5 1万 Il l ， 闸墩和导墙混凝土 浇 筑 量 约为 3万 m 。 在施工过程中闸墩和导墙采用水工混凝土悬臂模 板进行支模浇筑 混凝土 ， 取得 了 良好效果 。被 中国水 电建设集 团公司评 为 2 0 0 6年度优质 工程 。 1 1 2 尼尔基水利枢纽溢洪道下标段 土建工程 该工程位于黑龙江省与内蒙古 自治区交界的嫩江 干流的中游 ， 主要 由泄槽段 、 渥奇段 、 消力池段 、 尾渠段 四部 分 组 成 ， 混凝 土浇 筑 总 量为 1 7 6万 m 。 其 中边墙混凝土总浇筑量约 为 5万 m ， 采用水 工 昆凝土悬臂模板进行施工后大大提高 了边墙 的外观质 量 ， 取得了 良好 的效果 。得到 了建 设单位及 监理单 位 的一致好评 。 1 1 3 双沟水电站工程 双沟水 电站位 于第二松花 江上游 的松 江河上 ， 工 程等别为 等 ， 电站 厂房 主要 建筑物 为 3级建 筑物 。 混凝土总浇筑量为 6 1万 m ， 尾 水渠 边墙及 混凝 土 围堰 混凝 土总 浇筑量 约为 1 1万 m ， 均采用悬臂模 板进行支 模施工 。采用 此方 法提高 了施工质量及施 工效率 ， 并取得 了 良好 的施工 效果 。等到了建设单位及监理单位的高度评价 。