圆形构筑物木模板施工工法.doc

圆形构筑物无支架木胶合板
施工工法
中铁二十局集团第六工程有限公司
何 江
1 前 言
在工业建筑中，有许多圆形钢筋砼构筑物，如水泥厂料仓、污水处理厂水池、大型圆形设备的基础等。对于这些构筑物施工中的模板工程，目前国内主要有定型大钢模板、组合钢模板。定型大钢模板在构筑物高度较高时采用，可多次周转且模板变形小，但在构筑物高度较小、模板周转次数少时，就显得费用较高。组合钢模板虽说较为灵活、通用性强，可用于高度较小的圆形构筑物或结构构件中，但其操作性较差，安装繁琐不能满足较为紧张的工期要求，而且外观质量较差，不能达到清水效果。为了解决以上两种模板体系的不足，在新疆中泰化学托克逊年产60万吨电石项目电石炉基础施工中，我们采用了无支架木胶合板施工技术，取得了良好的效果。在施工实践的基础上，总结形成本工法。
2 工法特点
2.1本工法应用面广，施工安全质量可靠，不仅在工业建筑中可广泛使用，在民用建筑中一些圆弧造型，亦可采用此功法。
2.2本工法工艺简单、操作方便。圆弧模板制作完成，小块模板不用起吊，人工便可安装，大块模板用8-25t吊车便可满足安装要求，而且操作简单，操作工人能很快的熟练掌握此方法。
2.3本工法可节省大量的钢管、扣件等周转材料。施工过程中利用圆弧模板的整体刚度，不用搭设模板支撑体系。
2.4本工法取得了较好的经济效果。
2.5本工法制作的圆弧模板整体性好，可多次周转。
3 适用范围
本工法适用于工业建筑中圆形构筑物和大型圆柱形设备基础施工，亦可应用于民用建筑中圆形、弧形等现浇砼曲线造型施工。

4 工艺原理
基于木胶合板适用于异型砼结构这一特点，在熟悉图纸的基础上，按照图纸尺寸制作定型木模板。在模板安装和加固过程中，利用定型模板的整体刚度，可不设置任何支撑体系，利用钢筋受拉强度高这一特点，沿圆形构筑物一圈上下数圈钢筋，作为模板的主背楞，对拉螺杆拉于环形钢筋上，通过钢丝绳来调节模板的垂直度，达到圆形砼结构施工的质量标准和工艺要求。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
模板制作

定位放线

模板安装

模板加固

混凝土浇筑

模板校正

施工工艺流程见图5

图5 工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1模板制作
环梁模板由梁外侧模和梁内侧模组成。内、外侧模板均由圆弧定型板、背楞、面板构成；内侧环梁和底板模板与外侧环梁模板构造基本相同，以外侧环梁模板构造为例，说明模板的制作。
5.2.1.1 圆弧定型板的制作
5.2.1.1.1放样
新疆中泰化学托克逊年产60万吨电石项目1#、2#、3#电石炉车间，电石炉基础为独立圆形梁筏式基础，基础底标高-3.800m，基础顶标高-0.450m，由基础筏板、基础外侧环梁、基础内侧环梁构成。其中基础筏板厚900mm，直径11000mm；外侧环梁外径10600mm，内径8800mm，梁高3350mm，梁厚900mm；内侧环梁外径4100mm，内径2700mm，梁高3350mm。基础效果图见图1 图1 基础效果图
在地面上定点作为圆弧的圆心，按照1:1的比例，以半径5392mm用记号笔画弧线，弧的弦长不小于2440mm（胶合板长度）。
圆弧半径r=环梁外径÷2+面板厚度+背楞高度
=10600÷2+12+80
=5392mm
5.2.1.1.2 定型板制作
将胶合板放于弧线上，使板长边的两角点位于弧线上，
圆心不变，以半径5392mm用记号笔在面板上画弧线。以同
样的方法，分别以半径5392mm+n92mm（n=1.2.3. . .）画弧，
直至本张胶合板画完。再用曲线机沿所画弧线将胶合板进行
切割，便形成了圆弧定型板。以此方法制作足够数量的定型 图2 圆弧定型板
板, 大样图见图 2
5.2.1.2圆弧模板骨架制作
先将60mm×80mm方木按照需要长度进行裁切，底板以上环梁部分高度2450mm，胶合板尺寸1220mm×2440mm，故方木长度宜为2450mm。然后我们进行圆弧定型板与背楞的组合，用钢钉将方木两端固定在圆弧定型板上，方木间距150mm，截面短边于定型板弧线相切。这样，形成了圆弧形模板骨架，为了增强骨架的整体性，方木两各加一层定型板，这 图3圆弧模板骨架
样骨架高度=2450+412=2500mm大于梁高50mm。如图3
5.2.1.3模板组合
骨架制作完成后，制作单块模板，即面板与骨架的组合。内侧模板制作：将制作好的骨架放于地面上，外弧向上，把木胶合板钉在骨架背楞上，沿骨架高度使用两张胶合板，尺寸2×1220=2440mm，与背楞长度相等；外侧模板制作：将制作好的骨架放于地面上，内弧向上，把木胶合板钉在骨架背楞上，沿骨架高度使用两张胶合板，尺寸2×1220=2440mm，与背楞长度相等。为了保证面板与骨架连接紧密和可操作性，面板应沿长度方向从骨架的一端开始固定，每个背楞上面都应固定。如图4 图4模板组合实物图 图4 模板组合实物图
5.2.2定位放线
根据图纸计算出圆心坐标，利用全站仪定出圆心。将钢尺零尺位于圆心，按照所需半径画出模板控制线的控制点，点间距300mm，用墨线将控制点连接起来，就形成了圆形的模板控制线，底板模板、内侧环梁放线方法于此相同。
5.2.3 模板安装
模板吊装前，环梁钢筋上安放模板定位钢筋，最下排定位筋离地240mm，间距480mm，呈梅花状布置，为了保证模板下口位置准确，需将最下排定位筋焊接于钢筋上。
模板吊装时，每块模板上口用铁丝与环梁钢筋相连，避免倒塌。因为模板都是单块的圆弧板，存在模板连接时拼缝不严密和模板圆心不同的问题。
先解决单块模板连接时平缝不严密的问题，吊装前每块模板两边各加一根方木，方木长边与模板平齐，称为“边方”，模板拼缝处粘贴海绵条。入模完毕，用“镰刀卡”（房建施工中的一种加固工具）将相邻模板“边方”卡死，直至拼缝严密。
再解决不同心的问题，在浇筑底板砼时，在底板表面预埋一圈短钢筋头，间距不大于300mm，露出砼表面不小于200mm，用作固定模板下口。入模完毕后，相邻的两块模板下口，在背楞与预埋钢筋头之间打入木楔，直到相邻模板位置准确；在相邻模板上口的接缝处，加两层圆弧定型板，使新加定型板与模板上口定型板圆弧平齐，再用钉子固定死，沿背楞相邻固定。每背楞处至少3颗钉子，呈等边三角形或梅花形布置。
5.2.4模板加固
本工程所处地点无地下水，但土体有较强的腐蚀性，故使用普通对拉螺杆，一次性使用，不做PVC套管。自下而上共设置4排对拉螺杆，竖向间距480mm，第一排距离底板砼面240mm；水平间距不大于480mm，
对拉螺栓穿完后，加设主龙骨即Ф12钢筋。在每排对拉螺杆上下各加1圈Ф12钢筋，共4排8圈，每排钢筋呈捆绑状捆紧模板，钢筋接头采用单面搭接焊，钢筋封圈接头处焊接在花篮螺栓两端，通过拧紧花篮螺栓使模板与定位钢筋贴紧。但不可过紧，避免定位钢筋穿透模板。如图5 图5 模板加固实物图
5.2.5 模板校正
在浇筑底板砼时，需埋设地锚，地锚两端带弯钩，一端埋于砼内，一端外露，以便模板校正时钢丝绳能有效固定。校正时，内外模板各用四道钢丝绳进行斜拉，一端固定于模板上口，一端固定于地锚上，钢丝绳中间设置花篮螺栓，四道钢丝绳之间呈90°角。调节钢丝绳长短以达到调节模板垂直度的效果。第一遍调节完后，检查模板下口是否移位，模板拼缝有无变形，若有及时进行调整，再校正垂直度，重复几遍直至垂直度和模板下口准确无误。
6 材料与设备
12mm厚木胶合板，主要用作面板和圆弧定型板； 60mm×80mm方木，主要用作背楞（次龙骨）；Ф12钢筋（主龙骨），Ф8钢丝绳，用作定位拉绳；花篮螺栓，用来紧固拉绳和主龙骨；Ф12对拉螺杆、蝴蝶卡，用作加固模板；曲线机，主要用来切割圆弧定型板。
施工主要设备见表6-1
表6-1施工主要设备表
序号
名称
型号
数量
用途
1
汽车吊
QY25K
1台
吊装模板
2
钢丝绳
Ф8
100台
校正模板
3
花篮螺栓
Ф20
20个
混凝土入模
4
全站仪
TC702
1台
平面定位
5
水准仪
DSZ3
1台
高程复核
6
钢尺

1把
尺寸复核
7
电焊机
BX350
2台
地锚焊接
8
木工曲线机

3把
切割弧形模板
9
镜面板
1220*2440
160张
面板
10
方木
5*10*3000
400根
模板龙骨
7 质量控制
7.1质量标准
电石炉钢筋砼环形基础梁与圆形基础筏板施工，施工质量标准执行《混凝土结构施工质量验收规范》《建筑地基基础工程施工质量验收规范》。
表7-1 斜拉桥钢筋混凝上索塔实测项目
序号
项目
规定值或允许偏差（mm）
检查方法
1
轴线位置
5
钢尺检查
2
截面内尺寸
±10
用经纬仪或全站仪检查
3
模板垂直度
6
经纬仪或吊线、钢尺检查
4
相邻两板表面高低差
2

5
表面平整度
5
靠尺和塞尺
7.2质量保证措施
7.2.1模板设计必须经过严格计算，满足具有足够的强度、刚度、稳定性。
7.2.2 模板板面之间应平整，接缝严密不漏浆，砼浇筑之前，应浇水湿润但不应该有积水，保证结构物外露面美观，线条流畅。
7.2.3 模板与砼接触面应该清理干净并涂刷隔离剂，环梁模板合模之前应该清理干净模内杂物。
7.2.4 固定在模板上的预埋件、预留洞等不得有遗漏，且应该固定牢靠。
8 安全措施
8.1 建立健全各项规章制度，加强岗位责任制。落实安全教育制度，严格施工纪律，严格按照操作规程作业。
8.2 高空作业必须佩戴安全帽、穿施工鞋、系安全带，未经工班长许可，任何人不得顶岗、跨岗作业。
8.3 施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。
8.4使用胶合板厚度，对拉杆直径与间距、背楞间距、尺寸、等必须经过严格验算，保证有足够的强度、刚度以及稳定性。
8.5模板上部操作平台搭设合理，固定可靠。
8.6 模板顶部上下人通道搭设牢靠。
9 环保措施
9.1 认真执行《环境保护法》、《环境噪声污染防治法》、《水污染防治法》、《水土保持法》、《大气污染防治法》、《森林法》等有关法律规定。
9.2 成立对应的施工环境卫生管理机构，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、废渣的控制和治理，遵守有关防火及废弃物处理的规章制度，随时接受相关单位的监督检查。
9.3 将施工现场和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置，规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工现场文明整洁。
9.4 对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的检测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。
9.5 做好弃渣及其他工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施，废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的制定地点排放。弃渣及其他工程废弃物按工程建设制定的地点和方案进行合理堆放和处理。
9.6 优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。
9.7 对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。
10效益分析
10.1 经济效益
本工程进度紧、质量要求较高，基础砼需达到清水效果，最初拟使用大模板。经市场调研，大模板每台电石炉基础每套用量25t左右，按照市场最低价6000元/t，每套费用6000元/t×25t=15万元，配置两套模板费用30万元左右。
经过论证，使用木胶合板施工技术，既能达到清水效果，又能使工程工期提前10天。每台基础需要模板240m2，方木1190m；市场价模板30元/m2，60×80方木9元/m；制作模板人工费20元/m2，合计费用240m2×（30+20）元/m2=1.2万元；1190m×9元/m=1071万元，配置两套，费用小计（1.2+1.071）×2=4.542万元。
仅此项共节约成本30-4.542=25.458万元，其他如赶工费、钢管扣件租赁费等费用不再做计算。
10.2 社会效益
本工法在中泰化学六大工业园区内首次采用了无支架木胶合板的施工技术，证明了木胶合板在圆形构筑物施工中是可行的。在施工过程中，严格按照此施工方法施工，既达到了质量标准的要求，又能满足了施工工期以及节约成本的要求，取得良好的效果，受到业主和监理的好评。
10.3 环境效益
本工法操作简便，施工噪音小，配置好的模板能够多次周转使用，并经分解后亦可用于常规结构施工当中，产生废弃垃圾少，相当低碳环保。
11 应用实例
11.1新疆中泰化学托克逊年产60万吨电石项目1#、2#、3#电石炉车间电石炉基础为环形梁板式基础。基础筏板为饼状筏板，基础梁为上翻式环形梁，内环梁和外环梁构成，其中基础筏板厚900mm，直径11000mm；外侧环梁外径10600mm，内径8800mm，梁高3350mm，梁厚900mm；内侧环梁外径4100mm，内径2700mm，梁高3350mm。形状如图1所示。
1#、2#、3#电石炉车间每车间有电石炉基础两座，共6座，施工中采用了本工法，目前6座电石炉基础已经全部交予设备安装单位，经实测，电石炉基础中心位置偏差4mm，环梁砼内壁、外壁垂直度均在6mm以内，设备安装非常顺利，没有因为我单位土建施工影响设备安装。
11.2新疆中泰化学托克逊能化有限公司50万吨电石项目套筒1#套筒石灰窑基础为圆柱形钢筋砼基础，基础高度6.0m，直径11.0m，在此基础施工中我们也采用了本工法。目前该基础已经交予设备安装单位，经实测平面定位，砼壁垂直度、平整度符合规范要求，没有因为我单位土建施工影响设备安装。
11.3新疆中泰化学托克逊能化有限公司50万吨电石项目套筒1#套筒石灰窑原料除尘系统中，有钢结构烟囱一座，烟囱基础为圆柱形钢筋砼基础，基础高度2.5m，直径3.0m，在此基础施工中我们亦采用了本工法。目前该基础已经交予设备安装单位，经实测平面定位，砼壁垂直度、平整度符合规范要求，地脚螺栓位置准确，没有因为我单位土建施工影响设备安装。