鋼筋混凝土結構是我國(guó)應用最廣的一種(zhǒng)結構形式,因此,在建築施工領域裡(lǐ)鋼筋混凝土工程無論在人力、物資消耗和對(duì)工期的影響方面(miàn)都(dōu)占有極其重要的地位。鋼筋混凝土結構工程由模闆工程、鋼筋工程和混凝土工程三部分組成(chéng)。在施工中三者應密切配合,進(jìn)行流水施工。
模闆工程
模闆工程是混凝土結構構件成(chéng)形的一個十分重要的組成(chéng)部分。現澆混凝土結構用模闆工程的造價約占鋼筋混凝土工程總造價的30%,總用工量的50%。采用先進(jìn)的模闆技術,對(duì)于提高工程質量,加快施工速度,提高勞動生産率,降低工程成(chéng)本和實現文明施工,都(dōu)具有十分重要的意義
一、模闆分類及發(fā)展方向(xiàng):
1、按使用材料:可分爲木模闆、鋼木模闆、鋼模闆、木膠合闆模闆、竹膠合闆模闆鋼框木(竹)膠合闆模闆、塑料模闆、玻璃鋼模闆、鋁合金模闆等。
木模闆制作方便、拼裝随意,尤其适于外形複雜或異形的混凝土構件,此外,由于導熱系數小,對(duì)混凝土冬期施工有一定的保溫作用,但周轉次數少。
鋼模闆:一般做成(chéng)定型模闆,用連接件拼裝成(chéng)各種(zhǒng)形狀和尺寸,适用于多種(zhǒng)結構形式,應用廣泛。鋼模闆周轉次數多,但一次投資量大,在使用過(guò)程中應注意保管和維護。
木膠合闆模闆。通常由5、7、9、11等奇數層單闆(薄木闆)經(jīng)熱壓固化而膠合成(chéng)型,相鄰紋理方向(xiàng)相互垂直,表面(miàn)常覆有樹脂面(miàn)膜。具有幅面(miàn)大、接縫少、自重輕、鋸截方便,不翹曲、不開(kāi)裂等優點,在施工中用量較大。
竹膠合闆模闆,簡稱竹膠闆,由若幹層竹編與兩(liǎng)表層木單闆經(jīng)熱壓而成(chéng),比木膠合闆模闆強度更高,表層經(jīng)樹脂塗層處理後(hòu)可作爲清水混凝土模闆,但現場拼釘較困難。
鋼框木(竹)膠合闆模闆。是以角鋼爲邊框,内鑲可更換的木(竹)膠合闆,膠合闆的邊緣和孔洞經(jīng)密封材料的處理,可防吸水受潮變形,提高膠合闆的使用次數。
塑料模闆、玻璃鋼模闆、鋁合金模闆。具有重量輕、剛度大、拼裝方便、周轉率高的特點,但由于造價較高、尚未普遍使用。
2、按結構類型分爲:基礎、柱、樓闆、牆體、殼模闆、和煙囪等模闆。
3、按施工方法分,模闆可分爲現場裝拆式模闆、固定式模闆、移動式模闆。
現場裝拆式模闆是在施工現場按照設計要求的結構形狀、尺寸及空間位置現場組裝的模闆,當混凝土達到拆模強度後(hòu)拆除模闆。現場裝拆式模闆多用定形模闆和工具式支撐。
固定式模闆多用于制作預制構件,是按照構件的形狀、尺寸在現場或預制廠制作模闆,塗刷隔離劑,澆築混凝土,但混凝土達到規定的強度後(hòu)即脫模、清理模闆,再重新塗刷隔離劑,繼續制作下一批構件。各種(zhǒng)胎模(土胎模、磚胎模、混凝土胎模)也屬固定式模闆。
移動式模闆是随著(zhe)混凝土的澆築,模闆可沿垂直方向(xiàng)或水平方向(xiàng)移動。如煙囪、水塔、牆柱混凝土澆築時采用的滑升模闆、提升模闆和筒殼澆築混凝土時采用的水平移動式模闆等。
4、組合鋼模闆
組合鋼模闆是一種(zhǒng)工具式模闆,由模闆闆塊和配件(連接件、支承件)組成(chéng)模闆闆塊分爲鋼模闆闆塊、鋼框木(柱)膠合闆闆塊,鋼模闆闆塊有平面(miàn)模闆、陰角模闆、陽角模闆及連接角模4種(zhǒng)。
如圖4.1所示。鋼模闆面(miàn)闆厚度一般爲2.3-2.5mm;
組合鋼模闆輕便靈活、裝拆方便、通用性強,澆築的構件尺寸準确、棱角整齊、表面(miàn)光滑,模闆周轉次數多,大量節約木材;但一次投資大,澆築成(chéng)形的混凝土表面(miàn)過(guò)于光滑,不利于表面(miàn)裝修等組合鋼模闆連接配件主要有U形卡、L形插銷、鈎頭螺栓、緊固螺栓和栓等形式,如圖4.2所示模闆的支承工具包括鋼楞(常用碗扣式、扣件式)、支柱、鋼管井架、鋼析架、斜撐。
二、模闆的構造與安裝
現澆混凝土基本構件主要有柱、牆、梁、闆等,下面(miàn)介紹由膠合闆模闆以及組合鋼模闆組裝的這(zhè)些基本構件的模闆構造。
1.基礎模闆,基礎一般高度較小,體積較大。當土質良好(hǎo)時可以不用側模,原槽灌築,下圖爲階形獨立柱基礎模闆。
1.柱、牆模闆柱和牆均爲垂直構件,模闆應能(néng)保持自身穩定,并能(néng)承受澆築混凝土時産生的橫向(xiàng)壓力。柱模闆要由側模(包括加勁肋)、柱箍、底部固定框、清理孔4個部分組成(chéng),圖4.3爲典型的矩形柱模闆,構造柱的橫斷面(miàn)較小,混凝土澆築速度決,柱側模上所受的新澆築混凝土壓力較大,特别要求柱模拼縫嚴密、底部固定牢靠,柱箍間距适當,并保證其垂直度此外,對(duì)高的柱模,爲便于澆築混凝土,可沿柱高度每隔2開(kāi)設澆築孔
對(duì)牆模闆的要求與柱模闆相似,主要保證其垂直度以及抵抗新澆築混凝土的側壓力。牆模闆由5個基本部分組成(chéng):側模(面(miàn)闆)―維持新澆築混凝土直至硬化;内楞―支承模闆;外楞―支承内楞和加強模闆;斜撐―保證模闆垂直和支承施工荷載及風荷載等;對(duì)拉螺栓及撐塊―混凝土側壓力作用到側模上式時,保持兩(liǎng)片側模間的距離牆模闆的側模可采用膠合闆模闆、組合鋼模闆、鋼框膠合闆模闆等。圖4.4所示爲采用膠合闆模闆以及組合鋼模闆的典型牆模闆構造。内外楞可采用方木、内卷邊槽鋼、圓鋼管或矩形鋼管等。
2.梁、闆模闆梁與闆均爲水平構件,其模闆主要承受豎向(xiàng)荷載,如模闆及支撐自重,鋼筋、新澆築混凝土自重以及澆築混凝土時的施工荷載等,側模則受到混凝土的側壓力。因此,要求模闆支撐數量足夠,搭設穩固牢靠現澆混凝土樓面(miàn)結構多爲梁闆結構,梁和樓闆的模闆通常一起(qǐ)拼裝(圖4.5)。梁模闆由底模及側模組成(chéng)。底模承受豎向(xiàng)荷載,剛度較大,下設支撐,側模承受混凝土側壓力,其底部用夾條夾住,頂部由支承樓闆的小楞頂住或斜撐頂住樓闆模闆優先采用幅面(miàn)大的整張膠合闆,以加決模闆裝拆速度,提高樓闆底面(miàn)平整度。結合施工單位實際條件,也可采用組合鋼模闆等模闆的支撐系統廣義地來說包括了垂直支撐、水平支撐、斜撐以及連接件等,其中垂直支撐用來支承梁和闆等水平構件,直至構件混凝土達到足夠的自承重強度;水平支撐用來支承模闆跨越較大的施工空間或減少垂直支撐的數量梁與樓闆模闆的垂直支撐可選用可調式鋼支柱,扣件式鋼管支架、碗扣式鋼管支架、門式鋼管支架以及方塔管支架等(圖4.6)。單管鋼支柱的支承高度爲3一4 二;支架在承載力允許範圍内可搭設任意高度。常規的支架可根據所用的形式參照相應的技術規程要求進(jìn)行設計并安裝搭設。非常規的支架可參考支撐加載試驗所得的極限承載力除以2一3的安全系數進(jìn)行設計并搭設。對(duì)定型産品,也可參考生産廠家提供的技術參數進(jìn)行設計并搭設
三、模闆設計定型
模闆和常用的模闆拼闆,在其适用範圍内一般不需要進(jìn)行設計或驗算。而對(duì)于重要結構的模闆、特殊形式結構的模闆、或超出适用範圍的一般模闆,應該進(jìn)行設計或驗算以确保安全,保證質量,防止浪費模闆和支架的設計,包括選型、選材、荷載計算、結構計算、繪制模闆圖、拟定制作安裝和拆除方案。
1.荷載荷載模闆、支架按下列荷載設計或驗算l)模闆及支架自重
2)新澆築混凝土的自重标準值普通混凝土用24kN/m3,其他混凝土根據實際重力密度确定。
3)鋼筋自重标準值根據設計圖紙确定。一般梁闆結構每立方米鋼筋混凝土結構的鋼筋自重标準值:1kN;梁l.5kN
4)施工人員及設備荷載标準值計算模闆及直接支撐模闆的小楞時:均布活荷載2.5kNm2,另應以集中荷載樓闆kN進(jìn)行驗算,取兩(liǎng)者中較大的彎矩值計算支撐小楞的構件時:均布活荷載1.5kN/m2計算支架立柱及其他支承結構構件時:均布活荷載1.0kN/m2“對(duì)大型澆築設備(上料平台等)、混凝土泵等按實際情況計算木模闆闆條寬度小于150mm時,集中荷載可以考慮由相鄰兩(liǎng)塊闆共同承受。如混凝土堆集料的高度超過(guò)100mm時,則按實際情況計算
5)振搗混凝土時産生的荷載标準值水平面(miàn)模闆2.0kN/m3氣垂直面(miàn)模闆4.0kN/m3(作用範圍在新澆混凝土側壓力的有效壓頭高度範圍之内)。
6)新澆築混凝土對(duì)模闆側面(miàn)的壓力标準值影響混凝土側壓力的因素很多,如混凝土的骨料種(zhǒng)類、水泥用量、外加劑、澆築速度、結構的截面(miàn)尺寸、坍落度等但更重要的還(hái)是混凝土的重力密度、澆築速度、混凝土的溫度、外加劑種(zhǒng)類、振搗方式、構件厚度等混凝土的澆築速度是一個重要影響因素,最大側壓力一般與其成(chéng)正比但當其達到一定速度後(hòu),再提高澆築速度,則對(duì)最大側壓力的影響就不明顯混凝土的溫度影響混凝土的凝結速度,溫度低、凝結漫,混凝土側壓力的有效壓頭就高,最大側壓力就大;反之,最大側壓力就小。模闆情況和構件厚度影響拱作用的發(fā)揮,因此對(duì)側壓力也有影響。
四、模闆拆除
模闆的拆除時間取決于混凝土的強度、各個模闆的用途、結構的性質、混凝土硬化時的氣溫等。爲了加決模闆周轉的速度決,減少模闆的總用量,降低工程造價,模闆應盡早拆除,提高模闆的使用效率。但過(guò)早拆除模闆,混凝土會(huì)因強度不足以承擔本身自重,或受到外力作用而變形甚至斷裂,造成(chéng)重大的質量事(shì)故但模闆拆除時不得損傷混凝土結構構件,确保結構安全要求的強度。在進(jìn)行模闆設計時,要考慮模闆的拆除順序和拆除時間不承重的側模拆除時間,應在混凝土強度能(néng)保證其表面(miàn)及棱角不因拆除模闆而受損壞時,方可拆除。一般當混凝土強度達到2.5MPa後(hòu),就能(néng)保證混凝土不因拆除模闆而損壞承重模闆的拆除時間,在混凝土強度達到規定強度(按設計強度标準值的百分率計)後(hòu)方能(néng)拆除。
模闆拆除時混凝土強度應符合表45規定
模闆的拆除順序一般是先支的後(hòu)拆,後(hòu)支的先拆,先拆除非承重部分,後(hòu)拆除承重部分,自上而下。重大複雜模闆的拆除,事(shì)先應制定拆模方案。對(duì)于肋形樓闆的拆除順序,首先是柱模闆,然後(hòu)樓闆底模闆、梁側模闆、最後(hòu)梁底模闆。對(duì)框架結構模闆的拆除順序一般是柱----樓闆----梁側模----梁底模多層樓闆模闆支架的拆除,應按下列要求進(jìn)行:上層樓闆正在澆築混凝土時,下一層樓闆的模闆支架不得拆除,再下層的樓闆模闆的支架,僅可拆除一部分,即跨度4m及4m以下的梁下均應保留支架,其間距不得大于3m拆模時應盡量避免混凝土表面(miàn)及棱角或模闆收到損壞,以緻整塊下落傷人。拆下的模闆,應及時加以清理、修理,按種(zhǒng)類及尺寸分别堆放,以便下次使用,有釘子的,要使釘尖向(xiàng)下,以免紮腳。對(duì)定型模闆,若其背面(miàn)油漆脫落,應補刷防鏽漆。在拆模過(guò)程中,如發(fā)現混凝土質量問題,應暫停拆除,經(jīng)處理後(hòu),方可繼續拆除。
五、新型模闆體系介紹
1、早拆模闆體系
模闆的拆除順序一般是先支的後(hòu)拆,後(hòu)支的先拆,先拆除非承重部分,後(hòu)拆除承重部分,自上而下。重大複雜模闆的拆除,事(shì)先應制定拆模方案。對(duì)于肋形樓闆的拆除順序,首先是柱模闆,然後(hòu)樓闆底模闆、梁側模闆、最後(hòu)梁底模闆。對(duì)框架結構模闆的拆除順序一般是柱一樓闆一梁側模一梁底模多層樓闆模闆支架的拆除,應按下列要求進(jìn)行:上層樓闆正在澆築混凝土時,下一層樓闆的模闆支架不得拆除,再下層的樓闆模闆的支架,僅可拆除一部分,即跨度4m及4m以下的梁下均應保留支架,其間距不得大于3m拆模時應盡量避免混凝土表面(miàn)及棱角或模闆收到損壞,以緻整塊下落傷人。拆下的模闆,應及時加以清理、修理,按種(zhǒng)類及尺寸分别堆放,以便下次使用,有釘子的,要使釘尖向(xiàng)下,以免紮腳。對(duì)定型模闆,若其背面(miàn)油漆脫落,應補刷防鏽漆。在拆模過(guò)程中,如發(fā)現混凝土質量問題,應暫停拆除,經(jīng)處理後(hòu),方可繼續拆除。
六、新型模闆體系施工
現澆混凝土結構施工,模闆支撐配置量大,占用時間長(cháng),裝拆勞動量大。因此,爲加決模闆支撐周轉使用,采用大面(miàn)積工具式模闆支撐,整塊安裝、整塊拆除,能(néng)加決施工速度,減少現場作用量,降低工程施工費用。大模闆、滑動模闆、爬升模闆、台模、早拆模闆等正是能(néng)滿足上述要求的新型模闆體系,其中,大模闆、滑動模闆以及爬升模闆用于垂直結構決速施工,台模和早拆模闆用于水平結構的快速施工。
1.大模闆
大模闆是用于現澆鋼筋混凝土牆體的大型工具式模闆,由面(miàn)闆、加勁肋、豎楞、支撐析架、穩定機構和操作平台、穿牆螺栓等組成(chéng)(圖4.7)。采用大模闆可節省模闆裝、拆時間。
2.滑升模闆
滑升模闆是随著(zhe)混凝土的澆築而沿建築結構或構件表面(miàn)向(xiàng)上垂直移動的模闆,由模闆系統、操作平台系統、液壓提升系統和控制系統組成(chéng)(圖4.8)。施工時,在建築物或構築物的底部,按照其平面(miàn),沿結構周邊安裝高1.2二左右的模闆和操作平台,随著(zhe)向(xiàng)模闆内不斷分層澆築混凝土,利用液壓提升設備不斷使模闆向(xiàng)上滑升,使結構連續成(chéng)形,逐步完成(chéng)混凝土澆築工作。
1一支撐杆2一提升架3一液壓千斤頂4一圍圈5一圍圈支托6一模闆7一操作平台呂一平台析架9一欄杆10一外挑三腳架n一外吊腳手12一内吊腳手13一混凝土牆體
液壓滑升模闆适用于煙囪、筒倉、剪力牆、筒體等施工,也可用于現澆框架結構施工。采用液壓滑升模闆可節約大量模闆,節省勞動力,減輕勞動強度,降低工程成(chéng)本,加決施工進(jìn)度,提高了施工機械化程度。但耗鋼量大,一次投資費用較多。
3.爬升模闆
爬升模闆是在混凝土牆體澆築完畢後(hòu),利用提升裝置將(jiāng)模闆自行提升到上一個樓層,再澆築上一層牆體混凝土的垂直移動式模闆爬升模闆由模闆提升架和提升裝置3部分組成(chéng)圖4.9爲利用液壓千斤頂作爲提升裝置的外牆爬升模闆示意圖爬升模闆采用整片式大平模,由面(miàn)闆及肋組成(chéng),不需要支撐系統;提升設備采用電動螺杆提升機、液壓千斤頂或倒鏈。既保持大模闆優點,又保持了滑模利用自身小型設備使模闆自行向(xiàng)上爬升而不依賴塔吊的優點适用于高層建築牆體、電梯井壁等混凝土施工。
1一爬架2一螺栓3一預留爬架孔4一模闆5一爬架千斤頂6一爬模千斤頂7一爬杆呂一模闆挑橫梁9一爬架挑橫梁10一脫模千斤頂
4.台模
台模是用于澆築鋼筋混凝土樓闆的一種(zhǒng)大型工具式模闆。在施工中可以整體脫模和轉運,利用起(qǐ)重機從澆築的樓闆下吊出,轉移至上一樓層,中途不再落地,所以也稱“飛模”台模由台面(miàn)、支架(支柱)、支腿、調節裝置、走道(dào)闆及配套附件等組成(chéng)。按其支架結構類型分爲:立柱式台模、析架式台模、升降式台模等。台模示意圖如圖4.10所示
5.隧道(dào)模隧道(dào)模是將(jiāng)樓闆和牆體一次支模的一種(zhǒng)工具式模闆,相當于將(jiāng)台模和大模闆組合起(qǐ)來。隧道(dào)模有斷面(miàn)呈門形的整體式隧道(dào)模和斷面(miàn)呈倒L形的雙拼式隧道(dào)模兩(liǎng)種(zhǒng)(圖4.11)。整體式隧道(dào)模移動困難,目前已很少應用;雙拼式隧道(dào)模應用較廣泛,特别在内澆外挂和内澆外砌的高、多層建築中應用較多
6.水久性模闆水久隆模闆在鋼筋混凝土結構施工中起(qǐ)模闆作用,而當澆築的混凝土結硬後(hòu)模闆不再取出而成(chéng)爲結構本身的組成(chéng)部分最先人們就在厚大的水工建築物上用鋼筋混凝土預制薄闆作爲水久隆模闆房屋建築工程中各種(zhǒng)形式的壓型鋼闆(波形、密肋形等)、預應力鋼筋混凝土薄闆作爲水久隆模闆,已在一些高層建築樓闆施工中推廣應用薄闆鋪設後(hòu)稍加支撐,然後(hòu)在其上鋪放鋼筋,澆築混凝土形成(chéng)樓闆,施工簡便,效果較好(hǎo)模闆是鋼筋混凝土結構工程施工中的一個重要組成(chéng)部分,國(guó)内外都(dōu)十分重視,新型模闆也不斷出現,除了上述各種(zhǒng)類型模闆外,還(hái)有玻璃鋼模闆、塑料模闆、提模、藝術模闆和專門用途的模闆等
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