淺談模板技術在房建施工中的應用

陳曉東

（福建省永同達建筑工程有限公司）

淺談模板技術在房建施工中的應用

陳曉東

（福建省永同達建筑工程有限公司）

近年來，我國經濟迅速發展，我國的建筑物形式也朝著高層甚至超高層方向發展，建筑結構也逐漸摒棄以往的磚混結構，朝著鋼筋混凝土結構轉變，并且現今對建筑的施工質量也提出了更高的要求。模板技術一方面可以降低施工成本，另一方面也可以提高施工的效率以及安全性，因而，在房建施工中的運用越來越廣泛。本文結合工程實例，主要針對模板技術在某休息大樓工程施工中的應用進行了闡述，供同行參考。

模板技術；計算；質量控制

1　工程概況

某信息中心大樓工程總建筑面積為91263m2，現澆鋼筋混凝土框剪結構，地下一層為車庫，地上一層為店面，2～14層為辦公及配套。地上為二類高層辦公樓，耐火等級二級。建筑總高度49.9m，建筑面積18553m2，其中地下部分1240m2，地上部分17313m2。

2　模板計算

2.1墻模板計算

墻模板有兩層龍骨（木楞或鋼楞）構成其背部支撐：次龍骨直接支撐模板，也稱內龍骨；主龍骨用以支撐內層龍骨，也稱外龍骨。組裝墻體模板時，通過穿墻螺栓將墻體兩側模板拉結，每個穿墻螺栓成為主龍骨的支點。

根據規范，當采用容量小于0.2m3的運輸器具時，傾倒混凝土產生的荷載標準值為2.00kN/m2。

圖1　墻模板設計簡圖

2.1.1墻模板荷載標準值計算

當新澆筑的混凝土作用于模板時，依據《施工手冊》，其最大側壓力是按照下列公式計算所得到的較小值：

式中：γ——代表混凝土的重力密度，一般為24.000kN/m3；

t——代表新澆筑混凝土的初凝時間，依據現場實際值取值，當輸入0時，系統按200/（T+15）計算，得到t為5.714h；

F——代表混凝土入模所需溫度，一般取20.000℃；

V——代表混凝土澆筑的速度，一般為2.500m/h；

H——模板計算高度，取值為8.800m；

β1——外加劑影響修正系數，取值為1.000；

β2——混凝土坍落度影響修正系數，取值為1.000。

依據上述兩個公式計算可知，新澆筑混凝土作用于模板時的最大側壓力F。

分別為47.705kN/m2、211.200kN/m2，所以選取47.705kN/m2作為本工程計算荷載。

計算中，利用新澆筑的混凝土側壓力的標準值為：F1= 47.705kN/m2。

混凝土傾倒時產生荷載，其標準值為：F2=2.000kN/m2。

2.1.2墻模板面板的計算

對于墻模板面板來講，作為一種受彎結構，需要檢測其抗彎的撓度和強度。按規范規定，抗彎強度的計算主要考慮新澆筑混凝土的側壓力以及混凝土傾倒時產生的荷載；抗彎撓度的計算只需要考慮新澆筑混凝土的側壓力即可。計算需要遵循的原則為：龍骨間距以及模板面的大小，依據支撐內楞的三跨連續梁進行計算。

圖2　面板計算簡圖

（1）抗彎強度驗算

跨中彎矩的計算公式如下：

M=0.1ql2

式中：M——代表面板的最大彎距（N·mm）；

l——計算跨度（內楞間距）：l=300.0mm；

q——代表作用于模板上側壓力的線荷載，包括新澆筑混凝土以及傾倒混凝土的側壓力的設計值兩部分：

對于新澆筑混凝土來講，其側壓力設計值q1：1.2×47.71× 0.50×0.90=25.761kN/m，其中0.90為按《施工手冊》取的臨時結構折減系數。

對于混凝土傾倒是，其側壓力設計值q2：1.4×2.00×0.50× 0.90=1.260kN/m

q=q1+q2=25.761+1.260=27.021kN/m

所以面板的最大彎距：M=0.1×27.021×300.0×300.0=2.43× 105N·mm

面板抗彎強度的驗算公式如下所示：

式中：σ——面板所承受的應力（N/mm2）；

M——面板計算所得的最大彎距（N·mm）；

W——面板截面部分的抵抗矩，其計算公式如下：

b為面板截面的寬度；h為面板截面的厚度。

W=500×18.0×18.0/6=2.70×104mm3

f——面板截面的抗彎強度設計值（N/mm2），其值一般取13.000N/mm2

面板截面部分的最大應力計算值：

σ=M/W=2.43×105/2.70×104=9.007N/mm2

即對于面板截面來講，其最大應力計算值σ=9.007N/mm2小于抗彎強度設計值[f]=13.000N/mm2，所以滿足要求。

（2）抗剪強度驗算

抗剪強度計算公式如下：

V=0.6ql

式中：V——面板計算所得的最大剪力（N）；

l——計算跨度（豎楞間距）：l=300.0mm；

q——作用在模板上的側壓力線荷載，它包括：

新澆混凝土側壓力設計值q1：

1.2×47.71×0.50×0.90=25.761kN/m

傾倒混凝土側壓力設計值q2：

1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m

q=q1+q2=25.761+1.260=27.021kN/m

面板的最大剪力：

V=0.6×27.021×300.0=4863.726N

截面抗剪強度滿足需求的公式如下：

式中：τ——面板截面的最大受剪應力（N/mm2）；

V——面板計算得到的最大剪力（N）：V=4863.726N；

b——構件截面的寬度（mm）：b=500mm；

hn——面板的厚度（mm）：hn=18.0mm；

fv——面板抗剪強度設計值（N/mm2）：fv=13.000N/mm2。

面板截面的最大受剪應力計算值：

T=3×4863.726/（2×500×18.0）=0.811N/mm2

面板截面抗剪強度設計值：

[fv]=1.500N/mm2

對于面板截面的最大受剪應力，其計算值T=0.811N/mm2小于抗剪強度的設計值[T]=1.500N/mm2，滿足要求。

（3）撓度驗算

根據規范，剛度驗算采用標準荷載，同時不考慮振動荷載作用。

撓度計算公式如下：

式中：q——作用在模板上的側壓力線荷載：q=47.71×0.50= 23.85N/mm；

l——計算跨度（內楞間距）：l=300.00mm；

E——面板的彈性模量：E=9500.00N/mm2；

I——面板的截面慣性矩：I=50.00×1.80×1.80×1.80/12= 24.30cm4；

面板的最大允許撓度值：[ω]=1.200mm；

面板的最大撓度計算值：ω=0.677×23.85×300.004/（100× 9500.00×2.43×105）=0.567mm。

面板的最大撓度計算值：ω=0.567mm小于等于面板的最大允許撓度值[ω]=1.200mm，滿足要求。

2.2模板高支撐架計算書

因本工程梁支架高度大于4m，根據有關文獻建議，如果僅按規范計算，架體安全性仍不能得到完全保證。為此計算中還參考了《施工技術》2002（3）：《扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全》中的部分內容。

圖3　樓板支撐架荷載計算單元

模板支撐方木的計算：

支撐方木的計算時按照簡支梁來講的，其慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：

W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4

圖4　方木楞計算簡圖

3　模板技術的施工注意事項

在混凝土的結構施工過程中，為了提高混凝土結構施工的安全，保證施工效率，縮短施工時間，節約成本，在具體施工過程中，模板技術的應用應遵循以下四個方面的要求：

（1）要明確了解混凝土構件的尺寸及位置，主要了解混凝土構件的形狀、截面尺寸、平面標高以及位置等，使其符合設計需求。

（2）保證混凝土結構的穩定性和強度。對于模板來說，由于本身能夠承受澆筑混凝土自身的重力、側壓力和施工負荷等作用，所以，當混凝土進行振搗、養護或者是澆筑時，不會破壞混凝土結構的平衡；當進行塑形時，也不會產生較多的變形，產生超載；另外，也可以防止，當結構向機動體系轉變時，混凝土結構的不穩定。

（3）結構簡單、易于操作。混凝土結構的構造必須滿足鋼筋安裝、綁扎的要求以及混凝土澆筑、養護的基本需求。對于構造來講，由于受力明確，且結構簡單，因此，易于集中制造，使得模板滿足機械化、制造工廠化的特點，從而節省原材料，降低成本。另外，操作簡單，易于縮短施工周期，提高工作效率，降低勞動強度。

（4）模板必須嚴密接縫。如果接縫不嚴密，有可能產生滲漏等現象，使得結構的整體質量下降。所以，必須進行可靠安全的處理，使其不漏漿。譬如，可以采用塑料布、釘油氈或是薄鐵片等，處理模板。

4　模板支設和澆筑

在具體施工過程中，模板和元件安裝位置不可避免的會產生偏差，但偏差必須控制在一定的范圍內。搭設模板時，必須嚴格依照設計圖施工。對于梁下地基土來講，必須能夠承受建筑物自身重力以及施工中產生的各種作用力，預防在支設期間，由于地基下沉，破壞建筑物穩固性。依照房建施工的特點，模板支設一般包括以下幾部分：基礎、墻體、支柱、電梯井筒、框架梁和板、門窗洞口、后澆帶、環梁、斜柱清水、看臺斜梁、樓板預留洞等模板。當進行基礎模板支設時，承臺可利用鋼模板，承臺的橫豎背肋以及斜支撐可采用方木，基礎梁模板則利用組合鋼模板；當進行電梯井筒內側模板支設時，可采用集中操作式的、由操作機構、角模、平模、跟進平臺組成的全鋼的電梯井筒模，井筒外側則可使用木模板，即主龍骨為鋼管，次龍骨為方木。若要進一步提高電梯井筒外側的模板剛度，一般在電梯井墻孔中放置合適直徑的對拉螺栓對跟進平臺、電梯井筒進行支撐。在具體的支設中，還要注意：梁根部和墻下口的位置應至少預留2個清掃口，當雜物等廢棄物清掃干凈再進行封口；在支設時，應盡量預防表面裂紋或碰撞，若發現模板出現裂紋或碰撞的痕跡，應立即采取措施，進行補救，模板之間應細致打磨，緊密銜接，防止產生空隙；模板應嚴格依據序號和設計圖安裝，依據墻位線布置，然后進行模板尺寸，平面標高，豎直厚度的檢查，判斷其是否達標，同時將其偏差控制在所需范圍；完成安裝，應保證底模和側模之間的局部最大裂縫小于1mm，所有的0.8～1mm裂縫，長度之和應小于每邊總長度的25%；然后對板面進行檢查，判斷其是否平整，相鄰模板的高差是否滿足要求，一般來說，板面的平整度和相鄰模板的高差小于2mm為合格，對于每個模板的垂直度應小于3mm。當混凝土澆筑時，一般采用持續的朝模板灑水方法，使得模板表面保持濕潤，注意，預防灑水過多，使水進入模板內部。對于混凝土澆筑、振搗以及運輸所采用的工具來講，應合理選擇，嚴格把關，在澆筑和振搗過程中，應嚴格依據標準和要求執行。為了避免澆筑過程中，出現漏漿現象，要依據工程的具體情況加海綿條于模板底部，海綿條的寬大約為4cm左右，同時派遣專業人士，進行實施監測，以防出現跑模。

5　模板拆除

（1）模板的拆除日期，取決于混凝土硬化的強度，依據同條件下，養護拆模試塊抗壓強度不同進行判定。模板進行拆除時，必須符合規定的拆模構件強度，必須征求施工人員同意，才能實施模板拆除。

（2）柱、墻模板的拆除原則：不粘膜；不缺楞掉角；必須有足夠的強度。拆模早，一方面可增強模板的周轉率，另一方面也可為其他工作創造條件，但拆除必須依據科學，不能隨意進行。

（3）杜絕用力過猛過急的拆除。對于拆下來的模板，應該及時搬。拆除梁底板時應遵循先中間后兩邊的原則。拆模順序：先拆后支、非承重部分，后拆后支、承重部分。對于復雜的模板進行拆除時，要提前制定拆除方案，依據方案實施。

（4）拆除后應逐塊傳遞，不能拋擲，不能堆在作業層或者是腳手架上。拆下后先清理、整修，在此基礎上涂刷脫模劑。并依據規格、型號進行分類堆放，以方便后續使用。

（5）模板拆除底模及支架時混凝土強度應符合表1的規定。

表1　

6　結論

綜上所述，模板技術是一種具有綜合性強、收益高的應用技術，有利于提高施工效率、確保施工質量以及降低施工成本。因此，在房建施工過程中，要根據工程的實際情況選擇適宜的模板體系，進而有力的保障施工質量、加快施工進度、實現經濟利益的最大化。

[1]趙亞楠，董晶.模板技術在內容管理系統中的應用與實現[J].計算機工程與設計，2012，33（10）：3848～3852，3857.

[2]南軼，李先國.模板技術在內容管理系統中的研究與應用[J].微電子學與計算機，2012，29（6）：180～184.

[3]顧乃湛.試論模板技術在高層建筑施工中的應用[J].建筑·建材·裝飾，2013（9）：58，75.

[4]孫華峰.芻議模板技術建筑施工中的應用[J].東方企業文化，2012（12）：204.

TU755.2

A

1673-0038（2015）15-0058-03

2015-3-20