輪式模板在小型扭王字塊預制施工上的應用

1.引言

大連臨空產業園填海造地工程（三標段）水工結構包括長382m直立式護岸，長5926m斜坡式護岸和長100m的大開挖過渡段，其中斜坡式護岸與大開挖段的護面塊體為3t扭王字塊。根據設計圖紙，扭王字塊采用C40F300的混凝土進行預制，總塊數為65813塊，所需混凝土總方量約為85557m3，塊體高度為1.58m。結合本工程工期及現場實際情況，本工程共配備150套扭王字塊模板。由于本工程塊體較小，所以每天施工方量僅為195m3，經濟效益有限。因此本工程創新投入使用輪式模板+下臥式底胎結構，輪式模板合模拆模及移動靈活，無需配備吊車等施工機械僅需人工即可完成施工，施工時配合下臥式底胎，采用罐車自卸工藝進行澆筑，大大地減少了對施工機械的依賴，同時極大的提高了施工效率，經濟效益明顯。

圖1 3t扭王字塊效果圖

2.預制場地規劃

扭王字塊預制場布置在大連臨空產業園填海造地工程三標段回填區域內，長度為650m，寬度為330m，預制場總面積為223000m2，設置有預制場區、預留存儲場，拌和區及施工道路。

扭王字塊預制區規劃長度為200m，寬度為100m，采用下臥式結構，預制場區中間有道路穿過，將場區平均分為東西2部分，每部分布置5條長90m，寬6.4m的底胎，共10條，每條底胎可放置15套模板，每套模板規劃四個底胎位置，最大可存儲塊體60塊，滿足扭王字塊3天后起吊條件，10條底胎每翻可預制塊體為150塊。

3.下臥式底胎施工

3.1 結構形式

扭王字塊預制底胎結構采用下臥式底胎的結構形式，扭王字塊預制底胎結構，由混凝土底胎墊層、混凝土底胎及兩側漿砌塊石擋墻構成，按照扭王字塊尺寸確定扭王字塊預制底胎結構尺寸，首先將扭王字塊底胎區域開挖至設計標高，再對兩側漿砌塊石擋墻進行砌筑，頂部設置壓頂混凝土，壓頂混凝土強度等級為C20，其高度為0.2m，然后對漿砌塊石擋墻后方進行開山石回填，回填標高距離壓頂混凝土頂部預留0.2m，最后鋪設0.2m路面礦渣，再澆筑混凝土底胎墊層，其澆筑厚度為0.1m，待混凝土底胎墊層達到強度后，澆筑混凝土底胎，混凝土底胎強度等級為C20，其與混凝土底胎墊層邊線預留0.3m的排水溝，混凝土底胎厚度為0.1m，每條扭王字塊底胎一側設置一個大型排水溝，排水溝斷面尺寸為0.4m ×0.5m，相鄰兩個大型排水溝之間設置排水管，排水管材質為鋼管，表面刷防腐漆，規格為Φ200mm，最后將排水管連通至積水溝處，如此大雨來臨時，積水通過兩側小型排水溝流入大型排水溝，最后通過排水管流入積水溝，可有效防止扭王字塊底胎積水。

圖2 底胎斷面圖

圖3 下臥式底胎工作原理圖

圖4 輪式模板

圖5 傳統工藝模板

3.2 工藝原理

國內以往扭王字塊預制施工，多采用在原有地面上方澆筑混凝土底胎后放置扭王字塊模板進行預制的施工工藝，由于模板高度較高，混凝土罐車無法自卸，需采用挖掘機或鏟車配合對扭王字塊進行混凝土澆筑。

通過傳統工藝與下臥式底胎施工工藝對比分析，并結合現場實際情況，下臥式底胎結構通過降低扭王字塊預制底胎的高度，使其低于兩側施工便道，采用下臥式結構，在混凝土澆筑時，采用罐車通過兩側施工便道，直接下料至模板對扭王字塊進行澆筑的施工工藝，替代了傳統工藝采用鏟車或挖掘機下料的施工工藝，通過工藝改進，下臥式底胎工藝極大的降低了施工成本，并提高了施工效率。其工作原理圖如圖3。

4.輪式扭王字塊模板

4.1 施工工藝

本工程扭王字塊預制采用專用鋼模板立式預制工藝，以塊體上、下平面軸線，采用對開的兩片模板組成，模板于混凝土底胎上支立，自上口澆筑混凝土。在扭王字塊模板制作方面，扭王字塊模板面板整體采用5mm厚鋼板，頂口、低口及翼板采用10mm鋼板，加勁肋板采用5mm厚鋼板，模板頂口為防止缺邊掉角，采用2mm鋼板制作八字腳，在模板底部需加設穩定的三角形車輪架，每片模板通過三角架各安裝三支可人工調節高度的定向輪。在模板焊接時，要求面板、翼板、加勁肋板全部采用外側滿焊，內側拼縫處理的焊接工藝。在模板拼裝方面，兩片模板安裝均采用M18號高強螺栓連接，為防止漏漿，在兩片模板接縫處采用橡膠條止漿。

輪式模板支立時，通過順時針轉動定向輪調節其高度，使其脫離地面，通過人工推動模板將其推動至指定預制區域，并將兩片模板對拼，下部放入止漿泡沫板，逆時針調節轉動定向輪高度，使其下放至地面使扭王字塊模板自然壓實在止漿泡沫板上，最后將兩片模板采用M18號高強螺栓連接。

拆模時，首先拆除連接模板的高強螺栓，然后通過順時針轉動定向輪使其稍稍離開地面并處于稍稍帶勁狀態，之后將定向輪滾動方向與拆模方向調整一致。使用人工配合撬棍撬動兩片模板使其脫模，脫模后將模板推至下一個預制區域清除表面浮漿，涂刷模板油為下一次預制做好充足準備。

4.2 工藝原理

所謂輪式扭王子塊模板即對傳統工藝扭王子塊模板進行結構優化后安裝車輪架結構使其可以輕易地采用人工支拆及短距離移動，節約了傳統工藝使用吊車支拆模板、模板周轉倒運等所產生的機械成本。為達到模板底部穩定，模板底部采用三腳架結構，每片模板通過三腳架各安裝三支可人工調節高度的定向輪，通過定向輪轉動調節，可使扭王字塊模板達到豎向調節和水平推動，由此在施工中便可采用人力完成模板組模、拆模等一系列工作，大大增加了模板的靈活性，從而提高了施工效率，同時節省了機械成本，避免了起重作業，降低了安全風險。

4.3 創節價值

對比傳統預制工藝，輪式模板+下臥式底胎可有效的降低組模、拆模以及混凝土澆筑使用的機械費用，增加的費用為輪式模板輪架加工費及材料費和下臥式底胎施工費及材料費，由于本工程扭王字塊預制工程量巨大，施工周期長，所發生的輪式模板及下臥式底胎的施工費和材料費為一次性支出，為后續施工帶來了較大的便利，降低了成本，提高了施工效率。綜上所述，輪式模板+下臥式底胎所帶來了創節價值極為樂觀，在后續類似施工中可繼續應用。

5.結束語

隨著社會的發展基建行業競爭愈演愈烈，施工企業大膽嘗試新工藝在工程上的應用，在成本、進度與質量之間取得平衡點方能不斷地提高行業核心競爭力。

本文依托在建工程實際經驗，為輪式模板及下臥式底胎用于小型扭王字塊預制施工提供了實例。實例中主要介紹了采用輪式模板結合下臥底胎配合罐車自卸的方式進行扭王字塊預制的施工工藝及優點。在類似小型扭王字塊預制過程中，該工藝相比于常規工藝具有施工效率高、施工成本低、安全風險低等優點