消力池模板施工技術之淺析

趙峰

銅陵有色金屬集團銅冠建筑安裝股份有限公司 安徽 銅陵 244000

1 施工概況

尾礦庫清污分流明槽及消能設施工程內容包括，總長1111.49m三段鋼筋砼泄槽、兩座消力池和一座結合池，起始于清污分流隧洞出口，延山體向下與基米尾礦庫清污分流泄槽連接。其中消力池為鋼筋混凝土構筑物，分為三段，起始段和終段為漸變段，中間段為消力池主體段。中間段消力池平面尺寸為長30m×12m寬，池深13m，池壁頂為350mm厚，壁腳厚度為1000mm厚，池底板為1000mm厚分兩層不同標號混凝土進行澆筑，下部650mm厚C30鋼筋混凝土+上部350mm厚C40W6鋼纖維混凝土，漸變段分別連接泄槽消力池與泄槽Ⅱ段、泄槽Ⅲ段，根據池底與池壁厚度的不同變截面進行調整對接。

2 施工準備

施工人員在施工前應認真熟悉施工圖紙、施工規范并結合現場實際情況，嚴格按施工方案及技術交底內容施工，仔細核對圖紙細部尺寸，施工過程中嚴把質量關，設施施工前、施工中、施工后跟蹤檢查，確保模板施工安全質量要求[1]。

3 模板設計

本次消力池根據池體高度自下而上分4次施工，最低層2.5m，往上3層每層3.5m，水平施工縫處由于防水等級不高故設企口縫防水。池壁外側和內側模板采用18mm木膠合板，其中內、外側壁模板內楞采用豎向布置間距為450mm的Φ48×3.5鋼管，外楞采用橫向布置間距為600mm的Φ48×3.5鋼管，側壁內、外采用雙排腳手架作為模板加固體，外壁加設鋼管斜撐，內側搭設滿堂腳手架進行支撐和加固。側壁模板施工時，先安裝池壁內模板，加固校正完，水平施工縫處理好后，再安裝池壁外側模板[2]。

4 模板驗算

4.1 墻模板荷載標準值計算

取傾倒混凝土產生的荷載標準值為4.00kN/m2，新澆混凝土作用于模板的最大側壓力取較小值：

其中 γ--重力密度，取24.000kN/m3

t--初凝時間，取5.000h

T--入模溫度，取25.000℃

V--澆筑速度，取1.100m/h

H--模板計算高度，取3.500m

β1--外加劑影響修正系數，取1.000

β2--混凝土坍落度影響修正系數，取0.850。

荷載標準值 F2=4kN/m2。

4.2 墻模板面板的計算

（1）抗彎強度驗算

M--面板計算最大彎矩(N.mm)；

l--計算跨度(次楞間距)： l=450.0mm；

新澆混凝土側壓力設計值q1:11.438kN/m；

傾倒混凝土側壓力設計值q2:2.268kN/m；

0.900臨時結構折減系數。

面板的最大彎矩M=2.85×105N.mm；

驗算：σ=M/W

其中，σ-面板承受的應力(N/mm2)；

M--面板計算最大彎矩(N.mm)；

W--面板的截面抵抗矩：

f--面板截面的抗彎強度設計值(N/mm2)；f=15.000N/mm2；

即：σ=15N/mm2

（2）抗剪強度驗算

V--面板計算最大剪力(N)；

l--次楞間距：450.0mm；

新澆混凝土側壓力設計值q1:11.438kN/m；

傾倒混凝土側壓力設計值q2:2.268kN/m；

即：V=3717.97N；

截面抗剪強度必須滿足：τ=1.500N/mm2

（3）撓度驗算

其中，q--作用在模板上的側壓力線荷載：q = 23.54×0.6 =14.121N/mm；

l--次楞間距：450mm；

E--彈性模量：10000N/mm2；

I--面板的截面慣性矩：29.16cm4；

即：ν= 1.8mm

4.3 墻模板主楞的計算

主楞承受次楞傳遞的荷載，主楞采用圓鋼管，直徑48mm，壁厚3mm，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：

（1）抗彎強度驗算

作用在主楞的荷載：P=P1＋P2=1.2×23.54×0.60×0.9＋1.4×4.0×0.60×0.9=18.278kN，0.90為折減系數。

主楞計算跨度(對拉螺栓水平間距)：l=600mm；

強度驗算公式：σ=M/W＜f

σ--主楞的最大應力計算值(N/mm2)

M--主楞的最大彎矩(N.mm)，6.83×105N.mm；

W--主楞的凈截面抵抗矩(mm3)；8.99×103mm3；

f--主楞的強度設計值(N/mm2)，205.000N/mm2；

即：σ=205N/mm2

（2）抗剪強度驗算

主楞截面抗剪強度必須滿足公式：τ=2V/A≤fv

τ--主楞的截面的最大受剪應力(N/mm2)；

V--主楞計算最大剪力(N)：3304.74N；

A--鋼管的截面面積(mm2)：424.115mm2；

fv--主楞的抗剪強度設計值(N/mm2)：120 N/mm2；

即：τv=120N/mm2；

（3）撓度驗算

q-主楞上的線荷載(kN/m)：14.124 kN/m；

l--計算跨度(主楞間距)：600.0mm ；

E—主楞彈性模量（N/mm2）：206000.00 N/mm2；

I—主楞截面慣性矩(mm4)：1.08×105mm4；

[ν]主楞的最大容許撓度值：2.4mm；

即：ν=0.677×14.124×6004/(100×206000×1.08×105)=0.557mm＜[ν]=2.4mm

4.4 穿墻螺栓的計算

計算公式: N＜[N]=f×A

其中 N--穿墻螺栓所受的拉力；

A--穿墻螺栓有效面積 (mm2)；

f--穿墻螺栓的抗拉強度設計值，取170 N/mm2；

穿墻螺栓的型號：M12 ；穿墻螺栓有效直徑：9.85mm；

穿墻螺栓有效面積：A=76mm2；

即：[N]=1.70×105×7.60×10-5=12.92kN；

5 模板拆除

模板拆除要預先制定好拆摸順序，根據施工現場的溫度情況，掌握好混凝土達到初凝的時間，當混凝土達到初凝后，強度達到1.2N/mm2(20℃以上氣溫時8小時)，必須及時松動穿墻拉桿，并將模板與所澆筑的混凝土面脫離，拆模時保護模板邊角和混凝土邊角。

6 結束語

此次尾礦庫清污分流明槽及消能設施工程-消力池池體高，模板支設難度大，提前編制模板施工專項施工方案進行模板設計、驗算，而后精心組織施工，確保池體模板強度、剛度、穩定性、嚴密性要求，從而滿足砼澆筑施工質量要求，完全達到了預期目標。