聶亞杰
(中交四航局第一工程有限公司,廣東 廣州 510420)
隨著科技的進步,模板工藝技術不斷推陳出新,基建行業的發展勢必對模板工程的要求更加嚴格,這就需要在混凝土施工中對模板工程設計更加精益求精。模板失效的現象在施工中時有發生,經研究發現其原因多數是僅憑經驗設置,盲目套用類似工程的做法,而不對模板工程的構造進行精準設計和受力計算,也沒履行施工技術管理程序,所以在施工中強調“模板和支架均應進行施工圖設計,且經批準后方可用于施工”[1]的規定。
我國專家經過多次會議研究和論證,在1994年才提出建筑模板技術,還將其作為十項建筑業新技術之一推出,并廣泛應用。模板工程在工程實踐中為混凝土工程施工提供了可靠的安全和質量保障,在建筑施工各分項中是質量控制的重要一環節,其主要表現在降低建設成本、縮短施工工期、保證施工安全、質量、滿足設計規范要求、塑造混凝土結構外觀等方面。隨著城市化進程的不斷發展,對建筑模板工程技術需要能夠進一步完善和推出新技術。
工程施工前技術資料準備是否齊全,是確保模板專項施工方案能否滿足工程設計需要的關鍵,包括建設單位提供施工圖紙是否準確、設計過程中是否應用有效的標準規范、施工管理人員對標準規范的掌握水平、一線模板工人所具備的施工經驗熟練程度、施工前交底以及總體布署是否讓工人領會貫通、安全生產專項方案和工法工藝方案是否先進合理等,由此可見技術資料準備齊全充分,是保證施工安全、質量的重要前提和基礎。
依據現行規范規定模板、支架和拱架的設計結構應簡單、制造與裝拆方便,具有足夠的承載能力、剛度和穩定性,在這一大方向下,需要根據工程結構型式、設計跨徑、荷載、地基類別、施工方法、施工設備和材料供應等條件及有關標準進行施工設計[2]。在制作模板前要進行各項荷載組合設計計算,驗算荷載的剛度和穩定性時,其最大變形值和抗傾覆穩定系數不得超過允許偏差值,可以有效避免模板整體失效狀況的出現,例如在風荷載作用下,大模板的支撐系統必須保持大模板豎向放置的安全可靠和自身穩定性。地腳調整螺栓長度應滿足調節模板安裝升垂直度和調整自穩角的需要[3]。模板搭設過程中各種荷載組合都要滿足承載能力、剛度和穩定性的驗算。模板的安裝遵循自下而上的順序進行,每塊模板試拼后先好編號、確定位置、連接牢固、拼接嚴密,選擇合適的填縫材料,置備規格相當的支撐和拉桿零件,防止混凝土傾倒入模、振搗以及各種應力組合使模板系統發生變形和漏漿。模板支柱設在堅實地面上,底模板要設計好起拱,荷載預壓,防止上曲下撓的產生。
模板工程搭建質量的重要一環是材料的選擇和拼接質量。在選擇承載材料的過程中,將尺寸、外觀、頂托直徑、厚度等作為衡量質量的重要指標。模板在原材料選擇上要謹慎,各種材料均有利弊:如鋼模板剛度好、裝拆方便,但需要專業定制,一次性資金投入大,成本價提高;木模板雖然便于加工,現場制作方便但拼接縫隙多、拼縫工藝要求高、周轉次數少、攤銷費用增多。采用高分子合成材料面板、硬塑料或玻璃鋼制作模板時,同樣要求其接縫應嚴密,邊肋需要加強牢固性,安裝技術工藝復雜,并與面板形成一個整體。當然每一種新材料、新工藝的模板材料投入使用,都需要一個漫長研究和積累經驗的時間,都不能一蹴而就,需要一個循序漸進的過程。直接影響混凝土結構物的觀感質量的是模板表面的光滑以及制作工藝的好壞,鋼模板的焊接質量、木模板的拼接質量、模板與混凝土接觸表面的清潔與光滑度,都會直接影響混凝土拆模后的觀感質量。由此可見,模板工程在材料和拼裝上,盡可能使用大規格模板,以減少拼裝,節省配件工時和增強拼裝剛度,同時便于拆模,必要時采用幾個材料組合的形式,避開缺陷并利用各自優點。
3.1.1 模板的設計和驗收基本要求
模板及其支架應本著具有足夠的承載能力、剛度和穩定性,根據工程荷載大小、結構型式、地基類別、施工設備和材料供應等條件因素進行設計,能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側壓力及施工荷載[4]這一基本要求,在諸多限制因素中進行研究和對比,選擇模板原材料,要從外觀質量、規格尺寸等方面評選最優材質,以達到該項目設計要求。為了準確布設模板及支架,安裝前按照試拼對每塊模板及零件編序號,保證與設計圖紙位置的正確,不發生錯安、缺少構件的情況,影響后續工序和進度。模板的接縫應嚴密、不漏漿。模板進場后,先按設計圖紙檢查數量,試拼并編號,逐一檢查模板質量,符合質量要求的在與混凝土的接觸面涂隔離劑,如果是對混凝土外觀色澤有嚴格要求的結構物,隔離劑要求統一品種、批號、性能穩定,防止出現混凝土色差。在模板上的預埋件和預留孔檢查不得遺漏,安裝必牢固、位置必準確,其最大變形值不得超過允許偏差,杜絕一切偏離規范設計的施工行為。
3.1.2 模板的安裝和拆除的基本要求
模板和支架系統在安裝、使用和拆除過程中,必須采取防傾覆的臨時固定措施[5],模板工程施工的前提是依據設計標準和規范,澆筑混凝土時模板和支架能夠完全牢固地承受自身重量、側壓力、施工荷載以及各種環境荷載組合對其造成的破壞影響;重要預埋件須根據設計圖紙精確加工,輔以經緯儀、水準儀等測量觀測儀器準確定位,安裝牢靠固定;檢查固定在模板上的預埋件和預留孔不得遺漏,位置準確無誤;所有模板的軸線尺寸、平整度、垂直度通過自檢、互檢、交接檢嚴格檢查,確認無誤,采用特殊模板的,所有參加施工的作業人員必須經專門的技術考核培訓,考核合格后方可上崗[6]。同時腳手架應采取避雷措施,支架及模板系統搭設完成后由施工、監理、質監等各方聯合驗收,履行簽字手續后方可進入混凝土澆筑階段。
模板拆除的具體措施:模板拆除時一方面需要根據留置的同條件混凝土試件強度,是否達到設計的拆模條件,另一方面還要考慮結合模板支架周轉、工期、環境溫度等因素,綜合確定拆模時間,如遇大風、雷雨等惡劣天氣禁止施工。結構受力處模板拆卸必須有拆模令和完備可行的安全專項措施才可進行拆除。拆除要有專人現場指揮,并實時觀測結構各部位的位移記錄是否安全可控。按拆模規范要求的基本順序進行,拆模時不可硬砸硬撬,保護混凝土表面、棱角不受損,拆除芯模或內部預留孔時,確保混凝土強度不發生塌陷、開裂、掉渣和掉角等,如果拆模中,發現有混凝土結構的強度未達到拆模條件,立刻停止拆模,不可盲目蠻干,強拆強卸,進一步研判安全和結構強度再進行。拆下的模板支架部件需有序分類堆放碼齊。
模板工程施工這一環節決定了混凝土構件成型后是否達到視覺上的表面平整、線角順直、色澤一致,也決定著混凝土構件是否按設計位置、尺寸、形狀、棱角、弧度成型的關鍵工序,由此可見工程上對模板施工技術控制要求很高,主要體現在施工前的設計安裝和施工中的監測上。
模板施工前的設計要經過精確計算和驗算,編制適合本項目可運作的施工方案和安全專項方案,重點大中型項目的高大規模模板支架系統設計需要得到專家會審批準后實施。模板的選材本著綜合考慮降低成本、工期、材質堅固結實等因素,進行多參數綜合考察,盡可能選整幅大面積一體成型的模板,減少拼接縫面積和數量,以達到方案最優。混凝土外觀形狀復雜,線型特殊時可采用多種材質不同的材料設計成組合模板。經檢查驗收合格的模板在醒目位置標出軸線位置和方位,進行編寫序號方便安裝。處理好模板與混凝土接觸面的銹漬和隔離劑。模板工程的測量放線要精益求精,安排專業人員進行重復性和復現性觀測,并實行聯合檢查制,保證主體結構尺寸、預埋件位置方向、拼接縫處理的正確性。對于模板及支架系統的整體穩定度、剛度、位置偏移做好實時監測,編撰動態記錄研究運動規律,排除施工中可能發生的任何危險或不利因素。
施工過程中先考核現場人員對施工作業交底的掌握情況,組織各方人員按審批的施工方案在測量放線位置,逐一按照編號有序搭設支架拼裝模板,禁止違規操作。為提高效率,加快進度,實施均衡有節奏的流水作業。安裝過程中實時觀測模板定位線位置偏差和偏移情況,在模板安裝完成后、荷載預壓和卸載過程中、鋼筋籠綁扎中和綁扎完成后到混凝土施工前,澆筑中和澆筑后的整個施工過程中,測量觀測實時進行,安排專職技術人員認真觀察模板支架體系,調研氣象、測評地質環境,做好日常記錄,發現異常情況及時改進,防止模板工程發生錨栓松動、加固不牢、支架模板失穩、模板脹模爆模的情況發生。
混凝土工程施工完成后,混凝土同條件強度值符合設計及國家現行標準規范規定時,開始組織拆模,按拆模方案以一定的順序進行,遵循模板拆除的一般原則。在實施“早拆模”工藝措施時更要重視拆除時的安全性,模板支架的拆除工作必須有專人指揮[6]。邊拆、邊清、邊運,分類碼放,能夠縮短模板周轉時間,加快其他工序施工進度。高處拆下的模板嚴禁直接向下拋擲,主要防止發生安全事故以及造成模板變形、破壞等,拆除過程注意保護混凝土結構物表面、角、線、棱。
另一方面,安全控制措施貫穿在模板施工的全過程中,施工前要編制詳盡的安全措施方案,做好管理人員和現場工作人員的交底考核工作,設專職安全人員督導觀察現場情況,支搭安全網、張貼醒目標語宣傳安全生產的意義,確保施工安全。
模板工程是混凝土澆筑前的一個重要環節,是整個混凝土施工“質量”和“安全”的重要保障,在施工管理過程中,對模板工程的施工和驗收,既要擅于發明創造推陳出新,又要符合規范標準;既要勇于嘗試新工藝新方法,又要滿足設計要求,秉持施工作業的嚴謹性。如果說混凝土工程是土木工程的主體,承載著整個工程成敗的關鍵,體現建造者的智慧精華,那么模板工程便是土木工程內在氣質的體現,從混凝土工程質量的流暢線型完全可以推斷模板工程的技術精湛。模板工程雖是一種臨時結構,卻肩負著混凝土結構施工過程中極其重要的“責任”。
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