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一种新型后浇带模板施工应用研究

2021-08-25黎多文邓志飞王岚陆燕平秦德营

广东土木与建筑 2021年8期
关键词:梳齿后浇带铝合金

黎多文,邓志飞,王岚,陆燕平,秦德营

(深圳市宝龙泰建设工程有限公司 深圳518172)

0 引言

根据大数据统计,大量地使用木模板已对我国的森林资源持续减少,在建筑木模板上,我国每年消耗约4 600万m3的木材,在目前森林资源稀缺的情况下,大量的使用木模板是对森林资源极大的浪费,且在周转多次后变成建筑垃圾,这成为一个很大的环保问题。

在2000年时,木胶合板的出现使得木材依然在大量消耗,直到铝合金模板的问世才使得木模板被代替变成了新趋势,铝合金模板使用比例在逐年递增,实现建筑产业化的需求,因为铝合金模板具有强度高、自重轻、稳定性强、周转率高等特点及优势,因此铝合金模板被称为绿色环保的材料[1]。

要想在建筑行业做强做大必须要提高施工效率、降低施工成本,现采用新技术加快材料周转可达成该效果。而后浇带施工难度大,处理不好会导致地下室渗漏、混凝土爆摸,后期处理需要大量的人力和机械来剔凿和清理,目前大多采用的锯齿状后浇带木模板,后浇带侧模支护困难,侧模板没有完全密封造成漏浆,后浇带混凝土强度不达标,后期建筑混凝土后,容易形成贯通裂缝,且模板拆除困难,需要大量的人力物力,工期不紧凑,容易耽误工期[2]。

就上述背景和问题,深圳市宝龙泰建设工程有限公司成立技术研究小组及施工工法研究小组,采购研发出一种技术领先、使用方便、结构简单合理、便于快速安拆的组合型后浇带梳齿状铝合金模板,这一模板可以满足在施工过程中可能涉及的不同大小的结构构件,在模板当中也增加了易拆角。模板的结构比较简单,设计也较为合理,周转效率比较高,并且能够起到有效的抗裂作用。施工效率、质量提升,便能解决后浇带带来的工程问题。

根据常规钢筋间距预制多种长度的梳齿状铝合金模板,下部为倒U型的卡槽,用预制好的梳齿状铝合金模板卡在下部侧木模板上,形成一个整体的后浇带侧模,在此铝合金模板涂刷一层聚氨醋热熔粘合剂涂层,这一涂层可以保证混凝土与铝合金在反应的过程中不沾灰,也能够保证混凝土建筑表面更加光滑平整,拆模的过程也更加方便快速,既省时又省力,且不易被破坏,周转率提高,成本降低,木模板使用量大大减少,我国森林资源得到更好的保护。梳齿状铝合金模板即可控制板厚及钢筋间距,又可以规避侧边模板没有做到完全密封导致的漏浆或者是边缘不整齐等质量问题,因此,这属于建筑领域一种新型环保施工方式,能够大幅度提升建筑工程的质量。

1 施工技术特点

1.1 后浇带模板安拆快捷

后浇带木模板事先要在上面留钢筋通过的孔洞,而当混凝土浇筑结束后,由于钢筋的存在,模板难以拆掉,大多数木模板在拆模板的过程中把模板破坏掉将其取出。后浇带梳齿状铝合金模板安装便捷,无需对模板进行裁剪和切割处理,直接根据现场钢筋规格选择合适的梳齿状铝合金模板,安装在下部木模板上,混凝土强度达到设计的强度后,便能拆模,另外铝合金模板质量轻,强度高,运输、安拆快捷,拆板之后的无残留,实现施工工期缩短,施工成本降低,大大提高了施工速度。

1.2 周转率高

后浇带梳齿状铝合金模板安拆快速,模板得到高效利用;施工环境较传统模板更为理想,在妥当的保养和保存下,后浇带梳齿状铝合金模板可重复使用上百次,大大提高了周转率。

1.3 适用范围广

后浇带梳齿状铝合金模板根据后浇带的厚度进行拼接中间的木模板,后浇带两侧模板可随意调节,满足不同厚度的后浇带,适用范围广,不限制于不同厚度的后浇带。

1.4 混凝土建筑质量高

木模板使用次数变多后,墙体的光洁平整度就根本无法保证,而铝合金模板则不同,使用铝合金模板可达到清水模板的效果,因为铝合金稳定性强,材质光滑(即使使用多次),拆模后,混凝土外观平滑,具有良好的观感。铝合金模板不会造成爆模,拆模简单,混凝土不漏浆,钢筋不外漏,混凝土不受损,有效起到抗裂止水作用,提高工程质量,保证了结构受力安全[3]。

1.5 绿色环保

后浇带过程中我们选用的梳齿状铝合金模板属于周转效率较高的模板。该种模板在报废之后可以被回收,回收得到的材料可以循环使用[4]。

2 适用范围

项目施工过程中有后浇带操作的工程。

3 工艺原理

钢筋混凝土在后浇带环节当中两侧的梳齿状铝合金模板的材质是铝合金,制作方式为预制,这种模板的梳齿状突起主要是根据具体工程项目中受力钢筋的间距等指标制作而成,在与木模板进行连接之后,钢筋便可以从齿轮的缝隙当中穿过。如果在梳齿的位置再架设钢丝网,则可以更好地阻滞后浇带过程中在两侧新灌入的混凝土,从而可以保证后浇带过程中侧模不会被混凝土过度挤压出现变形的情况,后浇带两侧的模板可以选用木方子或者是钢管进行固定。

3.1 梳齿状铝合金模板预制

提前根据现场常用的钢筋间距和规格预制好后浇带梳齿状铝合金模板,并通过强度试验,强度达到设计要求方可使用。

3.2 梳齿状铝合组合模板的连接与拆除

梳齿状铝合金模板的倒U型接口与木模板通过卡槽连接,并利用紧固螺栓加固组装在一起,形成一套模板,将上层钢筋与下层钢筋分别置于组装完成后的梳齿状铝合金模板上缘和下缘的梳齿形凹槽内,并用顶钢管或木方子支撑,直到模板搭设完成(见图1)。浇筑混凝土完成,强度达到100%后,拆除顶钢管或木方子,再分块抽出梳齿状铝合金组合模板,接着拆除组合模板紧固螺栓,铝合金模板和木模板便能轻松分离,梳齿状铝合金模板和木模板分类存放在硬化场地,后期继续使用在其他部位后浇带上,拆除过程遵从先支后拆,后支先拆的原则,过程简便快捷,省工省时。

图1 后浇带侧模示意图Fig.1 Schematic Diagram of Side Formwork of Post Cast Strip

4 施工工艺流程

4.1 工艺流程

搭设后浇带梁板模板及支撑架设计➝绑扎梁板钢筋、模板支设➝浇筑后浇带两侧梁板混凝土➝养护(待混凝土强度达到设计要求)➝拆除其他部位梁板模板及模板支撑架➝清理后浇带,调整钢筋➝浇筑后浇带混凝土➝养护(待混凝土强度达到设计要求)➝拆除后浇带模板。

4.1.1 搭设后浇带梁板模板及支撑架设计

按图对模板设计,根据梁板钢筋图,设计后浇带两侧梳齿状铝合金模板的梳齿间距。模板及支撑架经过受力强度验算,确保达到设计要求的强度[5]。

4.1.2 绑扎梁板钢筋、模板支设[6]

⑴定位之后便可以对钢筋下铁进行加固处理,之后再对加筋进行整体安装,在横穿后浇带的过程中应该注意钢筋的绑扎间距,使钢筋能够均匀分布。

⑵梳齿状组合木模板加工裁切时按照后浇带的尺寸规格进行切割,预制梳齿状铝合金模板必须按照施工图规定的钢筋尺寸大小来提前在加工厂预制好,运输到施工现场,进行组装。

⑶将上层与下层的梳齿状模型中倒U型部位卡在中间的木制模板上,然后用紧固螺栓将其进行固定,固定好之后还需要进行检验,以此保证模板是否连接紧密,确定连接紧密之后便可以将其作为后浇带侧模,还应该确保钢筋可以从侧模的梳齿部位穿过去。

⑷钢筋绑扎。提前在梳齿状组合模板之上预留出孔洞的位置以及钢筋的间隔线。

⑸将后浇带模板固定好之后,需要对该部位进行进一步检查,确定后浇带模板的尺寸等相关指标是否满足要求,钢筋的数量、间距等指标是否满足要求。

4.1.3 浇筑后浇带两侧梁板混凝土[7]

⑴为避免因输送混凝土到板面不均匀,而导致振捣混凝土时过振及支撑破坏。后浇带混凝土宜一次性浇筑到位,如必须分层浇筑,在第二次混凝土初凝前,需把第二层混凝土浇筑完成。

⑵混凝土内部没有微裂缝,增强密实度,只能增强混凝土和钢筋的粘结应力。才用第二次振捣和前中原三点振捣的方式来提高粘结应力,第一次振捣完毕后2~3 h内进行第二次振捣是最佳的时间段。

⑶浇筑混凝土并振捣完成2~3 h,对混凝土表面进行第一次抹平压实,待混凝土表面水析出后进行二次抹压,二次抹压完成后立即用塑料薄膜覆盖混凝土表面,这能保证表面无裂缝和面层平整,确保混凝土外观无蜂窝。

4.1.4 养护

混凝土形成初次凝结之后,我们可以将其覆盖起来进行养护;混凝土形成终级凝结之后,我们可以对其进行浇水养护,终凝的养护时间最少应该为14 d,养护完成的标准是混凝土的强度达到最终的设计要求。

4.1.5 拆除其他部位梁板模板支撑架

在对模板拆除的过程中我们应该注意要保护后浇带模板中的钢筋,拆除后及时对组合型模板进行集中堆放,并进行拆卸分类存放,便于其他部位后浇带使用。梁板混凝土模板拆除后,还应该对其侧边进行凿毛处理,这样可以保证后浇带的连接面与梁板混凝土的连接面保持最好的粘连性,也可以避免新旧混凝土由于连接不好导致的施工质量问题。

4.1.6 清理后浇带,调整钢筋

⑴在进行这一步的操作之前,应该对混凝土的强度进行检测。并且混凝土的强度数值应该达到设计单位要求的沉降数值。

⑵因为在后浇带工序当中所涉及的模板支设的时间比较长,因此在模板内部便容易堆积建筑垃圾。在浇筑混凝土之前,应该首先对模板内部的垃圾进行清理,保证模板内部的整洁,有条件的话可以用吸尘器进行清理,保证清理工作的质量。

4.1.7 浇筑后浇带混凝土[8]

⑴后浇带混凝土的操作要求比较多,相比较于后浇带两侧的混凝土强度,后浇带的混凝土强度必须比其提高一个等级,并且应该采用补偿收缩混凝土,其次塌落度尽量小一点。

⑵为了保证后浇带与两侧的梁板之间联系密切,在灌入后浇带混凝土之前,与两侧混凝土的接触面应该提前填入一层与后浇带混凝土配比相同的砂浆。

4.1.8 养护

应该采用覆盖养护的方式对其进行养护,养护的时间至少应该保证在14 d以上。

4.1.9 拆除后浇带模板

⑴后浇带混凝土的养护过程应该一直持续到混凝土强度达到可以拆模的强度,在养护期间可以对混凝土进行强度测试,测试达到指标之后才可以对模板进行拆除。

⑵在拆除过程中应该首先拆除底部模件,在拆除支撑模件。对于后浇带施工中间部位的模件,应该从两边开始进行拆除。

5 材料与设备

⑴铝合金模板的设计应该在满足强度要求、传力要求等固定指标的前提下,在边界连接处选择统一的标准,内部的体系设计以及构造设计则可以选择不一样的做法;铝合金模板在设计的过程中应该按照实际工程需要进行设计,选择强度更佳、稳定性更佳的方式对其进行设计;铝合金模板的模数应该符合相关规定。

⑵木模板可以选择15 mm厚的木胶合板,剪力强度应大于1.4 N/mm2。

⑶方木龙骨可以选择40 mm×80 mm的落叶松木,剪力强度应大于1.3 N/mm2。

后浇带混凝土的强度等级应该比原结构当中选用的混凝土高一个等级,选用微膨胀水泥,或者适当地加入外加剂,水泥应该选用32.5R以上普通水泥或硅酸盐水泥,材料均要符合设计及产品性能要求,商品混凝土应有“混凝土开盘鉴定证明”[9]。

后浇带混凝土使用的碎石应该根据后期所浇带的钢筋密度进行选择,一般为5.0~31.5 mm,含泥量不得大于1.0%,泥块含量不得大于0.5%。

后浇带操作过程中所选用的砂子应该为中砂,对砂子含泥量的要求为:砂子含泥量应小于3.0%,泥块含量不得大于1.0%。

后浇带混凝土在搅拌的过程中应该选用饮用水,或者是选用的水质应该满足相关标准。

所需设备机具如表1所示。

表1 主要机具一览Tab.1 List of Main Machines and Tools

6 质量控制

6.1 模板支设质量要求

⑴在进行后浇带操作时,应该首先确保所用模板当中没有积水的情况出现,然后再把所用模板用水浇润。

⑵预制模板的龙骨间距不能超出300 mm。

⑶模板间的接缝不得漏浆。

⑷模板的安装过程必须满足相关规范(见表2)[10]。

表2 模板安装规范Tab.2 Template Installation Specification

6.2 模板支架支撑体系要求

⑴距离平整地面200 mm处的位置架设扫地杆,杆与杆之间的距离可以按照步距为计算依据,杆顶部的自由端不应该超过300 mm[11]。

⑵在后浇带模板当中,支撑架应该选取短钢管和整体模板的支撑架进行连接,以此保障其他部位的支撑架拆除之后,后浇带部位的模板可以独立保存。

6.3 后浇带混凝土技术要求

⑴为保证新旧混凝土接触面连接稳固,旧混凝土界面要进行凿毛,并在界面上填筑与后浇带混凝土同配合比的砂浆。后浇带应振捣密实,成型后要精确测量,保证新旧混凝土的接触面混凝土密实度达标,其密实度是后浇带混凝土质量的关键。

⑵混凝土在浇筑之后应该覆盖保湿养护材料。严禁后浇带处有渗漏现象[12]。

6.4 后浇带模板质量控制

后浇带梳齿状组合模板应随组装随浇筑混凝土,避免后浇带梳齿状组合模板长时间暴露在空中,容易发生变形。在浇筑混凝土前,要把木模板充分浇水湿透,保证木模板缝隙密实,混凝土不漏浆,经第三方验收合后及时浇筑混凝土。铝合金模板参数需符合规范,模板外观要完整无缺、无污点,界面连接应按设计规范统一规格,力学性能(强度、刚度、稳定性、加固传力)必须要符合设计规范,并采取可操作性的早拆系统,其中内部结构传力体系可根据实际情况选择。

脱模剂应该选择专门的脱模剂,不能使用废机油。后浇带模板表面清理干净,保证无杂质,脱模剂调成稠状,随调随涂在模板上,保证不漏涂,为避免隔离层被破坏,及时浇筑混凝土,因后期拆模困难,造成梳齿状铝合金模板不必要的破坏[13]。

7 安全措施

7.1 施工安全作业基本要求

⑴对作业人员进行岗前“三级教育”,高空作业人员、电焊工必须持合格证上岗,并且岗前进行培训合格后方能上岗。

⑵进入工地必须佩戴安全帽;登高必须系安全带、安全绳;在建建筑物周围用安全网封闭。该作业“三宝”必须要定期检查,并确保有正常使用。

⑶对于施工过程中重大的危险源等应该提前制定解决措施以及应急方案。

⑷施工前,临时用电方案、安全用电技术措施编制好,并报企业技术负责人、监理审批合格。

7.2 施工作业安全技术措施

⑴拆模前须经过批准方可拆除。

⑵拆除楼板模板时,不能全部拆除完模板支撑。为了禁止物体从还没有进行施工的后浇带中掉落伤害到行人或者是施工人员,后浇带的顶面应该覆盖严实。

⑶模板拆除时,先装后拆,后装先拆,拆卸下来的模板,上下应有人接应。模板禁止堆放过高,应随拆随转运,拆除模板的过程中宜一次性拆除完毕,若中途必须暂停,需把活动模板固定牢靠。

⑷装拆模板过程中,确保安全网内没有其他人。

⑸积极做好安全生产检查,发现事故隐患,要及时整改。

8 应用实例

8.1 项目概况

某建筑酒店项目,项目所在地位于邓州市。主体结构为钢筋混凝土,建筑面积23 681.2 m2,该项目工期为1年。在项目的结构中设置了可以伸缩的部分以及可以沉降的部分,收缩后浇带的制作可以选用普通后浇带;沉降后浇带则需要选用超前止水后浇带,后浇带大样如图2所示。

图2 基础底板、基础梁的后浇带大样Fig.2 Detail of Post Cast Strip of Foundation Slab and Foundation Beam(mm)

8.2 底板后浇带留置流程

底板地层钢筋绑扎➝后浇带两侧钢板止水带下侧先用短钢筋头(钢筋间距400 mm)与板筋点焊➝绑扎双层钢丝网于钢筋头上,钢丝网放置在现浇混凝土一侧➝钢板止水带安置➝钢板止水带上侧短钢筋头点焊及绑扎双层钢丝网于钢筋头上➝梳齿状铝合金模板支设,并加固牢固➝后浇带两侧混凝土施工➝后浇带处混凝土余浆清理及养护➝模板拆除。

9 结论与展望

⑴铝合金模板作为最新一代的模板支撑体系,近几年开始在我们国家流行起来,但是该种模式在西方已经应用了较长时间了。这种模式与传统的建筑模板相比较之后可以看出,这种模式所选用的材料更加环保一些,能够保护我们国家的竹木资源,改善大气环境。在施工的过程中,还可以利用梳齿状模板对间距进行控制,防止出现在传统的施工过程中由于工人的失误导致的钢筋变形等问题。并且铝合金模板的周转率高,建筑垃圾减少,极其环保,为促进国民经济的可持续发展发挥积极和实际作用。

⑵后浇带侧模采用预制梳齿状铝合金模板,安装拆除速度更快,工作效率提高2~3倍;梳齿状铝合金模板不易被损坏,周转次数高达80次左右,而优质的木模板周转次数只有10次左右,且木模板易断裂,安拆受限制,施工成本高。

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