大面积大体量地下室支撑模板体系拆除施工技术

发表时间:2020/9/15   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:闫贺斐 王艳东
[导读] 摘要:目前建筑工程施工中普通木模板使用较为普遍,模板作为周转材料投入使用,结构成型后拆除模板将耗费大量人力物力;如何高效的拆除周转模板对建筑工程下一道工序及施工过程中措施成本控制尤为重要。
        中国建筑一局(集团)有限公司  北京  100161
        摘要:目前建筑工程施工中普通木模板使用较为普遍,模板作为周转材料投入使用,结构成型后拆除模板将耗费大量人力物力;如何高效的拆除周转模板对建筑工程下一道工序及施工过程中措施成本控制尤为重要。本文以深圳国际会展中心项目其中最大登录大厅为依托,该工程地下室主体结构为钢筋混凝土框架结构及框架剪力墙,结构造型复杂,单层建筑面积大,模板投入量大,施工拆除及外运量大,工期紧。为保证按照工期节点完成且节约工程成本,项目部采用BIM模拟拆模分析及广联达软件模拟施工过程,制定提高拆模方法及对应措施,提前策划以满足施工时效率及拆模时间,降低措施成本。应用此方法大大缩短拆模工期,提高模板拆除效率及节约成本。
        关键词:拆模BIM模型模拟;外运通道;模板工程;拆模时间;场地堆放
        1  引言
        建筑工程模板技术是目前施工中需求的必要技术,模板工程施工对建筑工程整体质量及工程进度有重要影响。在具体施工过程中,掌握高效的模板技术对工程观感质量尤为重要,而日前建筑工程需求,尤其大型公用建筑需求紧迫,同时要求工程工期紧张,大量模板拆除亦是工程如期投入使用的重要节点中的突出一环。把握大宗模板拆除施工要点,对模板体系结构有效分析,才能促进工程进度,促进模板施工技术发展,对建筑业发展提供帮助。
        2  工程概况
        深圳国际会展中心(一期)项目位于深圳市宝安区,建筑主要用于展厅及配套、登录大厅、会议中心和地下车库等。建筑总面积159.9万m2,其中最大登录大厅地下室(含人防特殊结构)建筑面积15.7万m2,地下主要为车库,层数2层。主体结构设计为剪力墙及大跨度无梁楼盖及局部超大有梁楼盖及环梁、加腋梁组合模式。工程体量大、结构多样,造型复杂,工序繁杂且工期紧张。模板工程因工期原因采取一次性投入。
        3  模板配置情况
        本工程南登录大厅模板工程根据现场施工情况、工期要求,现场水平模板投入一套,投入100%,竖向模板配1套,周转使用。利用广联达算量及REVIT2018工程模拟软件得出南登录大厅模板工程量。具体计算表(见表1)。
        一个单元为9m×9m(轴网间距),单层总计有1003个单元,每个单元模板根据结构设计形式需要162.81m2,模板为深圳市场供应为小规格模板915mm×1830mm,模板支撑体系采用碗扣支撑架及盘扣支撑架(危险性较大区域)
        表1  模板配置统计
        Table 1  Template configuration statistics
        4  基于BIM技术的模板拆除及外运
        随着科技日新月异,建筑工程施工中配合科技软件模拟施工过程并对施工过程给出技术支持,根据现场地下室结构施工情况,采用广联达建模行指导现场模板施工,Revit2018建模模拟拆模外运情况,大宗模板拆除后因施工现场场地及运输通道限制,地下室模板如何高效外运及材料临时堆放点对模板拆除外运影响较大。结合改项目实际配模情况及现场外运通道、堆放场地,采用软件模拟现场情况及地上施工情况优化场地布置,具体模型布置如图2所示,高效配合现场拆模及外运,完成模板等周转材料60天拆除及外运完成。
 
        图1  广联达模型
        Fig.1  Guanglianda model
        图2 模板拆除及外运场地布置
 
        图2  BIM模型模拟拆模及外运
        Fig.2  BIM model simulation demoulding and outbound
        5  模板拆除主要工艺流程
        5.1   模板拆除技术要求
        根据《混凝土结构工程质量验收规范》GB50204-2015中对于拆模前提要求如下:
        (1)侧模拆除要求
        侧模拆除的混凝土强度应保证其混凝土表面和棱角不受损伤,根据工程实际情况及环境温度考虑混凝土浇筑一天后即可拆除且尽早拆模效果较好。
        (2)底模拆除要求
        底模板拆除需要根据混凝土施工时现场留置的同条件试块试压强度进行分析,达到设计要求强度后经过监理同意后进行拆除。(见表2)
        表2 底模拆除混凝土强度要求
        Table 2 Bottom mold demolition concrete strength requirements
        5.2  模板拆除顺序
        该项目因施工节点工期需求,地下室单层建筑面积8万m2要求混凝土结构进行分仓浇筑流水施工。施工现场总计5个劳务施工队伍同时施工,底模板拆除根据混凝土浇筑时间及强度要求达到模板拆除时此区域周边模板未达到要求,给模板拆除外运造成影响。结合现场的实际情况,按照现场流水作业情况,合理规划如下(见图3):
        (1)优先拆除第一块流水段,且要求模板吊料口设置在最快区域;
        (2)其次拆除结构设置汽车坡道部位附近的先施工区流水段,为模板外运提供行车路线;
        (3)采用早拆体系优先拆除用于叉车行走的路线,在混凝土构件强度达到1.2Mpa以上每隔2跨拆除立杆,用于满足叉车及小推车行走。
        (4)拆除后续流水段,合并拆除邻近的区域作为地下临时堆放场地,整理周转材料以便外运。
 
        图3  模板拆除顺序
        Fig.3  Template removal sequence
        5.3  模板拆除外运通道分析
        该项目地下室模板等周转材料巨大,模板拆除时需要有充足外运通道或吊料口。地下总计4个汽车坡道,仅一个可直通顶板。
        5.3.1  坡道能力分析
        该项目结构设计4个坡道,根据每个坡道覆盖面积结合广联达模型得出坡道覆盖区域的模板等周转材料量见表3所示:
        表3 坡道覆盖区域周转材料统计
        Table 3 Circulation coverage area turnover material statistics
        (1)3#坡道需要外运车次计算:
        模板:13.25万÷1000=133车次
        脚手架:(2692.8+1159.7)÷12=322车次
        木方及钢方通量:3061.76÷12=256车次
        扣件量:201.96÷12=17车次
        总计:133+322+256+17=728车次
        (2)3#坡道通行能力:24小时作业
        每日通行能力:6车模板,2车脚手架,2车木方及方通,1车扣件,1车转运。
        总计:6+2+2+1+1=12车次。
        根据业主要求60天拆除模板及外运,坡道通行能力60×12=720车次<728车次,无法满足要求。
        (3)坡道总外运次数分析
        以一个流水段(45m×40m)为例,单块流水段的外运车次见表4:
        表4 单块流水段分析
        Table 4  Single block flow analysis
        分析:1个流水段需要外运32车次。3#坡道通行能力为13车次,3#坡道覆盖21个流水段,1个流水段外运需要3天,需要63天。西侧区域早于东侧施工,存在时间差值10天。
        外运总计需要:63+10+7(预留)=80天>60天
        综上:汽车坡道无法按照业主要求完成板拆除及外运,该项目为满足业主要求现场设置补强措施。
        5.3.2  模板外运通道补强措施
        (1)增加钢坡道
        在原有结构一层坡道增加一层钢结构坡道,增加出入地下室结构出入口至3个。
        (2)增设吊料口
        为了便于施工方便,减少施工材料倒运次数及周期,地下二层顶板及地下一层顶板设置塔吊出料口,总计10个。
        6  模板拆除成本分析
        6.1 增加钢坡道成本
        增加钢坡道后模板快速外运,地下支撑体系材料租赁周期为3月,超期需要支付多余租赁费,坡道增加后该项目如期拆除模板。
        材料租赁成本:
        盘扣:6706t×7.605元/天/吨×90天=459万元
        钢管:2888t×4.83元/天/吨×90天=125.54万元
        坡道成本:44.75万×2=89.5万元
        总计成本:674.04万元
        6.2 不增加钢坡道成本
        不增加钢坡道后导致模板等周转材料无法按照业主要求如期外运,周转材料无法如期退场即将额外支付租赁费用。
        地下支撑体系材料租赁周期为4月。
        材料租赁成本:
        盘扣:
        6706t×7.605元/天/吨×120天=611.99万元
        钢管:2888t×4.83元/天/吨×120天=167.39万元
        总计成本:779.38万元
        6.3 分析总结
        为满足材料租赁要求及业主施工节点要求,选择合理的加强措施可以规避风险,节约一定成本且促进项目后期施工进度,受到业主高度表扬。
        7  结束语
        本文通过BIM模拟软件及广联达建模为模板拆除前提供技术支持,现场合理布置拆模重要通道,合理规避材料增加租赁费用。在模板工程中拆模及外运管理应结合本工程实际特点,利用现有软件模拟,提前策划、规划路线、分析外运能力、工期节点综合等考虑,合理制定模板拆除外运施工方案,便于控制现场模板周转情况,提升自身工程总承包管理水平,为促进工程下一步进度有巨大推进作用,为企业降本增效、品牌宣传、绿色施工有促进作用。
        参考文献:
        [1]郑磊、杨春晖、李献勇.基于BIM技术的装配式项目模板周转管理[A].住宅与房地产,2018,卷(期):108-110页码。
        [2]武一、周志建、郭亮亮.提高模板周转次数的配模方法研究[B].建筑与预算,2017,第9期。
        [3]张开良.大型地下室模板工程施工技术的探讨[A].施工技术,2019,。国际.国家标准规范:
        [4]GB50204-2015 混凝土结构工程施工质量验收规范.北京:中国建筑工业出版社,2015。
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