直径45米储煤筒仓清水混凝土仓壁采用大模板挂模施工工艺探讨

发表时间:2021/8/6   来源:《建筑实践》2021年第10期   作者:王蕊
[导读] 本文在基于保证进度、质量、安全的基础上,在最大限度保证清水混凝土的基础上对几种常见的施工工艺进行探讨,并着重对大模板挂模工艺进行分析。

        王蕊
        中煤建筑安装工程集团有限公司    河北邯郸056002
        【摘要】目前一些大型火力发电厂的卸储煤系统采用大容量储煤筒仓,45米直径筒仓储煤量高达5万吨,有效的保证了火力发电的原料供应,同时,电力系统的标准要求筒仓外立面要达到清水混凝土的质量要求,因此模板施工留下的痕迹对外立面的影响非常大。本文在基于保证进度、质量、安全的基础上,在最大限度保证清水混凝土的基础上对几种常见的施工工艺进行探讨,并着重对大模板挂模工艺进行分析。
【关键词】大直径;筒仓;大模板;挂模
0.引言
        清水混凝土必须从模板体系的设计、制作与安装、钢筋绑扎、混凝土原材料及配合比、混凝土浇筑、振捣、养护和修复、基底处理及透明保护涂料封固剂的刷涂等全过程采取有效措施加以控制,以保证清水混凝土的外观效果,并做到对整个施工过程踏步式、跟踪式监理,抓好全过程各个工序的预控。
   电力及煤炭系统,各种直径的储煤筒仓仓壁模板施工工艺主要有滑模、倒模、爬模、挂模等,其中滑模分柔性滑模和刚性滑模,倒模分传统的落地脚手架配合倒模以及爬架配合倒模等,具体方案因筒仓的结构形式以及直径大小而定。而对于45米的大直径筒仓而言,全钢大模板挂模无疑是能够保证清水混凝土外观的最优方案。
1、附着式大模板简介
        RSGM-3.0 挂模主要由模板系统、挂架系统和操作平台系统构成;(如下图所示)











        1.1模板系统
     主要由全钢大模板、模板移动装置和模板找正微调装置等组成。
        (1)全钢大模板;采用85系列全钢大模板,面板为5mm钢板、次肋为8#槽钢(或60*80*3方管)、主楞为12#][槽钢,模板高度3.1米(混凝土浇筑高度3米,模板下口留置100mm包裹前板混凝土的顶部)。模板用不锈钢对拉片与模板连接,模板示意图如下;





        
        
        
        
        
        
        (2)模板移动装置;主要由模板移动装置、移动装置与模板连接背楞、模板调节斜撑、模板移动齿轮和齿条、模板固定销板、模板竖向微调装置等。
                模板的合模及脱模采用旋转模板调节斜撑,使其两端正反扣大螺距螺杆的伸长或缩短,使模板以模板连接背楞底部的销轴前后转动,达到合模、脱模及调整模板的垂直度。模板移动装置主要为满足在模板不落地的情况下,清理模板、涂刷脱模剂、安装承载螺栓和挂钩连接座等,示意图如下;   







        
        
        
1.2、挂架系统;
        主要由挂架立柱、挂架横梁、挂架斜撑、挂钩连接座等组成如下图示;
        每组附着式大模板由一块全钢大模板和两个挂架构成,两个挂架之间通过角钢桁架将其连接为一个整体。角钢桁架的长度根据大模板的长度调整。挂架组装后示意图如下;

        1.3、操作平台;
        主要由大模板顶部操作平台、挂架操作平台和挂架吊挂操作平台三部分四层作业平台组成,如下图示;




        
        
        
        
        
        
        
        模板顶部上部操作平台为钢筋绑扎作业操作平台,下部操作平台为钢筋绑扎作业和混凝土浇筑作业操作平台,挂架顶部操作平台为全钢大模板的合模及脱模作业操作平台,挂架底部的吊挂操作平台为拆卸承载螺栓和挂钩连接座及混凝土表面修补(对拉螺栓孔、承载螺栓孔)作业平台。
        2、附着式大模板前期组装工作
        挂模体系在正式使用之前需提前对挂架系统、模板系统进行组装(拼装)工作,组装后对其每一个单元或构件进行检查验收,符合要求后方可投入使用。其组装工作要点如下:
        2.1、首先在施工现场工作面附近,在塔吊的覆盖范围以内选择一块平整且硬化的场地做为预拼装作业工作面。根据挂模的施工流程,首先拼装内外大模板,然后再预拼挂架。
        2.2、拼装全钢大模板;全钢大模板由工厂按设计图纸加工制作,现场仅需将全钢大模板与移动装置连接背楞连接为一体即可,由于全钢大模板为弧形,拼装前首先对模板的弧度、对角线偏差进行检查,符合要求后方可进行拼装。连接背楞与模板的主楞之间有一夹角,拼装时严格按照图纸的要求和尺寸、角度拼装,拼装时严格控制各环节的质量。
        2.3、拼装模板顶部操作平台;内外大模板拼装完成后,对面板的拼装质量进行全面检查验收,合格后拼装模板顶部操作平台,拼装顺序为;安装挑三脚架→安装弧形梁→安装门子架→安装平台板→安装防护栏杆→安装防护网。
        2.4、拼装挂架;首先将挂架的立柱、横梁、斜撑组合为一体,然后用连接桁架或弧形横梁梁将每2个单体的挂架组合为一个挂架单元。每块大模板对应一个挂架单元。挂架之间的距离严格按照挂模布置图的尺寸控制,其误差不得大于5mm。挂架拼装顺序为;单个挂架拼装→安装联系桁架或弧形横梁→安装小横杆→安装水平剪刀撑→安装平台板→安装垂直剪刀撑→安装防护栏杆→安装防护网。
        3、筒仓仓壁挂模施工流程
筒仓基础混凝土浇筑完成后,绑扎仓壁钢筋、放仓壁模板位置线,然后进入仓壁挂模施工流程;挂模施工第一板模板的安装质量至关重要,一定要严格控制模板的位置、垂直度、水平度控制在2mm以内,模板之间的接缝错头不得超过1mm。
4、施工质量目标
        (a)结构尺寸准确,轴线通直,线条平直顺畅,顶面平整,棱角工艺美观;
        (b)结构表面平整有光泽、色泽一致,无蜂窝、麻面、露筋、明显气泡和施工冷缝等质量通病;
        (c)模板拼缝及施工缝痕迹淡灭,严禁使用对拉螺栓;
        (d)模板接缝、施工缝留设有规律性;
        (e)模板接缝与施工缝处无挂浆、漏浆;
        (f)预埋铁件、预留孔洞位置准确,表面与结构面平齐边线横平竖直;
        见下表     
 
        5、确保清水混凝土的措施;
        5.1、清水混凝土配合比优化设计
        5.1.1).工程开工前,对拟采用的几种水泥做水泥试饼的定色试验。
        5.1.2).选定水泥后,进行清水混凝土配合比试配,确定混凝土配合比,粉煤灰掺量。
        5.1.3).试验配合比测试成功后,项目实施前在施工现场门柱及门卫室处进行清水混凝土柱、墙实地试验,以验证清水混凝土配合比及支撑体系的合理性。
        5.2、模板设计
        筒仓外型洞口多,是本工程模板施工的重点。为避免混凝土出现明缝蝉缝不交圈、漏浆、跑模和胀模、烂根、错台等混凝土质量通病,对模板的明缝、蝉缝、阴阳角、门窗洞口等进行深化设计,并通过样板墙进行验证和改进。同时混凝土是否能够达到清水混凝土的标准,模板是非常至关重要的主要因素,因此模板体系、材料选择、细部节点做法都应综合考虑,合理进行模板设计。
        5.2.1、清水混凝土模板须根据设计图纸要求进行模板专项设计,满足清水混凝土的外型尺寸、构造和拼缝效果的要求。
        5.2.2、要求模板拼缝位置与混凝土装饰凹槽面线和谐,蝉缝、明缝线条清晰美观、横平竖直、规则有序。模板布置原则是按标准尺寸从每个区的墙体中间分别向两边均匀排布,余量留在每个区相邻的伸缩缝位置处。
        5.2.3、模板排版应考虑预留洞口位置,做到模板拼缝与洞口位置和谐统一,在门窗洞口处使用门窗洞口定型模板,施工时,先支设门窗洞口模板,再根据模板编号支设墙体外侧清水混凝土模板;预埋件、预留洞芯应与模板固定牢固,贴合严密。
        5.2.4、模板设计要保证模板结构构造合理,强度、刚度满足要求,牢固稳定,拼缝严密,规格尺寸合理准确,便于组装和支拆。附着式大模板采用定型全钢大模板进行施工,其将滑模、翻模、爬模等施工方法的优点集中于一体,具有施工安全可靠、经济合理、质量优良、现场施工文明的不落地模板施工体系。
        
        5.2.5、内外全钢大模板的数量根据筒仓仓壁的周长结合仓壁壁柱的布置确定模板的规格和数量,总体原则为;模板规格和数量越少越好,这样既有利于模板的加工生产,也有利于现场的施工操作,更有利于清水混凝土的观感。
        5.2.6、由于仓壁为圆形,对应的模板为弧形板面,为了确保始终都能达到清水混凝土的要求,模板采用5mm厚钢板板面的全钢大模板体系。
        5.2.7、混凝土的浇筑高度根据筒仓的水平混凝土构件综合考虑后确定,每次的浇筑高度尽量一致,模板的水平分隔缝与混凝土的浇筑高度相对应,每板的水平施工缝位于水平分隔缝内。如下图示;

        
        
        
        
        
        
        分隔缝采用钢板加工,断面为梯形,分隔缝焊于全钢大模板的板面,分隔缝的断面尺寸、分隔缝的布置形式由建设单位和监理单位确定。
        5.2.8、模板采用对拉螺栓,承载螺栓预留孔的两端采用锥台型,螺栓取出后用预制混凝土锥台填块封堵。锥台模型采用钢制,焊于全钢大模板上。
6.混凝土施工细则
        6.1、将预留螺栓孔内塑料管清理干净,涂抹环氧树脂胶泥(硅胶胶泥),将预制锥台填块放入孔内,用小锤轻轻敲击使填块凹进墙面3至5mm,然后用同混凝土颜色的水泥砂浆找补平整。
        6.2、模板合模前板面需进行认真清理,全钢大模板采用电动钢丝刷清理,将板面及分格条阴角处的浮灰杂物清理干净,露出金属光面,然后涂刷无色的轻机油或者调和色拉油脱模剂。为确保混凝土的外观质量,每层模板板面必须进行清理及涂刷脱模剂。
        6.3、钢筋绑扎前应将模板采用对拉螺栓挂钩连接座预埋塑料管的位置标注于模板顶部或混凝土表面,如果与钢筋位置有冲突时,可适当调整钢筋的位置。钢筋的保护层均采用塑料卡,严格控制保护层厚度,防止清水砼因保护层不足产生反锈或采用其它垫块对镜面砼表面的不利影响。
        6.4、混凝土的浇筑应由某一处开始,分两组按不同的方向浇筑,最终在同一处会合,混凝土的浇筑应均匀布料、分层浇筑,浇筑厚度控制在30cm以内,混凝土的振捣方法采用二次振捣法,以减少表面气泡,即第一次在混凝土浇筑时振捣,第二次待混凝土静置一段时间再振捣,而顶层一般在0.5h后进行第二次振捣。混凝土的振捣方法要正确,振捣时间要适宜,插入深度10至15cm,禁止出现漏振或过振现象。
        6.5、模板48小时以后脱模,脱模后及时对混凝土表面进行清理和修补,采用相同品种、相同强度等级的水泥拌制成水泥浆体,修复和批嵌缺陷部位,待水泥浆体硬化后,用细砂纸将整个构件表面均匀地打磨光洁,并用水冲洗洁净,确保表面无色差,混凝土表面处理符合要求后,及时用专用混凝土养护液养护。
        7、现场使用要点
        模板使用过程中控制技术措施应注意以下方面:
        (1)模板入位前,在成型的钢筋骨架上临时固定木方或三夹板,避免清水模板入位时被钢筋划伤。
        (2)模板入位时,应避免模板随意打转,尤其在接近钢筋骨架或操作平台上部时,应有可靠的牵引措施,避免模板受到撞击。
        (3)混凝土振捣时,尽量避免在拼缝处直接振捣。
        (4)拆除模板时,先将模板同墙面完全脱离,放入2根长木方临时固定后方可起吊,避免模板在提升过程中接触混凝土表面而留下痕迹,影响观感质量。
        (5)拆模后,及时清理浮浆、清理模板表面,涂刷脱模剂备用。
        8、模板的保护
        模板入模前必须刷脱模剂,入模时,先用毛毯或海绵隔离钢筋和模板,避免钢筋挂碰面板。施工中,模板不得被钢筋、钢管等重物冲击,不准在吊装的模板和支撑上搭脚手板,以保证模板牢固、不变形。
        模板拆卸时应与安装顺序相反,拆模时轻轻将模板撬离墙体,然后整体拆离墙体,严禁直接用撬杠挤压,拆下的模板轻轻调离墙体。
        模板使用完成后,及时清理板面浮灰、混凝土附着物等,清理干净后,加盖彩色防雨布,防止雨淋和吸附灰尘。穿墙螺栓、螺母等相关零件也应清理、保养。
9、结语
        模板工艺的正确选择和熟练正确操作是保证清水混凝土外观的绝对保证,采用全钢大模板挂模工艺,可以减少模板自下至上行走的痕迹,仅仅需要处理一下拼缝和对拉螺栓孔即可,大面效果完全可以媲美市政桥梁桥墩的清水混凝土效果,是值得推广的工艺。
参考文献
[1]黄卫茂.刍议混凝土结构工程施工质量验收规范[J].四川水泥,2019(10):21.
[2]辛亮.现行建筑工程施工质量验收标准的问题探讨[J].科技风,2018(10):68.
[3].《混凝土结构试验方法标准》召开修订组第二次工作会议[J].商品混凝土,2010(09):16-17.
作者简介:王蕊(1981年2月)、男、汉、籍贯山东泰安,现供职中煤建筑安装工程集团有限公司,职称高级工程师,学士学位,土木工程
       
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