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1、圆形池体模板的设计与施工*（*工程项目管理有限公司）摘要 ：本文从工程实例入手，找出了圆形池体模板工程在施工中的存在的难点，进一步从理论上对模板支设方案的各个要点进行计算确定，并从施工工艺角度给出施工过程中的控制要点，保证了池体的整体质量。 关键词：圆形池体模板；设计；施工 随着社会经济的高速发展，伴随而至的环境污染问题也日趋严重。国家逐渐加大了对环境治理基础设施的建设，尤其是对生活用水的治理，于是污水处理设施随之大范围的建设，但是相应的建筑施工理论有待进一步提高，其中尤以圆形池体模板的支设难度大，技术含量高，工程中经常出现模板跑模、涨模、变形大，垂直度、平整度、错台超差大；模板漏浆严重，混凝
2、土表面石子外露等质量问题，严重影响了池体工程质量。本人就结合工程施工的实例，谈谈对圆形池体模板的设计与施工。工程概况 某市污水处理厂一期工程，初沉池、二沉池、污泥浓缩池为圆形构筑物。初沉池为圆形半地上构筑物，直径42m。底板为现浇钢筋混凝土结构，厚400mm；池壁为全现浇无粘结预应力钢筋混凝土结构，壁厚350mm，高度为4.5m，预应力钢绞线公称直径为15.24mm，池体混凝土等级为C35抗渗等级为P8，抗冻等级为F200，底板与池壁之间铺设1层12mm厚的橡胶板。根据设计要求，池壁不得留有任何形式的施工缝。模板支设方案的确定 模板支设方案的确定，主要是指模板的厚度、螺栓的直径和间距、模板的背
3、楞及间距的确定，同时还要考虑到模板的整体稳定性，从各方面来保证模板支设的质量，进而保证整个工程的施工质量。模板侧压力是确定整个模板支设方案的基础，模板侧压力计算公式：F=0.22rcto121/2F=rcH （1）式中 F新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）； rc混凝土的重力密度（kN/m3）； to新浇筑混凝土的初凝时间，当缺少具体数值时，计算简式为： to=200/（T+15）；T为混凝土的温度（）； 混凝土的浇筑速度（m/h）； H混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m）； 1外加剂的影响修正系数（不掺外加剂取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2）；2混凝土坍
4、落度的影响修正系数（当坍落度小于30mm时，取0.85；5090mm时，取1.0；110150mm时，取值为1.15；混凝土的重力密度从规范中可得:rc=25kN/m3，工程施工中掺加型号为FS-GH外加剂，混凝土采用泵送进行浇筑，从而可得到：1=1.2；2=1.15；以上公式的计算结果，取两者中的较小值。F=0.22rcto121/2=0.2225（200/20+15）1.21.151.301/2=49.5( KN/m2)F=rcH=254.5=112.5( KN/m2)通过比较，取两者中的较小值F=49.5kN/m22.1 模板的确定考虑到圆形池体对模板的抗弯强度要求比较高，故工程中的模板
5、选用竹胶合板；同时，单体工程生化池为99.656m矩形半地上构筑物，其模板的用量占到整个工程的一半之多，为了加强材料的周转利用率，节约施工成本，增加经济效益，经项目人员的讨论研究，决定采用规格为1.222.44m的竹胶合板。至于模板的厚度，考虑到混凝土浇筑时，会对模板产生一定的侧压力，模板采用厚度为12mm。2.2 模板内楞的确定作为圆形池体模板的内楞其抗弯强度、容许扰度值及其弹性模量要符合施工要求，并要易于加工制作（因各圆形池体的尺寸不尽相同），综合各方面的因素，决定采用100100mm的木方作竖楞（模板的内楞），方木内楞的间距通过计算可得：模板收到的侧压力为49.5kN/mm2，并考虑到振
6、动荷载4kN/mm2，则总侧压力F=49.5+4.0=53.5kN/mm2作用于模板的线荷载 q=65.27kN/mm2（）按强度要求需要内楞的间距l=4.65h=311mm（）按刚度要求需要内楞的间距l=6.67h=346mm式中 l内楞的计算间距（mm）； b单块模板的宽度（mm）； h单块模板的厚度（mm）； q1作用在模板上的侧压力（kN/mm2）。取两者中的最小值，l=311mm，取300mm。 2.3 穿墙螺栓的确定穿墙螺栓用于连通内外模板，承受一定的拉力，保证池壁的截面尺寸。考虑到方木内楞的间距为300mm，并结合工程的特点，尽量避开预留洞、预埋件等部位，确定螺栓的间距为：穿墙螺
7、栓水平间距为400mm；竖向间距：底层螺栓距墙底250mm，从此向上螺栓间距分别为650mm、570mm的螺栓间隔进行设置，以此对墙体模板进行加固。螺栓直径的计算：先计算螺栓拉杆承受的拉力：P=535000.40.65=13910N查“对拉螺栓力学性能表”，因M14螺栓容许力为17800N，M12螺栓容许为12900N，采用大于计算螺栓拉杆承受拉力的螺栓，所以选用M14。根据工程的实际情况，池体的抗渗等级为P8，为了有效避免在螺杆处出现渗漏现象，穿墙螺栓在墙体中间位置设80803mm止水钢片，止水螺栓的两端设内小外大的锥体橡胶堵头。2.4模板的外钢楞外钢楞的作用主要是加强各部分的连接及模板的整
8、体刚度，不是一种受力构件，不进行计算。同时，考虑到模板支设中螺栓的布设及固定，决定采用248钢架管作为横楞，以起到加固整体的作用。 2.5 预埋铁件的锚固深度由于池壁与底板没有直接的衔接，池壁的下面只铺设了1层12mm厚的橡胶板，为了提高池体模板的整体稳定性，增设预埋铁件（25的钢筋，材质为Q235）以便于下道工序施工。同时，预埋铁件要在底板混凝土浇筑时提前留设，并且要保证其有足够的锚固深度，以满足支撑模板的需要。 铁件需锚固的深度为：h=dfy/4b=525（mm）式中 d铁件的直径（mm）； fy预埋铁件的抗拉强度（MPa）；Q235号钢时，fy=210MPa； b混凝土与预埋铁件表面的容
9、许粘结强度，一般在混凝土中，取b=1.52.5MPa。 故需锚固深度至少要525mm。施工工艺 模板支设前，模板及钢架管要进行加工制作，使之符合工程施工的需要。由于为圆形构筑物，内外的尺寸有一定的差距，螺杆眼的内间距为400mm，外间距要略大于内间距7mm，这样利于模板的支设；钢架管要煨成圆弧的形状，每根内钢架管的煨弯弧度为0.030rad，每根外钢架管的煨弯弧度为0.029rad，采用专用的钢管煨弯机进行加工，一定要保证其的准确度，以保证池体的整体质量。模板支设时，先把内部的双排脚手架搭设牢固，搭设要尽量接近池体的圆弧状，以利于施工；然后支设内圈模板，模板拼装时进行卧放，并在每块模板内侧先钉
10、3根方木，方木连接采用企口式连接，模板拼接的间隙加设5mm的海绵条，防止漏浆。为了加快工程的施工进度，内圈模板的用料要提前运至池体的内部，在内圈模板的支设的同时，池壁要一起进行绑扎。在池壁绑扎的过程中，要一起下设穿墙螺栓，并保证其间距。在绑扎池壁上部钢筋的同时，开始支设外圈模板，随着外圈模板的不断升高，开始加设内圈模板的方木背楞，并着手支设模板的外钢楞（内外同时进行）。对于模板最底层的一排螺栓，加设一个螺母及螺帽。穿墙螺栓通过两端扣件扣紧在外面的双排钢架管上。在模板的支设过程中，要对其随时进行检查，保证其支设的质量，尤其弧度，不得出现大的偏差。墙体内侧模板用斜撑加固，并与底板上的预埋钢筋（25
11、）锚固；外侧利用坑壁顶撑和坑上四周埋设钢管固定。墙体模板用斜撑加固时，斜撑间距2 m，模板4m以下均匀布设，主要起支撑作用。外侧模板支设在边坡上，下垫4cm的木板，保证其牢固可靠；4m至模板顶设1道钢丝，中间设调节阀，调节钢丝拉力的大小；模板的下端加设1道100mm100mm的方木，边坡外侧钢筋箍处设1道100mm100mm的方木，中间用钢管支撑，间距1m（底板预留钢筋）；由方木、钢丝和斜撑共同作用，模板中间加设钢筋来保证墙模的几何尺寸及整体性。同时，为了保证墙体的光洁度和易于拆模，模板在安装前需均匀地涂刷脱模剂，不得漏涂。竹模板的拼缝处夹5mm厚海绵条，以保证模板拼缝严密、不漏浆。所有支撑与土体直接接触的地方均加垫4cm厚木板，防止支撑体系下沉。 实践总结 经业主单位、监理单位、施工单位有关技术质量监督人员的联合检查，各项指数偏差均小于规范要求的数值；通过对混凝土浇筑过程的观测，模板的整体稳定性良好，没有出现跑模、涨模、漏浆等现象。并且在拆除模板后，对池体的尺寸、表面平整度（弧度）、垂直度等均达到优良的标准得到了业主、设计、监理等单位的一致好评。这些都在不同程度的证明了圆形模板支设方案是成功的，与其它施工方案相比既节省了投资，又加快了工程进度，工程的施工质量也得到了保障，取得了经济和社会双重效益。
