高层建筑钢模板解决方案
一、方案概述
本方案旨在为高层建筑施工提供一套安全、高效、经济的钢模板解决方案。通过选用合适的钢模板体系,结合科学的设计与施工工艺,确保高层建筑结构施工的质量与进度,同时降低施工成本和安全风险。
二、模板体系选型
(一)全钢大模板体系
全钢大模板由面板、加劲肋、支撑桁架、稳定机构等组成。面板采用钢板,具有强度高、刚度大、不易变形的特点,能够保证混凝土表面平整光滑,适用于高层建筑的墙体施工。其优点是模板整体性好,可大幅减少拼缝,提高混凝土外观质量;模板周转次数多,一般可达 50 次以上,降低了成本。缺点是自重大,需配备塔吊等起重设备进行安装与拆卸,且一次性投入成本较高。
(二)钢框木(竹)胶合板模板体系
该体系以钢框为骨架,嵌入木胶合板或竹胶合板作为面板。钢框提供足够的强度和刚度,面板则具有良好的柔韧性和可加工性,便于异形构件的模板制作。其优点是重量相对较轻,便于人工搬运和安装,成本低于全钢大模板;模板表面平整,脱模后混凝土表面质量较好。缺点是面板的周转次数相对较少,一般为 10 - 15 次,需要定期更换面板。
(三)爬模体系
爬模体系是一种适用于高层建筑主体结构施工的先进模板体系,主要由模板系统、架体系统、附墙系统、液压或电动爬升系统组成。它可随着楼层的升高而自行爬升,无需逐层支拆模板,减少了塔吊的使用频率,提高了施工效率。优点是施工速度快,安全性能高,可有效减少高空作业量;模板定位准确,混凝土外观质量好。缺点是一次性投入大,对施工队伍的技术水平要求较高,且爬模体系的设计与安装需要根据建筑结构特点进行专项设计。
在实际选型时,需综合考虑建筑结构特点、施工进度要求、成本预算、施工队伍技术水平等因素。例如,对于标准层较多、平面形状规则的高层建筑墙体施工,全钢大模板体系或爬模体系较为合适;对于结构复杂、异形构件较多的部位,钢框木(竹)胶合板模板体系则更具优势 。
三、模板设计要点
(一)荷载计算
永久荷载:包括模板及支架自重、新浇筑混凝土自重、钢筋自重等。根据模板体系的实际选用材料和尺寸,按照相关规范计算其重量。
可变荷载:涵盖施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载、倾倒混凝土时产生的荷载等。不同的施工工况下,可变荷载取值不同,需严格依据《建筑施工模板安全技术规范》进行取值计算。
(二)强度与刚度验算
根据荷载计算结果,对钢模板的面板、加劲肋、支撑桁架等构件进行强度和刚度验算。采用力学计算方法,如有限元分析软件,确保模板在承受各类荷载时,其应力值不超过材料的许用应力,变形量满足规范要求,保证混凝土构件的尺寸精度和外观质量。
(三)连接设计
模板拼接:模板之间的拼接采用螺栓连接或销钉连接方式,确保拼接紧密,防止漏浆。同时,在拼接处设置密封条,进一步提高模板的密封性。
模板与支架连接:通过扣件、螺栓等连接件将模板与支架牢固连接,保证模板在浇筑混凝土过程中不会发生位移和变形。连接节点的设计需进行受力计算,确保连接强度满足要求。
(四)细部构造设计
阴阳角处理:在阴阳角部位设置专用的阴阳角模板或加强构件,保证阴阳角的方正和角度准确。同时,加强阴阳角部位的支撑,防止模板变形。
预留洞口处理:对于预留洞口,采用定制的洞口模板,通过与周边模板的可靠连接,保证洞口位置准确,尺寸符合设计要求。在洞口四周设置加强筋,防止洞口处混凝土出现裂缝。
四、施工流程
(一)施工准备
技术准备:组织施工人员熟悉施工图纸和模板施工方案,进行技术交底,明确施工工艺和质量要求。对模板体系进行详细的设计计算,编制专项施工方案,并按规定进行审批。
材料准备:根据模板设计方案,采购或租赁符合质量要求的钢模板、支架、连接件、密封条等材料。对进场材料进行严格的检验和验收,确保材料的规格、型号、质量符合设计要求。
现场准备:清理施工现场,平整场地,做好排水措施。根据模板施工方案,进行测量放线,弹出建筑物的轴线、边线和模板安装控制线,为模板安装提供准确的基准。
(二)模板安装
支架搭设:按照模板设计方案,搭设模板支架。支架基础应坚实可靠,立杆间距、横杆步距等参数应符合设计要求。支架搭设完成后,进行检查和验收,确保支架的稳定性和安全性。
模板安装:先安装墙、柱模板,再安装梁、板模板。安装过程中,严格按照模板安装控制线进行定位,保证模板的位置准确。模板拼接应紧密,螺栓或销钉应拧紧,密封条应安装到位。安装完成后,对模板的垂直度、平整度、标高进行检查和调整,确保符合质量要求。
加固与支撑:对安装好的模板进行加固和支撑,确保模板在浇筑混凝土过程中不会发生变形和位移。采用对拉螺栓、斜撑、水平撑等加固措施,对模板进行全方位的加固。加固过程中,应保证加固件的受力均匀,连接牢固。
(三)混凝土浇筑
在混凝土浇筑过程中,应严格控制浇筑速度和高度,避免混凝土对模板产生过大的侧压力。采用分层浇筑、分层振捣的施工方法,振捣棒不得直接触压模板,防止模板受损。同时,安排专人对模板进行监测,如发现模板有变形、漏浆等情况,应及时进行处理。
(四)模板拆除
拆除时间:根据混凝土的强度增长情况,确定模板的拆除时间。一般情况下,侧模在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时,即可拆除;底模需待混凝土强度达到设计要求的强度标准值后,方可拆除。
拆除顺序:模板拆除应遵循 “先支后拆、后支先拆” 的原则,先拆除支撑和加固件,再拆除模板。拆除过程中,应注意保护模板和混凝土构件,避免碰撞和损伤。
模板清理与保养:拆除后的模板应及时进行清理,去除表面的混凝土残渣和杂物。对模板进行检查和维修,如有损坏应及时进行修复。清理和维修后的模板应涂刷脱模剂,分类堆放整齐,以便下次使用。
五、质量控制措施
(一)原材料质量控制
严格控制钢模板、支架、连接件等原材料的质量,进场材料必须具有质量合格证明文件,并按规定进行抽样检验。对不合格的材料,严禁用于工程施工。
(二)施工过程质量控制
加强模板安装过程中的质量检查,确保模板的位置、尺寸、垂直度、平整度等符合设计要求。每道工序完成后,应进行自检、互检和交接检,验收合格后方可进行下道工序施工。
严格控制混凝土的浇筑质量,避免因混凝土浇筑不当导致模板变形和漏浆。在混凝土浇筑过程中,应加强对模板的监测,及时发现和处理问题。
(三)成品保护
加强对模板和混凝土构件的成品保护,在模板拆除和运输过程中,应采取措施防止模板损坏。对已浇筑完成的混凝土构件,应及时进行养护,避免因碰撞、踩踏等原因导致构件受损。
六、安全管理措施
(一)安全教育与培训
对施工人员进行安全教育和培训,提高施工人员的安全意识和操作技能。新进场的施工人员必须经过三级安全教育,考核合格后方可上岗作业。特种作业人员必须持证上岗。
(二)安全防护设施设置
在施工现场设置完善的安全防护设施,如防护栏杆、安全网、警示标志等。模板支架周边应设置防护栏杆,防止施工人员坠落。在模板安装和拆除过程中,应设置警戒区域,禁止无关人员进入。
(三)安全检查与隐患排查
定期对施工现场进行安全检查,及时发现和消除安全隐患。对模板支架、起重设备、施工用电等重点部位进行重点检查,确保施工安全。对检查中发现的问题,应及时下达整改通知,限期整改,并跟踪复查,确保整改落实到位。