1 、項目概況
塞內加爾首都達喀爾某工程,設計用途為博物館,總建筑面積15 000 m2,總高度26 m,地上4層。主樓外形為圓形,采用框架-剪力墻結構,主要框架柱截面也均為圓形,直徑為800 mm和900 mm,每層圓柱約60根。主樓入口大廳有16根高14 m的圓柱,二層展廳有8根高10 m的圓柱,三層展廳有14根高10 m的圓柱,樓內其他的柱高均為6 m。
2 、結構施工特點
1)本工程結構體型特別,異形構件多,包括大量的現澆鋼筋混凝土圓柱、弧形現澆鋼筋混凝土剪力墻和框架梁板、高大支模結構體系等。尤其是現澆鋼筋混凝土圓柱施工質量對建筑的結構質量有直接影響,因此,圓柱模板和支撐體系的選用是本項目結構施工的重點和難點。
2)當地資源缺乏,既沒有大型起重設備,也沒有加工定型成套圓柱模板的能力,建筑材料中的混凝土全部采用現場自拌,水泥磚在現場自行加工,鋼筋需進口,裝飾和機電設備材料基本需進口。當地勞務操作技能不高。
3 、圓柱模板系統比選
3..1 技術參數對比
1)現場散拼圓模:單位長度質量中等;安裝方法為人工搬運安裝,施工復雜;固定方法為鋼管圍檁,鋼管抱箍對拉螺桿固定;組合方式靈活;成型柱表面平整度差;截面尺寸保證難度大;周轉率低。
2)定型鋼質圓模:單位長度質量大;安裝方法為借助機械,安裝簡單;固定方法為型鋼圍檁,鋼管抱箍固定;不能隨意切割;成型柱表面平整度好,但接口不平;截面尺寸保證較好;周轉率高。
3)木料圓柱模板:單位長度質量小;安裝方法為人工搬運,安裝簡便;固定方法為無圍檁、鋼條抱箍,鋼管加固;組合方式靈活、可隨意切割;成型柱表面平整度好、接口順直;截面尺寸保證較好;周轉率高。
3.2 經濟比選
1)本項目圓柱接觸面積約3 300 m2,計劃采購圓柱模約500 m2,現場散拼圓柱模換算后的價格為250元/m2,鋼質圓柱模的價格為500元/m2,木料圓柱模板的價格為170元/m2。根據以往經驗和現場情況,熱壓薄壁復合料定型圓模的人均日定額約為10.0 m2,鋼質圓柱模的人均日定額為3.4 m2,現場散拼圓柱模的人均日定額為2.0 m2。
2)木料圓柱模板與現場散拼圓柱模比較,材料費節約4.0萬元。
3)木料圓柱模板與定型鋼制模板比較,材料費節約16.5萬元。,經過上述技術和經濟比較,最終確定選用熱壓薄壁復合料定型圓模作為本項目的圓柱模板。
4 、木料圓柱模板的設計
4.1 模板規格和參數的取定
木料圓柱模板內徑為800、900 mm,標準厚度為17.5 mm,標準長度3 000 mm,圓柱片數2片,表面涂層為環氧樹脂膜,接口方式為企口。緊固方式采用寬30 mm、厚1.5 mm的鋼帶,緊固螺栓直徑為10 mm,長12 cm。內徑800 mm的模板承載力為20.2 kN,膠合強度為1.27 MPa;內徑900 mm的模板承載力為18.9 kN,膠合強度為1.36 MPa。
5 、木料圓柱模板的施工
5.1 建模及試拼裝
木料圓柱模板在境外工程施工中被采用尚屬首次。首先,采用BIM軟件對圓柱進行設計建模,通過BIM模型將施工過程演示給中國技術工人觀看,并進行技術交底。然后,中國技術工人在現場進行φ800 mm、高6 m柱的樣板施工,當地工人進行觀摩。選取1根已經通過鋼筋驗收的柱子,用定型圓柱模板進行拼裝,采用該模板配套的定型鋼帶卡箍間隔300 mm將柱模板箍緊,為保證拼裝完成的圓柱模板的整體剛度,在相互垂直的4個方向立4根截面為50 mm×100 mm的木方,水平方向采用短鋼管作為水平箍從底部間隔2 m設置1道卡緊,然后將鋼管水平箍與滿堂架連接并支撐,采用泵送自拌混凝土澆筑。在澆筑過程中觀察定型圓柱模,模板未發現變形和破壞等現象,說明剛度和強度均滿足施工要求。1 d后拆模檢查截面尺寸和垂直度均滿足要求,外觀質量好,甚至可以達到普通清水混凝土的效果。
5.2 施工流程
柱鋼筋通過隱蔽驗收→彈線定位→柱根部混凝土鑿毛、垃圾清理→模板就位→模板扣合→鋼帶固定(間距300 mm)→四周加50 mm×100 mm的木方→自根部每隔1.5 m距離用水平短鋼管加固木方→四周吊線校準垂直度→模板的底部離地面1 cm,且用混凝土填縫→柱頭模板加工→澆筑柱體(7 m以內一次性澆筑)→1 d后拆模(依次拆除加固鋼管、木方、鋼帶)→混凝土柱包裹塑料薄膜進行7 d澆水養護→模板內外表面清理、涂刷養護油→模板入庫
6、驗收
根據GB 50204—2002《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的要求,現場對采用木料圓柱模板的混凝土柱進行驗收,檢驗批內的各項內容均驗收合格,符合規范要求。此外,圓柱外觀光潔,混凝土密實,顏色統一,甚至可以達到清水混凝土結構的要求,受到了監理、設計方以及外方業主的肯定和好評。采用木料圓柱模板,工期明顯縮短,減少了周轉材料、機械使用,有效降低了施工成本。在長期的
施工過程中,我們通過對木料圓柱模板的精心保養和保存,每組定型模板的周轉次數均達到15次以上,做到了經濟效益最大化。木料圓柱模板作為新型模板,以其各種優越性已被公司重視,通過在本項目中的使用和過程中對工藝的改良,想必也會在其他項目中獲得廣泛推廣和應用。