某污水廠工程設(shè)計(jì)與施工

某污水廠模板工程設(shè)計(jì)與施工引言：清水砼系一次成型，不做任何外裝飾，直接采用現(xiàn)澆砼的自然色作為飾面，它體現(xiàn)的是一種樸實(shí)、自然的韻味，展示的是一種簡(jiǎn)單，樸素的自然工藝效果，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。它要求砼表面平整光滑，色澤均勻，無(wú)碰撞和污染，對(duì)拉螺栓及施工縫的設(shè)置整齊美觀，且不允許出現(xiàn)普通砼的質(zhì)量通病。目前，國(guó)內(nèi)鋼材市場(chǎng)價(jià)格非常不穩(wěn)定，施工成本節(jié)節(jié)增高。基于這種情況，在某污水廠改擴(kuò)建工程混凝土模板工程施工中，充分利用現(xiàn)有市場(chǎng)資源，精心設(shè)計(jì)，既保證了施工質(zhì)量，又最大限度地節(jié)約了成本，為以后的清水混凝土工程施工提供了借鑒。工程概況（1）該工程位于城區(qū)西部明波村、老運(yùn)糧河?xùn)|岸，接納城西片區(qū)系統(tǒng)收集的雨污水，現(xiàn)狀處理規(guī)模為15萬(wàn)m3/d。擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)二級(jí)處理規(guī)模6萬(wàn)m3/d，深度處理設(shè)計(jì)處理規(guī)模21萬(wàn)m3/d，雨季超量合流污水設(shè)計(jì)處理規(guī)模34.7萬(wàn)m3/d。主要構(gòu)建筑物有ICEAS生物池、D型濾池、細(xì)格柵曝氣沉砂池、均質(zhì)池、污泥脫水機(jī)房等，池體構(gòu)筑物建筑材料為C25鋼筋混凝土，抗?jié)B等級(jí)為S6。根據(jù)招標(biāo)技術(shù)文件的要求，細(xì)格柵曝氣沉砂池、ICEAS生物池、深度處理提升泵房、高效沉淀池、D型濾池、反沖洗泵房、紫外線消毒池、排水池、回補(bǔ)水泵房、勻質(zhì)池等構(gòu)筑物的壁板均采用大模板進(jìn)行混凝土的澆注施工。模板的選型大模板種類較多，有整體式大模板、拼裝式大模板等；模板材料有鋼制、膠合等。但在昆明建材市場(chǎng)膠合式模板使用范圍較小，很難找到相應(yīng)的供應(yīng)商，需從外地調(diào)運(yùn)，但由于工期要求緊，短時(shí)期無(wú)法滿足工程施工需要。占云南建筑市場(chǎng)的絕大部分是鋼制模板。在鋼制模板中，整體式大模板接縫少，拆模后，混凝土外觀相對(duì)光潔。但由于單塊模板較重，施工安裝及轉(zhuǎn)運(yùn)困難，也難以適應(yīng)預(yù)埋件、牛腿、挑板、梁較多的情況。且由于整體大模板厚度均在4~6㎜之間，以模板需求量為15000㎡計(jì)算，鋼模板總重約為1050T，制作模板費(fèi)用約為735萬(wàn)元。如采用55系列中型模板組拼大模板，不但克服了轉(zhuǎn)運(yùn)、安裝困難等問(wèn)題，容易適應(yīng)構(gòu)配件較多的情況，模板制作費(fèi)用約為360萬(wàn)元。大大節(jié)約了工程成本。但由于組合大模板接縫較多，剛度不如整體式大模板高，應(yīng)經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢算，并對(duì)配模進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算，模板縫的處理必須滿足規(guī)范要求。四、模板設(shè)計(jì)綜合各方面的分析，擬采用55系死中型模板組合大模板。主模板為P6015型鋼制模板，配以合適的小規(guī)格模板及陰角模、陽(yáng)角模。特殊部位采用5.5㎝厚木模。模板支撐采用雙腳手架管作為內(nèi)外楞撐，外壁采用雙排腳手架支撐，配以斜撐、剪刀撐等，內(nèi)壁支撐采用滿堂架撐。五、模板檢算1、模板面板的計(jì)算：模板主要采用P6015鋼制模板，面板為受彎結(jié)構(gòu)，按三跨連續(xù)梁計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：qq750mm750mm模板計(jì)算簡(jiǎn)圖750mm（1）強(qiáng)度計(jì)算：新澆混凝土最大側(cè)壓力按下式計(jì)算，并取其中較小值：F=0.22γctβ1β2=0.22×24×5×1×1.15×=15.18KN/㎡F=γH=24×5.0=120KN/㎡上式中，γ—混凝土重力密度，取24.0KN/m3t—新澆混凝土初凝時(shí)間，取5h；v—混凝土澆筑速度，取0.25m/h；H模板設(shè)計(jì)高度，取5m；β1—外加劑影響修正系數(shù)，取1；β2—混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.15根據(jù)以上計(jì)算，新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力F1為17.35KN/㎡F2為振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，F(xiàn)=4.0KN/㎡則：新澆混凝土側(cè)應(yīng)力設(shè)計(jì)值q1=1.2×15.18×0.6×0.9=9.83KN/m式中，0.9為臨時(shí)結(jié)構(gòu)折減系數(shù)；振動(dòng)混凝土側(cè)應(yīng)力設(shè)計(jì)值為q2=1.4×4×0.6×0.9=3.02KN/m作用在模板上的側(cè)應(yīng)力線荷載q=q1+q2=12.85KN/m面板最大彎矩M=0.1ql2=0.1×12.85×7502=7.23×10N·㎜則，σ=M/W＜f式中：σ—面板強(qiáng)度計(jì)算值（N/㎜2）M—面板最大彎矩（N/㎜）W—面板的凈截面抵抗矩W=bh2/6=600×552/6=3.025×10㎜2f—面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(KN/m2），根據(jù)《施工手冊(cè)》，取45KN/m2σ=M/W=7.23×10/3.025×10=2.39N/㎜2=19.3KN/m2＜f=45KN/m2，面板強(qiáng)度滿足要求。（2）抗剪強(qiáng)度檢算：面板最大剪力V=0.6ql=0.6×12.85×750=5782N面板截面的最大受剪應(yīng)力：τ=3V/2bh=3×5782/(2×600×55)=0.263N/㎜2=2.2KN/㎡＜fv=15KN/㎡,表面抗剪強(qiáng)度滿足要求。上式中fv為面板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，根據(jù)《施工手冊(cè)》查得，fv=15KN/㎡。（3）撓度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算采用標(biāo)準(zhǔn)荷載，不考慮振動(dòng)荷載作用。面板撓度：ω=0.677ql/100EI=0.677×9.11×750/(100×2.06×10×8.32×10)=0.114㎜＜[ω]=1.5㎜q—作用在面板上的側(cè)壓力線荷載，q=15.18×0.6=9.11N/㎜；l—計(jì)算跨度，l=750㎜；E—面板彈性模量，E=2.06×10N/㎜2I—截面慣性矩：I=60×553/12=8.32×10㎜[ω]—最大允許撓度值，根據(jù)《施工手冊(cè)》取1.5㎜面板最大撓度計(jì)算值小于面板的最大允許撓度值，滿足要求。2、背楞計(jì)算（1）內(nèi)楞（φ48㎜鋼管）直接承受模板傳遞的荷載，按照均布荷載作用下的連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：qq750mm750mm內(nèi)楞計(jì)算簡(jiǎn)圖750mm在本工程中，內(nèi)楞采用2根φ48㎜鋼管，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：I=π(d-d)/64=12.19㎝W=π(d3-d/d)/32=5.08㎝31）內(nèi)楞的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算。新澆混凝土側(cè)應(yīng)力設(shè)計(jì)值q1=1.2×15.18×0.75×0.9=12.30KN/m式中，0.9為臨時(shí)結(jié)構(gòu)折減系數(shù)；振動(dòng)混凝土側(cè)應(yīng)力設(shè)計(jì)值為q2=1.4×4×0.75×0.9=3.78KN/m作用在模板上的側(cè)應(yīng)力線荷載q=(q1+q2)/2=8.04KN/m=8.04N/m計(jì)算跨度l=750㎜內(nèi)楞跨中最大彎矩M=0.1ql2=0.1×8.04×7502=452250N·㎜內(nèi)楞承受的應(yīng)力為σ=M/W=452250/3618=125N/㎜2＜f=215N/㎜2f—為鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，215N/㎜2。內(nèi)楞強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。2）內(nèi)楞撓度驗(yàn)算：q=15.18×0.75/2=5.69KN/m內(nèi)楞撓度：ω=0.677ql/100EI=0.677×5.69×750/(100×2.06×10×12.19×10)=0.49㎜＜[ω]=1.5㎜（3）外楞外楞（φ48㎜鋼管）承受內(nèi)楞傳遞的荷載，按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：pp750mm750mm外楞計(jì)算簡(jiǎn)圖750mmpp在本工程中，外楞采用2根φ48㎜鋼管，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：I=π(d-d)/64=12.19㎝W=π(d3-d/d)/32=5.08㎝31）外楞的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算。計(jì)算跨度l=750㎜內(nèi)楞跨中最大彎矩M=0.175Fl=0.175×(1.2×17.35+1.4×4)×0.75×0.75/2×1000×750=975270N·㎜外楞承受的應(yīng)力為σ=M/W=975270/5080=191.98N/㎜2＜f=215N/㎜2f—為鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，215N/㎜2。外楞強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。2）外楞撓度驗(yàn)算：P=17.35×0.75×0.75/2=4.88KN/m內(nèi)楞撓度：ω=1.146Pl/100EI=1.146×4.88×750/(100×2.06×10×12.19×10)=0.70㎜＜[ω]=1.5㎜(4)穿墻螺栓的計(jì)算穿墻螺栓所受的最大拉力為N=17.35×0.75×0.75=9.75KN穿墻螺栓型號(hào)為M14，其有效直徑為11.55㎜，有效面積為105㎜2。最大容許拉力值:[N]=fA=1.7×10×1.05×10=17.85KNN=9.75KN＜[N]=17.85KN穿墻螺栓滿足拉力要求。經(jīng)過(guò)以上計(jì)算，所選用模板系統(tǒng)及支撐體系完全能夠滿足規(guī)范要求。三、模板施工模板拼裝：在場(chǎng)地外先對(duì)已加工模板進(jìn)行調(diào)整清理，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)按照模板設(shè)計(jì)圖進(jìn)行拼裝。施工工藝流程圖如下：模板設(shè)計(jì)模板設(shè)計(jì)測(cè)量放線模板加工模板拼裝模板加固模板檢查不合格合格澆注砼砼養(yǎng)護(hù)拆模及修整下一循環(huán)模板施工工藝流程圖在施工中，主要在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)控制：（1）軸線通直，幾何尺寸準(zhǔn)確；關(guān)鍵尺寸偏差控制在設(shè)計(jì)要求最小范圍之內(nèi)。（2）大截面結(jié)構(gòu)棱角倒圓或倒角，線條順直；（3）表面光滑、平整，清潔、顏色一致；（4）大模板拼裝后應(yīng)進(jìn)行校正，模板縫應(yīng)橫平豎直，中間不得彎曲。模板接縫、對(duì)拉螺栓和施工縫留設(shè)有規(guī)律；（7）模板之間的縫隙用泡沫膠或海綿條塞緊，保證模板接縫與施工縫處無(wú)掛漿、漏漿現(xiàn)象。（8）砼表面外露的預(yù)埋件位置和尺寸偏差符合設(shè)計(jì)要求且控制最小范圍之內(nèi)；（9）脫模劑應(yīng)涂刷均勻，不得使用有色脫模劑。允許偏差采用現(xiàn)行的《鋼筋砼施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》最低標(biāo)準(zhǔn)控制，詳見(jiàn)下表。拼裝式大模板組拼允許偏差與檢驗(yàn)方法項(xiàng)次項(xiàng)目允許偏差(㎜)檢驗(yàn)方法1模板高度±3卷尺量檢查2模板長(zhǎng)度-2卷尺量檢查3模板面對(duì)角線差≤3卷尺量檢查4板面平整度22m靠尺及塞尺量量檢查5相鄰模板高低差≤1平尺及塞尺量檢查查6相鄰模板拼縫間隙隙≤1塞尺量檢查7垂直度≤1／1000。施工實(shí)踐證明，采用55型系列模板組合大模板，完全能夠滿足招標(biāo)文件規(guī)定的清水混凝土要求，工程質(zhì)量得到業(yè)主和監(jiān)理方的一致認(rèn)可。結(jié)束