【PERI大模板胀模原因分析及防治】 模板胀模

　　摘要：某核电站核辅助厂房墙体模板使用德国PERI大模板体系，因墙体长度与大模板拼装长度存在偏差，需用普通模板来填充两块大模板之间的空挡。在混凝土浇筑后发现普通模板部位出现了不同程度的胀模。通过对胀模原因分析，采取了相应的措施后，胀模得到了有效控制。
　　关键词：PERI大模板 普通模板 胀模
　　1 施工情况
　　1.1 PERI大模板介绍 施工现场使用的大模板由面板、加劲肋（次龙骨）、支撑桁架、稳定机构等组成。面板为1.8cm厚胶合板；加劲肋（次龙骨）为8×24cm的工字木，按间距33cm布置；主龙骨由两槽钢背对（留2.5cm间隙）焊接而成，整体尺寸为8×10cm，按间距1.7m布置；墙体两侧模板用穿墙螺栓拉紧，顶部用螺栓固定，支撑桁架由两根可调节的撑杆连接组成，两撑杆一端连接并固定在混凝土地面上，另一端分别固定在最上、下排的主龙骨上，通过调节撑杆来控制墙体的垂直度。现场使用的大模板的尺寸，由5.7m、4.2m、7.1m三种高度与1.22m、1.83m、2.44m、3.66m四种宽度组合而成。
　　1.2 墙体胀模 由于现场墙体长度与模板模数很难正好相符，两块模板间的空挡采用普通模板进行填充。例如NXQ1C23段墙体长6.5m，高5.65m，宽0.6m，配一块1.22m，两块2.44m模板长度为6.1m，这样就会存在0.4m空挡。现场模板安装时空挡部位用普通模板来填充。普通模板的加固方式为：次龙骨7×8cm木方，主龙骨为2×8cm钢板带，钢板带嵌在大模板的主龙骨内，用卡具固定，将两端主龙骨连接。主龙骨与次龙骨间17cm的空隙用木方填充，并打入木楔使次龙骨紧靠主龙骨。
　　核辅助厂房C区7月份共浇筑13段墙体，有5段墙体在普通模板与大模板拼缝处存在5mm左右错台，另有4段墙体在普通模板部位出现胀模，胀模部位中间比两端略高，胀模约1～2cm。
　　2 原因分析
　　进过多次观察，组织质检、工长进行分析，认为产生胀模的主要原因为以下几方面：
　　2.1 加固方法、使用材料 普通模板的加固方法、加固使用的材料与大模板不同，两处模板受混凝土压力而产生的变形不同。以NXQ1C23段墙体为例，由公式f=■可以看出，混凝土压力引起模板变的变形量与荷载q、跨度l成正比，与弹性模量E、惯性矩I成反比。
　　对影响f的四个参数进行分析：
　　荷载q：由于大模板和普通模板处墙体截面尺寸相同，单位高度内混凝土对模板的压力亦相同，即q相同。
　　跨度l：取单位高度模板进行分析，两种模板主、次龙骨间距相同，主、次龙骨及模板由穿墙螺杆进行固定，在浇筑混凝土时，两穿墙螺杆间模板可视为两端固定，则两穿墙螺杆间距离为计算模板变形的跨度l。
　　大模板穿墙螺杆布置间距为两个次龙骨宽度为66cm，穿墙螺杆布置起自大模板边缘处16.5cm处，墙体NXQ1C23普通模板宽40cm，普通模板两侧穿墙螺栓间距为40+16.5×2=73cm。由此可见普通模板的计算跨度大于大模板的计算跨度。
　　材料弹性模量E：大模板次龙骨工字木为一整体组合构件，由两根木方和他们之间的斜撑组成，斜撑限制了木方的变形。所以，尽管普通模板与大模板的次龙骨尺寸相同，但由于构造不同，大模板次龙骨弹性模量要比普通模板次龙骨弹性模量大得多；在一定应力作用下，发生弹性变形小。
　　同理，大模板主龙骨由两块槽钢组合而成，尺寸为8×10cm；普通模板主龙骨为2×8cm钢板带，大模板主龙骨的弹性模量比普通模板主龙骨的大。
　　截面惯性矩I：由矩形截面惯性矩I=■得知，由于两种模板次龙骨尺寸相同，其截面惯性矩亦相同；大模板主龙骨截面尺寸较普通模板截面尺寸大的多，所以大模板截面惯性矩I要大。
　　经过以上分析可以看出，由于普通模板处跨度l比大模板的大，弹性模量和截面惯性矩要小，在q几乎一样的情况下，根据f=■，可以得出，普通模板的变形量要大。
　　2.2 模板侧压力大的部位的处理 NXQ1C23段墙体第一排主龙骨距地面20cm开始设置，主龙骨间距1.7m，共设置4排。
　　该墙体模板的最大侧压力位置计算：
　　墙体混凝土C30，设计坍落度160±30，混凝土初凝时间夜间8h32min，白天6h。
　　模板的最大侧压力，可根据混凝土的浇筑速度、浇筑高度、密度、坍落度、温度、外加剂等主要影响因素，可按下列公式计算。
　　F＝0.22γct0β1β2V1/2
　　F＝γcH
　　式中F：新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）。γc：混凝土的重力密度（kN/m3）。t0：新浇混凝土的初凝时间（h）。V：混凝土的浇筑速度（m/h）；根据现场浇注情况，取1.5。H：混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）。β1：外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；β1取1.2。β2：混凝土坍落度修正系数，当坍落度小于100mm时，取1.10；不小于100mm时，取1.15。β1取1.15。
　　F＝0.22γct0β1β2V1/2
　　F夜间＝0.22×25×8.5×1.2×1.15×1.51/2
　　＝79kN/m2
　　F白天＝0.22×25×6×1.2×1.15×2.51/2
　　＝56 kN/m2
　　F＝γcH＝25×5.65＝141.25kN/m2
　　取最小值，F夜间=79kN/m2，F白天=56kN/m2。
　　故模板最大侧压力位置在：
　　h夜间=■ =3.16m；h白天=■=2.24m。
　　即，若墙体在晚间浇筑混凝土，浇筑顶标高以下3.16m位置处模板侧压力最大；白天浇筑顶标高以下2.24m处模板侧压力最大。
　　NXQ1C23段墙体第二排主龙骨设置在浇筑顶标高以下2.05m处，第三排设置在3.75m处，该段墙体混凝土浇筑于夜间进行，有以上数据可以看出，模板侧压力最大处在第二排主龙骨与第三排主龙骨之间中心部位，现场普通模板安装时未在该部位进行加强。
　　2.3 布料位置 在浇筑混凝土时，混凝土布料口在普通模板处或距模板太近，混凝土对模板直接产生冲击，使该处荷载突然变大。由前面的分析可以看出，荷载q与变形量成正比，在E和I都已确定的情况下，若使普通模板变形量变小，不在普通模板处布料，避免模板的瞬间荷载，是减小模板变形量的一个有效途径。
　　2.4 木楔 在拆模时发现有木楔松动的情况。经分析认为，振捣混凝土会使模板及其支撑架产生振动，振动会造成木楔松动，致使次龙骨与主龙骨间产生空隙，导致胀模。
　　2.5 看模 混凝土浇筑过程中看模不到位，对木楔和穿墙螺杆松动的情况未及时进行处理。
　　3 改进措施
　　根据上述原因分析，现场对模板工程及混凝土施工做了相应改进，具体情况如下：①将普通模板次龙骨更换成与大模板次龙骨相同的工字木，工字木与钢板带之间1cm空隙用木条填充。后发现木条容易受压变形，随改用1cm厚塞铁，效果良好。②在普通模板处布置穿墙螺杆，以减小计算跨度l；在模板侧压力最大部位增加主龙骨和穿墙螺杆。③在浇筑混凝土时，将混凝土布料点布置在普通模板两侧，避免混凝土对普通模板直接冲击。④安排足够的工人进行看模，出现螺杆松动及其他异常情况立即进行处理。
　　实施改进措施后，核辅助厂房C区8、9月份共浇筑31段墙体，除1段墙体由于加固木方断裂，造成墙体胀模外，其他墙体普通模板处均未出现胀模，说明改进措施对控制普通模板处墙体胀模是有效的。在后续施工中，几项措施作为PERI大模板防止胀模的成熟工艺在施工中得到了良好运用。
　　4　结束语
　　PERI大模板施工方便、灵活，周转快，但是因受模数限制，且其加固主要靠穿墙对拉螺杆，因而模板可能会出现局部胀模。发现胀模后应按相关程序组织对胀模部分进行处理，并对胀模原因进行分析，制定相应的措施，通过施工检验措施是否得当，好的措施、经验可以固化成为施工方案，以便得以继承从而更好的指导施工。
　　参考文献：
　　[1]《结构力学》第三版.李廉锟等主编.高等教育出版社.2004.
　　[2]《建筑施工手册——混凝土工程》第四版.徐帆编.2003.