某污水厂工程设计与施工

某污水厂模板工程设计与施工引言：清水砼系一次成型，不做任何外装饰，直接采用现浇砼的自然色作为饰面，它体现的是一种朴实、自然的韵味，展示的是一种简单，朴素的自然工艺效果，在国内应用越来越广泛。它要求砼表面平整光滑，色泽均匀，无碰撞和污染，对拉螺栓及施工缝的设置整齐美观，且不允许出现普通砼的质量通病。目前，国内钢材市场价格非常不稳定，施工成本节节增高。基于这种情况，在某污水厂改扩建工程混凝土模板工程施工中，充分利用现有市场资源，精心设计，既保证了施工质量，又最大限度地节约了成本，为以后的清水混凝土工程施工提供了借鉴。工程概况（1）该工程位于城区西部明波村、老运粮河东岸，接纳城西片区系统收集的雨污水，现状处理规模为15万m3/d。扩建工程设计二级处理规模6万m3/d，深度处理设计处理规模21万m3/d，雨季超量合流污水设计处理规模34.7万m3/d。主要构建筑物有ICEAS生物池、D型滤池、细格栅曝气沉砂池、均质池、污泥脱水机房等，池体构筑物建筑材料为C25钢筋混凝土，抗渗等级为S6。根据招标技术文件的要求，细格栅曝气沉砂池、ICEAS生物池、深度处理提升泵房、高效沉淀池、D型滤池、反冲洗泵房、紫外线消毒池、排水池、回补水泵房、匀质池等构筑物的壁板均采用大模板进行混凝土的浇注施工。模板的选型大模板种类较多，有整体式大模板、拼装式大模板等；模板材料有钢制、胶合等。但在昆明建材市场胶合式模板使用范围较小，很难找到相应的供应商，需从外地调运，但由于工期要求紧，短时期无法满足工程施工需要。占云南建筑市场的绝大部分是钢制模板。在钢制模板中，整体式大模板接缝少，拆模后，混凝土外观相对光洁。但由于单块模板较重，施工安装及转运困难，也难以适应预埋件、牛腿、挑板、梁较多的情况。且由于整体大模板厚度均在4~6㎜之间，以模板需求量为15000㎡计算，钢模板总重约为1050T，制作模板费用约为735万元。如采用55系列中型模板组拼大模板，不但克服了转运、安装困难等问题，容易适应构配件较多的情况，模板制作费用约为360万元。大大节约了工程成本。但由于组合大模板接缝较多，刚度不如整体式大模板高，应经过认真检算，并对配模进行认真计算，模板缝的处理必须满足规范要求。四、模板设计综合各方面的分析，拟采用55系死中型模板组合大模板。主模板为P6015型钢制模板，配以合适的小规格模板及阴角模、阳角模。特殊部位采用5.5㎝厚木模。模板支撑采用双脚手架管作为内外楞撑，外壁采用双排脚手架支撑，配以斜撑、剪刀撑等，内壁支撑采用满堂架撑。五、模板检算1、模板面板的计算：模板主要采用P6015钢制模板，面板为受弯结构，按三跨连续梁计算。计算简图如下：qq750mm750mm模板计算简图750mm（1）强度计算：新浇混凝土最大侧压力按下式计算，并取其中较小值：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—新浇混凝土初凝时间，取5h；v—混凝土浇筑速度，取0.25m/h；H模板设计高度，取5m；β1—外加剂影响修正系数，取1；β2—混凝土坍落度影响修正系数，取1.15根据以上计算，新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F1为17.35KN/㎡F2为振捣混凝土时产生的荷载标准值，F=4.0KN/㎡则：新浇混凝土侧应力设计值q1=1.2×15.18×0.6×0.9=9.83KN/m式中，0.9为临时结构折减系数；振动混凝土侧应力设计值为q2=1.4×4×0.6×0.9=3.02KN/m作用在模板上的侧应力线荷载q=q1+q2=12.85KN/m面板最大弯矩M=0.1ql²=0.1×12.85×750²=7.23×10N·㎜则，σ=M/W＜f式中：σ—面板强度计算值（N/㎜²）M—面板最大弯矩（N/㎜）W—面板的净截面抵抗矩W=bh²/6=600×55²/6=3.025×10㎜²f—面板抗弯强度设计值(KN/m²），根据《施工手册》，取45KN/m²σ=M/W=7.23×10/3.025×10=2.39N/㎜²=19.3KN/m²＜f=45KN/m²，面板强度满足要求。（2）抗剪强度检算：面板最大剪力V=0.6ql=0.6×12.85×750=5782N面板截面的最大受剪应力：τ=3V/2bh=3×5782/(2×600×55)=0.263N/㎜²=2.2KN/㎡＜fv=15KN/㎡,表面抗剪强度满足要求。上式中fv为面板抗剪强度设计值，根据《施工手册》查得，fv=15KN/㎡。（3）挠度验算刚度验算采用标准荷载，不考虑振动荷载作用。面板挠度：ω=0.677ql/100EI=0.677×9.11×750/(100×2.06×10×8.32×10)=0.114㎜＜[ω]=1.5㎜q—作用在面板上的侧压力线荷载，q=15.18×0.6=9.11N/㎜；l—计算跨度，l=750㎜；E—面板弹性模量，E=2.06×10N/㎜²I—截面惯性矩：I=60×55³/12=8.32×10㎜[ω]—最大允许挠度值，根据《施工手册》取1.5㎜面板最大挠度计算值小于面板的最大允许挠度值，满足要求。2、背楞计算（1）内楞（φ48㎜钢管）直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的连续梁计算，计算简图如下：qq750mm750mm内楞计算简图750mm在本工程中，内楞采用2根φ48㎜钢管，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：I=π(d-d)/64=12.19㎝W=π(d³-d/d)/32=5.08㎝³1）内楞的抗弯强度验算。新浇混凝土侧应力设计值q1=1.2×15.18×0.75×0.9=12.30KN/m式中，0.9为临时结构折减系数；振动混凝土侧应力设计值为q2=1.4×4×0.75×0.9=3.78KN/m作用在模板上的侧应力线荷载q=(q1+q2)/2=8.04KN/m=8.04N/m计算跨度l=750㎜内楞跨中最大弯矩M=0.1ql²=0.1×8.04×750²=452250N·㎜内楞承受的应力为σ=M/W=452250/3618=125N/㎜²＜f=215N/㎜²f—为钢材抗拉强度设计值，215N/㎜²。内楞强度满足规范要求。2）内楞挠度验算：q=15.18×0.75/2=5.69KN/m内楞挠度：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㎜钢管）承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算，计算简图如下：pp750mm750mm外楞计算简图750mmpp在本工程中，外楞采用2根φ48㎜钢管，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：I=π(d-d)/64=12.19㎝W=π(d³-d/d)/32=5.08㎝³1）外楞的抗弯强度验算。计算跨度l=750㎜内楞跨中最大弯矩M=0.175Fl=0.175×(1.2×17.35+1.4×4)×0.75×0.75/2×1000×750=975270N·㎜外楞承受的应力为σ=M/W=975270/5080=191.98N/㎜²＜f=215N/㎜²f—为钢材抗拉强度设计值，215N/㎜²。外楞强度满足规范要求。2）外楞挠度验算：P=17.35×0.75×0.75/2=4.88KN/m内楞挠度：ω=1.146Pl/100EI=1.146×4.88×750/(100×2.06×10×12.19×10)=0.70㎜＜[ω]=1.5㎜(4)穿墙螺栓的计算穿墙螺栓所受的最大拉力为N=17.35×0.75×0.75=9.75KN穿墙螺栓型号为M14，其有效直径为11.55㎜，有效面积为105㎜²。最大容许拉力值:[N]=fA=1.7×10×1.05×10=17.85KNN=9.75KN＜[N]=17.85KN穿墙螺栓满足拉力要求。经过以上计算，所选用模板系统及支撑体系完全能够满足规范要求。三、模板施工模板拼装：在场地外先对已加工模板进行调整清理，运至现场按照模板设计图进行拼装。施工工艺流程图如下：模板设计模板设计测量放线模板加工模板拼装模板加固模板检查不合格合格浇注砼砼养护拆模及修整下一循环模板施工工艺流程图在施工中，主要在以下几个方面加强控制：（1）轴线通直，几何尺寸准确；关键尺寸偏差控制在设计要求最小范围之内。（2）大截面结构棱角倒圆或倒角，线条顺直；（3）表面光滑、平整，清洁、颜色一致；（4）大模板拼装后应进行校正，模板缝应横平竖直，中间不得弯曲。模板接缝、对拉螺栓和施工缝留设有规律；（7）模板之间的缝隙用泡沫胶或海绵条塞紧，保证模板接缝与施工缝处无挂浆、漏浆现象。（8）砼表面外露的预埋件位置和尺寸偏差符合设计要求且控制最小范围之内；（9）脱模剂应涂刷均匀，不得使用有色脱模剂。允许偏差采用现行的《钢筋砼施工质量验收规范》最低标准控制，详见下表。拼装式大模板组拼允许偏差与检验方法项次项目允许偏差(㎜)检验方法1模板高度±3卷尺量检查2模板长度-2卷尺量检查3模板面对角线差≤3卷尺量检查4板面平整度22m靠尺及塞尺量量检查5相邻模板高低差≤1平尺及塞尺量检查查6相邻模板拼缝间隙隙≤1塞尺量检查7垂直度≤1／1000。施工实践证明，采用55型系列模板组合大模板，完全能够满足招标文件规定的清水混凝土要求，工程质量得到业主和监理方的一致认可。结束