彩钢板预制模板在工业厂房地梁施工中的应用

【摘要】在多跨地梁施工过程中，如何节约施工空间和成本、提高施工效率是一大施工难点。彩钢板模板的施工方法是遵循就地取材的原则，利用原施工场地上旧设施和竣工项目调拨的闲置的彩钢板和角铁材料，运用于现场多跨地梁模板支设施工。该施工方法较传统的地梁木模和砖胎膜大幅提高施工效率，减少施工成本。结合中山南头工业厂房，对彩钢板模板在工业厂房多跨地梁的施工特点和工艺要求进行总结。

【关键词】地梁；彩钢板；预制模板

0  引言

彩钢板预制模板在工业厂房多跨地梁施工主要是考虑到厂房建设特性，工业厂房建设占地面积大，结构跨数多，空间利用区域小，工期紧，大部分工业厂房无需建设地下室，桩基础施工完毕直接进入地上主体结构施工，如何提高施工效率是一大难点。

项目通过就地取材，利用原施工场地上旧设施和竣工项目调拨的闲置的彩钢板和角铁材料支设成品地梁模板，既解决现场旧设施处理问题，又完成彩钢板模板成品支设，节约工期。

1  工程概况

本工程为广东省中山市某工业厂房项目，总建筑面积16.41万㎡，最大基底面积1.14万㎡，建筑结构形式为框架结构，最大单跨跨度11m，最大梁高高度1m，梁板混凝土强度均为C30。

由于施工地梁需要搭设地梁模板，传统的模板采用木模板和砖胎膜，考虑到施工工期紧，传统的木模板和砖胎膜施工工序多，制作强度大，且需要提供施工作业面，导致工序衔接慢，拖延工程整体工期。木模板和砖胎膜施工所需人力、物力、财力较大，造价成本高，造成不必要的浪费。

经项目部研究后决定采用彩钢板搭设地梁模板，彩钢板模板施工既可满足地梁施工作业需求，又能实现多专业同时施工，减少工序衔接时间，加快施工工期，降低施工成本，效果如图1所示。

图1  彩钢板模板搭设效果

2  彩钢板模板施工总体方案

2.1  总体方案流程

地质条件分析→模板方案设计→模板稳定性、抗倾覆性计算→模板预制施工→模板吊装→回填土

2.2  地质条件分析

本工程场地为非新开发用地，为旧厂房拆除重建用地，场地起伏不大，较平整，场地整平高程在3.20m。本工程根据地勘报告确定地层分层分为7层（详见表1），场地浅层地基为软弱土，主要为素填土及软土。场地地下水水位埋藏浅，地下水位埋深高程在1.16m~2.31m，最大埋深1.40m。

表1  地层分层参数表

工程首层标高在3.60m，地下水对地梁施工影响小。考虑到本工程工期紧，施工阶段处于雨季，根据分析地质条件，决定采取高效施工方式，加快结构施工。

2.3彩钢板模板设计方案

在工业厂房地梁位置设置由彩钢板和角铁制作成的模板体系（图2），材料采用0.3mm厚的彩钢板，40mm×40mm×3mm的角铁。模板框架纵向采用角铁做主楞，横向间距1.2m用角铁做次楞，并用自攻螺钉固定，螺钉间距300mm，对于高度达到1m的地梁，中部增加采用废旧钢筋进行焊接连接加固。

图2  彩钢板模板设计制作

3  模板稳定性、抗倾覆性计算

本次稳定性、抗倾覆性计算选用最大跨度10m，最大截面尺寸1000×300mm梁进行计算。计算参数按表2取用。

表2  模板挡墙计算信息表

(一) 作用在挡土墙上的力系计算

1 岩土压力计算

 (1) 合力

按《边坡规范》公式(6.2.3)计算主动土压力：

Ea=2.828(kN) Ex=2.143(kN) Ey=1.844(kN) 作用点高度 Zy=0.333(m)

因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在；

计算后发现第二破裂面不存在。

 (2) 分布

岩土压力分布见结果图3。

图3  岩土压力发布

2 墙身重力计算

墙身截面积 = 0.140(m2)  重量 = 3.500(kN)  重心至墙趾的水平距离 = 0.314(m)

3 岩土重计算

整个墙踵上的土重(不包括超载) = 0.770(kN) 重心坐标(0.130,-0.600)(相对于墙面坡上角点)

(二) 滑动稳定性验算

基底摩擦系数 = 0.500

总竖向力 = 6.114(kN)，总水平力 = 2.143(kN)

滑移力 = 2.143(kN)  抗滑力 = 3.057(kN)

滑移验算满足: Kc =  1.426 > 1.300

(三) 倾覆稳定性验算

相对于墙趾点：

墙身重力的力臂 = 0.314(m) Ey的力臂 = 0.467(m) Ex的力臂 = 0.333(m)

墙踵板上土重的力臂 = 0.430(m) 墙趾板上土重的力臂 = 0.000(m)

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩 = 0.714(kN-m)  抗倾覆力矩 = 2.292(kN-m)

倾覆验算满足: K0 = 3.207 > 1.600

4  施工操作

4.1测量开挖

根据已完成的定位轴线，进行地梁开挖线放线，采用白灰放出开挖边线，开挖边线不需要考虑传统模板位置及放坡系数。采用小型挖机开挖，开挖至底标高200mm，由人工进行抄平，过程严禁超挖。

4.2  验槽

土方开挖完成后，及时通知监理单位进行验收，避免开挖面长时间暴露。

4.3  预制彩钢板模板吊运组装

预制彩钢板模板吊运施工前，确认基底平整夯实，无需浇筑垫层，由彩钢板做底模。吊运施工过程中，将各地梁模板拼接调整后，组装焊接固定。

4.4  模板板侧土体回填

模板板侧土体回填采用原状素填土回填，用手推车和塔吊运送原状土，以人工辅助回填，土体采用打夯机进行夯实。（效果详图4）

图4  模板施工回填后效果

5  综合效益

根据传统模板对比，采用预制彩钢板模板施工，节约成本约14万元，节约工时7d，预制彩钢板模板能实现多专业同时施工，减少工序衔接时间，加快施工工期，节约材料，降低施工成本，综合效益较好。方案对比具体详见表3。

表3  方案对比分析表

6  结束语

综合分析该技术就地取材，节约材料，能实现多专业同时施工，减少工序衔接时间，加快施工工期，降低施工成本。得到业主、监理单位及社会的一致认可，有较大的社会效益，符合国家绿色低碳理念。

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