某污水廠工程設(shè)計與施工

某污水廠模板工程設(shè)計與施工引言：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、自然的韻味，展示的是一種簡單，樸素的自然工藝效果，在國內(nèi)應(yīng)用越來越廣泛。它要求砼表面平整光滑，色澤均勻，無碰撞和污染，對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，國內(nèi)鋼材市場價格非常不穩(wěn)定，施工成本節(jié)節(jié)增高。基于這種情況，在某污水廠改擴建工程混凝土模板工程施工中，充分利用現(xiàn)有市場資源，精心設(shè)計，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m3/d。擴建工程設(shè)計二級處理規(guī)模6萬m3/d，深度處理設(shè)計處理規(guī)模21萬m3/d，雨季超量合流污水設(shè)計處理規(guī)模34.7萬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、污泥脫水機房等，池體構(gòu)筑物建筑材料為C25鋼筋混凝土，抗?jié)B等級為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、回補水泵房、勻質(zhì)池等構(gòu)筑物的壁板均采用大模板進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，但由于工期要求緊，短時期無法滿足工程施工需要。占云南建筑市場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，混凝土外觀相對光潔。但由于單塊模板較重，施工安裝及轉(zhuǎn)運困難，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㎡計算，鋼模板總重約為1050T，制作模板費用約為735萬元。如采用55系列中型模板組拼大模板，不但克服了轉(zhuǎn)運、安裝困難等問題，容易適應(yīng)構(gòu)配件較多的情況，模板制作費用約為360萬元。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)過認(rèn)真檢算，并對配模進行認(rèn)真計算，模板縫的處理必須滿足規(guī)范要求。四、模板設(shè)計綜合各方面的分析，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)梁計算。計算簡圖如下：qq750mm750mm模板計算簡圖750mm（1）強度計算：新澆混凝土最大側(cè)壓力按下式計算，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—新澆混凝土初凝時間，取5h；v—混凝土澆筑速度，取0.25m/h；H模板設(shè)計高度，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)以上計算，新澆筑混凝土對模板的最大側(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)計值q1=1.2×15.18×0.6×0.9=9.83KN/m式中，0.9為臨時結(jié)構(gòu)折減系數(shù)；振動混凝土側(cè)應(yīng)力設(shè)計值為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—面板強度計算值（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—面板抗彎強度設(shè)計值(KN/m2），根據(jù)《施工手冊》，取45KN/m2σ=M/W=7.23×10/3.025×10=2.39N/㎜2=19.3KN/m2＜f=45KN/m2，面板強度滿足要求。（2）抗剪強度檢算：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/㎡,表面抗剪強度滿足要求。上式中fv為面板抗剪強度設(shè)計值，根據(jù)《施工手冊》查得，fv=15KN/㎡。（3）撓度驗算剛度驗算采用標(biāo)準(zhǔn)荷載，不考慮振動荷載作用。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》取1.5㎜面板最大撓度計算值小于面板的最大允許撓度值，滿足要求。2、背楞計算（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)梁計算，計算簡圖如下：qq750mm750mm內(nèi)楞計算簡圖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)楞的抗彎強度驗算。新澆混凝土側(cè)應(yīng)力設(shè)計值q1=1.2×15.18×0.75×0.9=12.30KN/m式中，0.9為臨時結(jié)構(gòu)折減系數(shù)；振動混凝土側(cè)應(yīng)力設(shè)計值為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—為鋼材抗拉強度設(shè)計值，215N/㎜2。內(nèi)楞強度滿足規(guī)范要求。2）內(nèi)楞撓度驗算：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)梁計算，計算簡圖如下：pp750mm750mm外楞計算簡圖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）外楞的抗彎強度驗算。計算跨度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—為鋼材抗拉強度設(shè)計值，215N/㎜2。外楞強度滿足規(guī)范要求。2）外楞撓度驗算：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)過以上計算，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：在場地外先對已加工模板進行調(diào)整清理，運至現(xiàn)場按照模板設(shè)計圖進行拼裝。施工工藝流程圖如下：模板設(shè)計模板設(shè)計測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，主要在以下幾個方面加強控制：（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)進行校正，模板縫應(yīng)橫平豎直，中間不得彎曲。模板接縫、對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)量驗收規(guī)范》最低標(biāo)準(zhǔn)控制，詳見下表。拼裝式大模板組拼允許偏差與檢驗方法項次項目允許偏差(㎜)檢驗方法1模板高度±3卷尺量檢查2模板長度-2卷尺量檢查3模板面對角線差≤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