1、智慧型“拼接式”木模板施工工法1前 言 1.0.1 在建筑工程的混凝土施工中，通常是先采用若干木模板拼接成墙体、支撑柱、梁等各种形状的框架，然后浇入混凝土，直到混凝土固化成型后，再把木模板拆除。在构建框架时，现有技术一般都是通过钉子将相邻两块木模板进行连接固定（如图1.1所示），但是阴角处的固定相当麻烦，此处的连接需把手伸入木模板的内侧敲入钉子，既费时又费力。在拆除木模板时，需要通过铁撬直接撬动木模板，对木模板的损伤很大，有些甚至完全报废，从而浪费大量的木材资源；其次，拆下来的钉子往往弯曲，无法再次使用，或者钉子仍然留在木模板上，这些未处理的木模板散落在施工现场，对施工人员造成安全隐患。图1.2、1 采用现有技术制成的木模板框架的结构示意图1.0.2 针对目前木模板施工的问题，再结合多年的设计与施工经验，经过大量的研究、设计与试验，取得了重大的技术突破，终于成功开发出一套完整的智慧型“拼接式”木模板安装系统（如图1.2所示）。该施工工法克服了现有采用钉子来连接固定木模板以及现有螺钉存在的问题，提供了一种利用螺钉连接来实现木模板连接的建筑木模板的连接结构以及一种能使螺钉的插孔与紧固工具紧密配合，从而更好地控制螺钉的拧入方向的内紧式定向螺钉。其中“一种建筑木模板的连接结构（专利申请号：200920199023.4）”和“一种内紧式定向螺钉（专利申请号：200920199398.0）”已经获3、得国家实用新型专利。采用智慧型“拼接式”木模板方法施工，模板尺寸准确、组装牢固、拼缝严密、装拆方便，减少了对木模板的损坏，使螺钉能重复使用，符合当今国家提倡节约型社会的要求。图1.2 智慧型“拼接式”木模板框架的结构示意图2工法特点2.0.1 两块木模板通过具有外螺纹的螺钉直接连接固定后，或者采用螺钉和连接条来连接固定，其连接处的强度高，组装牢固，拼缝严密，并可提高施工质量，最明显的就是提高剪力墙相邻两块木模板的平整度。2.0.2 采用的内紧式定向螺钉，能使螺钉的插孔与紧固工具紧密配合，且能更好地控制螺钉的拧入方向，有利于提高操作效率，使每一颗螺钉发挥应有的效能。2.0.3 木模板的连接结构采4、用螺钉作为紧固件，拆模时可采用充电式电动螺丝刀等紧固工具将螺钉方便地拆卸下来，避免采用铁撬等破坏性拆卸方式，从而最大限度地使木模板保持完好，延长木模板的使用寿命，提高其重复使用的次数，进而达到节约木材的目的。2.0.4 由于能把所有螺钉从木模板上全部拆卸下来，大大改善施工现场的安全情况，可避免施工人员被钉尖扎伤，最大程度地消除安全隐患。2.0.5 经充电式电动螺丝刀等紧固工具拆卸下来的螺钉能够保持较好的平直度，至少可重复使用5次以上，进而降低螺钉的用量，节约成本。3适用范围本工法适用于钢筋混凝土结构建筑物的墙体、柱、梁等的模板工程。4工艺原理4.0.1 采用具有外螺纹的螺钉或者采用螺钉和连接条5、来连接固定相邻的两块木模板，主要原理如下：当两块木模板接触后形成大于180的外夹角（阳角）的情况，在连接时通过充电式电动螺丝刀（如图4.1所示）拧动螺钉，使螺钉由木模板的外侧向内拧入，操作方便；当两块木模板接触后形成小于180的外夹角（阴角），将连接条置于两木模板的阴角内贴合于两块木模板的侧面上，通过螺钉使对应的木模板与所述的连接条相固连，操作方便；当木模板的长度或者高度不够，须使两块木模板相接触后刚好形成180的外夹角，可通过连接条使两木模板平连。图4.1充电式电动螺丝刀4.0.2 在上述建筑木模板的连接结构中，采用的是一种自发明的内紧式定向螺钉（如图4.2所示），其插孔能与紧固工具紧密配合6、，易控制螺钉的拧入方向。该螺钉的外螺纹设于螺钉的轴向中部直至钉尖处，而螺钉的轴向中部至钉头处则无外螺纹，紧固时，螺钉上无外螺纹的部分穿过第一块木模板，而有外螺纹的部分穿入到第二块木模板中，有利于拉紧两块木模板。图4.2 内紧式定向螺钉的立体结构示意图5施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺总流程智慧型“拼接式”木模板施工工艺流程见图5.1。施工准备 测量放样模板安装模板校正加固模板验收混凝土浇筑模板拆除图5.1智慧型“拼接式”木模板施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 施工准备1内紧式定向螺钉的预制作为了克服现有螺钉存在的问题，发明了一种能使螺钉的插孔与紧固工具紧密配合，从而更好地控制螺钉7、的拧入方向的内紧式定向螺钉（见图4.2）。这种自发明的内紧式定向螺钉，包括固连成一体的钉头和钉体，在钉头上开有由位于中心的圆锥形榫孔和位于周边的若干个卡口组成的插孔，且榫孔具有一定的深度和较小的锥度，圆锥形榫孔易使紧固工具的头部快速插入，各个卡口具有周向定位作用，钉头的结构示意图如图5.2.1-1所示。钉体的表面还具有由钉尖沿钉体轴向延伸的刃口。该刃口是由两个相交刃面组成的双刃口，可减少螺钉进入工件时的摩擦力。同时双刃口的两个刃面之间的夹角小于90，可降低对工件的破坏程度，保证与工件之间具有一定的连接强度，刃口剖视示意图见图5.2.1-2。当具有这种插孔结构的内紧式定向螺钉与紧固工具耦接时，不8、仅两者配合紧密，还能保证紧固工具的转动中心线与螺钉的纵轴线完全一致，即使有外力沿着垂直于螺钉的纵轴线方向作用于螺钉上时，也不会使两者之间产生丝毫的晃动，螺钉前进的方向完全掌握在紧握紧固工具的操作者手上，从而达到定向的目的，极有利于提高操作效率，使每一颗螺钉发挥应有的效能，此外，卡口的宽度由外向内逐渐缩小，能够增大钉头与紧固工具之间的接触面积，使得扭力传递更加均匀、可靠，并减少螺钉与紧固工具之间的磨损，从而延长使用寿命，同时该卡口与紧固工具配合后还能进一步促进对螺钉的定向作用；特别是在建筑木模板的施工领域中，不仅能够避免因打偏而造成螺钉的弯曲甚至报废，从而提高螺钉重复使用的次数，还能尽量减少对木9、模板的损坏，另外，榫孔的深度较大且呈圆锥形，不易被混凝土等异物堵住，便于正常装卸。图5.2.1-1 钉头的结构示意图图5.2.1-2 刃口剖视示意图2连接条的预制作采用的连接条，其上开有若干个连接孔，便于螺钉穿过连接孔后快速拧入对应的木模板内。连接条可由金属材料或者木板制成，若采用木制连接条时，由于木板质软，所以无需预先在木制连接条上开连接孔，直接拧入螺钉即可。连接条可成条形或呈角形，见图5.2.1-3。呈角形时，适用于两块木模板接触后形成阴角的场合，在实际装配时，将角形连接条上的两个连接面分别贴合于两块木模板的侧面上，再通过螺钉使对应的木模板与连接条相固连；呈条形时，适用于两块木模板相接触后10、刚好形成180的外夹角（比如为了增加木模板的长度或者高度），通过连接条使两木模板平连。图5.2.1-3 连接条示意图5.2.2 模板安装1弹出模板就位安装线及控制线，各种构件轴线的位移偏差控制在允许范围内。2做好找平层，以保证各构件高度一致，其标高偏差控制在允许范围内。3对于柱、墙等模板，其安装模板的根部需垫抹水泥砂浆1015mm，防止发生烂根、露筋、蜂窝麻面现象，并派专人仔细补漏，杜绝漏浆。4阳角模的操作方法当两块木模板接触后形成大于180的外夹角（阳角），建筑木模板的连接工艺是按下列步骤进行的：1） 备料：取需要连接的两块木模板和若干颗螺钉；2） 根据所需构建的框架形状，使两块木模板相接触11、；3） 取若干颗螺钉，利用充电式电动螺丝刀将其从一块木模板拧入另一块木模板中，使两块木模板相连接，如图5.2.2-1和5.2.2-2所示。图5.2.2-1通过螺钉直接连接两块木模板图5.2.2-2 通过螺钉直接连接两块木模板的立体结构示意图和剖视结构示意图5阴角模的操作方法当两块木模板接触后形成小于180的外夹角（阴角），建筑木模板的连接工艺是按下列步骤进行的：1） 备料：取需要连接的两块木模板、若干颗螺钉和一连接条；2） 根据所需构建的框架形状，使两块木模板相接触；3） 将连接条置于两木模板的阴角内贴合于两块木模板的侧面上；4） 取若干颗螺钉，将其从连接条的各个连接孔拧入对应的木模板内，使两12、块木模板都与连接条相连接，如图5.2.2-3所示。图5.2.2-3通过螺钉和角形连接条连接两块木模板的立体结构示意图6模板拼接的操作方法当木模板的长度或者高度不够，须使两块木模板相接触后刚好形成180的外夹角，可通过平板状连接条使两木模板平连，如图5.2.2-3和图5.2.2-4所示。图5.2.2-3 通过螺钉和平板状连接条连接两块木模板图5.2.2-4 通过螺钉和平板状连接条连接两块木模板的立体结构示意图和剖视图7模板合模完成后，专职人员必须依照建筑施工模板安全技术规范（JGJ 162-2008）和混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2002）相关规定进行认真检查，合格后方可进13、行下道工序。5.2.3 模板拆除1木模板拆除期限 1）不承重的侧面模板，应在砼强度能保持其表面及棱角不因拆模而损坏，一般在3天以后方可拆除。2）承重的模板应在砼达到以下强度后才能拆除。a.平板模板的砼强度达到75%；b.单梁的底模板的砼强度达到100%；c.悬臂梁模板的砼强度达到100%；d.当承重的模板拆除后，其上部门有承受施工荷截时，必须加设临时支撑。2木模板拆除要求梁、柱、墙等侧模在砼强度能保证其表面及棱角不因拆模而受损坏时即可拆除。拆除的顺序应是先支的后拆，后支的先拆，先拆非承重模，再拆承重模，先拆侧模后拆底模，且拆模时还要遵循自上而下的原则。1）拆模时应注意保护棱角。模板的拆除须注意14、不得硬撬硬砸，以免损伤混凝土结构，拆下的模板应进行清理修整，并涂刷脱模剂。装拆模板轻拿轻放，防止模板变形。2）已拆除模板及其支架的结构，在混凝土强度符合设计混凝土强度等级的要求后，方可承受全部使用荷载；当施工荷载所产生的效应比使用荷载的效应更为不利时，必须经过核算，加设临时支撑。3）拆模时应文明施工，严禁将模板乱丢乱放，应按统一编号，分类堆放，以防影响下次周转使用效果。4）拆完模后，应立即对少量残留在模板上的杂物清理干净，并立即刷无色脱膜剂。5）底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求，当设计无具体要求时，混凝土强度应符合下表要求。表5.2.3 底模拆除时的混凝土强度要求结构类型结构跨度（15、m）按设计砼强度标准值的百分率（%）板22，885075100梁8875100悬挑构件100拆除模板及支撑的结构，在砼强度达到设计强度后方可承受全部使用荷载，但不允许超过设计荷载。6材料与设备6.1 材料6.1.1 木楞、模板：用于模板体系的原木、方木和板材要符合现行国家标准木结构设计规范GB 50005的规定，不得利用商品材的等级标准替代。胶合模板板材表面应平整光滑，具有防水、耐磨、耐酸碱的保护膜，并应有保温性良好、易脱模和可两面使用等特点。板材厚度不应小于12mm，并应符合现行国家标准混凝土模板用胶合板ZBB 70006的规定。6.1.2 钢管、扣件：钢管材质检验方法应符合现行国家标准金属16、拉伸试验方法GB/T 228的有关规定；钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；钢管外径、壁厚、断面等的偏差，应符合现行规范建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001和建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程（DB331035-2006）的规定；扣件应符合现行国家标准钢管脚手架扣件GB 15831的规定。6.1.3 螺栓：连接用的普通螺栓应符合现行国家标准六角头螺栓C级GB/T 5780和六角头螺栓GB/T 5782。6.1.4螺钉：自制的一种内紧式定向螺钉，在钉体的表面具有螺纹。6.1.5连接条：由金属材料或者木板制成，可成条形或呈角形，适用于17、两块木模板接触处的连接。6.2 机具设备：6.2.1 施工用的机具设备：该工程的施工中砼采用商砼，其它机械为常规机械。用到的机具包括锤子、斧子、扳手、打眼电钻、充电式电动螺丝刀、磁力线锤、盒尺、水平尺、吊装索具等。6.2.2 检测用的仪器:水准仪、经纬仪等。6.3 劳动力组织： 木模板工程，需要组织木工负责模板及预埋螺栓等的搭设、拆除。7质量控制7.1 质量控制标准本工法施工质量应符合建筑施工模板安全技术规范（JGJ 162-2008）和混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2002）等的有关规定。表7.1 现浇结构模板安装的允许偏差及检验方法项 目 允许偏差(mm) 检验方法 轴18、线位置 5钢尺检查 底模上表面标高 5水准仪或拉线、钢尺检查 截面内部尺寸 基 础 10钢尺检查 柱、墙、梁+4,-5钢尺检查 层高垂直度 不大于5m 6经纬仪或吊线、钢尺检查 大于5m8经纬仪或吊线、钢尺检查 相邻两板表面高低差 2钢尺检查 表面平整度 52m靠尺和塞尺检查 注：检查轴线位置时，应沿纵、横两个方向测，并取其中的较大值。7.2质量保证措施7.2.1 施工前，在模板面板和支承确定情况下，对模板支承体系进行设计，使其满足在施工静载和活载作用下不发生支承材料破坏；其支承体系变形也在容许变形范围内。7.2.2 模板安装严格按照施工图纸和测量放样点拉线进行控制，安装好后的模板表面应光洁、19、平整，其结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性，且接缝严密，以保证砼的浇筑质量。7.2.3 模板及其支架在安装过程中，必须设置防倾覆的临时固定设施，并多次对成形模板的垂直度及平整度进行检查与校正，保证其误差在规范允许范围之内， 当梁板的跨度大于4m 时，模板应起拱，起拱高度为全跨长度的1/10003/1000。7.2.4 模板工程质量是砼构件位置外观几何尺寸准确的保证。所有模板安装后应由分项工长和质检员检查轴线位置、标高、尺寸是否正确，支承架是否稳定可靠。由质检员抽查复核合格后，方可进入下道工序施工。7.2.5 所有柱模板安装前，先弹出模板边及控制线。柱模板在安装完成后吊线检查垂直度，并拉通线校20、核轴线位置。7.2.6 楼板、梁板支架搭设好后，应复核底模标高位置是否正确，楼板、梁板跨度超过4m，应按1/10003/1000起拱。7.2.7 为防止混凝土跑浆，木模的拼缝符合有关规范标准。7.2.8混凝土的浇注和振捣：每层柱应在其接头施工缝处先浇注50mm 厚和结构同强度等级同品种的水泥砂浆，以保证施工缝处混凝土结构质量。机械振捣，振捣时间为1015s，以混凝土开始冒浆和不冒气泡为准，严禁漏振、久振和超振。7.2.9 为防止柱子砼出现蜂窝及露筋现象。柱子浇筑高度3m时，在柱子中部开设门子板，浇筑采取每下料50cm浇捣一次，为消除层与层的接缝，要求振捣时插入下层5cm。7.2.10模板侧模的21、拆除应在砼强度达到1.2MPa，且其表面及棱角不因拆除模板而损坏；使用早拆体系的梁板可在砼强度达到50%时拆模，但后拆支撑则应在砼等级达到要求值后方能拆除。7.3 质量控制程序在模板施工的过程中，应加强管理，混凝土的成型好坏，直接因素就是模板的质量，在实施的过程中，应按模板工程质量预控表进行预控。学习图纸和技术资料学习操作规程和质量标准施工准备模板选择平整木模板模板涂隔离剂与钢筋工序交换检查脚手架、脚手板书面交底操作人员参加技术交底底部标高，中心线、断面尺尺寸放线中间抽查自 检支 模钢筋、模板工序交接检查浇灌混凝土、留人看钢筋执行验评标准不合格的处理（返工）质量评定接梁、柱、墙板的件数，各抽查22、10%，但均不少于3件；按强度曲线确定拆模时间注意保护棱角拆 模清理现场文明施工自 检 记 录质量评定记录资料整理施 工 记 录图7.3 模板工程质量预控图8安全措施8.0.1 模板不得使用腐朽，扭裂等木材，钢管立柱的扫地杆、水平拉杆、剪刀撑应采用483.5mm钢管，用扣件与钢管立柱扣牢。钢管扫地杆、水平拉杆应采用对接，剪刀撑应采用搭接，搭接长度不得小于500mm，并应采用2个旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处进行固定。8.0.2 支模应按工序进行，模板没有固定前，不得进行下道工序，禁止利用拉杆，支撑攀登上下。 8.0.3 支设4.0m以上的立柱模板四周必须顶牢，操作时要搭设工作站，小于423、.0m的可使用马凳操作，支设组立梁模板应设临时工作平台，不得站在柱模板上操作和梁模板上行走。8.0.4 商砼浇筑因是整体施工，所以在放料时操作人员要有专道平台以保证布料时的稳定。8.0.5 拆除模板应经现场施工员同意，重要部位须经公司质安科专管人员同意，操作时应按顺序进行，严禁猛撬、硬砸或大面积撬落和拉倒。完工后不得留上松动和悬挂的模板，拆下的模板应及时运送到指定地点集中堆放。8.0.6 拆模时要有操作架子，以防高处坠落。8.0.7 拆模的下面不得站人，以防突然坠落伤人。8.0.8 模板存放选择较平整的场地，防止倾倒伤人，堆放确保整齐有序。9环保措施9.0.1 所有标准件（包括连接条、螺钉和对24、拉螺杆等）均按国家现行有关标准采用镀锌表面处理，以防锈蚀污染环境。9.0.2 严禁使用废旧机油为脱模剂，严禁出现溢漏现象；模板清洗的污物通过排水沟汇集到集水坑沉淀后排放，废弃的脱模剂采用油桶收集后运至指定地点。9.0.3 施工时需要照明亮度大的工作尽量安排在白天进行，减少夜间施工照明电能的使用和对周围居民的影响。9.0.4 精心编制模板排板图，尽量使用大模板，减少补缺木模板的使用，以节省木材，保护森林资源。9.0.5 模板拆除后，设专人及时清理模板上的混凝土和灰土。模板清理过程中的垃圾及时清运到施工现场指定的垃圾存放地点，保持模板存放区的清洁。9.0.6 模板修整需采取降噪措施，宜安排在有围挡25、隔音设施内，如地下室、房间内等，严禁出现扰民现象。10效益分析10.0.1 本工法木模板的连接结构采用螺钉作为紧固件，代替现有技术中没有螺纹的钉子，拆模时可采用充电式电动螺丝刀等紧固工具将螺钉方便地拆卸下来，避免采用铁撬等破坏性拆卸方式，从而最大限度地使木模板保持完好，延长木模板的使用寿命，提高其重复使用的次数，进而达到节约木材的目的。10.0.2 两块木模板通过具有外螺纹的螺钉连接固定后，其连接处的强度高。实验证明，通过螺钉作为紧固件来构建高度为40厘米50厘米以内的木模板框架后，可直接往框架内浇注混凝土，而无需在框架外作加固措施，不仅节省加固板材的用量，还节省施工时间，加快施工进度。1026、.0.3 采用的内紧式定向螺钉，能使螺钉的插孔与紧固工具紧密配合，且能更好地控制螺钉的拧入方向，有利于提高操作效率，使每一颗螺钉发挥应有的效能。且经充电式电动螺丝刀等紧固工具拆卸下来的螺钉能够保持较好的平直度，至少可重复使用5次以上，进而降低螺钉的用量，节约成本。11应用实例11.0.1台州市恩泽医疗中心一期医疗大楼工程台州市恩泽医疗中心一期医疗大楼工程位于台州市路桥区，于2008年6月1日开工，2013年9月12日竣工，总建筑面积为119057。本工程结构采用框架剪力墙结构，在地下室及主体工程施工中，采用了智慧型“拼接式”木模板施工工法，有效地提高了操作效率和施工质量，达到了降低材料损耗，节27、约成本的目的。11.0.2 方远瑞景名苑（一标、二标）工程方远瑞景名苑（一标、二标）工程位于浙江省台州市椒江区，于2009年3月开工，2011年3月竣工。总建筑面积为224583，其中地下面积50231。该工程在地下室及主体工程施工中，采用了智慧型“拼接式”木模板施工工法，有效地提高了操作效率和施工质量，模板之间连接处的强度高，组装牢固，拼缝严密，接茬部位特别是阴角和阳角部位观感效果大大地提高，并且延长了木模板的使用寿命，提高了重复使用的次数，进而达到了节约木材的目的。11.0.3 海口市海宁职工宿舍楼工程海宁职工宿舍楼工程位于海口市秀英区港澳开发区海宁公司厂区内，建设单位为海南振业新合纤公司和海南椰海包装材料有限公司，监理单位为海南建弘项目管理有限公司，海南建设工程股份有限公司施工总承包。工程建筑面积45180。1、2、3#住宅楼在地下室与地下车库联为一体。4#为单体。本工程结构类型为剪力墙结构，地上10层，地下一层。工程于2011年1月开工，主体结构工程于2011年7月完成。主体结构模板施工采用智慧型“拼接式”木模板施工工法，确保了质量与安全，节约了成本，取得了良好的经济效益与社会效益。15