船闸“游轮”建筑弧形墙施工技术

张晓亮

摘    要：船闸“游轮”建筑弧形墙施工难点在于其弧度控制及模板支架的搭设，两者均需要用数据说话，在施工前制作定型桁架确保弧度，通过對模型的计算及典型施工对支架体系进行微调，确保了墙体的弧度和模板支架的安全性及适用性。

关键词：弧形墙;弧度;稳定性;定型桁架;模板支架

1  工程概况

船闸“游轮”建筑工程内容包括上闸首、下闸首、闸室段、上游引航段及下游引航段五部分。“游轮”建筑工程建筑面积9306.4m2，共四层，一二层层高为4.5m，三四层层高为4m，建筑高度17m。为钢框架结构，外围围护结构部分为150厚蒸压轻质加气混凝土板。船闸外侧弧形墙为混凝土结构，墙体标高从3.9m以上到8.23m处，高度为4.33m，厚度为40cm，内弧半径为21.4m，圆心角为12.85°，外弧半径为21m，圆心角为30.89°。混凝土标号采用C35W6F200，共12段，其中闸首段最长，长度为21m，每米混凝土用量为1.9m?。船闸四周回填砂已完成回填至-1.5m，根据图纸回填相对密度为0.75的要求。

2  工程施工中的难点

2.1  弧形墙弧度控制

对于弧形墙的弧度控制是本工程的一个难点，无论从模板的选择、加工及加固还是在架体的位移等方面都存在不可预见性，难免会造成局部涨模或者弧度不满足设计要求等情况的发生。

2.2  模板支架的承载力及稳定性

模板支架的搭设时本工程的另一大难题，对于架体的选择、承载力及稳定性需要有严格的验算，架体验算完成后还需要对所在地基进行处理，确保架体的稳定性及最大限度的发挥承载能力。

2.3  模板支设难度大

本工程从成本及工程进度角度考虑采用1.2cm厚竹胶板进行施工。但从技术角度会增加难度，如何将竹胶板弯制成设计弧度的模板成为本工程的又一难题。

3  弧形墙施工技术

3.1  基础处理

船闸四周回填砂已完成回填至-1.5m，根据图纸回填相对密度为0.75的要求。检测合格，自-1.5m～1.0m处采用场地内土体进行整平后采用20t压路机分层回填，压实度控制在96%。

3.2  施工测量

根据现场实际情况，首先将3.9m处模板线根据坐标放出，然后根据弧形墙弧度进行模板支设，上部位置也通过全站仪进行定位。标高引测：根据控制水准点，用水准仪引测出板面顶标高8.23m控制点，并将其标注在已加固的模板上，在模板内侧每隔一米钉10cm板条，以保证混凝土浇筑标高。

3.3  原材料加工

模板采用分块模板加工成型、再进行现场拼装，模板现场加工尺寸为0.6m[×]2.4m与0.6m[×]1.2m两种，木方进场规格为5cm[×]10cm，不需要加工。脚手管加工：由于墙体有弧度，立杆长度不一致，根据现场实际情况进行脚手管切割，必须保证接头位置不能在同一平面。顶部统一采用顶托进行加固。桁架的加工制作：根据图纸要求首先在地面进行放大样，严格按照图纸弧度进行弯制，对焊接点进行质量控制，由于采用的是48.0mm[×]3.0mm钢管，因此在节点处采用10cm[×]10cm[×]5.0mm的钢板进行加焊，保证架体的整体稳定性，本工程采用的桁架间距为5m。

3.4  脚手架模型验算

根据假设的模型经SAP软件计算后得到相应的杆件轴力图及模板支架的变形图，根据轴力计算图。轴力最大处在3.9m处，最大值为25.0297kN，在保证立杆横向约束2m以内的前提下，单杆承载力可参照经验值核算。 单杆承载30kN。为了确保架体的安全，将最内排立杆间距调整为30cm[×]30cm。减小杆件的轴力。根据模板支架变形图得知支架最大位移为6mm，变形不大，在施工时可采用在模板支设时可以将模板向内收5mm，保证弧形墙的外形尺寸能够满足图纸要求。

3.5  脚手架搭设

先在地面上弹出立杆位置线再开始搭设满堂架，包括剪刀撑，支立杆时应先在钢管底部设置50mm×200mm脚手板垫板，再搭中间水平拉杆，再搭扫地杆，扫地杆离地面200mm处，脚手架立杆纵横间距均为60cm，内排立杆间距调整为30cm[×]30cm，立杆使用连接扣件连接。使立杆纵横方向左右对直，顶步设置在支撑点下500㎜处。然后从弧形墙根部向外延伸6m，步距3.9m以下采用1200mm，3.9m以上采用750mm。

3.6  模板支设

模板按照加工好的尺寸进行组装，要严格按照尺寸拼装成整体，模板在现场拼装时，要控制好相邻板面之间拼缝，以防漏浆以保持模板的整体性。然后模板加固采用扣件式脚手管，模板竖向选用直径为20的钢筋，水平方向采用6m脚手管，对拉螺栓选用对拉Φ16的螺栓。对拉横纵间距均为400mm，两端设置锥形体，在四块模板拼接的对角处设置木条一块，保证拼缝的严密性，将定型桁架按照5m间距均匀布置，在模板支设时应注意模板的弧度，按照定型桁架进行严格控制。在完成外侧模板支设时，安装对拉螺杆，两端采用锥形体进行控制墙体厚度，锥形体应紧靠模板，在安装内侧模板前首先对对拉螺杆进行检查合格后再进行下道工序。为确保弧形墙的弧度符合设计要求，弧度应根据设计或试验段的结果留置。首先通过CAD进行放样，确定弧线每个支点距离边线的距离。纵横向每隔40cm设置一个点，点位梅花形布置。为了确保弧线线型，纵向采用直径为20的钢筋进行加固，间距为每40cm两根，水平方向采用6m钢管，间距为每40cm两道。对拉螺杆采用双螺母进行加固，考虑到支架的沉降及位移影响，将弧形墙模板整体向内侧调整0.5cm。

3.7  混凝土浇筑

本工程采用水泥为普通硅酸盐水泥42.5，考虑到水泥初凝时间不小于45min，墙体高度为4.33m，分9层浇筑完成，每次发灰量控制为1m高混凝土方量，分两层浇筑完成，混凝土不得堆放过高及过分集中，振动时不得用振动棒撬住模板或钢筋振动。混凝土出站间隔时间为40min。确保混凝土能够接茬，同时也能保证架体的稳定。

3.8  施工技术优化及成果检验

（1）减少支架体系内的零杆。根据模板支架体系的杆件轴力图，我们发现有部分杆件轴力为零，因此在搭设过程中可以省略，这样既能减轻自重，也可以减少成本。

（2）优微调模板的收口尺寸。根据对上游闸室段弧形墙的典型施工数据，我们发现模板向内侧收0.5cm仍然不能满足变形要求，根据偏差值我们确定将模板向内收1cm。这样才能保证弧形墙的实体坐标更接近于设计值。

（3）成果检验。经过优化调整后施工了下游闸首段弧形墙，待混凝土拆模完成后对顶标高、顶坐标等进行检验，位置误差在3mm内。能够满足图纸及规范要求。

4  结束语

通过对弧形墙施工技术的了解，我们不难发现，对于弧形墙施工采用木模板无论从成本还是在工期方面都有着明显的优越性，工程质量也能够得到保证。弧形墙施工的关键点在于地基承载力、弧度控制及模板支架体系的承载力及稳定性，地基承载力直接关系着模板支架的承载力及安全性，弧度可以利用定型桁架进行严格控制，模板支架体系可以通过模型计算进行校核，然后对模型进行简化。

随着社会的发展，人们的美感意识逐渐提高，异型结构越来越多，类似于船闸弧形墙的景观工程也随之增多，希望本工程弧形墙施工技术能够为以后工程给予一定的帮助。

参考文献：

[1] JGJ 130-2011.扣件式钢管脚手架安全技术规程[S].

[2] JGJ 162-2008.建筑施工模板安全技术规范[S].