复杂造形砖混组合结构外墙施工技术研究

宋 涛，郭利红

（中铁三局集团建筑安装工程有限公司，山西太原 030006）

0 引言

对于复杂造形的砖混组合结构外墙，为确保房屋的整体稳定性，需设置圈梁和钢筋混凝土构造柱[1-3]。研究结果表明：圈梁和构造柱等延性构件将脆性材料分片包围，对破碎的墙体约束作用，加强了整个结构的相互连接，能有效避免墙体突然倒塌[3-5]。然而，构造柱施工过程中，传统构造柱模板支撑架体采用钢管搭设固定架，投料口采用木质投料口，安装周转困难，既不经济，又不实用，且支撑架固定效果不够好，造成构造柱成型质量差[6]。同时，构造柱投料口内填充的混凝土凝结成型后需通过人工拆除，易形成蜂窝面，影响结构美观。

依托山西大学教学楼砖混组合外墙施工工程，针对现有砖混组合外墙施工过程中存在的问题，通过对构造柱支模体系、定型化入料口等的结构优化和技术研发，提出新型砖混组合结构造型外墙，并对其结构特点及优势进行系统阐述。

1 工程概况

山西大学东山校区（一期一阶段）教学与实验综合楼、理科教学与实验综合楼均为多层建筑，位于太原市东山地区。总建筑面积为 55939m2，其中地上 49861.38m2，地下 6078m2，基底面积为11987m2。地上5层（局部4层），地下局部1层。建筑高度为21.90m，室内外高差0.60m。教学楼外墙采用复杂造形砖混组合结构外墙，±0.000以下部分砌体使用MU15额非粉黏土实心砖，M5水泥砂浆砌筑；±0.000以上砌体填充墙采用M10混合砂浆砌筑，不小于A3.5加气混凝土砌块，总砌体量约为5500m3。

2 施工关键技术研究

2.1 外墙砌筑施工流程

（1）整平放线：外墙砌筑前，在楼面上对墙体轴线位置进行定位，确定墙体边线和门窗洞口的位置，并标明标高线。

（2）立皮数杆：在各转角处以不超过15m的间距设立皮数杆。

（3）排砖撂底：按墙段实量尺寸和砌块规格尺寸进行排列摆块。

（4）拉线：在皮数杆上相对空心砖上边线之间拉准线，以准线进行砌筑。

（5）砌筑：当墙长大于层高的1.5倍或5m时，在墙中设置构造柱，构造柱纵筋锚入梁内；填充墙与混凝土结构两侧拉结，拉结筋2φ6@500沿墙长贯通；楼梯间、电梯间和人流通道的填充墙沿墙全高每隔2皮砌块且高度不超过500mm通长设置2φ6拉结筋，同时采用钢丝网面层加强；高度大于等于4m时，墙中部设置与两端框架柱连接的水平腰梁。墙砌体上门窗洞口应设置钢筋混凝土过梁，当门窗洞口大于2.7m无法设置过梁时，可直接在梁或板下挂板。

（6）墙体与结构的连接：砌体与柱、构造柱、混凝土墙沿高度方向均设置2φ6@500的拉结钢筋，使其连成整体。填充墙与混凝土墙接缝处外设耐碱玻璃纤维网格布或后热镀锌电焊网抹灰防止收缩裂缝。

2.2 新型砖混组合结构造型外墙结构

针对复杂造形砖混组合结构外墙施工过程中存在的问题，基于依托工程，提供了一种实施简单、构造柱施工成型质量好的新型砖混组合结构造型外墙。新型砖混组合结构造型外墙示意图如图1所示，具体包括圈梁、砌体墙、构造柱，砌体墙砌筑成马牙搓形状，在构造柱与砌体墙中水平放置有拉结筋，构造柱采用构造柱支模体系进行施工，待构造柱混凝土浇完成后与砌体墙形成整体。

构造柱支模体系包括构造柱模板、方木、硬质PVC管、对拉螺杆、定型化入料口、海绵条，如图2所示，构造柱模板顶部的其中一侧设置有定型化入料口。构造柱模板紧贴砌体墙布置，外侧设置有海绵条，沿海绵条外侧竖直方向布置有若干根方木，方木外侧水平设置有若干根预留有螺栓孔的硬质PVC管，对拉螺杆两端伸出硬质PVC管，并从砌体墙一侧的构造柱模板的两端向砌体墙方向穿过，直至穿过位于砌体墙另一侧的构造柱模板的两端，拧紧对拉螺杆，形成对拉的模板固定结构。

图1 新型砖混组合结构造型外墙

图2 构造柱支模体系

定型化入料口呈锥形喇叭口状结构设置如图3所示，包括入料口、入料口固定件、底部固定件、移动式挡板、挡板固定件，入料口通过加强螺栓与入料口固定件和底部固定件进行固定连接；移动式挡板在与挡板固定件接触面上水平布置有两条平行的连接凹槽，连接凹槽断面呈“凸”字形，连接凹槽内设置有滑槽和滑块，滑块可沿滑槽左右移动，连接螺杆穿过挡板固定件预留的孔洞，并与滑块进行连接，移动式挡板可相对于挡板固定件左右移动，当进行混凝土浇筑时，将移动式挡板打开，待混凝土浇筑完成以后，将移动式挡板水平推移，封堵入料口如图4所示。

图3 定型化入料口结构

将该新型砖混组合结构造型外墙应用于本依托工程中，与传统砖混组合结构外墙相比，具有以下有益效果：

（1）通过对拉螺杆将构造柱支模体系进行固定，并与定型化入料口组成稳固的支撑体系，实现构造柱支模体系的装配式施工，可拆卸重复使用，周转方便。

图4 移动式挡板结构

（2）通过定型化下料口为锥形喇叭口状结构设置，且通过移动式挡板对浇筑完成后的下料口进行封堵，无须剔凿进料口部位凸出的混凝土，节约人工，保护环境。

（3）通过入料口固定件呈对称式设置在定型化下料口的两侧，设置底部固定件对定型化下料口进行限位，并通过高强螺栓与构造柱模板进行连接，方便定型化下料口的拆卸与安装，实现了对装置的重复循环使用，可周转性强，节约了施工成本。

3 结语

以山西大学教学楼砖混组合结构外墙的工程实践为依托，通过分析传统砖混组合结构外墙施工中存在的问题，通过对构造柱支模体系、定型化入料口等进行技术研发，提出一种新型的砖混组合结构造型外墙，并对其结构特点及技术优势进行详细阐述，实践表明，所提出的新型砖混组合结构造型外墙实现了构造柱支模体系的装配式施工，可拆卸重复使用，周转方便，同时通过移动式挡板对浇筑完成后的下料口进行封堵，无须剔凿进料口部位凸出的混凝土，节约人工，保护环境。