变形缝处双剪力墙无肋钢模板施工技术研究
2021-03-05李龙黄小东
李龙,黄小东
(1中建海峡建设发展有限公司,福建福州 350015;2重庆渝发建设有限公司,重庆 400014)
0 引言
为满足建筑物自身的结构变形需求,高层和超长建筑物中通常设置变形缝以确保结构的安全性。为了节约空间,保证建筑物外立面效果,变形缝设计宽度通常较小。在对变形缝两侧剪力墙或大尺寸立柱模板进行施工时,因变形缝宽度较小、长度较大,若采用常规模板施工,工人在施工时无法进入狭小的变形缝空间内进行模板安装及拆除作业,不但工序复杂、施工成本高,而且墙体成型质量无法保证。而采用聚苯泡沫板或阻燃性挤塑板作为变形缝填充模板,虽然操作较为简单,但难以达到规范规定的墙体垂直度和平整度要求。为此,需要研发一种新型施工工艺,在解决变形缝处模板加固、拆除难题的同时,还能提高墙体和立柱的垂直度和平整度。
1 模板设计及工艺原理
1.1 常规做法
变形缝内采用聚苯泡沫板进行填充:一侧剪力墙结构施工完成后,在变形缝位置填塞聚苯板或挤塑板,作为变形缝侧的单侧模板。该施工技术采用聚苯板或挤塑板作为填充料,代替了变形缝侧模板,节约了部分木材。聚苯板或挤塑板刚度远低于混凝土结构,具备一定变形能力,施工后不能取出,不会影响变形缝的结构安全功能。聚苯板材料一次投入,成本比可周转模板高。内侧模板仅采用单侧支顶加固,难度较大,模板轴线位移及涨模机率较高。聚苯板填充物因自身刚度易变形,无法保证变形缝的结构尺寸及垂直度。
1.2 无肋大钢模板设计构想及特点
计划设计一种无肋大钢模板,且具有以下特点:(1)在使用过程中不易损坏,可周转次数多,在项目结束后可转运至其它项目继续使用,节约成本;(2)变形缝处两侧剪力墙或立柱内外模采用通丝螺杆拉结,在固定内模的同时,也固定了外模,无需作业人员在变形缝内操作,施工效率高,操作简便;(3)无肋钢模为大片钢模,在狭窄施工缝中无需翻转就能安装到下一作业面,操作更方便,作业效率更高;(4)无肋钢模刚度好,不易变形,拼缝严密,剪力墙和立柱混凝土成型质量好。
1.3 无肋钢模工艺原理
无肋钢模直接在钢板上开孔作为加固螺栓孔,采用通丝螺杆与内模拉结固定。模板加固时,借助模板外侧固定外墙螺母,然后旋转内墙螺母,在固定内模的同时,也固定了外模。为确保模板在混凝土浇筑完成后能顺利拆除,模板安装时,在墙内加穿PVC套管。
图1 施工工艺流程示意图
2 施工技术
2.1 施工流程
模板设计加工→A单元第N层钢筋绑扎、验收→安装内外侧模板→加固内外侧模板→浇筑A单元第N层混凝土→B单元第N层钢筋绑扎、验收→拆除A单元第N层模板→安装B单元第N层外侧模板→安装B单元第N层内侧模板→浇筑B单元第N层混凝土→A单元第N+1层钢筋绑扎、验收→拆除B单元第N层外侧模板→安装A单元第N+1层模板→浇筑A单元第N+1层混凝土→混凝土养护→模板拆除(注:在拆除无肋钢模时,带连接片的钢模先拆),如图1所示。
2.2 施工要点
2.2.1 模板深化设计
(1) 材料选择
变形缝处剪力墙或大尺寸立柱外侧无肋钢模采用15mm厚的Q235热轧钢板加工而成,内模可采用铝模体系,也可以采用常规木模板体系,本文主要介绍铝模体系。
(2)模板模块划分及开孔设计
根据变形缝两侧的剪力墙结构,剪力墙外侧无肋钢模划分为无肋钢模标准板及洞口上沿模板(无洞口采用无连接片标准板),共3块,具体划分及尺寸如图2所示(以长6m,高3m剪力墙为例),其中标准板模板重约824kg,洞口上沿模板重约416kg。
外模采用专用丝杆与内模拉结固定,每块钢模可直接开ф18孔作为螺杆孔,螺杆孔纵横向间距不得超过500mm,第一列孔距钢模边缘250mm,第一行孔距钢模下边缘250mm(距楼面150mm),钢模距上边缘100mm处开2个ф32的孔作为吊孔。模板开孔位置详见图2。
图2 无肋钢模划分及开孔位置示意图
(3)模板体系及节点大样设计,如图3、图4所示。
图3 无肋钢模大样图
图4 模板孔焊接螺母及专用丝杆大样图
(4)模板受力分析(取500mm×500mm作为一个计算单元)
侧压力标准值(G4k)按下列公示计算,并取其中较小值[1]。
正常使用下极限状态设计值S正=G4k=34.348kN/m2
强度验算:
挠度验算:
2.2.2 模板加工生产
依据深化设计图采购钢板,按照设计尺寸进行切割、开孔。在开孔外侧焊上螺母,螺母需采用满焊。加工完成的无肋钢模板应进行尺寸及平整度检查。
2.2.3 钢筋绑扎、验收
在楼板上弹出模板控制线、定位线,然后进行钢筋绑扎,为保证剪力墙成型截面尺寸、竖向钢筋间距及保护层厚度准确,宜在楼层结构标高以上150mm采用专用的钢筋梯子,用于剪力墙水平向钢筋的相对位置固定。应对剪力墙钢筋进行逐点、对称绑扎,避免钢筋向一个方向歪斜。钢筋骨架安装完成后,安装成品钢筋保护层垫圈。钢筋绑扎完成验收合格后即可进行模板安装。
2.2.4 剪力墙柱内外侧模板安装加固
变形缝两侧剪力墙分AB两单元进行分层流水施工,即先施工A单元第N层,其次施工B单元第N层,然后施工A单元第N+1层。
(1)外侧模板安装
外墙采用无肋钢模,钢模安装前应涂刷脱模剂,并检查模板开孔及螺母处是否存在异物,然后由塔吊吊运至双剪力墙低跨位置,搁置在剪力墙上预埋的调平螺杆上(调平螺杆应在外侧钢模吊装前调整完成)。在钢模上部安装专用顶撑,固定钢模上部位置。
(2)内侧模板安装
安装内墙模板前,首先在剪力墙水平筋上放置混凝土内撑条来控制墙体尺寸,混凝土内撑条为30mm×40mm×墙宽。内撑条强度与对应位置混凝土强度相同,使用时均应达到强度要求。剪力墙内侧模板采用铝模,从墙角、阴角处开始铝模拼装,按铝合金模板的编号向两侧延伸。为防铝合金模板倾覆,在安装模板时采用临时的斜撑进行固定。
(3) 模板加固
模板加固时,首先将Φ18的PVC塑料套管由内模预留孔直接穿出外墙模预留孔,接着将Φ16穿墙螺杆在无丝牙处粘贴一圈双面胶(短丝牙端向外),通过套管穿过剪力墙,旋转丝杆使丝杆短丝牙端进入钢模外侧螺母中,拧紧丝杆(由于丝杆存在无丝牙段,当无丝牙段与螺母接触时,丝杆无法再转动拧紧;粘贴的双面胶与钢模孔进行接触,可有效防止混凝土水泥浆流入螺杆孔及螺母处)。然后开始安装内墙背楞,内墙背楞采取从下往上安装的方式,每装一条背楞,必须安装铁片及山形螺母,内墙背楞安装完成后,对内侧模板螺母进行加固。
(4) 模板调校
模板加固完成后,用挂线坠检查墙模的垂直度,并进行校正。因变形缝处剪力墙无法对称设置斜支撑,故采用手拉葫芦和斜支撑做到一拉一顶。斜撑一端固定在背楞上,另一端用膨胀螺栓(钢筋预埋)固定在楼面上,以保证在浇筑混凝土时墙柱垂直度不会偏移(墙柱垂直度偏差应控制在5mm范围内[2])。
2.2.5 混凝土浇筑
混凝土浇筑方式与常规混凝土浇筑方式相同。在混凝土浇筑过程中,护模的木工要特别注意双剪力墙位置及螺母的紧固情况,发现振捣过程中有螺帽退出的情况,要及时紧固,防止涨模情况的发生。
2.2.6 模板拆除
混凝土浇筑完毕24h后,可先拆除A单元其它柱墙模板,变形缝处剪力墙内墙模板应在B单元具备外墙模板安装条件时拆除。内墙模板拆除后,将Φ16专用螺杆反向旋转,使其全部从钢模螺母中退出。在吊孔中穿上吊装索具,挂上塔吊吊钩,拆除模板顶部的专用顶撑,用撬棍将钢模向外轻轻撬动,使钢模脱离混凝土,用塔吊将剪力墙外侧整体钢模缓慢提升出变形缝,提升及吊装的时间为B单元N层剪力墙外侧模板具备安装条件的时间。提升后对螺母内丝涂抹黄油,以提升周转次数。
2.2.7 安装下一流水段模板
将A单元N层剪力墙外侧模板吊运至B单元N层,按照A单元N层的流程再循环施工。
3 质量验收
3.1 验收标准
变形缝无肋钢模制作及安装施工除符合表1、表2要求外,尚应符合 《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB 50300)、《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ 162)、《建筑工程大模板技术标准》(JGJ/T 74)等相关规范、规程、标准的规定。
表1 无肋钢模板制作质量标准[3]
3.2 安装质量安全要求
(1)无肋钢模板结构的强度、刚度及稳定性应符合设计和规范要求,并能承受混凝土浇筑的侧压力和动荷载。在安装无肋钢模板时,应有防止产生移位装置的措施,以确保混凝土结构外形尺寸准确。模板间拼缝以及模板与混凝土接触面应有足够的密封性,以免漏浆。
表2 无肋钢模板安装允许偏差表
(2)无肋钢模表面应尽可能光滑,不允许有凹坑、皱折或其它表面缺陷。
(3)在每次使用无肋钢模板前,应将面板与混凝土接触面清理干净。为防锈和拆模方便,无肋钢模面板应涂刷矿物油类的防锈脱模隔离剂,不得采用会造成钢筋或混凝土污染的油剂。刷过隔离剂的模板在遭受雨淋或其它原因失效后应重新涂刷隔离剂[4]。
(4)无肋钢模板吊装时,应有专人进行指挥。无肋钢模板起吊应平稳,不得偏斜和大幅度摆动,五级以上大风天气应停止吊装,应在无肋钢模板放置稳固或固定后摘钩。
(5)当无肋钢模板以及需预埋在混凝土结构中的管线和预埋件均安装、固定完毕后,将模板内的所有垃圾、杂物清理干净,经自检合格后报监理单位复查,经监理检查同意后浇筑混凝土。浇筑混凝土过程中,需派专人看模,特别应注意丝杆是否松动,发现问题及时处理。
4 结语
随着建筑技术的发展及工程结构的复杂化,框架剪力墙结构变形缝技术也需不断提高。变形缝无肋钢模安装施工技术施工简单、效率高,有效地解决了变形缝处双剪力墙支模困难的难题,同时还保证了剪力墙的垂直度和平整度,提高了观感质量,效益显著。