可调式弧形剪力墙模板的设计与应用

李志强

中铁建工集团广东有限公司 广东 广州 511400

现代大型公共建筑越来越倾向于弧线形的设计，文化馆、体育馆、影剧院等大都采用不规则的弧形混凝土结构形式。弧形剪力墙目前的加固方式有2种：一是采用定型钢模；二是将传统木模切割成长条状单元后散拼加固。第1种方式模板刚度大、强度大、稳定性好，但只能在工厂定制加工，工程现场无法调整弧度，周转率低、成本高。第2种方式可在工程现场制作加工，可调整弧度弧形，操作方便，但模板加工拼装量大、加工费用高，此外大量拼缝导致墙面成形效果差，无法达到圆弧形墙面线条顺滑流畅的质量要求，且模板切成长条状后无法周转，浪费严重[1-3]。

为避免上述2种施工方式的局限性和缺陷，通过对弧形剪力墙模板体系的构造、加工、拼装等步骤进行反复研究，设计出了一种可调式弧形剪力墙模板。

1 工程概况

仲元中学工程建筑总面积约195 910.19 m2，共有18栋单体建筑。其中一栋单体建筑为科技综合楼，结构类型为钢筋混凝土框架结构＋局部弧形剪力墙结构。剪力墙厚度20 cm，内弧有效半径55 m，曲率18%，剪力墙纵向面积3 600 m2。

2 可调式模板设计

在弧形剪力墙施工过程中，通过BIM技术建模，生成弧形剪力墙配模图。以强度和韧性适中的厚15 mm胶合板作面板，双面覆优质塑料膜以增加其耐久性，根据配模图现场切割加工为模板单元。主背楞为截面40 mm×100 mm方木，按计算间距定位后，用酚醛树脂胶与面板黏合，加以钢钉机械固定，形成带楞覆塑模板单元。再在方木背楞之间开椭圆形宽孔。内弧采用螺杆互拉，收紧背楞使模板外拱。外弧采用螺杆顶撑，使模板内凹。通过椭圆形宽孔及对拉螺杆的组合形成模板弧度调节体系。再将带楞覆塑模板单元平放在按图放样的圆弧形模具上，利用覆塑模板自身优质的韧性，弯曲模板单元直至与圆弧形模具弧度一致。然后依次上紧调节螺母，使调节螺杆充分受力固定方木，直到调节的面板弧度与模型弧度一致为止（图1）。

图1 可调模板设计示意

根据计算机配模软件生成的配模图编号，各模板单元间水平方向采用长100 mm的M16螺栓紧固连接；竖直方向模板间采用63 mm×40 mm×6 mm角钢压合。组合多个调节好弧度后的模板单元，加固后即形成可调式弧形剪力墙模板体系[4-5]。

3 模板特点

通过带楞覆塑模板单元与对拉螺杆式模板弧度调节体系的配套使用，可实现弧度现场调整。该方法适应能力强，有效解决了定制钢模、木模只适用一种弧度带来的低周转、高成本的问题，也解决了传统木模现场切割后带来的周材浪费难题。

可调式弧形剪力墙模板强度与刚度高，稳定性好、承载力强，拆模后混凝土成形效果好，解决了传统弧形剪力墙木模散拼带来的胀模、跑模、拼缝过密等常见质量问题。采用可调式弧形剪力墙模板施工的剪力墙，墙体几何尺寸、实测实量数据、弧面成形效果等可达清水混凝土效果，免剔凿及二次抹灰找平。

可调式弧形剪力墙模板单元构件标准化，操作简单，覆塑带楞模板单元组合和对拉螺杆式模板弧度调节体系可在施工现场批量化生产，可推广性强。

4 模板应用

4.1技术准备

运用BIM等模板设计软件生成模板施工图。利用智能模板设计软件，导入相应剪力墙单元信息，自动生成模板施工图，形成平面配模图、三维建模图，同时生成加固大样。集成优化模板下料，导出模板单元详细材料清单。

4.2 配模

4.2.1 带楞覆塑模板单元配模

主背楞采用截面40 mm×100 mm方木。面板模板厚度为15 mm，最大尺寸为1 220 mm×2 440 mm。

模板双面覆优质塑料膜处理，以保证弧形剪力墙混凝土成形质量，同时提高面板韧性，增大面板弧度的适用范围。方木背楞按软件计算间距定位，用进口酚醛树脂胶与面板黏合，加以钢钉机械固定，形成带楞覆塑模板单元。

4.2.2 对拉螺杆式模板弧度调节体系

方木背楞上等间距设置椭圆形调节孔（图2），为调节螺杆在调节模板弧度时提供了充分的空间，加大了对拉螺杆式模板弧度调节体系的调节空间。

图2 椭圆形调节孔

4.3弧度成形

1）根据模板单元所处弧形剪力墙的部位，分为外弧、内弧。内弧安装楞间对拉螺杆，外弧安装楞间顶撑螺杆。

2）利用弧形模具调节模板单元弧度。按照施工图纸中设计的弧形剪力墙1∶1放样，制作弧度模具，同样分为外弧模具与内弧模具。将模板单元平放在按图预制的圆弧形模具上，利用覆塑模板自身优质的韧性，弯曲模板单元直至与圆弧形模具弧度一致。依次上紧调节螺母，使螺杆充分受力固定住方木，直到面板弧度与模型弧度一致。

4.4组装单元模板

1）各模板单元间水平方向采用长100 mm的M16螺栓连接，相邻模板间方木拼接时凹凸5 mm，错位叠合，用螺栓紧固，防止漏浆。

2）模板上下搭接采用方木模板错位搭接，上层模板方木凸出2 cm，下层模板凹入2 cm，竖直方向模板间采用63 mm×40 mm×6 mm角钢压合，防止漏浆。

4.5模板体系加固

在模板上等间距开孔，穿M14对拉螺栓，采用弧形钢管或钢筋为主龙骨与山形卡相连。钢筋作为龙骨时，采用直径大于20 mm的HRB400级钢筋。

4.6检查验收

用线锤和钢卷尺对模板垂直度进行全数检测，保证模板垂直度偏差≤6 mm，对不满足要求的模板进行调整。

4.7混凝土浇筑

弧形剪力墙混凝土浇筑下料厚度每层0.5 m，振捣棒振捣半径＜250 mm，振捣时振捣棒应快插慢拔，振捣到混凝土气泡变少为止，当墙高度大于2 m，混凝土浇筑时利用串筒或泵送软管向下送料。

4.8拆模及清理

竖向模板在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模而受损坏时，方可拆除模板。覆塑模板脱模时不能采用钢钎强拆，以免破坏模板表面塑料膜，影响模板寿命。拆下来的模板单元清理表面混凝土后，架空码放，避免受潮。剪力墙弧度发生变化时，拆模后及时调松楞间螺杆，以便二次弧度调节。

5 效益分析

与目前市场上采用的定制钢模、木模和传统木模切割后加固的模板体系相比，可调式弧形剪力墙模板体系可多次周转、可调节弧度，节约模板材料消耗量及因胀模、拼缝漏浆、弧度不自然而产生的踢打、修补、二次抹灰找平费用。以背景工程仲元中学弧形剪力墙为例（模板接触面积7 200 m2），具体施工成本参数为周转次数8次，单次配模数量900 m2，每段（50 m）平均施工时间10 d，单价51元/m2，总费用为36.72万元。对比传统小条拼接木模单价约121元/m2，以及定制钢模板单价约107元/m2，可调式弧形模板成本节约了50%，具有良好的经济效益。

6 结语

可调式弧形剪力墙模板通过椭圆形宽孔及对拉螺杆的组合形成弧度可调的模板单元，拼装加固后形成可调式弧形剪力墙模板，解决了弧形剪力墙模板精确配模的难题。经过工程项目应用实践，弧形剪力墙成形效果优良，弧度自然，线条流畅，观感较好。

工程项目施工完成后，弧形剪力墙的验收合格率为100%，实测实量合格率达到96%以上，具有良好的推广应用价值。

可调式弧形剪力墙模板除适用于弧形剪力墙外，在水池、筒仓、泵站弧形外墙等构件中均可适用。