方圆扣在大截面框架柱中的应用

王硕升

（中铁十六局集团城市建设发展有限公司，北京 100018）

0 引言

目前框架柱模板加固主要还是使用钢管、木枋和对拉螺杆加固，其工艺相对复杂、需加工材料多、拆模后不美观，不能满足首层拆模后本层需通社会车辆、柱子外露表观要求高的要求。而本项目采用方圆扣加固技术解决了此类问题，不仅简化了施工步骤，而且在工期、质量、效益等方面具有明显优势。

1 工艺原理及适用范围

方圆扣是 4 片由镀锌钢板制作而成的卡板，采用辅助支撑架作为支撑结构［1］进行柱模板加固的工艺，是针对柱模板加固采用专门定制而成的配套加固工具，每套加固件是由四个带“U”形弯头的镀锌卡板组成。卡板的一端设计成“U”形弯，便于 4 片镀锌卡板相互咬合；另一端设计成带有不同间距的空心槽，便于采用楔铁插入进行方圆扣加固，方圆扣示意图如图 1 所示。

图1 方圆扣示意图

方圆扣在大截面柱、柱表面质量要求高等方面适用。柱截面尺寸在（500～3 000 mm）×（500～3 000 mm）范围内，而本工程柱截面均在此范围内，且本工程首层完成后需通车，柱表面外露对柱的表面观感质量要求高，采用方圆扣加固工艺技术可满足本项目施工质量的要求。

2 方圆扣模板加固特点

方圆扣柱模板加固从质量、受力、效率以及适用范围等方面与普通模板加固施工方法相比，其主要特点如下。

2.1 操作简单

模板加固时只需要两人相互配合，将 4 片镀锌卡板在柱四周依次安装，用铁锤将楔铁打入相应的孔槽内，操作容易，提高施工效率。

2.2 节约成本

方圆扣柱模板加固不需要使用对拉螺杆、穿墙套管节省材料，且在加固过程中不需要对模板进行打孔穿对拉螺杆，间接地提高了模板的周转次数，从而节约费用。

2.3 适用性强

方圆扣几乎对所有柱截面尺寸适用，尤其在较大柱截面尺寸更显优势，一套方圆扣构件可以根据柱截面尺寸大小通过选择方圆扣不同长度构件和调节楔铁位置满足不同尺寸柱截面。

2.4 观感质量好

采用传统模板拆模后柱表面有对拉螺杆孔，不美观，且需修补、清理表面，修补后经常与原有柱混凝土产生色差。而方圆扣拆模后观感效果好，表面光洁，柱上无对拉螺丝孔、不需要清理、修补。

2.5 刚性稳定

采用传统模板加固工艺，尤其在较大截面柱竖向构件，模板刚度差，极易涨模，且后期涨模位置处理非常麻烦；而方圆扣为刚性构件，构件加固完成后柱模在横向水平方向基本无变形，刚度大不会发生因传统模板变形而发生涨模情况，可以保证柱截面尺寸符合设计及建设单位要求。

3 工程概况

郑州机场至许昌市域铁路工程（以下简称“郑许铁路”）是中原城市群城际轨道交通网的骨干线路，线路衔接新郑机场、郑州航空港区、长葛、许昌，贯穿中原城市群郑州-许昌产业带的核心区域，承担城市组团、次中心城镇之间的通勤客流，并发挥内部公交骨干体系功能，承担城市内部主要的客流。

本工程架体支撑材料均采用A型承插型盘扣式钢管支架，7 个高架车站均为高架三层侧式站，为桥-建完全合一型。高架车站由车站主体及天桥出入口组成。本站主体为路中高架三层侧式站台车站，其中一层为地面车道通行区域，二层为站厅层，三层为站台层。车站总长 120 m，车站总宽 22.2 m。本工程柱采用覆塑模板+木方+方圆扣加固的方式，方圆扣进行加固紧固。

4 施工质量控制要点及优化

本工程方圆扣施工工艺流程为：框架柱模板加工→方圆扣合模加固→安装方圆扣镀锌板→复核及验收→浇筑混凝土→拆模。根据现场实际情况以及施工后进行方圆扣质量控制以及施工过程中优化的部位，总结出施工中的控制要点。

4.1 模板加工及优化

本工程柱尺寸均为定型尺寸 1 800 mm×1 600 mm，首层将来为社会车辆道路，要求拆模后混凝土表面达到清水混凝土面效果。模板加工进行优化代替原有传统模式，采用覆塑模板+木枋，具体如下所述。

覆塑模板具有质量稳定（不变形、耐水、不开裂等）、强度高、易脱模、无需脱模剂、表面清洁维护、耐腐蚀、保温效果好（有利于冬季施工）、周转次数高、便于工人施工等优点。

覆塑板正面贴 PP 片，背面贴三胺纸，木枋采用40 mm×50 mm木枋，外涂防腐蚀漆。覆塑模板示意图如图 2 所示。

图2 覆塑模板示意图

4.2 合模及优化

1）模板与木枋加固连接替代原有完全靠钢钉加固方式，本项目采用酚醛胶、辅以钢钉加固实现木枋与模板之间的结合，具有施工方便、节省材料，模板与木枋粘接示意图如图 3 所示。

图3 模板与木枋粘接

2）采用辅助支撑固定件。采用 4 片方圆扣件加固模板工人施工起来容易脱落、下滑，且较大柱子方圆扣重量较重，工人需举着方圆扣进行加固。经项目与厂家联系，辅以一种辅助加固件支架，夹紧柱子四周模板、木枋，将方圆扣可放置上面，不仅可以省时省力，提高加固速度，而且采用此种方法可有效减少模板四角跑浆。四周辅助支撑加固件如图 4 所示。

图4 辅助支撑加固件

4.3 安装方圆扣及优化

1）安装第一套方圆扣。按照施工方案要求，标出第一套方圆扣距地距离，做标记。辅助支撑件夹住柱四周模板后，将第 1 片放置在支撑件上贴紧柱子模板一面，安装第 2 片板时，将第 2 片板带孔槽处穿过第 1 片的“U”形弯头，第 2 片板贴紧柱子相邻一面弯头朝向与第 1 片相反，同理依次安装第 3、4 片，四片板成为一套在柱子模板四周进行加固首尾相锚固，每次弯头朝向与前一片相反即可。按照模板上标记的高度位置，保持卡板水平。四周方圆扣安装完成后，用水准仪等测量工具，复核模板水平及垂直度。

2）楔铁加固。4 片方圆扣镀锌卡板安装完成后调节与柱子之间的间隙，合适后用楔铁插入合适的直段孔槽内，用锤子将楔铁打入并加固紧牢。在楔铁打入孔槽过程中，均匀用力，4 片楔铁围绕四个角部，重复打入 2～3 圈，直至紧固为止，在打入过程中时刻检查卡板与模板木枋之间的间隙。

3）其他方圆扣。剩余方圆扣按照第一套加固步骤依据方案给定间距依次安装第二、三等套方圆扣。

4）模板接缝处优化。模板横向接缝处替代原来直接拼接安装改为错开安装，上下错位插接（错位 20 mm）并在错缝处上下不超过 10 cm 内各安装一套方圆扣，既能保证垂直与整体性，又提供水平抵抗力，增加柱稳定性［2］，柱拆模后拼缝处成型美观，错缝示意图如图 5 所示。

图5 模板接缝错位安装

5）柱顶模板优化。柱顶梁在浇筑混凝土过程中，受力不均匀，产生的弯矩较大，极易发生涨模，因此在柱顶与梁相接位置加设一套方圆扣（距梁底≤15 cm），提高柱与梁相结合处模板稳定性，防止模板涨模。

4.4 浇筑混凝土

本项目柱子首层较高，近 11 m，浇筑时，注意分层浇筑，时刻检查柱模板受力情况。

首层柱浇筑时分两段进行浇筑，每段内再分层浇筑，每层浇筑高度不超过 2 m，上层混凝土需在下层混凝土初凝之前进行浇筑。浇筑过程中安排专人进行柱模板垂直度及稳定性检查。

4.5 拆模

浇筑混凝土后，达到设计要求即可拆除柱子模板，拆除时方圆扣按照模板拆除原则拆除，用锤子均匀敲击楔铁底部，当方圆扣楔铁与卡板结合处松动时，即可拆下。为保证方圆扣循环使用，较高处可以采用绳子绑住“U”形卡板一段，人工传递至地面，不得直接将镀锌卡板直接抛至地面。拆模后效果图如图 6 所示。

图6 拆模后效果图

5 质量控制措施

1）施工前认真熟读相关施工规范、相关图纸理解透彻，组织项目人员及施工作业人员培训工作；

2）严格执行材料进场验收制度；

3）保证方圆扣水平放置；注意加固件的放置顺序以及加固件弯起的方向；

4）复测轴线位置，模板垂直度等；

5）框柱进行混凝土浇筑时，柱高在 6 m 以内时，一次加固至顶即可，浇筑时注意控制浇筑速度，分次浇筑（中间有停顿时间）；柱高＞6 m 时，加固需分两次加固，浇筑完第一段时，再进行上部柱加固与浇筑；

6）保证楔铁加固牢固，防止松动；

6 方圆扣优势对比分析

本项目覆塑模板+木枋方圆扣加固与传统钢管木枋模板相对比，对比内容如表 1 所示。

表1 方圆扣与传统模板对比

1）质量效益对比。本项目柱 108 根，拆模后质量合格率达 100 %，表面观感质量效果好，平整度、垂直度、光洁度及柱尺寸均满足要求，一致得到业主方好评，且建议此方案应用于其他单位车站柱施工。

2）经济效益对比。经核算每根柱采用方圆扣人工材料费约 200 元；采用传统模板、木枋进行加固产生人工材料费约 350 元；每根柱子节省费用 150 元。

3）环保效益对比。本项目适用方圆扣加固柱模，不产生传统模板的费屑、铁钉，减少了建筑垃圾排放，尤其现阶段环保要求力度之高，方圆扣施工符合绿色施工的概念。

7 结语

郑许市域铁路工程车站柱采用覆塑模板加木枋实践表明，施工达到效果，体现了方圆扣施工的特点，显示了此种施工工艺在建筑中的独特优势，尤其大截面尺寸构件在未来标志性建筑中越来越多，采用新工艺技术施工的工程会不断增加。在今后建筑施工过程中，方圆扣施工技术符合社会发展要求，在今后的大截面框架柱模板加固过程有较大的发挥空间，同时通过本项目为今后的类似柱工程施工积累了一定的经验，为以后绿色施工要求增添了新的施工工艺。Q