地下室侧墙单侧支模施工技术分析

王冠楠 （安徽省第一建筑工程有限公司，安徽 合肥 230000）

1 前言

近年来我国建筑业大力发展，城市化率不断提高，越来越多的新建工地面临着施工场地不足的情况。为了使新建工地可以有效避让城市中已建工程，基坑支护大量采用支护桩作为围护支撑结构。在某些特定工况条件下，例如新建工地基坑周边与市政道路距离过近，或者基坑开挖面与已建成的单体结构距离过近，越来越多地下室结构外墙模板工程中出现了无法采用传统对拉螺杆支模浇筑的情况。单侧支模施工工艺，在城市新建工程地下室侧墙模板工程中将成为常态化。通过对大量已经实施的相关单侧支模工艺进行对比分析，本文从单侧支模面临的技术问题进行推导分析，同时对不同施工工艺下单侧模板加固技术进行横向对比，得出了不同施工工艺的优缺点。

2 单侧模板的难点分析

当地下室外墙与基坑支护结构距离过近，往往间距在200mm 左右时，就需要施工单位技术人员对该部位地下室外墙采取单侧支模的模板加固方式。在实际操作过程中单侧支模面临着以下的技术难点。

①单侧支模浇筑段地下室结构的侧墙防水施工方法，是采用常规的防水材料或者利用加厚结构墙体进行单纯的结构自防水。

②单侧模板如何进行加固，目前有两种常见的处理方式，一是利用斜向支撑的形式进行支撑加固，二是利用在支护结构中植筋、凿除支护桩混凝土后焊接主筋等方式设置穿墙螺杆，将单侧模板改成常规的双侧支模工艺。

③单侧模板的体系选择，该问题思考的出发点多是基于模板本身的强度、刚度等方面。目前常用的单侧模板体系多为普通胶合板木模板、成型的钢模板、类似于SIKA 体系的木模板组合成型的大模板。总结而言模板的体系选择方向可以简化为两个思路，一是采用小模板体系，二是采用大模板体系。

3 常见的单侧支模施工工艺

3.1 钢管支撑木模板

3.1.1 施工工艺

地锚预埋→导墙预埋螺杆→外墙模板支设→安装竖向次楞→安装横向钢管背楞→调整模板平直→安装斜向支撑→设置反向支撑钢管→紧固检查→验收合格→浇筑混凝土。

图1 单侧模板钢管支撑体系立面示意图

3.1.2 施工原理

①利用钢管支撑作为主要的传力构件，利用钢管的抗压力抵抗混凝土浇筑时产生的侧向压力。

②利用地锚作为墙体根部支撑钢管的支撑点，将现浇混凝土对模板根部产生的最大压力利用支撑钢管传递给锚固在底板结构中的地锚结构。利用地锚在混凝土中的竖向抗拔力抵抗支撑钢管传递而来的推力。该部分推力分解产生的竖向力对地锚结构而言是抗拔力，分解产生的水平力对地锚结构而言是剪力。

③为了避免普通钢管斜支撑在压力作用下出现长细杆失稳的情况，增设反力撑杆，降低斜支撑钢管的受压计算长度。在支撑体系中形成类似桁架的作用，提高了支撑体系的稳定性。

3.1.3 优缺点分析

①人员作业熟练度高，该施工工艺与普通的钢管模板支撑材料、加固方式相同，工人接受程度高。

②材料简单，钢管及扣件均为工地常用物料，供应方便快捷，无需单独定制。

③混凝土无需分墙柱与梁板单独浇筑，混凝土浇筑一次成型。

④普通钢管木模板的刚度较低，且所有扣件紧固均需要人工完成，混凝土浇筑成型后易出现涨模、漏浆等质量问题。

⑤地锚连接处由于施工空间不足，工人紧固作业时扣件会出现紧固不到位，或者木楔加固松动的情况。一旦地锚失效，模板在混凝土浇筑的侧向压力下会产生“上浮”情况。

3.2 型钢三角架模板

3.2.1 施工工艺

预埋地脚紧固螺栓→安装单侧模板及支架→墙根部位加固→支架垂直度→校准模板垂直度→安装操作平台→紧固检查→验收合格→浇筑混凝土。

图2 型钢三角支架模板施工流程示意图

3.2.2 施工原理

①利用预埋的地脚螺栓抵抗现浇墙体根部现浇混凝土产生的侧向压力，该预埋螺栓的作用类似于地锚的作用，同时抵抗水平推力和竖向的拉力。

②利用型钢制作的三级支撑，抵抗混凝土产生的水平推力。

③采用三角支撑架根部的螺杆，通过调节螺杆长度，对墙体模板的垂直度进行控制，以保证浇筑完成后墙体的成型垂直度满足质量要求。

3.2.3 优缺点分析

①由于三角形型钢支撑架提供了足够的刚度，该类单侧模板刚度大，成型混凝土质量好，几乎可以规避涨模、漏浆等质量通病。

②安装、校正工序较少，无需像普通钢管利用扣件连接，减少耗费大量的人工工时。

③墙体竖向混凝土与梁板水平混凝土需要分开浇筑，竖向混凝土浇筑时标高控制是难点，同时由于地块侧墙的防水要求，增加了止水钢板和人工清缝的成本。

④质量较大，需要利用塔吊或者汽车吊全程配合吊装，对设备依赖性强。

3.3 装配式叠合外墙

3.3.1 施工工艺

测量放线→墙体标高抄设→垫片安装→预制墙体吊装→安装斜支撑→墙体垂直度校正、位置校正→钢筋绑扎→验收合格→浇筑混凝土。

图3 装配式叠合墙板安装示意图

3.3.2 施工原理

①随着叠合剪力墙的发展，目前存在双面叠合剪力墙和单侧剪力墙，两类剪力墙均可作为地下室侧墙使用。利用预制混凝土作为模板使用。

②利用钢管斜支撑作为支撑构件，抵抗混凝土产生的水平推力。

③采用钢管斜支撑的螺杆，通过调节斜支撑长度控制装配式构件的垂直度，满足墙体的垂直度要求。

3.3.3 优缺点分析

①装配式预制构件由于工业化的生产特点，具有节能环保、产品质量高等优势。

②墙体安装简单，斜支撑校正方便，施工快捷。

③混凝土无需分成竖向和水平分开浇筑，可以一次性浇筑成型。

④在施工过程中，装配式构件由于构件尺寸的分段，双面叠合剪力墙安装完成后，会导致地下室外墙出现大量的竖向拼缝，一旦处理不好，增加渗水隐患。

⑤构件安装需要塔吊或汽车吊全程配合，在起重性能方面，塔吊型号比一般的传统现浇工地较高，设备租赁费比传统工地较高。

4 单侧模板的分类

由于施工场地的限制，单侧模板施工工艺越来越多地在地下室侧墙模板工艺中被使用。相关的工艺做法分类繁多，通过文献对比与实地考察，本文试图通过两个角度将单侧模板工艺进行归类。

4.1 从外防水层角度

地下室侧墙防水设计一般采用外防水设计，一旦需要采用单侧模板加工，对于外防水层是采用完整性保留还是局部破坏，是单侧模板方案选择的一个重要“分水岭”。通常在采用钢管木模板作为单侧模板施工时，由于模板本身刚度不足，容易产生质量通病。为了消除混凝土成型后的质量问题，有很多的单侧支模工艺选择采用在支护桩植筋或者凿出桩身钢筋焊接对拉螺杆的方式设置对拉穿墙螺杆。该类做法仅仅省除了外墙模板，但实际上仍然是双面模板工艺，同时会破坏侧墙的局部防水。而且这种对拉螺杆的方式将围护临时结构与主体永久结构刚性连接，随着主体结构逐步施工，结构荷载增加所形成的结构沉降，以及围护因换撑导致的局部位移、变形等产生的巨大应力将通过对拉螺杆传递，有可能导致外墙螺杆周边混凝土拉动破坏，造成结构安全隐患与渗水问题。

故，从外防水层是否被破坏的角度，所有的单侧支模工艺会统一被分成两类，第一类是破坏外防水层类模板，例如设置对拉螺杆的钢管支撑模板。第二类是不破坏外防水层类模板，例如无拉螺杆的钢管支撑模板、型钢三角架模板、装配式叠合墙等。

4.2 从混凝土浇筑角度

传统的现浇结构地下室，混凝土浇筑都是竖向和水平一次性浇筑成型。但是随着单侧支模工艺的介入，混凝土的浇筑方式在不同的单侧模板施工工艺下，会分成一次浇筑和二次浇筑两个方式。由此，可以通过地下室结构混凝土的浇筑是否分段，将不同类型的单侧模板工艺统一分成两类。

第一类是混凝土一次成型类模板，例如钢管支撑模板（无论是否设置破坏防水的螺杆）、装配式叠合墙等。第二类是混凝土二次成型类模板，例如型钢三角架模板。

5 不同单侧模板优缺点对比

通过上文不同单侧支模的优缺点分析，现将本文提及的单侧支模工艺优缺点统一对比分析。具体分析如表1 所示。

表1 不同单侧模板优缺点对比表

6 结语

综上所述，单侧支模在不同的施工工艺下呈现出各自的优缺点。各种方法均有显著的优缺点，通过综合研判，地下室侧墙结构的工程质量、防水效果、施工成本、人员施工难易程度等都是需要协调统一。在混凝土结构单侧支模施工技术上进行相关的分析，试图进一步明确单侧支模工艺面临的施工技术难点。同时随着国家装配式技术的大力发展，将装配式预制结构墙体引入到地下室结构施工是一种全新的施工工艺。面对狭窄基坑条件下的单侧支模工艺，更需要现场技术人员找到一种成本低廉、高效便捷、可重复利用和适用范围广的单侧支模施工方法，以彻底解决这一施工难题。