框架柱与小墙垛整体浇筑模板体系施工技术研究

徐云涛

（中铁十六局集团城市建设发展有限公司，北京 100018）

0 引言

在建筑二次结构施工中，门窗洞口的两侧往往需要留设砌体墙垛，如果砌体墙垛距离框架柱较近且长度较小时，就会形成小墙垛，传统的砌体施工方式就不再适用。不适用的原因是由于随着墙垛的长细比增大，对结构稳定性的不良影响也会变大，会造成结构刚度和承载力的降低，从而产生安全隐患，最终会造成砌体小墙垛不能够按照规范要求承担来自门窗的竖向荷载。图集 12G614－1《砌体填充墙结构构造》中也明确要求，当门窗洞口位置的小墙垛长度＜ 240 mm 时，宜采用钢筋混凝土抱框柱［1］。由此可见，砌体小墙垛在实际施工中通常都是采用现浇混凝土墙垛的方式或者现浇构造柱的工艺来替换传统的砌体施工方式。然而，二次浇筑小墙垛的施工过程相对较为复杂，需要增加植筋、支模等步骤，增加了施工周期及施工成本。为了解决这个问题，本文提出了一种更合理的施工方法，研制一种工具式支撑架，实现小墙垛与框架柱同步进行支模和整体浇筑。

通过将小墙垛与框架柱同步支模，可以在施工过程中有效地实现小墙垛与框架柱的连接，不仅可以简化施工工序，节省材料和工时成本，还能够保证结构的整体性和承载力，有效解决了传统砌体施工墙垛所面临的问题。

1 工程概况

新建上派镇南郢安置点一期工程项目位于安徽省合肥市肥西县青龙潭路与卫星路交界处，该项目地上 26 层，地下 1 层，最高建筑高度为 80.5 m。总建筑面积 200 677 m2，地下建筑面积 47 545m2，地上建筑面积153 132m2，住宅楼为剪力墙结构［2］，基础形式为预制管桩复合地基+筏板基础，筏板厚度为 1.5 m，单座基础混凝土共 1 150 m3，属于大体积混凝土结构，钢筋工程体量大、周期长，是制约本项目施工进度的关键之一。

2 附柱小墙垛现行工艺分析

在结构专业设计中，附柱小墙垛是一种常见的构造形式，如图1 所示。然而，在实际现场施工过程中，对于框架柱与小墙垛的施工技术措施缺乏统筹的优化。尽管铝模工艺条件较好，且异型柱支模相对灵活稳固，但目前主流施工工艺仍为二次结构施工时重新支设木模板浇筑墙垛。但这种工艺具有支撑固定方式不牢固、结构刚度不足、小墙垛与柱交接位置拼缝不严等问题。在混凝土浇筑过程中，小墙垛的模板容易产生位移或开裂，进而导致一系列质量缺陷，如变形涨模、漏浆错台、夹渣咬肉等问题［3］，严重影响构件成型的外观质量，增加了额外的剔凿修补成本。

图1 附柱小墙垛构造示意图（单位：mm）

针对上述问题，目前没有有效的解决方案，技术更新的速度较慢，传统施工方法的弊端长期存在，这严重制约了结构工程质量的提升。因此需要研究和开发针对墙垛模板的加固工艺，以增加其刚度和稳定性，解决小墙垛模板尺寸小、拼缝不严、固定困难等问题，提高施工质量和效率。

3 框架柱与小墙垛整体浇筑关键技术

3.1 工艺操作流程

制作工具式支撑架→模板配制→测量弹线→基层处理→绑扎框架柱及墙垛钢筋→支立柱侧模→安装工具式支撑架→安装柱箍→校正及验收→浇筑混凝土→拆模清理备用。

3.2 工具式支撑架制作方法

工具式支撑架包括 6 # 热轧轻型槽钢、5 mm×50 mm ×5 mm 角钢、M16 螺杆、M16 紧固螺帽及重型山型卡等部分组成。6 # 热轧轻型槽钢及 50 mm×50 mm×5 mm 角钢长度均为 180 mm；纵向和横向的 M16 螺杆每边超出 框架柱85 mm，单端套丝长度 75 mm；截取 2 组（4 根）φ16 钢筋，长度分别为框架柱宽度。槽钢、角钢竖直放置，使用螺杆、钢筋分别垂直焊接连接，其中螺杆、钢筋与型钢之间采用单面连续焊，螺杆与钢筋之间采用垂直点焊，槽钢及角钢的间距根据小墙垛两侧方木龙骨的距离进行调整。工具式支撑架构造如图2 所示，三维示意图如图3 所示。

图2 工具式支撑架构造示意图（单位：mm）

图3 工具式支撑架三维示意图

3.3 施工操作步骤

3.3.1 模板配制

在柱模施工中，首先应根据设计要求确定模板的配置方案，包括主次龙骨、柱箍的数量及间距等。在确定组配方案后，为了保证在浇筑过程中模板和支撑能够达到要求稳定性，需要对稳定性进行验算，从而确保其能够承受施工过程中的荷载。在柱侧模的制作过程中，采用分块制作的方式。次龙骨可以选用规格一致的方木，并要求双面过刨，平直无变形，次龙骨之间的净间距不应超过 200 mm。在模板接缝处，进行刨光处理并粘贴胶带，以确保模板接缝严密，避免漏浆。

3.3.2 弹线找平

根据施工图纸，弹出框架柱的轴线、边线以及控制线，使用红色油漆进行标识，柱边线两端各延长≥200 mm，用作模板垂直度检查使用。在框架柱的纵筋上测设水平标高线，并用红色胶带标识。基层接茬处应剔凿柱脚混凝土表面的浮浆，凿毛的深度不宜＜5 mm，剔凿的浮浆残渣应及时清理，并冲洗干净。根据水平标高线使用水泥砂浆调整柱底模板进行找平，底部缝隙封堵密实，不宜采用下压海绵条或其他杂物的形式进行嵌缝，防止柱模板底部混凝土漏浆形成烂根［4］。

3.3.3 绑扎框架柱及墙垛钢筋

对从下层伸出的混凝土柱纵向钢筋进行修整清理，套入箍筋后逐根接长，接头采用直螺纹连接套筒。力矩扳手拧紧螺纹套筒后根据纵向钢筋上的设计间距进行箍筋划线，向上平移套好的箍筋并且自上而下进行缠扣绑扎。墙垛附加筋需要和框架柱钢筋进行绑扎，绑扎方式需要参照设计图纸要求［5］。

3.3.4 支立柱侧模

通过已经确定的柱边线位置，可以将需要焊接的横向支撑筋提前进行柱内预埋的操作，对侧模底部进行支撑顶紧，防止位移的产生，侧边模板安装模式是按照部位进行分片安装，此外阴阳角处的侧模采用不同方式，阳角处多为单面即为一片，但是阴角处则需要将相邻的两面拼装成为一面才可进行安装，柱模根部的位置需要通过模板控制线进行定位，模板的接缝处为了防止混凝土漏浆则需要使用海绵胶带进行封堵。单片侧模临时固定时需要同时进行柱模内支撑的安装，控制柱截面尺寸。位于柱模外角交接位置使用铁钉进行加固，将柱侧模合拢。

3.3.5 安装工具式支撑架

安装工具式支撑架的顺序从下端开始，依次往上，柱箍需要同步进行加固，工具式支撑架先参照柱箍的竖向间距并且还需要紧靠柱模阴角进行位置摆放，同时要确保支撑架上的槽钢和角钢能够卡紧位于侧模的木龙骨上，并用铁钉进行临时固定，除此之外，从支撑架上纵向和横向伸出的 M16 螺杆要预先穿入螺帽及重型山型卡。

3.3.6 安装柱箍

在柱模的施工过程中，可以采取一系列的技术措施和工艺步骤，以确保模板稳固性和准确性。首先，柱箍可从底部开始逐排安装，柱箍采用直径为 48.3 mm、壁厚为 3.6 mm 的双钢管主龙骨，通过 M12 螺栓进行固定。安装工具式支撑架，使用纵、横向伸出的 M16 螺杆通过对拉螺栓将主龙骨锁紧，初步加固柱模的矩形外框。同时，调整支撑架的位置，使其与柱箍和侧模对齐，并使用山型卡将外侧的主龙骨进行紧固，加固锁定侧模的阴角处。使用钢卷尺、线坠对模板的垂直度进行调整后，并拧紧所有对拉螺栓，即可完成柱侧模的固定。

工具式支撑架的基本原理是通过锁紧阴角处纵、横向的主龙骨，利用双向顶紧拉结的方式加固纵、横向的小墙垛侧模，这样形成了工具式支撑架、钢管主龙骨和柱侧模之间的交叉互锁构造。外矩框的双钢管主龙骨和对拉螺栓主要功能是用于承担来自柱模的整体侧向压力，组成内距框的工具式支撑架、对边钢管龙骨和山型卡主要功能是用于承担阴角处柱模板的侧压力，以确保模板位置准确且边角垂直方正（见图4、图5）。模板底部存在缝隙，因此混凝土浇筑过程中为了防止漏浆的现象发生，需要通过调整斜撑在柱模的可调丝杠到 45°来进行模板底部缝隙的封堵。此外，通过调节安装在墙垛模板的工具式支撑架上的螺栓松紧度来进一步调整模板的垂直度。通过以上的施工技术措施和工艺步骤，既可以确保柱模的稳固性和准确性，又可以分散混凝土在浇筑过程中对模板产生的侧向压力，确保模板位置不发生偏移，并使边角垂直方正。这些措施和步骤可以有效提升柱模施工的质量和效率。

图4 框架柱与墙垛模板安装示意图

图5 框架柱与墙垛模板三维示意图

3.3.7 浇筑异形柱混凝土

在钢筋隐蔽验收、模板体系验收合格后进行混凝土的浇筑工作，框架柱混凝土浇筑施工实施之前，框架柱底部需要提前敷设一层和其浇筑的混凝土相同配合比的减石混凝土，厚度为 50 mm。随后进行混凝土浇筑，浇筑作业为分层下料，即将混凝土按照一定层次逐层倒入模板中，混凝土浇筑速度适中，以便确保每一层混凝土在入模后的厚度不能＞450 mm。严禁在浇筑过程中出现混凝土集中倾倒的现象，因为集中倾倒会冲击模板以及钢筋骨架，可采用串桶、溜槽倾倒混凝土方式减少因浇筑高度过大带来的混凝土冲击。

使用振捣棒对浇筑在框柱模板内的混凝土进行振捣。振捣时，振捣棒应该遵循“快插慢拔”的原则，上下移动间距在 1～2 cm 左右，以实现混凝土的均匀振实。在振捣过程中要小心避免振捣棒碰撞到模板内的钢筋、模板、预埋件和电气线盒，以免对其造成损坏。对于每个振捣点的时间长度要控制在 20～30 s 以内，准确的时间长度是以混凝土表面没有出现显著下沉、表面没有气泡出现和表面出现灰浆为最终判别标准。过度振捣可能会导致混凝土的不均匀或产生裂缝，因此需要谨慎操作。要严格按照规范要求，进行异形柱的浇筑，确保混凝土的质量和性能，保证框架柱的施工质量符合设计要求。

3.3.8 拆模清理备用

框架柱侧模拆除工作需要在混凝土的强度不小于1.2 MPa 时进行。拆除模板需要按照一定的次序进行操作，首先，需要逐个拆卸斜撑，随后方可对对拉螺栓、主龙骨和工具式支撑架进行拆卸，最后逐步对侧模进行拆卸。拆模过程中不能够有冲击荷载的形成，以防止对楼层造成形变，当模板出现了局部粘结或者吸附混凝土的情况，可以利用工具嵌入模板下方接缝处进行轻微的撬动使得模板黏连处分离。模板拆除完毕后需要及时对施工现场进行清洁，同时在模板的表面涂刷隔离剂以便于防止模板与下一次混凝土浇筑时发生粘连。同时，收集清理工具式部件，并清除表面灰浆，使其恢复清洁，并可以继续进行下一次的使用。

4 创新技术优势

4.1 技术可行性

本文研制的一种工具式支撑架，具有构造简单、加工方便、周转灵活的等优点，解决了传统工艺需要增加植筋、支模等步骤、增加施工周期及施工成本的问题，简化了施工工序，增加了模板支设的刚度和稳定性，解决小墙垛模板尺寸小、拼缝不严、固定困难等问题，提高了施工质量和效率。

4.2 结构安全性

通过工具式支撑架同时锁紧阴角处纵、横向主龙骨，形成交叉互锁构造，将异形柱模板体系分解为外矩框及内距框，混凝土浇筑侧压力分散于柱箍体系，提高模板各部位的整体刚度，确保现浇结构模板加固质量安全可靠。

4.3 经济适用性

该技术可节省模板加固材料及人工投入，提高周转材料利用率，现场装卸快捷、简化操作，有效防止结构剔凿导致的返工浪费，合理压缩模板安装加固的时间，显著提高工效，实现降低成本，加快施工进度［6］。

5 结语

本文针对传统二次浇筑墙垛工艺，解决了传统工艺需要增加植筋、支模等步骤，增加施工周期及施工成本的问题，研制了一种用于小墙垛和框架柱同时浇筑的模板体系，增加了模板支设的刚度和稳定性，解决了小墙垛模板尺寸小、拼缝不严、固定困难等问题，提高了施工质量和效率。该技术已授权“一种用于框架柱与门窗洞口墙垛整体浇筑的模板体系”实用新型专利（专利号：ZL 2021 2 0245179.2）［7］，可广泛应用于主体结构与二次结构异型构件的工艺技术优化，为结构工程的技术进步起到积极的推动作用。Q