李龍,黃小東
(1中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司,福建福州 350015;2重慶渝發(fā)建設(shè)有限公司,重慶 400014)
為滿足建筑物自身的結(jié)構(gòu)變形需求,高層和超長(zhǎng)建筑物中通常設(shè)置變形縫以確保結(jié)構(gòu)的安全性。為了節(jié)約空間,保證建筑物外立面效果,變形縫設(shè)計(jì)寬度通常較小。在對(duì)變形縫兩側(cè)剪力墻或大尺寸立柱模板進(jìn)行施工時(shí),因變形縫寬度較小、長(zhǎng)度較大,若采用常規(guī)模板施工,工人在施工時(shí)無(wú)法進(jìn)入狹小的變形縫空間內(nèi)進(jìn)行模板安裝及拆除作業(yè),不但工序復(fù)雜、施工成本高,而且墻體成型質(zhì)量無(wú)法保證。而采用聚苯泡沫板或阻燃性擠塑板作為變形縫填充模板,雖然操作較為簡(jiǎn)單,但難以達(dá)到規(guī)范規(guī)定的墻體垂直度和平整度要求。為此,需要研發(fā)一種新型施工工藝,在解決變形縫處模板加固、拆除難題的同時(shí),還能提高墻體和立柱的垂直度和平整度。
變形縫內(nèi)采用聚苯泡沫板進(jìn)行填充:一側(cè)剪力墻結(jié)構(gòu)施工完成后,在變形縫位置填塞聚苯板或擠塑板,作為變形縫側(cè)的單側(cè)模板。該施工技術(shù)采用聚苯板或擠塑板作為填充料,代替了變形縫側(cè)模板,節(jié)約了部分木材。聚苯板或擠塑板剛度遠(yuǎn)低于混凝土結(jié)構(gòu),具備一定變形能力,施工后不能取出,不會(huì)影響變形縫的結(jié)構(gòu)安全功能。聚苯板材料一次投入,成本比可周轉(zhuǎn)模板高。內(nèi)側(cè)模板僅采用單側(cè)支頂加固,難度較大,模板軸線位移及漲模機(jī)率較高。聚苯板填充物因自身剛度易變形,無(wú)法保證變形縫的結(jié)構(gòu)尺寸及垂直度。
計(jì)劃設(shè)計(jì)一種無(wú)肋大鋼模板,且具有以下特點(diǎn):(1)在使用過(guò)程中不易損壞,可周轉(zhuǎn)次數(shù)多,在項(xiàng)目結(jié)束后可轉(zhuǎn)運(yùn)至其它項(xiàng)目繼續(xù)使用,節(jié)約成本;(2)變形縫處兩側(cè)剪力墻或立柱內(nèi)外模采用通絲螺桿拉結(jié),在固定內(nèi)模的同時(shí),也固定了外模,無(wú)需作業(yè)人員在變形縫內(nèi)操作,施工效率高,操作簡(jiǎn)便;(3)無(wú)肋鋼模為大片鋼模,在狹窄施工縫中無(wú)需翻轉(zhuǎn)就能安裝到下一作業(yè)面,操作更方便,作業(yè)效率更高;(4)無(wú)肋鋼模剛度好,不易變形,拼縫嚴(yán)密,剪力墻和立柱混凝土成型質(zhì)量好。
無(wú)肋鋼模直接在鋼板上開孔作為加固螺栓孔,采用通絲螺桿與內(nèi)模拉結(jié)固定。模板加固時(shí),借助模板外側(cè)固定外墻螺母,然后旋轉(zhuǎn)內(nèi)墻螺母,在固定內(nèi)模的同時(shí),也固定了外模。為確保模板在混凝土澆筑完成后能順利拆除,模板安裝時(shí),在墻內(nèi)加穿PVC套管。
圖1 施工工藝流程示意圖
模板設(shè)計(jì)加工→A單元第N層鋼筋綁扎、驗(yàn)收→安裝內(nèi)外側(cè)模板→加固內(nèi)外側(cè)模板→澆筑A單元第N層混凝土→B單元第N層鋼筋綁扎、驗(yàn)收→拆除A單元第N層模板→安裝B單元第N層外側(cè)模板→安裝B單元第N層內(nèi)側(cè)模板→澆筑B單元第N層混凝土→A單元第N+1層鋼筋綁扎、驗(yàn)收→拆除B單元第N層外側(cè)模板→安裝A單元第N+1層模板→澆筑A單元第N+1層混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→模板拆除(注:在拆除無(wú)肋鋼模時(shí),帶連接片的鋼模先拆),如圖1所示。
2.2.1 模板深化設(shè)計(jì)
(1) 材料選擇
變形縫處剪力墻或大尺寸立柱外側(cè)無(wú)肋鋼模采用15mm厚的Q235熱軋鋼板加工而成,內(nèi)??刹捎娩X模體系,也可以采用常規(guī)木模板體系,本文主要介紹鋁模體系。
(2)模板模塊劃分及開孔設(shè)計(jì)
根據(jù)變形縫兩側(cè)的剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻外側(cè)無(wú)肋鋼模劃分為無(wú)肋鋼模標(biāo)準(zhǔn)板及洞口上沿模板(無(wú)洞口采用無(wú)連接片標(biāo)準(zhǔn)板),共3塊,具體劃分及尺寸如圖2所示(以長(zhǎng)6m,高3m剪力墻為例),其中標(biāo)準(zhǔn)板模板重約824kg,洞口上沿模板重約416kg。
外模采用專用絲桿與內(nèi)模拉結(jié)固定,每塊鋼??芍苯娱_ф18孔作為螺桿孔,螺桿孔縱橫向間距不得超過(guò)500mm,第一列孔距鋼模邊緣250mm,第一行孔距鋼模下邊緣250mm(距樓面150mm),鋼模距上邊緣100mm處開2個(gè)ф32的孔作為吊孔。模板開孔位置詳見(jiàn)圖2。
圖2 無(wú)肋鋼模劃分及開孔位置示意圖
(3)模板體系及節(jié)點(diǎn)大樣設(shè)計(jì),如圖3、圖4所示。
圖3 無(wú)肋鋼模大樣圖
圖4 模板孔焊接螺母及專用絲桿大樣圖
(4)模板受力分析(取500mm×500mm作為一個(gè)計(jì)算單元)
側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值(G4k)按下列公示計(jì)算,并取其中較小值[1]。
正常使用下極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值S正=G4k=34.348kN/m2
強(qiáng)度驗(yàn)算:
撓度驗(yàn)算:
2.2.2 模板加工生產(chǎn)
依據(jù)深化設(shè)計(jì)圖采購(gòu)鋼板,按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行切割、開孔。在開孔外側(cè)焊上螺母,螺母需采用滿焊。加工完成的無(wú)肋鋼模板應(yīng)進(jìn)行尺寸及平整度檢查。
2.2.3 鋼筋綁扎、驗(yàn)收
在樓板上彈出模板控制線、定位線,然后進(jìn)行鋼筋綁扎,為保證剪力墻成型截面尺寸、豎向鋼筋間距及保護(hù)層厚度準(zhǔn)確,宜在樓層結(jié)構(gòu)標(biāo)高以上150mm采用專用的鋼筋梯子,用于剪力墻水平向鋼筋的相對(duì)位置固定。應(yīng)對(duì)剪力墻鋼筋進(jìn)行逐點(diǎn)、對(duì)稱綁扎,避免鋼筋向一個(gè)方向歪斜。鋼筋骨架安裝完成后,安裝成品鋼筋保護(hù)層墊圈。鋼筋綁扎完成驗(yàn)收合格后即可進(jìn)行模板安裝。
2.2.4 剪力墻柱內(nèi)外側(cè)模板安裝加固
變形縫兩側(cè)剪力墻分AB兩單元進(jìn)行分層流水施工,即先施工A單元第N層,其次施工B單元第N層,然后施工A單元第N+1層。
(1)外側(cè)模板安裝
外墻采用無(wú)肋鋼模,鋼模安裝前應(yīng)涂刷脫模劑,并檢查模板開孔及螺母處是否存在異物,然后由塔吊吊運(yùn)至雙剪力墻低跨位置,擱置在剪力墻上預(yù)埋的調(diào)平螺桿上(調(diào)平螺桿應(yīng)在外側(cè)鋼模吊裝前調(diào)整完成)。在鋼模上部安裝專用頂撐,固定鋼模上部位置。
(2)內(nèi)側(cè)模板安裝
安裝內(nèi)墻模板前,首先在剪力墻水平筋上放置混凝土內(nèi)撐條來(lái)控制墻體尺寸,混凝土內(nèi)撐條為30mm×40mm×墻寬。內(nèi)撐條強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)位置混凝土強(qiáng)度相同,使用時(shí)均應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度要求。剪力墻內(nèi)側(cè)模板采用鋁模,從墻角、陰角處開始鋁模拼裝,按鋁合金模板的編號(hào)向兩側(cè)延伸。為防鋁合金模板傾覆,在安裝模板時(shí)采用臨時(shí)的斜撐進(jìn)行固定。
(3) 模板加固
模板加固時(shí),首先將Φ18的PVC塑料套管由內(nèi)模預(yù)留孔直接穿出外墻模預(yù)留孔,接著將Φ16穿墻螺桿在無(wú)絲牙處粘貼一圈雙面膠(短絲牙端向外),通過(guò)套管穿過(guò)剪力墻,旋轉(zhuǎn)絲桿使絲桿短絲牙端進(jìn)入鋼模外側(cè)螺母中,擰緊絲桿(由于絲桿存在無(wú)絲牙段,當(dāng)無(wú)絲牙段與螺母接觸時(shí),絲桿無(wú)法再轉(zhuǎn)動(dòng)擰緊;粘貼的雙面膠與鋼??走M(jìn)行接觸,可有效防止混凝土水泥漿流入螺桿孔及螺母處)。然后開始安裝內(nèi)墻背楞,內(nèi)墻背楞采取從下往上安裝的方式,每裝一條背楞,必須安裝鐵片及山形螺母,內(nèi)墻背楞安裝完成后,對(duì)內(nèi)側(cè)模板螺母進(jìn)行加固。
(4) 模板調(diào)校
模板加固完成后,用掛線墜檢查墻模的垂直度,并進(jìn)行校正。因變形縫處剪力墻無(wú)法對(duì)稱設(shè)置斜支撐,故采用手拉葫蘆和斜支撐做到一拉一頂。斜撐一端固定在背楞上,另一端用膨脹螺栓(鋼筋預(yù)埋)固定在樓面上,以保證在澆筑混凝土?xí)r墻柱垂直度不會(huì)偏移(墻柱垂直度偏差應(yīng)控制在5mm范圍內(nèi)[2])。
2.2.5 混凝土澆筑
混凝土澆筑方式與常規(guī)混凝土澆筑方式相同。在混凝土澆筑過(guò)程中,護(hù)模的木工要特別注意雙剪力墻位置及螺母的緊固情況,發(fā)現(xiàn)振搗過(guò)程中有螺帽退出的情況,要及時(shí)緊固,防止?jié)q模情況的發(fā)生。
2.2.6 模板拆除
混凝土澆筑完畢24h后,可先拆除A單元其它柱墻模板,變形縫處剪力墻內(nèi)墻模板應(yīng)在B單元具備外墻模板安裝條件時(shí)拆除。內(nèi)墻模板拆除后,將Φ16專用螺桿反向旋轉(zhuǎn),使其全部從鋼模螺母中退出。在吊孔中穿上吊裝索具,掛上塔吊吊鉤,拆除模板頂部的專用頂撐,用撬棍將鋼模向外輕輕撬動(dòng),使鋼模脫離混凝土,用塔吊將剪力墻外側(cè)整體鋼模緩慢提升出變形縫,提升及吊裝的時(shí)間為B單元N層剪力墻外側(cè)模板具備安裝條件的時(shí)間。提升后對(duì)螺母內(nèi)絲涂抹黃油,以提升周轉(zhuǎn)次數(shù)。
2.2.7 安裝下一流水段模板
將A單元N層剪力墻外側(cè)模板吊運(yùn)至B單元N層,按照A單元N層的流程再循環(huán)施工。
變形縫無(wú)肋鋼模制作及安裝施工除符合表1、表2要求外,尚應(yīng)符合 《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50300)、《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 162)、《建筑工程大模板技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T 74)等相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
表1 無(wú)肋鋼模板制作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[3]
(1)無(wú)肋鋼模板結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,并能承受混凝土澆筑的側(cè)壓力和動(dòng)荷載。在安裝無(wú)肋鋼模板時(shí),應(yīng)有防止產(chǎn)生移位裝置的措施,以確?;炷两Y(jié)構(gòu)外形尺寸準(zhǔn)確。模板間拼縫以及模板與混凝土接觸面應(yīng)有足夠的密封性,以免漏漿。
表2 無(wú)肋鋼模板安裝允許偏差表
(2)無(wú)肋鋼模表面應(yīng)盡可能光滑,不允許有凹坑、皺折或其它表面缺陷。
(3)在每次使用無(wú)肋鋼模板前,應(yīng)將面板與混凝土接觸面清理干凈。為防銹和拆模方便,無(wú)肋鋼模面板應(yīng)涂刷礦物油類的防銹脫模隔離劑,不得采用會(huì)造成鋼筋或混凝土污染的油劑。刷過(guò)隔離劑的模板在遭受雨淋或其它原因失效后應(yīng)重新涂刷隔離劑[4]。
(4)無(wú)肋鋼模板吊裝時(shí),應(yīng)有專人進(jìn)行指揮。無(wú)肋鋼模板起吊應(yīng)平穩(wěn),不得偏斜和大幅度擺動(dòng),五級(jí)以上大風(fēng)天氣應(yīng)停止吊裝,應(yīng)在無(wú)肋鋼模板放置穩(wěn)固或固定后摘鉤。
(5)當(dāng)無(wú)肋鋼模板以及需預(yù)埋在混凝土結(jié)構(gòu)中的管線和預(yù)埋件均安裝、固定完畢后,將模板內(nèi)的所有垃圾、雜物清理干凈,經(jīng)自檢合格后報(bào)監(jiān)理單位復(fù)查,經(jīng)監(jiān)理檢查同意后澆筑混凝土。澆筑混凝土過(guò)程中,需派專人看模,特別應(yīng)注意絲桿是否松動(dòng),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。
隨著建筑技術(shù)的發(fā)展及工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化,框架剪力墻結(jié)構(gòu)變形縫技術(shù)也需不斷提高。變形縫無(wú)肋鋼模安裝施工技術(shù)施工簡(jiǎn)單、效率高,有效地解決了變形縫處雙剪力墻支模困難的難題,同時(shí)還保證了剪力墻的垂直度和平整度,提高了觀感質(zhì)量,效益顯著。