路大鵬

(1.中鐵十二局集團有限公司勘測設(shè)計分公司，山西 太原 030000；2.山西眾瑞人力資源管理有限公司，山西 太原 030000)

為了實現(xiàn)土地資源利用最大化，也為了給人們提供更優(yōu)質(zhì)的生活服務(wù)，我國近年來開發(fā)了大量高層建筑項目，雖然高層建筑在施工技術(shù)和施工工藝上的要求都比普通建筑要求高，但高層建筑在我國已經(jīng)有多年發(fā)展歷史，在發(fā)展過程中不但優(yōu)化了建筑結(jié)構(gòu)，也對施工工藝與技術(shù)進行了革新。目前較為常見的高層建筑結(jié)構(gòu)是模塊化裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻也被稱為抗震墻，該建筑結(jié)構(gòu)能夠在很大程度上提升建筑物的抗震性和穩(wěn)定性，采用該結(jié)構(gòu)不僅可以強化工程質(zhì)量，還能夠有效減少成本投入，因此該結(jié)構(gòu)在當前的高層建筑項目中十分常見。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

1.1 避免剪力墻與梁平面外連接

剪力墻的構(gòu)造相對簡單，但在施工過程中也有一些需要注意的地方，即若施工工藝做得不好，那么很可能會導(dǎo)致墻平面外彎曲的情況發(fā)生，一旦發(fā)生此種情況不但不利于后續(xù)施工，還會對建筑結(jié)構(gòu)的美觀性造成影響。若要避免此類情況發(fā)生，施工人員在操作時要嚴格按照相應(yīng)規(guī)范進行，如設(shè)計人員在進行圖紙設(shè)計時就會避免剪力墻結(jié)構(gòu)與梁平面外相連，為了加強此方面說明，設(shè)計人員可以將這里打上標記，并在技術(shù)交底環(huán)節(jié)將這一情況進行說明。但若在實際施工中已經(jīng)出現(xiàn)了相連的情況，那么相關(guān)人員也應(yīng)根據(jù)實際情況進行補救措施，盡量減少此方面對建筑的影響。

1.2 控制剪力墻高度與寬度

我國關(guān)于剪力墻方面的建筑工程已經(jīng)有很多，通過相關(guān)調(diào)查顯示，墻體的高度、寬度在一定程度上也會對剪力墻的性能造成影響。在設(shè)計工作中相關(guān)人員需要根據(jù)相應(yīng)的文件信息來確定建筑需求，然后再對墻體的高度和寬度進行計算，通常來說兩者之間存在著一定的數(shù)值比例，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，若比例超過3%則不符合標準規(guī)范。但鑒于施工現(xiàn)場有很多情況無法預(yù)知和避免，因此若比值超過3%，則需要對其采取相應(yīng)的措施，如將雙向受壓結(jié)構(gòu)融入進去[1]。

1.3 分析剪力墻所承載的作用力

剪力墻在實際施工之前都需要對其進行設(shè)計，在設(shè)計階段除了確定結(jié)構(gòu)外，還要對與墻體有關(guān)的數(shù)據(jù)進行確認，如水平承受力，再如垂直承受力。這些數(shù)據(jù)直接關(guān)系著剪力墻的設(shè)計是否合理，也決定著若按照設(shè)計圖紙要求進行施工，那么剪力墻的承重力是否可以達到工程建設(shè)的實際要求。除此之外，剪力墻的穩(wěn)定性還與墻體的斜截面承載力有關(guān)，因此設(shè)計人員也要將此因素考慮進去。設(shè)計人員可以借助相應(yīng)的軟件平臺進行建模，并觀察分析相應(yīng)數(shù)據(jù)，確定該設(shè)計方案是否符合當前建筑標準。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容

2.1 確定剪力墻墻肢長度

剪力墻的穩(wěn)定性會受到諸多因素影響，而墻肢長度是其中一個重要的影響因素，因為其不僅關(guān)系到墻體穩(wěn)定性，還與其延展性密切相關(guān)。設(shè)計人員在對相應(yīng)數(shù)據(jù)進行分析處理后就可以確定墻肢長度，然后再根據(jù)此方面數(shù)據(jù)來規(guī)劃后續(xù)施工方案，在此過程中還要注意的是特殊部位—彎曲型設(shè)計，當其數(shù)值與整個剪力墻數(shù)值相對應(yīng)后，剪力墻結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性可以得到有效提升。除此之外，連續(xù)墻肢工藝在此方面也至關(guān)重要，其作用在于確保寬厚比能夠達到項目要求。

2.2 分析墻體受力

鑒于高層建筑的特殊性，剪力墻結(jié)構(gòu)與常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)依然會有些許不同，如其屬于豎構(gòu)件，在建造完后其需要承受很多力，這些力來自不同方向，如豎直方向和水平方向等。因為每個高層建筑的規(guī)格都不同，因此我國針對此方面并未進行明確規(guī)定，但針對每個高層項目根據(jù)實際情況進行受力分析是毋庸置疑的一項工作。高層建筑在施工一段時間后可能會出現(xiàn)墻體受力不均的情況，若發(fā)生此情況相關(guān)人員需要根據(jù)實際情況來調(diào)整墻體強度，同時對墻體受力形式進行適當轉(zhuǎn)變，并降低荷載大小。

2.3 設(shè)計墻體厚度

我國針對剪力墻方面有明確的施工規(guī)范，墻體厚度必須達到相應(yīng)標準，如短肢剪力墻，其底部加強部位要大于200mm，其余部位要大于180mm，即使因特殊原因?qū)е铝似鋭偠扔兴兓瑥亩枰獙w厚度進行增加或減少，也要確保此種變化處于50～100mm之間。以此種方式來對墻體進行優(yōu)化不但能夠減少成本投入，還能夠使墻體表明均勻，提升建筑物美感，而若混凝土等級發(fā)生了變化，為了保證剪力墻的穩(wěn)定性，施工人員需要采取一些措施來控制墻體厚度，較為常見的方式是將樓層進行分割，再根據(jù)每一層的實際情況來進行針對性優(yōu)化[2]。

2.4 配置墻身鋼筋

剪力墻抗震性比墻體普通建筑結(jié)構(gòu)強的原因除了其結(jié)構(gòu)更加合理外，還與其所使用的材料強度有關(guān)。對于剪力墻結(jié)構(gòu)而言，墻身是其重要組成部分，承擔著負重的任務(wù)，若墻身強度不足，很容易導(dǎo)致后期竣工驗收時難以通過驗收標準，即使順利通過驗收，也會在后續(xù)使用中埋下隱患。為了避免此種情況發(fā)生，施工單位需要對墻身鋼筋材料進行優(yōu)選，雖然目前市面上有大量符合國家標準的鋼筋廠家，但應(yīng)按照當前項目對鋼筋的實際需求，以及成本規(guī)劃信息方面來選擇合作方，有條件的情況下盡量選擇口碑好的大牌廠家。在進行鋼筋配比時需要相關(guān)人員事先給出墻體水平方向和垂直方向的承載力數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)來計算配筋率。我國建筑物都有抗震等級要求，但無論是哪一個等級，在剪力墻設(shè)計時都要確保鋼筋配比率高于0.25%，鋼筋間距小于300mm，直徑大于8mm。

2.5 設(shè)計邊緣構(gòu)件

剪力墻施工質(zhì)量如何會受到諸多因素影響，邊緣構(gòu)件即為其中一個，無論在設(shè)計階段，還是在實際施工階段，相關(guān)人員都應(yīng)對該工藝有清晰的了解。邊緣構(gòu)件若處理不當，不僅會導(dǎo)致剪力墻結(jié)構(gòu)受到影響，還會影響其結(jié)構(gòu)延展性，甚至會降低其抗剪能力。因此，在設(shè)計時設(shè)計人員要嚴格按照高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)標準進行設(shè)計，同時科學設(shè)置底部加強區(qū)高度，再對暗柱、端柱進行設(shè)計，確定鋼筋配比后進行模擬試驗，若模擬后發(fā)現(xiàn)依然有不合理之處，設(shè)計人員再針對此方面進行二次優(yōu)化。

2.6 連梁設(shè)計

剪力墻最大的功能之一就是其具有極好的抗震性，而這與連梁設(shè)計又有很大關(guān)系，為了提升剪力墻抗剪力和抗震力，設(shè)計人員需要對連梁截面積進行設(shè)計，在確保不會對其它施工環(huán)節(jié)造成影響的前提下增加截面積。一般來講，截面積越大，梁剛度越大，抗震力也會越強。有些建筑工程中也會出現(xiàn)一些特殊情況，如雖然增加了截面積，但其抗剪力卻并未得到提升，此時施工人員就要按照實際情況來對剪力進行控制，如降低連梁剛度。此方面雖然有很多解決方案，但最為簡單快捷的就是對連梁剛度系數(shù)進行折減[3]。

2.7 剪力墻軟件計算方法

隨著高層建筑項目的不斷增加，我國在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方面研發(fā)并應(yīng)用了多種先進技術(shù)與手段，SATWE軟件和振型分解反應(yīng)譜法是最為常見的軟件和計算方法。在軟件中相關(guān)人員只需要將各項數(shù)據(jù)輸入進去，該軟件就可以在系統(tǒng)內(nèi)對相應(yīng)數(shù)據(jù)進行分析和整合，確定相應(yīng)數(shù)據(jù)后還要針對各方面作用力對剪力墻結(jié)構(gòu)剛度的影響進行分析，從而制定出行之有效的優(yōu)化方案，尤其是水平扭轉(zhuǎn)措施。

3 模塊化剪力墻裝配整體式建筑施工中存在的問題

3.1 平板線制作與安裝問題

模塊化剪力墻裝配整體式建筑結(jié)構(gòu)中會涉及多個施工環(huán)節(jié)，平板線制作與安裝即為其中一個，近年來我國很多剪力墻項目中都或多或少地在此方面出現(xiàn)了質(zhì)量問題，具體表現(xiàn)如下：1)轉(zhuǎn)角板問題。轉(zhuǎn)角板指的是預(yù)制模塊穩(wěn)定工藝中常用的一個施工材料，因為其厚度偏薄，體積又大，作業(yè)環(huán)境又是在轉(zhuǎn)角處，一旦操作不當很容易導(dǎo)致其斷裂。導(dǎo)致出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因有很多，如將其吊起后，轉(zhuǎn)角板兩邊預(yù)應(yīng)力不同，施工人員在對其進行操作時使得其邊緣斷裂，2)構(gòu)件被購買回來后，相關(guān)人員沒有對其采取及時有效的管護措施，使得其內(nèi)部轉(zhuǎn)角出現(xiàn)了質(zhì)量問題，無法滿足當下的建筑要求。角度存在問題的情況下，施工人員無論如何都不可能將角度連接工作做好，有時有些施工單位會將轉(zhuǎn)角板進行更換，而有些則是利用一些小構(gòu)件，或是混凝土進行邊緣填充來充數(shù)；3)在整體澆筑時，因澆筑工藝的選擇不夠合理，導(dǎo)致無法實現(xiàn)模塊配置的整體澆筑，此時不但會對剪力墻結(jié)構(gòu)方面有所影響，還會影響到后續(xù)模塊振搗工作；4)模塊疊合板連接斷裂問題，此方面問題多發(fā)生在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，有時因操作不當而導(dǎo)致其斷腳、蹺腳的情況時有發(fā)生，這些存在質(zhì)量的模塊疊合板會給后期預(yù)埋件工作帶來很大的技術(shù)隱患。其容易斷裂的原因是該疊合板自身面積太大，無論是生產(chǎn)，還是運輸都有一定難度，并且在裝卸過程中有時也難免會碰撞，若擠壓過度，則會造成構(gòu)件嚴重損傷，甚至無法使用。

3.2 預(yù)制構(gòu)件連接安裝問題

剪力墻建設(shè)工程中需要對模塊化剪力墻結(jié)構(gòu)板進行連接，然而由于受到種種因素影響，大多數(shù)施工現(xiàn)場都會因無法準確掌握灌漿情況而給剪力墻施工帶來麻煩，尤其是堵塞問題。出現(xiàn)此種情況的絕大部分原因是灌漿預(yù)制處理工藝難以滿足實際施工需求，以灌漿安裝為例，正常情況下安裝連接工作若處理得當，那么孔洞內(nèi)不會有混凝土溢出來，然而實際施工中卻經(jīng)常有混凝土溢出。以往出現(xiàn)此種問題或是因為相關(guān)人員沒能事先針對灌漿管進行檢測，也就無法知道管內(nèi)的飽和情況，或是因為管理人員對此方面缺乏重視和認識，在實際工作中未要求施工人員針對此方面采取技術(shù)干預(yù)。此外，在清潔內(nèi)部方面目前還沒有足夠完美的技術(shù)手段，這也是導(dǎo)致內(nèi)部灌漿孔洞堵塞的原因之一，一旦發(fā)生堵塞，勢必會對后續(xù)安裝工作造成不利影響，進而影響到工程進度[4]。

3.3 人員工作素養(yǎng)問題

施工現(xiàn)場人員流動性大是一個十分普遍的現(xiàn)象，因為很多施工人員都沒有固定的單位或是團隊，通常是結(jié)束了這一個工程就去尋找下一個工程。施工單位也是如此，其在招聘施工人員時缺乏門檻，通常對應(yīng)聘的人采取的都是“召之即來，來之即用”的模式。這些施工人員普遍學歷較低，在施工方面難免顯得生疏，尤其在處理專業(yè)性強的施工環(huán)節(jié)時，很多施工人員都無法確保施工質(zhì)量。如因現(xiàn)場管理疏漏的原因?qū)е潞芏囝A(yù)制鋼筋被隨意放置在施工現(xiàn)場，而施工人員又沒有及時發(fā)現(xiàn)，那么就會導(dǎo)致預(yù)制鋼筋被踩踏從而發(fā)生變形問題，鋼筋變形后必然會影響其應(yīng)用效果，情節(jié)嚴重時還要重新購買和制作鋼筋。此外，施工單位在人員培訓方面的重視程度不足，安全教育方面也有所欠缺，剪力墻施工屬于高層建筑項目，高空作業(yè)本身就很危險，雖然大多數(shù)施工單位都嚴格要求施工人員佩戴安全帽和安全繩，但依然有些工作人員在工作現(xiàn)場未嚴格按照規(guī)范進行安全防護。

4 優(yōu)化模塊化剪力墻裝配整體式建筑結(jié)構(gòu)的措施

4.1 施工準備和定位放線

若要充分確保剪力墻建筑施工質(zhì)量，首先需要做好相應(yīng)的準備工作，如根據(jù)造價對材料、設(shè)備和施工人員進行確定，然后指派專人到施工現(xiàn)場進行實地勘驗，再根據(jù)實際施工要求對現(xiàn)有施工環(huán)境進行必要改造，使其更利于開展施工工作。做完相應(yīng)工作后還要進行定位放線，為了確保定位的精準性，我國施工現(xiàn)場都會配備經(jīng)緯儀，其可以將各個線條嚴格控制在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。在進行布線時需要首先將主控線確定下來，然后再結(jié)合豎向構(gòu)建布局圖的要求來測量其他部分，如建筑柱軸線以及剪力墻暗柱位置線等。明確好各個位置后要做好標記，以免后續(xù)施工時找不到具體位置。

4.2 充分利用輔助工具

建筑施工場地中都有很多類型不同的設(shè)備設(shè)施，L型吊具即為其中一種，其在吊裝和安裝轉(zhuǎn)角板方面能夠起到很好的作用，因為由其吊起轉(zhuǎn)角板后，兩邊的壓力可以得到充分平衡，將轉(zhuǎn)角板進行空中旋轉(zhuǎn)時也不會出現(xiàn)斷裂問題。用該設(shè)備還可以在最大程度上保護轉(zhuǎn)角板的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，這是很多施工工藝和施工設(shè)施都難以達到的效果。此外，平板也是此方面十分重要的組成部分，以往在對其進行護角處理時，施工人員即使按照了施工規(guī)范進行操作，也難以避免其在施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題。如今各個施工單位都對此方面提起了充分重視，并提前制作了塑料保護護角，這樣一來無論是在裝車過程中，還是在運輸過程和卸載過程，都可以在很大程度上避免磕碰給平板帶來的影響。疊合板制作方面也要有所調(diào)整，以往都是設(shè)計人員根據(jù)工程要求來進行設(shè)計，或是到相應(yīng)的廠家進行購買，此種情況下得到的疊合板通常都難以滿足實際施工要求。為了增加疊合板工作效率，設(shè)計方與施工方應(yīng)加強技術(shù)交流，施工方應(yīng)將自己對疊合板的各方面要求進行闡述和總結(jié)，并給出設(shè)計方向和重點。如此一來不但對后續(xù)吊裝設(shè)備可以進行優(yōu)選外，還能夠有效避免疊合板在今后的使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題。

4.3 預(yù)留插筋校正

在該施工項目中，鋼筋是必不可少的施工材料。剪力墻結(jié)構(gòu)建筑中需要預(yù)留出大量的鋼筋位置，但很多工程的鋼筋預(yù)留位置都并不合理，嚴重影響了后期施工。在設(shè)計階段相關(guān)人員就應(yīng)對此方面有清晰的認知，如確定大概要留出多少位置，以及每個鋼筋的具體位置等，確定完成后要對施工人員進行詳細說明，使其能夠嚴格按照設(shè)計規(guī)劃來進行施工。疊合板澆筑施工完成，混凝土初凝之前，這是最后一個可以對鋼筋位置進行更正的機會，管理人員應(yīng)充分抓住這一時間段，對鋼筋位置再次確認。我國在此方面有明確規(guī)定，預(yù)留鋼筋的位置與中心之間的位置距離不得大于1cm，若此時位置已經(jīng)超出標準，施工人員要通過相應(yīng)的技術(shù)手段對其進行校正，較為常用的方式是冷彎方式。做完優(yōu)化處理后再將目前的情況與設(shè)計圖紙進行核對，確認無誤后方可進行下一步。如果在檢查后發(fā)現(xiàn)鋼筋位置與設(shè)計要求差距過大，則應(yīng)立刻對其進行拆除，并迅速做好現(xiàn)場清理工作，然后以最快的速度重新開展該工作。

4.4 強化預(yù)制構(gòu)件操作

雖然施工設(shè)計在一定程度上會影響施工質(zhì)量，但真正對施工質(zhì)量有決定性影響作用的是實際施工，如果施工人員不能將施工設(shè)計完美復(fù)制到建筑工程中，那么即使設(shè)計人員將設(shè)計圖紙做到天衣無縫，依然無法將高層建筑建設(shè)做到最好。在剪力墻結(jié)構(gòu)施工中，預(yù)制構(gòu)件是非常重要的一個環(huán)節(jié)，將此方面工作做好不但能夠增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還可以減少灌漿管堵塞問題。剪力墻施工中會用到大量混凝土，而這些混凝土在灌漿環(huán)節(jié)經(jīng)常會出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致發(fā)生爆漿現(xiàn)象，為了避免此類情況頻繁發(fā)生，施工人員在正式施工前可以在墻體上增加孔洞面積，使鋼筋在傳輸過程中不會受到周圍環(huán)境影響。同時要針對鋼筋橫向、縱向完整性進行強化，便于進行連接安裝工作。值得注意的是，孔洞面積固然要增加，但也要有度，不可過度增加，若要使其更加符合施工標準，施工人員需要對灌漿保護度進行分析，得到相應(yīng)數(shù)據(jù)后再通過計算來確認孔洞方面的操作。在安裝之前相關(guān)單位和人員應(yīng)進行技術(shù)交底，確認每個施工工藝，尤其是鋼筋綁扎工藝，只有此方面不出現(xiàn)問題，才能最大限度地確保連接模塊的完整性。

4.5 構(gòu)建節(jié)點鋼筋捆扎與綁扎

預(yù)制構(gòu)件吊裝工作完畢之后要針對剪力墻進行綁扎工作，此方面需要圍繞著垂直連接節(jié)點、梁、板等節(jié)點進行操作。具體可以從如下幾個方面入手：1)根據(jù)項目要求，相關(guān)工作人員需要對各個預(yù)留位置進行規(guī)劃，如預(yù)留錨筋和箍筋等，確定好位置后及時做好標記，并在實際施工中減少因人為因素而造成的誤差；2)捆扎方式有很多種，施工人員需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況來科學選擇捆扎方式；3)縱向捆扎作業(yè)有所不同，根據(jù)該施工環(huán)節(jié)的特點可以盡量選擇焊接方式。

4.6 節(jié)點模板安裝與疊合板混凝土澆筑

以節(jié)點模板安裝為例，在進行安裝前相關(guān)人員需要對其進行檢查，確認沒有問題后再將其與結(jié)構(gòu)面進行固定，同時做好防水工作，在控制螺栓等距離時也要盡量保證精準性。再以混凝土澆筑為例，在進行澆筑之前要對作業(yè)區(qū)進行清潔，確保區(qū)域內(nèi)沒有對混凝土澆筑工作產(chǎn)生影響的石子或是浮漿。此外，應(yīng)在最佳澆筑時間進行澆筑，之后再進行科學振搗。混凝土的選擇也至關(guān)重要，剪力墻本身對墻體的強度要求就高，因此應(yīng)盡量選擇強度、硬度、承重力都強的混凝土作為原材料。

4.7 提升施工人員專業(yè)性

雖然目前越來越多的先進技術(shù)與設(shè)備已經(jīng)被投入到建筑施工中，但很多施工環(huán)節(jié)依然要由人工來完成，尤其是精細化施工處理方面，然而由于施工現(xiàn)場人員工作素養(yǎng)良莠不齊，很多施工人員并沒有經(jīng)受過系統(tǒng)培訓，導(dǎo)致在剪力墻施工中難以確保施工質(zhì)量。若要強化人員隊伍建設(shè)，提升操作人員專業(yè)性，施工單位要充分重視起人員培訓工作。

5 結(jié)語

綜上所述，模塊化剪力墻結(jié)構(gòu)建筑憑借其獨有的優(yōu)勢在我國建筑市場占據(jù)了一席之地，但鑒于種種因素影響，剪力墻建筑在實際施工過程中還是存在些許問題，若這些問題無法解決，必然會對工程質(zhì)量、工程進度以及成本投入等諸多方面帶來不利影響。在開展相應(yīng)項目建設(shè)之前，管理人員應(yīng)對剪力墻建筑結(jié)構(gòu)有清晰認知，并明確當前項目的建筑要求，同時將成本、施工工藝、人力以及材料設(shè)備等方面進行綜合考量，并積極采取先進技術(shù)與工藝，只有如此才能夠更大程度上優(yōu)化高層建筑建設(shè)。