高层建筑采用定型化工字钢背楞加固剪力墙竖向模板的研究.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 110 高层建筑采用定型化工字钢背楞加固剪力墙竖向模板的研究 蒙广才 范云博 张 彬 王 涛 张剑涛 中国建筑第四工程局有限公司，广东 广州 511400 摘要：摘要：现代建筑行业随着“四新技术”应用的大力提倡，现阶段在施工过程中应用的各种新材料、新工艺，不断地在提升行业的整体施工水平。作为代替传统的“钢管+木方”剪力墙模板加固体系，由定型化工字钢背楞组成的加固剪力墙竖向模板体系，在高层建筑工程中得到广泛应用，且成效更好。本文根据我单位在项目实际施工技术应用中产生的效果对该定型化工字钢背楞加固剪力墙竖向模板体系进行简单的研究分析。关键词：关键词：定型化；工字钢背楞；剪力墙；模板加固 中图分类号：中图分类号：TU755 1 技术应用背景 锦麟玖玺（二期）工程位于广西壮族自治区南宁市五象新区。项目总建筑面积约为 17 万，其中地上建筑面积 1.39 万，地下建筑面积 3.1 万，由 8 栋高层住宅（2329层）1013#、1518#楼及S10#、S13#、S18#商业裙楼组成，地下室为 1 层，局部 2 层。本工程结构形式为剪力墙结构，各楼栋标准层多，剪力墙厚度统一，体量大，使用传统的“钢管+木方”加固体系，施工质量较差，会产生较多的质量通病，施工效率低。传统钢管扣件模板加固体系主要存在如下问题：钢管和木方的搭配在剪力墙的过口和内外墙角的固定作用不足。浇筑出来的墙角棱角不分明，易出现跑浆的现象。锁定墙体的加固体系需要将每根钢管先进行固定,施工步骤较为繁琐复杂，耗费时间和人力。钢管和木方需要工人根据墙厚、墙长和墙高进行裁减才能满足不同标高以及内外墙的模板支撑工作。几个楼层下来，方木越裁越短，钢管也会被裁减，导致施工成本升高及工地上建筑垃圾的存放问题出现，另外随意切割、搭接的现象会造成资源浪费和管理困难。方木刚度低、湿涨干缩大，浇捣混凝土时，若把握不好，容易造成木方发生变形或开裂，从而使模板体系产生涨模、断面尺寸鼓出、漏浆等现象，还需后期由工人修补，不仅浪费人工，还影响工期进度。所需周转材料较多，现场安全文明难以保证，对工地安全生产造成了一定的隐患。基于以上传统施工工艺存在的弊端，本工程在施工前，项目部通过实地考察、经济对比分析，决定在本工程 10#13#楼、15#18#楼均采用定型化工字钢背楞加固剪力墙竖向模板体系，该体系材料采用定型化制作，规格统一，安拆便捷，施工难度得到有效简化，提升了施工速度，还能增加材料周转次数，减少了周转材料堆场，促进了现场安全文明施工，该定型化加固体系由专门的生产厂家提供，避免受到材料租赁困难的制约，同时，该体系刚度大，极大地提升了现场的实测实量成绩，在工程实践中对剪力墙加固成品质量提高上显现了明显效果，提高了剪力墙成型质量，得到了业主、监理的普遍好评。图 1 定型化工字钢背楞现场使用情况 2 技术构造简介 2.1 技术构造 定型化工字钢背楞剪力墙模板加固体系的主背楞由加强工字钢定制而成，钢材为 Q345B，其强度是钢管的 34 倍。（1）加固体系构造组成。根据剪力墙结构尺寸定制相应的加固构件：包括双层直板、单层直板、双层直板角件、伸缩件、直阴角件、斜铁。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 111（2）加固主背楞。主背楞采用 8#加强工字钢（Q345B，宽度 80mm，壁厚 3.3mm）双层直板或单层直板。（3）加固次背楞。采用 50mm50mm 钢木方（钢木方是由钢管和木方组成，采用 5050mm 镀锌钢管，管内部填充 46.54.65mm 的木方）代替木方。（4）加固螺栓。采用 14#穿墙螺栓及配套的垫片、双螺母。2.2 次楞材料选择分析 本工程确定使用定型化工字钢背楞作为主背楞后，考虑次背楞使用木方或者新型材料钢木方。方案比选分析如下：木方：模板加固时可根据结构尺寸进行加工下料，质量小，操作方便。木方刚度低，容易发生变形，使用时间短，混凝成型质量较差，同时，木方可周转次数较低，根据经验木方可周转 3、4 次，甚至更低。周转使用后会形成较多废弃木方，增加了施工成本。钢木方：钢木方是由钢管和木方组成，采用 5050mm 镀锌钢管，管内部填充 46.54.65mm的木方。钢木方刚度大，表面平整，混凝土成型效果好。钢木方的重量不大，搬运和施工比较方便，可周转次数是木方的 40 倍以上，极大减少了材料投入使用量。经过分析，次背楞采用钢木方代替木方，能减少木材损耗，提高材料周转效率，混凝土成型质量得到改善，减少了剪力墙混凝土的打磨剔凿及修补。因此，决定采用钢木方作为次背楞。图 2 钢方木成品图 3 施工工艺及操作要点 3.1 施工工艺流程 图 3 施工工艺流程图示 3.2 操作要点（1）施工准备 依据设计图纸，确定各墙体所需加固件型号及数量，在工厂进行加工制作，并运至现场指定的材料堆放区域。每次施工前，检查主背楞、次背楞以及各个配件的平整度和完整性，对于变形的构件应纠正、调直后使用，保证材料下料准确齐全。（2）模板配置及安装 1）模板常用的规格为 185091515mm 的胶合木模板，模板应整张直接使用，尽量避免裁剧，造成模板浪费。墙体模板应在标准层施工前，统一集中配模，配置好的模板应在反面进行编号并写明规格，分类堆码存放。2）模板安装首先在楼板面进行弹线定位，利用弹出的控制线及墙边线来控制及复核模板的安装，根据图纸上剪力墙的尺寸，将加固主背楞和对拉螺栓的位置进行排版，统一打孔，对拉加固螺栓竖向孔按照650mm的间距进行打孔，最下方一排距地不大于250mm，横向按照 500mm 间距打孔，不得出现通缝现象。最后按照图纸上梁、空调板等预留孔及不规则的螺栓孔进行打孔。待加工完所有模板后，将编号、尺寸、使用部位进行一一标明，然后分类码放。3）模板拼装时，先对其中一面墙模板穿好穿墙螺栓及套管，在墙内设置水泥块支撑控制墙体厚度，然后装入另一侧模板。模板合模完成后开始将墙体次背楞按间距不大于 200mm 均匀固定到模板上，然后穿入对拉螺栓，安装主背楞时，根据编号一一对应进行布置，完成前面步骤后开始拼装墙体加固体系。（3）加固体系组装 根据深化设计布置图，确定每处剪力墙模板加固所需的构件和配件种类，由指定人员专门下料，加固体系的安装顺序一般为：安装阳角或阴角件安装双层直板安装单层直板插入斜铁紧固。加固体系构造如图 4 所示。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 112 图 4 加固体系构造组成 施工顺序为：1）首先安装双直-1900 和双直-700，在对接处插入斜铁紧固。2）其次安装双直-1900 和双直-900，在对接处插入斜铁紧固。3）然后安装双直-2100，最后安装墙端单直-900。4）检查各加固件型号尺寸无误后，使各加固件紧靠次龙骨，从底层依次向上加固，加固过程中检查模板垂直度、平整度，符合要求后将螺母上紧，最后在墙端部单层直板插入斜铁完成最终加固。（4）加固矫正 安装完成后，对加固件连接处、斜铁及丝杆螺栓进行检查，确保全数检查无遗漏。根据墙边线及控制线，利用铅垂仪以及线坠等工具进行实测实量，如发现墙体有位移现象，根据地面的控制线将模板位置进行调整，对平整度、垂直度超出的部位进行有效的调整和控制，保证墙体混凝土浇筑的成型质量。（5）模板拆除 为保证加固构件及墙体混凝土成型质量，待混凝土达到设计要求强度之后才能进行模板拆除，拆除的顺序与安装顺序相反，先支后拆：先拆墙端处的紧固斜铁，然后按顺序先拆墙端单直板，再拆双直板，然后拆除阴角双直板，最后拆除对拉螺栓，使模板与墙面逐渐脱离。3.3 特殊部位做法（1）在使用安装剪力墙加固件时，穿墙螺杆有可能会遇到加固件的接头或支撑板，这就需要调节加固件或调节螺杆位置。（2）阴角位置处穿墙对拉螺栓布置如下图5所示：一侧对拉螺栓距模板边间距为 200mm，另一侧对拉螺栓距模板边间距为 250mm。图 5 阴角处穿墙对拉螺栓布置图（3）必须按照设计图纸的要求进行排版并设置穿墙对拉螺栓位置及数量，一般情况穿墙螺栓横向间距为 500mm，特殊部位根据现场实际进行调整。（4）剪力墙加固件在阴角处相接位置配有三个斜铁进行加固，加固过程中一定要砸紧斜铁使加固件紧靠阴角处方木，若阴角处斜铁未加固到位则可能会导致阴角处跑浆漏浆，墙面不平整不垂直等情况。（5）加固顺序为先固定双层直板连接处斜铁，再固定阴角处，然后加固其他双层直板，最后斜铁固定墙端部单直板。（6）全部加固完成后，利用激光仪或线垂检查加固件平直度，超过偏差范围立即进行调整。（7）剪力墙所用次背楞用的钢木方必须规格统一，尺寸一致。钢木方横向间距不大于 200mm。安装前检查钢木方是否存在变形，保证施工质量。（9）在建筑物外墙、楼梯间、电梯井、管道井等部位，为保证剪力墙混凝土接茬处平整美观，在接茬处往下 200mm 处应预埋锁口螺栓，上层模板安装时应下包，使用锁口螺栓拉紧，并贴海绵条，避免接茬处淌浆漏浆，并出现穿裙现象。4 质量通病防治措施 4.1 剪力墙模板偏位防治措施（1）楼板轴线及模板控制线放线完成后，要有技术人员进行复核，保证放线误差在允许范围内，才能进行支模。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 113（2）墙模板底部可以设置定位措施，如采用插入钢筋定位，使墙底部模板不发生偏位来保证墙体准确性。（3）根据特殊墙体部位的结构特点，对特殊位置进行专门加固，以保证模板及其支架具有足够强度、刚度和稳定性。（5）混凝土浇捣前，可以利用激光仪对水平模板支撑架体、墙体模板加固螺栓等部位进行认真检查、复核，并及时整改。（6）混凝土浇捣时，要合理控制浇捣方法，浇灌高度和速度要控制在施工规范允许范围内。4.2 剪力墙模板变形防治措施（1）模板及支架系统设计时，应考虑所有涉及到的荷载，包括模板自重、加固体系自重、施工荷载及浇筑混凝土产生的活荷载，选择强度满足的支撑方案，保证模板及支架承载力和刚度符合要求。（2）墙体模板加工前确保方木及模板质量符合要求，防止不合格的产品用于工程中。（3）对拉螺栓的布置间距要先进行验算，计算满足要求才能实行。（4）剪力墙模板上部必要时设置临时支撑，以保证浇筑混凝土时剪力墙上口宽度不发生变形。4.3 质量检查要求（1）检查主次背楞的规格及尺寸是否符合方案要求；（2）检查穿墙螺杆的长度和直径是否满足要求和规定；（3）检查墙模板的平整度和垂直度是否符合要求；（4）检查模板支撑体系是否固定可靠；（5）检查各种安全防护设施符合是否要求。5 定型化工字钢背楞加固体系优点（1）整体刚度高。采用定型化加强工字钢作为主背楞，钢木方作为次背楞组合使用，与传统钢管+木方加固体系相比，刚度有很大的提高。极大保证了剪力墙混凝土的成型质量。（2）操作简便，工作效率高。该加固体系整体采用插接方式进行连接及加固，主、次背楞均为插入三角斜铁进行锁紧固定，对拉螺栓通过背楞间的空隙从模板上的预留孔锁紧模板，安装和拆除操作简单、方便快捷，提高了施工效率。（3）质量可靠。剪力墙阴阳角位置采用插接方式及定型化构件，阳角的单层直板和双层直板插接之后用三个斜铁锁死了两个加固件，优化了原有 U 型定位锁具，使其形成准确的 90角，主、次背楞交接处由原来的“点”接触变为“面”接触，加大了与次龙骨的受力面，垂直度、平整度偏差得到有效控制，大幅度降低跑模涨模等隐患，保证了混凝土的成型效果，降低了工程管理及维修成本，加快了工程施工进度，提升了材料周转使用率，施工方便快捷，赢得了建设方对工程的认可。6 效益分析 6.1 经济效益 锦麟玖玺（二期）工程剪力墙采用该定型化钢背楞加固体系，相较传统钢管加固内墙 5 道背楞，外墙 6道背楞，采用该技术加固剪力墙模板为内 4 道外 5 道，不仅能节约材料使用量，还节约了人工安装费，同时节约了对拉螺杆的使用量以及后期洞口封堵人工费等，经计算，整个项目 8 栋住宅楼采用该定型化工字钢背楞剪力墙加固体系，节约费用大约为 30 万元。6.2 社会效益 本工法与传统的施工工艺进行对比分析，该定型化工字钢背楞剪力墙加固体系，实现工程各施工单元之间的周转次数平衡与施工工期平衡，缩短了累计工期，材料周转次数有显著提升，直接降低了施工成本，在资源消耗上也得到一定程度的减小，能得到业主和监理单位的一致好评。7 总结 该定型化钢背楞加固体系，普遍适用于高层住宅建设工程剪力墙模板的加固施工，具有性能可靠、支拆方便、周转次数高等特点，规范化施工比传统做法操作更加便捷，操作人员易于掌握，提升了施工效率，缩短了施工工期，同时因其构件刚度大、平整度高能极大提高剪力墙的成型质量。我单位通过在多个项目使用定型化钢背楞加固剪力墙技术，总结积累了丰富的施工经验和方法，从深化模板配模、深化对拉螺杆排版、材料选型、细部节点的处理等形成了一套较为成熟的施工体系，为剪力墙模板加固施工提供了借鉴和指导意义，经过多年的技术发展和优化，相信无论从材料选择还是施工技术中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 114 上都将更能适用于建筑工程的施工，该技术具有较为广阔的发展前景。参考文献 1JGJ 162-2008，建筑施工模板安全技术规范S.2GB 50300-2013，建筑工程施工质量验收统一标准S.3GB 50204-2015，混凝土结构工程施工质量验收规范S.4杨慧峰,华文鑫,秦明亮.可调型钢背楞剪力墙模板加固施工技术J.山西建筑,2016(5):112-114.