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变形缝剪力墙模板施工工法

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2020年4月19日
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狭窄变形缝剪力墙模板施工工法
1. 前言
在工程建设中,经常会遇到这样的情况:建筑物的变形缝两侧是剪力墙且外侧端部设计有“L"形暗柱。 由于变形缝内空间狭窄，工人无从操作。采用聚苯板做一次性模板使用，又很难控制钢筋排距及保护层，质量无法保证且费用较高。
长河华庭1号楼、6号楼总建筑高度分别为33m、87.45m,中间分别设有100mm、200mm变形缝。变形缝两侧为剪力墙。为保证工程质量、降低施工成本，必须研制一种新的模板支设体系代替聚苯板做模板的做法。
中国建筑第七工程局华北公司专门成立了科技小组，研究出了“狭窄变形缝剪力墙模板施工工法”，已经过了山西省科学技术研究所查新鉴定。型模预制简单、安装快捷、方便，不但能保证剪力墙施工质量，而且剪力墙模板可多次周转使用，有利于降低施工成本。创造了明显的社会效益和经济效益。
2. 工法特点
2.1 型模进行现场预制加工、用塔吊吊装就位后加固，施工快捷,有利于节约工期。
2.2 型模面板为6mm钢板，可周转使用一直到施工完毕，且钢板回收残值大，有利于节约成本。
2.3 型模采用穿墙螺杆反支撑技术、焊接短钢筋垫棍等细部处理，保证了施工质量。
3.适用范围
建筑物变形缝宽度在100-300mm范围内剪力墙结构的多层、高层工业与民用建筑物。
4.工艺原理
本工法使用6mm钢板做面板，Φ48钢管做背楞，采用自制“几”字卡代替普通山形卡，从而使型模成型厚度缩减到57mm，具备了在100mm变形缝内支模的条件。然后使用穿墙螺杆反支撑技术保证模板能够承受混凝土浇筑时的侧压力。实现了使用型模支设变形缝两侧剪力墙施工。

5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
型模加工与制作→型模吊运→型模安装→混凝土浇筑→模板拆除→周转使用
5.1.1型模制作工艺流程
钢板拼接→“几”字卡制作→钢管背楞、“几”字卡的焊接→钻螺杆孔→螺母焊接→钢筋垫棍焊接→吊环焊接→防变形框焊接
1、钢板拼接:
钢模所用板材在现场切割前，按照剪力墙长及剪力墙高加100mm要求进行设计排布，按所需尺寸用直尺度量准确后，在板材上用石笔画线，用乙炔切割，再把切割好的板材采用电焊焊接。
2、“几”字卡的制作：
“几”字卡的制作应采用3mm钢板，用钢管做垫撑，手锤敲击煨弯。“几”字弯曲半径50mm，平直段50mm长。
3、钢管背楞、“几”字卡的焊接：
在拼接好的钢板上，用Φ48钢管做背楞，在模板两端沿模板高度横向水平焊接长1m，直径Φ48钢管，伸进模板长度500mm，外伸长度500 mm，从下往上第一道钢管距离模板底部300mm，第二道钢管距第一道钢管400mm，从第二道钢管往上按间距600mm设置，模板中间竖向按间距400mm均匀布置竖向钢管。外伸500mm出来的钢管用来与外侧木模的加固。见示图1 型模示意图

图1 型模示意图
在焊接好的竖向钢管上焊接“几”字卡，距离钢板底部200mm焊接第一排，以上间距400mm焊接。
4、钻螺杆孔：
焊接完成后用气焊在“几”字卡上开直径20mm的孔，并穿通钢板，以备穿PVC套管。
5、防变形框焊接：
在背楞焊接完毕后，沿模板四周用HRB400直径25钢筋焊接一周，并同所有钢管焊接牢固，加强钢模的整体性，防止模板变形。
6、吊环焊接：
用Φ20的钢筋焊接在钢模上做吊环。
7、螺母及短钢筋棍焊接：
开孔完毕后，在孔两边各焊接Φ18钢筋长30mm,用来垫起螺母，把螺母焊在钢筋垫棍上，孔眼中心和螺杆眼对中。
5.1.2型模吊运
模板的吊装应使用塔吊就位。
5.1.3型模安装
1、 型模安装工艺流程
型模吊装→钢筋绑扎→成品垫块放置→对拉螺栓穿设→PVC套管放置→有操作面木模安装→加固校核
2、型模安装
以变形缝位置划分施工段，划分在第一施工段内的变形缝剪力墙同第一施工段结构同时进行施工，第二施工段施工时在变形缝墙体钢筋绑扎前，用塔吊吊运变形缝专用模板就位、调平后临时固定，待剪力墙钢筋绑扎完成后，在有楼面一侧，安装单侧木模，并调整模板与外侧变形缝专用模板穿墙螺栓孔对中后，将穿墙螺杆穿过模板螺栓孔拧入变形缝专用模板外侧焊接的螺母，并使螺杆一端超过螺母不少于40mm,当变形缝宽度为100mm时，螺杆一端顶住另一侧已浇筑的剪力墙为止，再经过模板螺栓孔在螺杆上安装Φ20PVC套管穿过变形缝专用模板外侧垫棍顶住螺母，校正模板垂直、平整度并进行模板加固，经验收合格后浇筑混凝土，待混凝土强度不低于1.2MPa时拆除模板，清理、修整后涂刷脱模剂以备循环使用。
5.2操作要点
5.2.1模板受力分析校核技术
5.2.1.1变形缝两侧剪力墙型模必须满足以下条件：
1)、为利于混凝土浇筑后型模的拆除，当型模置于变形缝中后，必须留有一定空隙。因此，对于100MM的变形缝，型模成型厚度 < 80MM；对于200MM的变形缝其成型厚度< 180MM 。
2）、现场塔吊型号为QTZ5610型，其末端起重限制为1t。因此，型模成型后重量均应< 1t。
3）、有足够的抗弯强度承受新浇筑混凝土侧压力。
5.2.1.2型模厚度计算：
变形缝模板采用6mm厚钢板制作模板面板，Φ48钢管为背楞经过“几”字卡焊接在钢板上，在钢管背楞左侧 “几”字卡平直段上用乙炔焊切割出Φ20的螺杆眼，螺杆眼贯通钢模及“几”字卡。在“几”字卡上螺杆眼两侧再焊接30mm长、Φ18的短钢筋垫棍，在垫棍上焊接Φ16对拉螺栓螺母。螺母中心与螺杆眼中心对中。另外，沿钢板四周焊接HRB400 直径25的钢筋把钢管连接起来，形成模板的防变形框，增加模板的整体性。 型模示意见图1。
这样变形缝专用模板总厚度为：“几”字卡钢板厚度+模板钢板厚+钢管直径=3mm+6mm+48mm=57mm<80mm 。满足必要条件1 。

图1 型模节点示意图
5.2.1.3型模重量计算：
型模的重量=钢板重量+钢管的重量=0.657+0.259=0.916<1t。满足必要条件2。其中：
钢板重量=47.16×长×宽=47.16kg/m2×3.1m×4.5m/1000=0.657t
钢管重量=6.83kg/m×38m/1000=0.259t
5.2.1.4钢板抗弯强度计算：
1、墙模板基本参数
计算墙体断面宽度200mm，高度3000mm，两侧楼板厚度150mm。
模板面板采用6mm钢板。
龙骨间距400mm，龙骨采用48mm×3.5mm钢管。
对拉螺栓布置5道，在断面内水平间距200+600+600+600+600mm，断面
跨度方向间距400mm，直径20mm。
面板厚度6mm，抗弯强度205N/mm2（Q235钢材的抗弯强度设计值）。
2、墙模板荷载标准值计算
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

其中 c—— 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；
　　　t —— 新浇混凝土的初凝时间，为0时(表示无资料)取
200/(T+15)，取5.714h；
T —— 混凝土的入模温度，取20.000℃；
V —— 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h；
H —— 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高
度，取1.2m；
1—— 外加剂影响修正系数，取1.000；
2—— 混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=40.540kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9，实际计算中采用新浇混凝土侧压力标
准值 F1=0.9×40.54=36.48kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9，倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=0.9
×6.000=5.400kN/m2。式中6KN/m2为倒混凝土时产生的荷载标准值。
3、型模面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照简支
梁计算。
面板的计算宽度取0.40m。
荷载计算值 q = 1.2×F1×0.4+1.4×F2×0.4=1.2×36.48×0.400+1.40×5.400×0.400=20.5kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 40.00×0.6×0.6/6 = 2.4cm3；
20.5KN/m
I = 40.00×0.6×0.6×0.6/12 = 0.72cm4；

受力计算简图

弯矩图(kN.m)
经过计算得到从左到右各支座力分别为：
N1=3.940kN
N2=10.835kN
N3=10.835kN
N4=3.940kN
最大弯矩 M = 0.394kN.m
抗弯强度计算：
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.394×1000×
1000/21600=18.194N/mm2
面板的抗弯强度设计值 [f]，取205.00N/mm2；
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!满足必要条件3。
5.2.2钢板拼接
钢板为6mm钢板，需要切割及焊接。
切割前应最大的利用板材并用直尺画线。
焊接要先点焊两端，然后在满焊，防止焊接高温使模板产生翘曲及焊接后尺寸偏差。
5.2.3对拉螺杆反支撑技术
对拉螺杆需专人看管，确保螺杆刷油，从而润滑螺杆和螺母。
对拉螺杆应顶到已浇筑混凝土墙面，这样螺杆反作用力与型模，确保了型模不会因混凝土浇筑时的侧压力及扰动后涨模，从而确保模板顺利拆除。
5.2.4 PVC套管放置
PVC套管应该伸出螺杆眼，这样能够防止混凝土从螺杆眼溢出后把螺杆卡住。确保顺利拆模。
5.2.5混凝土浇筑
混凝土浇筑前确保把变形缝上口用模板条封口，防止混凝土灌入型模与已浇筑墙体之间的缝隙中。浇筑时应派专人看守，如发现缝隙中有混凝土流入，应及时清理干净。防止模板根部被混凝土筑牢后模板拆不出来。

6.材料与设备
6.1材料
钢板：模板钢板为6mm厚Q235板材。规格标准:3-GB/T 709—88;验收标准:Q235-GB/T 700—88
钢管：Φ48钢管材质应符合现行国家标准GB700-88中《碳素结构钢》关于Q235-A级钢的规定。
乙炔及氧气：乙炔和氧气各一瓶，质量要求合格。
焊条：THJ422焊条，焊条直径3.2，质量要求合格。
6.2设备
表6.2 机 具 设 备 表
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
用途
1
电焊机
BX-300
台
2
钢板焊接
2
钢筋切割机
GJ40
台
1
钢筋垫棍加工
3
无齿锯
TS400
台
1
加工钢管
7.质量控制
7.1质量技术要求

项目
允许偏差
焊缝
满焊
一级
模板安装
位置偏差
5mm
垂直度
5mm
8.安全措施
8.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。
8.2模板制作过程时，氧气乙炔切割人员必须持证上岗，到项目部开动火证后，方可施工。电焊工必须持证上岗，穿防护服，使用面罩。
8.3模板吊装、拆除时，塔司必须服从信号工指挥，严禁下雨天、六级风以上吊装型模。
8.4施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。
8.5电缆线路应采用“三相五线”制，电气设备和电气线路必须绝缘良好。配电箱要安装漏电保护装置。
9.环保措施
9.1制定环境保护管理制度，项目部设1名兼职环保员，在工程施工过程中严格按照国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章.
9.2对电焊渣、钢板余料等及时清理、回收。保证现场整洁。
9.3型模拆除后，因及时清理修正并码放到指定地点。
10.效益分析
10.1 经济效益
本工法使用型模可周转使用且钢板最后可回收，相比一次性使用聚苯板的费用，在本工程预计将节约63527元，计算如下：
1#楼之间设计有100mm的伸缩缝、6#楼之间设计有200mm的伸缩缝， 1#楼共11层，总建筑高度33m，6#楼28层，总建筑高度87.45m，变形缝两边为剪力墙分别长9m,8.1m,并设有L型暗柱.聚苯板我材料部采购价格为345元/m3 .这样聚苯板材料费为：
6号楼 87.45m×9m×0.2m×345元/m3=54306元
1号楼 33m×8.1m×0.1m×345元/m3=9221元
共计： 54306+9221=63527元
10.2 环境效益
聚苯板本身是一种石油制品重油成分微量辐射，普通的气体成分测量仪不能测试，通风、活性炭吸附、花卉吸收不起作用。辐射危害程度无法确定，因避免使用。本工法减少了聚苯板的使用，对保护环境做出了一定贡献。
11.应用实例
11.1 应用实例
工程名称：长河华庭住宅楼1、6号楼
工程地点：陕西省榆林市神木县大柳塔镇
开竣工日期： 9月1日--- 10月
应用数量：1054m2
节约成本：50127元
增加的费用分析：
1、型模的制作费用及材料费：共计耗费钢板3t×4000元/t=1 元
2、耗费的钢管及螺母等辅材=1000元
3、人工费=1000元
共计：14000元
节省的费用分析：
1、利用传统方法施工耗费聚苯板费用：变形缝高×长×宽×聚苯板单价
6号楼 87.45m×9m×0.2m×345元/m3=54306元
1号楼 33m×8.1m×0.1m×345元/m3=9221元
共计： 54306+9221=63527元
2、传统方法人工费=600元
节约的成本如下：
63527+600-14000=50127元