(福建省第五建筑工程公司,福建泉州 362000)
變形縫包括伸縮縫、沉降縫及防震縫,通常被用作將房屋分成若干個獨立部分,從而消除溫度和收縮應(yīng)力、沉降差以及體型復(fù)雜對結(jié)構(gòu)帶來的危害。部分建筑物因超長或結(jié)構(gòu)地基差異,為消除結(jié)構(gòu)危害,須設(shè)置伸縮縫及沉降縫;另外,平面和體型復(fù)雜的高層建筑,為了避免震害,應(yīng)被分成若干個比較規(guī)則、整齊和均勻的獨立結(jié)構(gòu)單元,須設(shè)置防震縫。泉州市區(qū)屬于國家抗震設(shè)防地區(qū),抗震設(shè)防烈度7度。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等有關(guān)規(guī)定,對于多、高層建筑結(jié)構(gòu),設(shè)置的各類變形縫寬度一般7 cm~30 cm。因變形縫寬度較小,兩側(cè)的主體結(jié)構(gòu),特別是剪力墻結(jié)構(gòu),其兩側(cè)結(jié)構(gòu)的模板工程,無論是采用先后還是同時支模的施工工藝,模板支設(shè)難度都較大,且拆除模板難度更大,極易造成脹模及模板留滯等后患,不同程度影響到變形縫的安全使用功能,給建筑技術(shù)人員留下了許多思索。
當(dāng)前,根據(jù)建筑市場上應(yīng)用情況,經(jīng)歸納,剪力墻模板加固方式主要有以下3種,下面對各自的工藝技術(shù)要點、質(zhì)量控制等方面的優(yōu)缺點進行分析總結(jié)。
1)普通木模板施工工藝。采用915×1830膠合板作為面板、50×100木枋作為豎向次背楞、雙鋼管或槽鋼水平設(shè)置作為主背楞散拼而成,膠合板采用鋼釘或螺釘與木枋固定,木枋次背楞與主背楞間采取間隔用“Г”形卡釘固定。主要施工工序:綁扎墻筋→安裝外模→初裝穿墻螺栓→安裝內(nèi)?!i緊穿墻螺栓→調(diào)節(jié)斜支撐,調(diào)整墻面垂直度。每次施工都需重新安裝、拆除,高耗工,作業(yè)流程時間長,不利于流水作業(yè);更重要的是,對拉螺栓拆除難,拆除后各配件極易丟失、損壞,模板難拆除,經(jīng)常出現(xiàn)粘模。
2)全鋼大模板施工工藝。全鋼大模板,面板采用3~8厚鋼板,主背楞、次背楞均采用各類型鋼,一般采用槽鋼、角鋼。主要施工工序:安裝外?!惭b穿墻螺栓→安裝內(nèi)?!i緊穿墻螺栓→調(diào)節(jié)斜支撐支腿螺桿,調(diào)整墻面垂直度。該工藝具有強度高、剛度大、尺寸精確度高、接縫嚴(yán)密,不容易脹模特點;然而標(biāo)準(zhǔn)層3 m高5 m~6 m寬的全鋼大模板重達2 t,重量大,在剪力墻狹小的空間采用塔吊吊裝、就位,難度相當(dāng)高。
3)聚苯板塞縫施工工藝。包括“后加固”“同時加固”兩種施工工藝?!昂蠹庸獭笔┕すに嚕赶仁┕ぷ冃慰p一側(cè)墻體,養(yǎng)護脫模后,將填縫料(一般采用高密度聚苯乙烯泡沫板,容重應(yīng)不小于27 kg/m3)固定在該墻上,再綁扎另一側(cè)墻體鋼筋,支模澆筑混凝土。“同時加固”施工方式,指兩結(jié)構(gòu)墻體同時綁扎鋼筋,中間插入填縫料,統(tǒng)一拉設(shè)對拉螺栓,臨時固定后,兩邊同時支模澆筑混凝土。該工藝可解決伸縮縫模板拆除難的問題,一定程度上提高施工效率。同時,也存在較為明顯的不足。“后加固”施工方式因填縫料聚苯泡沫板強度偏低,單面支模體系加固難度較大,往往會產(chǎn)生移位、脹模;特別是采用“同時加固”施工方式時,還因兩側(cè)墻混凝土澆筑時難于保證受力均衡,容易造成剪力墻偏位,而且還存在支架失穩(wěn)、墻體傾覆的可能。以上兩種情況,均會造成變形縫不同程度“瘦身”,降低或失去變形縫的安全使用功能,還有伸縮縫間大部分填縫料聚苯泡沫板無法清除存在防火安全隱患,還有無法保證變形縫的垂直度和外觀結(jié)構(gòu)尺寸。
以上3種傳統(tǒng)的變形縫剪力墻模板施工工藝,不僅工藝流程繁瑣,施工困難,影響工程進度;而且變形縫位置難于控制,墻體厚薄不均,還存在需消耗大量的填縫料,直接影響到主體工程質(zhì)量,妨礙變形縫的安全使用功能。為此,筆者結(jié)合成功的工程案例,合理有效設(shè)計一種新型的鋼木組合式大模板,較好地解決變形縫剪力墻模板工程這一施工難題。
泉州市城東片區(qū)三期安置房地下室、13號、14號樓工程,26層~30層剪力墻結(jié)構(gòu),標(biāo)準(zhǔn)層層高3 m;13號樓全長72.39 m,設(shè)1道變形縫,14號樓全長103.57 m,設(shè)2道變形縫;變形縫縫寬20 cm,總長度14.7 m,單段最長5.2 m,總高度為 81.1 m,變形縫剪力墻模板工程量7213 m2。為提高伸縮縫處剪力墻模板工程的施工質(zhì)量,有效保證變形縫的安全使用功能,城東美仙山13號、14號樓工程變形縫剪力墻模板工程施工期間,在后施工的剪力墻外側(cè)模安拆時,設(shè)計并實踐應(yīng)用了一種新型的鋼木組合式大模板。
鋼木組合式大模板由“膠合板”面板、“槽鋼”背楞及對拉螺栓鋼吊環(huán)等輔助配件按既定的工序組拼而成,充分發(fā)揮質(zhì)輕的膠合板作為面板、剛度大的型鋼作為主要受力構(gòu)件的特點,牢靠質(zhì)輕,施工便捷,在工程中備受青睞。其設(shè)計方案具體如下:
1)骨架制作。大模板尺寸3.1 m×5.2 m,主、次背楞均采用槽鋼側(cè)臥布置;兩側(cè)邊主背楞采用[12槽鋼,中間主背楞采用[10槽鋼,按墻全高設(shè)置,間距915,尺寸不配套處間距按小于915設(shè)置;下沿主背楞采用[12槽鋼;上沿主背楞采用[10槽鋼;其余次背楞均采用[8槽鋼,水平次背楞距大模板底部200設(shè)置第一道,450設(shè)置第二道,其余各道水平次背楞設(shè)置應(yīng)與膠合板尺寸配套,間距均不大于600;豎向次背楞在兩道主背楞中間設(shè)置,間距457.5;背楞間采用電焊連接;鋼木大模板骨架正立面見圖1。經(jīng)驗算,該型鋼骨架的強度、剛度、穩(wěn)定性符合規(guī)范規(guī)定要求。大模板兩側(cè)及底部主背楞形成的“U”形邊框,其余主、次背楞形成的大平面比“U”形邊框低20,使得膠合板大面拼裝后與邊鋼框平齊;既保證了大模板大面平整,同時又保護四周膠合板邊框不易被撞壞。
圖1 鋼木大模板骨架正立面圖
2)穿墻螺栓外側(cè)孔設(shè)置。大模板鋼骨架制作好后,在兩兩背楞交界處的槽鋼上開設(shè)穿墻螺栓孔,并在開孔側(cè)內(nèi)側(cè)增加焊接一塊50×50×5鋼板加強片,穿墻螺栓孔徑18(采用M14穿墻螺栓,φ20 PVC套管),焊接50×50×3墊片1塊及M14螺母2粒(第一粒受力,第二粒限位)。
3)膠合面板拼裝。在膠合板與槽鋼背楞翼板疊合處開設(shè)φ8螺栓孔,間距不大于200 mm,采用5 mm的平頭螺栓,膠合板上的螺栓孔通過電鉆鉆孔成型,并在栓帽處稍作擴孔,以確保螺栓帽稍低于模板面,螺栓采用雙螺母鎖緊,該周邊空隙及膠合板遇對拉螺栓外側(cè)固定螺母的開孔處,用石膏膩子將栓帽及模板接縫的凹槽抹平,然后用細木砂紙打磨光滑,面層涂刷專用脫模劑兩道,鋼木大模板面板拼裝后正立面見圖2。經(jīng)驗算,該膠合面板的強度、剛度符合規(guī)范規(guī)定要求。
圖2 鋼木大模板面板拼裝后正立面圖
4)大模板吊鉤焊接。由于剪力墻5.2 m較長,為了能在塔吊的額定起吊重量范圍內(nèi),又方便施工,根據(jù)計算該大模板自重G=3.1 ×5.2 ×0.018 ×600+(3.1 ×2+5.2)× 12.06+(3.1 × 5+5.2)×10.007+(3.1 ×7+5.2 ×5)×8.045=902.47 kg,整塊大模重量近1 t。為了模板吊運的平衡,在模板的上端兩邊設(shè)置吊環(huán),吊環(huán)與主背楞[10槽鋼焊接,吊點距邊側(cè)0.2L(L為大模寬度)即1 m位置,以便于模板的安裝和拆除。吊環(huán)采用φ14鋼筋,吊環(huán)所受拉力為:σ =N/A=9025×2.6/(4×3.14×72)=38.13 N/mm2<50 N/mm2,滿足要求。
5)大模板吊裝就位。大模板吊裝就位時,在該層已澆筑完成的下層樓板伸縮縫處,位于兩端內(nèi)側(cè)200位置設(shè)置立方的50×100方木托梁。50×100方木托梁現(xiàn)場裁鋸制作,托梁長比該處伸縮縫寬大10,采用鐵錘敲正頂緊,立放,頂標(biāo)高比該處樓層標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)高低50,調(diào)整至水平位置,伸縮縫兩端設(shè)置。利用塔吊把大模板架設(shè)在該方木托梁上,并在大模板位于下層墻頂以下50部分采用雙面膠粘住(以防漏漿)。
6)使用新型可拆式限位對拉螺栓。外模端設(shè)置墊片,通過該對拉螺栓旋進,緊固在焊接于鋼模背楞上的螺帽內(nèi),拆除時只要松動內(nèi)側(cè)螺桿反擰就可輕松拆除。接著該對拉螺栓套上PVC套管,及設(shè)置帶凹槽的混凝土內(nèi)撐條卡住水平鋼筋對剪力墻厚度進行限位。內(nèi)側(cè)模板采用普通的膠合板施工工藝,對拉螺栓孔設(shè)置的位置與外模相對應(yīng),主楞使用雙鋼管,采用“3”扣緊固。穿墻螺栓穿過后,應(yīng)根據(jù)墻厚及模板加固的厚度,調(diào)整好穿墻螺栓的插銷孔方向及外伸長度。鋼木大模板加固平、立面圖詳見圖3,圖4。
圖3 鋼木大模板加固平面圖
圖4 鋼木大模板加固立面圖
7)大模板拆除。模板在安裝使用前必須涂刷脫模劑,并且在模板拆除吊出后及時對模板面進行清理。吊運出的模板宜放置于固定支架上,以防止模板變形或傾倒,支架必須搭設(shè)牢固。
1)大模板在施工現(xiàn)場支設(shè)和存放時,先在大模板底部加墊100×100的木方,大模板放置與地面的夾角不大于74°,即大模板存放的自穩(wěn)角α≥16°,以保證大模板存放的穩(wěn)定性;大模板在施工樓層停放時,不得沿外墻周邊放置,應(yīng)存放在專用的堆放架上,或者平臥堆放,大模板應(yīng)分散存放,以減輕樓板的集中荷載,在高空安放過夜,或遇大風(fēng)天氣,應(yīng)將大模板與建筑物固定。
2)模板起吊前,應(yīng)將吊車的位置調(diào)整適當(dāng),做到穩(wěn)起穩(wěn)落,就位準(zhǔn)確。禁止用人力搬支模板和一次起吊兩塊或兩塊以上大模板,起吊時,吊鉤應(yīng)與模板在同一平面,不得斜吊,嚴(yán)防大模板大幅度擺動或碰撞相鄰模板或墻體。吊運大模板時,不得用吊鉤,必須使用卡環(huán),以保證高空吊運的安全。1.5 m以上的大模板必須使用雙吊鉤。
3)模板拆除時,結(jié)構(gòu)混凝土強度應(yīng)符合規(guī)范要求或設(shè)計要求。側(cè)模以混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆模而受損壞,預(yù)埋件或外露鋼筋插鐵不因拆模板碰撓而松動。在常溫下,模板拆模保證墻體混凝土強度不小于1.2 N/mm2(冬施時4.0 N/mm2),墻面混凝土強度達到4.0 N/mm2時方可進行頂板施工。
4)模板拆除時遵循先支后拆、后支先拆的原則,應(yīng)先拆除連接附件,即將與墻體相連的穿墻螺栓等附件全部取出,使大模板完全脫離墻體,經(jīng)檢查無誤后方準(zhǔn)起吊,提升模板時速度應(yīng)平和緩慢。在任何情況下,不得在墻上口晃動、撬動或用大錘砸模板。
在變形縫后施工剪力墻模板施工中,鋼木組合式大模板形式具有明顯的優(yōu)越性,主要有:1)模板的整體穩(wěn)定性、剛度和強度大幅度增加,大大降低了脹模、爆模的幾率;2)模板安裝、加固方便快捷,機械化程度高;3)保證變形縫內(nèi)無填充物,確保變形縫的結(jié)構(gòu)功能;4)膠合面板價廉,如破損可多次安拆,重復(fù)周轉(zhuǎn)使用,大大節(jié)省了成本;5)降低了勞動強度,提高了勞動生產(chǎn)率。
該鋼木組合式大模板雖優(yōu)點明顯,工程應(yīng)用時也存在一些不足,如:1)該大模適用于變形縫寬不小于15 cm,縫寬較小時須今后進一步考慮其他的應(yīng)用形式;2)由于該大模骨架間采用焊接,使用完后骨架型鋼無法再利用,若采用骨架間使用角碼鎖緊的鋼木裝配式大模板形式,現(xiàn)仍不可避免存在整體剛度削弱的情況;3)變形縫處后施工的剪力墻使用該大模技術(shù)效果較好,小面邊側(cè)模如何嚴(yán)密、有效加固仍有待完善。
[1]JGJ 74-2003,建筑工程大模板技術(shù)規(guī)程[S].
[2]GB 50009-2001(2006版),建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].
[3]JGJ 74-2003,建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范[S].