盛中松

（中鐵十六局集團(tuán)城市建設(shè)發(fā)展有限公司，北京 100018）

0 引言

鋼木組合模板體系具有工藝簡單、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的模板支撐體系。但其也具有諸多局限，例如在施工樓梯間、電梯井、外墻等層間交接部位施工時(shí)，上下層接茬位置較為薄弱，往往需要對節(jié)點(diǎn)位置模板進(jìn)行加固處理，以防止上層剪力墻根部混凝土出現(xiàn)脹模，導(dǎo)致錯臺等缺陷。由于鋼木組合模板自身的材質(zhì)性能、傳統(tǒng)工藝方法的不足以及現(xiàn)場作業(yè)條件等局限性，墻體接茬部位往往出現(xiàn)模板節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及加固不當(dāng)、接茬處理不良，從而導(dǎo)致墻體錯臺、跑模漏漿等質(zhì)量缺陷，影響現(xiàn)澆剪力墻實(shí)體質(zhì)量及構(gòu)件觀感效果。

良好的建筑產(chǎn)品質(zhì)量來自優(yōu)質(zhì)的工序質(zhì)量，尤其是現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件，穩(wěn)固嚴(yán)密的模板體系是結(jié)構(gòu)接茬部位達(dá)到內(nèi)實(shí)外美效果的前提保障。在澆筑剪力墻混凝土過程中，當(dāng)模板加固體系出現(xiàn)偏差時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，發(fā)生事故時(shí)無法彌補(bǔ)，難以滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約著現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)工程的整體質(zhì)量提升。本文將基于剪力墻水平接茬質(zhì)量問題的成因分析，改進(jìn)傳統(tǒng)工藝方法的缺陷，探索提高現(xiàn)澆剪力墻水平接茬質(zhì)量的解決方案。

1 工程概況

浙江金華項(xiàng)目位于金華市金東區(qū)，西鄰長豐路，南鄰君華路，東至規(guī)劃廣渠路，北靠宏業(yè)路，總建筑面積212 532m2，9 棟高層住宅，建筑高度 51.35～78.72 m，地上 17～23 層，地下 1 層［1］，該建筑群結(jié)構(gòu)形式為框架及剪力墻結(jié)構(gòu)，部分樓體裝配式施工，裝配率 50 %。

2 剪力墻接茬位置質(zhì)量缺陷成因分析

目前，對于剪力墻接茬位置的模板加固，有兩種主流方案，具體如下。

2.1 對拉螺栓法

對拉螺栓法是使用對拉螺栓將接茬位置的模板與下層墻、板混凝土進(jìn)行固定。具體做法為，施工下層墻、板時(shí)，在下層墻體頂部預(yù)留 PVC 套管螺栓孔。上部墻體模板安裝時(shí)，外側(cè)模板深入下層墻體或板下 200 mm，下層墻體內(nèi)側(cè)滿布鋼管龍骨，使用對拉螺栓通過預(yù)留的 PVC 套管，將上層模板鋼管主龍骨與下層墻體內(nèi)側(cè)鋼管龍骨拉結(jié)鎖緊，上層墻體模板對拉螺栓起步高度為 20 mm，剪力墻對拉螺栓法接茬構(gòu)造如圖1 所示。

圖1 對拉螺栓法接茬構(gòu)造（單位：mm）

2.2 預(yù)埋螺桿法

預(yù)埋螺桿法是通過預(yù)留加固螺桿將接茬位置模板與下層墻、板混凝土進(jìn)行固定。具體做法為，施工下層墻、板時(shí)，在下層梁板內(nèi)預(yù)留螺桿。上部墻體模板安裝時(shí)，外側(cè)模板深入下層墻體或板下 200 mm，使用預(yù)留螺桿將上層模板鋼管主龍骨與梁板拉結(jié)鎖緊，剪力墻預(yù)埋螺桿法接茬構(gòu)造如圖2 所示。

圖2 預(yù)埋螺桿法接茬構(gòu)造（單位：mm）

使用對拉螺栓法進(jìn)行加固，工藝較為繁瑣，使用局限性較多。①不僅需要配置較多的模板與龍骨，材料投入大，而且在上層墻體模板安裝時(shí)，需要有人在下層進(jìn)行對拉螺栓的緊固，操作費(fèi)工費(fèi)力；②在上層墻體外模安裝時(shí)，需要增設(shè)臨時(shí)支撐，增加了支撐搭設(shè)的人工及材料費(fèi)用，也增加了高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)；③普通對拉螺栓的山型卡在模板拼縫處不易鎖緊，存在脫絲、滑絲或剪切破壞的風(fēng)險(xiǎn)，容易影響周圍螺栓及龍骨，導(dǎo)致漲模事故的發(fā)生；④普通的山型卡下層的對拉螺栓至層間接茬處的距離較大，橫向拉力在豎向傳遞中形成部分損耗，不能有效拉結(jié)接茬處的模板及其龍骨，另外因力臂較大且下層墻體頂部局部平整度不良，造成上層模板難以與下層接茬處的墻體密貼，導(dǎo)致層間出現(xiàn)錯臺漏漿［2］。

使用預(yù)埋螺桿法進(jìn)行加固，同樣存在諸多不利因素。①墻體混凝土澆筑后，外模上有大量螺桿穿過，并且距外架較近，現(xiàn)場條件限制外模難以外移上提，模板拆除困難，須先將模板外側(cè)螺桿切掉再拆模，切除的螺桿不能重復(fù)利用，外模拆除后還要對剩余的螺桿頭進(jìn)行二次切割，增加了人力物力的浪費(fèi)及高空作業(yè)操作工序；②剪力墻對拉螺栓的整體布設(shè)應(yīng)遵循“下密上疏”的原則，合理分配模板承受的側(cè)壓力，由于混凝土澆筑時(shí)的側(cè)壓力呈梯形分布，接茬處模板承受的壓力最大，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算確定預(yù)埋螺桿的水平間距，但多數(shù)現(xiàn)場忽略了此項(xiàng)工作，預(yù)埋螺桿一般都是參照墻體上排對拉螺栓的水平間距布置，違背了“下密上疏”的原則，接茬處模板加固體系不能有效抵抗混凝土的側(cè)壓力而導(dǎo)致漲模錯臺。

3 提高剪力墻水平接茬質(zhì)量施工關(guān)鍵技術(shù)

針對剪力墻接茬部位傳統(tǒng)模板加固工藝存在的不足，在改進(jìn)既有工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新研發(fā)一種提高剪力墻水平接茬質(zhì)量的新型加固工具，由錐形螺帽、工具螺栓、緊固螺栓及鋼制鎖緊器組合而成，替代對拉螺栓法、預(yù)埋螺桿法等墻體接茬模板的傳統(tǒng)加固工藝，能夠有效治理剪力墻水平接茬位置墻體錯臺、跑模漏漿等質(zhì)量缺陷，減少了剔鑿返工的費(fèi)用，保證了層間墻體垂直度與平整度，提高了現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量［3］。

3.1 接茬模板新型加固工藝技術(shù)原理

以 M16 錐形螺帽、M16 緊固螺栓及鋼制鎖緊器組合為接茬模板加固工具。采用墻、板整體現(xiàn)澆工藝，下層墻體澆筑前，利用 M16 工具螺栓將錐形螺帽緊固在外側(cè)模板上，形成在墻體內(nèi)的預(yù)埋構(gòu)造。

利用下層墻體預(yù)埋的錐形螺帽作為錨固支點(diǎn)，旋入M16緊固螺栓作為側(cè)模安裝時(shí)的臨時(shí)支座，將鋼制鎖緊器卡緊上層側(cè)模最下排的鋼管主龍骨，并穿入緊固螺栓，通過鋼制鎖緊器卡緊側(cè)模主龍骨并利用緊固螺栓鎖緊接茬部位的模板。

3.2 接茬模板加固工具制作步驟

3.2.1 購備 M16 錐形螺帽

M16 錐形螺帽選用 45# 中碳鋼，淬火硬度 HRC 為23－32，內(nèi)絲牙距 2.0 mm，采用熱處理工藝，以提高產(chǎn)品的強(qiáng)度，如圖3 所示。

圖3 M16 錐形螺帽詳圖（單位：mm）

3.2.2 制備工具螺栓及緊固螺栓

工具螺栓規(guī)格為 M16，長 75 mm（見圖4）；緊固螺栓以 M16 通絲螺桿制作，長185mm，配 30 mm長 M16 加長螺帽如圖5 所示。

圖4 M16 工具螺栓詳圖（單位：mm）

圖5 M16 緊固螺栓詳圖（單位：mm）

3.2.3 制作鋼制鎖緊器

采用 8 mm 厚鋼板制作鎖緊器，按圖示尺寸切割沖壓成型，下部邊肋中部沖孔，孔直徑 18 mm，制孔允許偏差為±1.0 mm，周邊用機(jī)械打磨平滑，鋼制鎖緊器制作如圖6 所示，三維示意圖如圖7 所示。

圖6 鋼制鎖緊器制作詳圖（單位：mm）

圖7 鋼制鎖緊器三維示意圖

3.3 接茬模板加固工藝操作步驟

3.3.1 工藝流程

模板配制→下層墻體鋼筋綁扎及模板安裝→預(yù)埋M16 錐形螺帽→下層墻、板混凝土澆筑→錨固 M16 緊固螺栓→支立上層內(nèi)、外側(cè)模板→安裝主龍骨及鋼制鎖緊器→穿對拉螺栓→校正及驗(yàn)收→澆筑上層混凝土→拆除加固工具及側(cè)模→清理備用。

3.3.2 模板配制

根據(jù)剪力墻圖紙尺寸進(jìn)行模板配模，主要原則是遵循先大塊、后小塊的順序，以達(dá)到方便重復(fù)使用的目的。根據(jù)繪制的配模圖對模板進(jìn)行配模加工，墻體側(cè)模板采用 15 mm 厚雙面覆膜木膠板，外側(cè)模板按照層高下掛 60 mm 進(jìn)行制作。同一作業(yè)面上所用的模板、主次龍骨必須規(guī)格一致，木方龍骨棱角方正，截面尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，無明顯翹曲現(xiàn)象，次龍骨間距≤300 mm，使用寸釘于木膠板進(jìn)行固定［3］。使用結(jié)構(gòu)分析軟件確定螺栓孔間距，在木膠板上鉆出螺栓孔，螺栓孔的起步高度≤200 mm，頂部距模板邊≤250 mm，總體布置原則為下密上疏。

3.3.3 下層墻體模板安裝并預(yù)埋錐形螺帽

校正下層甩槎縱筋位置及間距，綁扎墻體分布鋼筋，幫扎時(shí)根據(jù)豎向梯子筋分檔間距安放水平分布筋，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，墻水平筋在外，豎向筋在內(nèi)。水平筋起步高度不大于 50 mm 并在第一道暗柱箍筋之上，墻豎向筋與水平筋相交點(diǎn)均采用 20 # 綁絲成八字扣綁扎［4］。之后進(jìn)行剪力墻側(cè)模安裝，安裝前，需在樓板或底板上彈出墻體軸線、支?？刂凭€。首先安裝一側(cè)模板，插入穿墻對拉螺桿及 PVC 套管，安裝好主楞和斜撐并臨時(shí)固定。下層墻模板安裝完成后，在外模距離頂板以下 60 mm的位置上鉆 18 mm 的螺栓孔，每個螺栓孔水平間距為500 mm。將 M16 錐形螺帽安裝在外模螺栓孔內(nèi)并使用 M16 工具螺栓加以固定，澆筑混凝土后在剪力墻外側(cè)作為預(yù)埋結(jié)構(gòu)，錐形螺帽安裝示意圖如圖8 所示。

圖8 錐形螺帽安裝示意圖（單位：mm）

3.3.4 下層墻、板混凝土澆筑

剪力墻、板采用整體現(xiàn)澆工藝，經(jīng)隱蔽驗(yàn)收后進(jìn)行混凝土的澆筑。剪力墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到 1.2 MPa 時(shí)進(jìn)行側(cè)模的拆除作業(yè)，拆模前應(yīng)先抽取對拉螺桿、M16 工具螺栓，之后再進(jìn)行側(cè)模的拆除。拆除后及時(shí)將錐形螺帽絲口處附著的水泥漿進(jìn)行清理，并對模板進(jìn)行清潔處理。

3.3.5 支立上層內(nèi)、外側(cè)模板

下層拆除后的模板進(jìn)行清潔處理、涂刷隔離劑后，按安裝順序擺放，之后通過樓梯、電梯井或板洞向上傳遞模板和相關(guān)物料。上層側(cè)模安裝時(shí)，首先將 M16 緊固螺栓安裝在下層墻體預(yù)埋的 M16 錐形螺帽上，螺栓旋入深度為 45 mm，并頂緊墻體混凝土，水平錨固穩(wěn)固。在墻體接槎處貼 20 mm 寬 5 mm 厚海綿膠條，防止混凝土漏漿，墻面清理干凈后進(jìn)行上層墻體模板安裝。剪力墻外模以緊固螺栓為支座進(jìn)行逐塊安裝，模板要求拼縫嚴(yán)密，在拼縫處粘貼單面膠海棉嵌縫條，之后插入穿墻對拉螺桿及 PVC 套管，根據(jù)控制線調(diào)整模板位置，安裝好主楞和斜撐并臨時(shí)固定，避免模板傾覆。

3.3.6 安裝主龍骨及鋼制鎖緊器

設(shè)置鋼制鎖緊器用于固定剪力墻接茬部位鋼管主龍骨。剪力墻接茬部位主龍骨采用單鋼管，安裝時(shí)鋼制鎖緊器一端套在鋼管主龍骨上，另一端的Φ18 螺栓孔通過 M16 緊固螺栓與預(yù)埋的 M16 錐形螺帽固定，將剪力墻接茬部位鋼管主龍骨與下層剪力墻牢固連接，使得模板外模與下層剪力墻緊密貼合，剪力墻水平接茬構(gòu)造示意圖如圖9 所示。

圖9 剪力墻水平接茬構(gòu)造示意圖

3.3.7 模板加固及校正

剪力墻內(nèi)外模主龍骨采用雙鋼管，水平間距以及豎向間距均為 600 mm［5］，安裝時(shí)將對拉螺桿置于雙鋼管主龍骨之間，套入山型卡及緊固螺帽，同步安裝模板內(nèi)支撐，將內(nèi)、外側(cè)模板鎖緊，使用斜撐及拉桿進(jìn)行固定。調(diào)整模板時(shí)，一邊調(diào)整斜撐，一邊用線墜吊垂直，直至模板垂直為止，發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)整，最后擰緊全部對拉螺栓［6］。模板根部做 20 mm 水泥砂漿找平層或使用海綿條進(jìn)行封堵，避免根部混凝土漏漿。驗(yàn)收時(shí)應(yīng)檢查模板內(nèi)是否有雜物、積水等，使用靠尺檢查模板的垂直度、軸線偏移、對角線尺寸以及頂板標(biāo)高是否在允許偏差內(nèi)，保證模板安裝質(zhì)量滿足驗(yàn)收施工規(guī)范的要求。

3.3.8 澆筑上層墻、板混凝土

剪力墻、板采用整體現(xiàn)澆工藝，經(jīng)隱蔽驗(yàn)收后進(jìn)行混凝土的澆筑。為避免出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象，混凝土澆筑前應(yīng)在模板底部均勻澆筑 50～100 mm 厚與墻體混凝土成分相同的水泥砂漿或同配合比的減石混凝土［7］。澆筑時(shí)應(yīng)沿墻的長度方向轉(zhuǎn)圈分層澆筑，保證在下層混凝土初凝前完成上層混凝土的澆筑，避免出現(xiàn)冷縫，分層厚度為 400 mm。采用插入式振搗器邊澆筑邊進(jìn)行振搗，振搗棒移動間距控制在 400 mm 左右，振點(diǎn)應(yīng)均勻排列。澆筑過程中應(yīng)安排專人進(jìn)行旁站并看護(hù)模板，發(fā)現(xiàn)模板有變形、位移等失穩(wěn)前兆時(shí)，立即停止?jié)仓?，防止出現(xiàn)意外。墻體澆筑完成后，對上部甩槎縱筋進(jìn)行整理，進(jìn)行抹平收面。

3.3.9 拆除模板及加固工具

剪力墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到 1.2 MPa，保證剪力墻外觀及棱角不因拆模而損壞時(shí)，進(jìn)行側(cè)模的拆除作業(yè)。拆模時(shí)先拆下對拉螺栓、鋼制鎖緊器以及主龍骨，再逐塊按照與安裝相反的順序進(jìn)行拆除。先外模再內(nèi)模，先模板后角膜，最后旋松卸下 M16 緊固螺栓。拆模時(shí)不得在墻上撬模板或用大錘砸模板，可用撬棍撬動模板下口。模板拆除后需要對板面及時(shí)進(jìn)行清潔，拆下的鋼制鎖緊器、緊固螺栓等部件也要及時(shí)收集清洗，清除表面灰漿，以備繼續(xù)周轉(zhuǎn)使用。

4 創(chuàng)新工藝優(yōu)點(diǎn)

本文通過創(chuàng)造性增設(shè)錐形螺帽、緊固螺栓及鋼制鎖緊器，形成新型剪力墻水平接茬位置加固體系，具有安裝簡便、構(gòu)造簡單、安全穩(wěn)固、通用性強(qiáng)、周轉(zhuǎn)次數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的施工方法相比，不僅有效提高了剪力墻水平接茬位置施工質(zhì)量，而且將外模下掛尺寸由傳統(tǒng)的 200 mm 優(yōu)化為 60 mm，節(jié)省了模板及主次龍骨的材料投入；同時(shí)預(yù)埋的緊固螺栓在外模安裝時(shí)可以作為臨時(shí)支座，方便了外模的安裝與拆除，極大地降低了高空作業(yè)時(shí)間，提高了安全指數(shù)，縮短了人工投入，實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)降本增效的目的。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

以層高 3 m 的外墻模板安裝施工為例，采用接茬模板新型加固體系施工，由于外側(cè)模直接支撐在水平錨固的緊固螺栓上，減小了外模及龍骨在接茬處的下掛尺寸，材料成本降低 6.25 %；同時(shí)避免了外模安裝時(shí)增設(shè)臨時(shí)支撐，節(jié)省了施工措施費(fèi)及模板安裝的人工成本；另外緊固螺栓及鋼制鎖緊器現(xiàn)場裝卸簡易快捷，可多次周轉(zhuǎn)使用，相對于對拉螺栓法簡化了施工工序，提高了工作效率，縮減了人工投入，相對于預(yù)埋螺桿法節(jié)省了一次性投入的材料成本以及重復(fù)切割螺桿的工序與人力，降低高空作業(yè)難度；加快了剪力墻結(jié)構(gòu)成型的周期，在使用接茬模板新型加固體系下的施工相比于傳統(tǒng)方法施工，每樓層平均節(jié)省 0.5 d 工期。

綜合測算采用接茬模板新型加固體系，相比傳統(tǒng)工藝方法，其人工費(fèi)成本降低 17 %，材料費(fèi)成本降低 11 %，塔吊租賃成本降低 2 %，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

6 結(jié)語

本文以科技創(chuàng)新的視角，針對因傳統(tǒng)工藝的不足而導(dǎo)致的現(xiàn)澆剪力墻水平接茬質(zhì)量問題，在分析缺陷成因的基礎(chǔ)上，研發(fā)應(yīng)用剪力墻接茬模板新型加固體系，總結(jié)出提高剪力墻水平接茬質(zhì)量的預(yù)防與改進(jìn)技術(shù)措施，促進(jìn)降本增效、節(jié)能環(huán)保。同時(shí)，該技術(shù)的研發(fā)已形成專利成果“一種控制剪力墻水平接茬質(zhì)量的加固工具”授權(quán)國家實(shí)用新型專利（專利號 ZL201920787476.2）及發(fā)明專利（專利號 ZL201910455095.9）［8］，以期提升現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)工程的整體質(zhì)量，同時(shí)該技術(shù)在結(jié)構(gòu)施工中具有實(shí)用性和推廣性。