沈康,賀彥俊,李鵬
(中國建筑第二工程局有限公司,北京 101100)
框架-剪力墻是當前建筑工程中的常見結構,不僅穩(wěn)定性較強,且施工便捷、效率較高,在寫字樓工程中具有廣泛應用。但在實際進行框架-剪力墻施工的過程中,施工細節(jié)較多,影響因素復雜,為保障該結構的應用效果,加強施工技術研究和探討十分必要。因此,當前國內外學者及行業(yè)專家對框架-剪力墻主體結構施工方面的研究不斷深入。以實際工程項目為例,針對框架-剪力墻在寫字樓主體結構中的應用以及施工技術要點展開詳細探討,既能為理論研究提供實踐經(jīng)驗,又能為類似工程項目提供參考。
以某寫字樓建筑工程項目為例,針對其中框架-剪力墻主體結構施工技術工藝展開探討。案例項目總建筑面積為29 653 m2,地上部分共計11 層,地下2 層,整體建筑高度為45.25 m,為框架-剪力墻結構。建筑設計使用年限為50 年,抗震設防烈度為6 度。為保障建筑工程整體的穩(wěn)定性,在進行框架-剪力墻結構施工前,需要先確定基礎結構單樁豎向承載力特征值,計算公式為:
式中,R 為單樁豎向承載力特征值;u 為計算系數(shù);qsia為第i 層土樁側阻力特征值;frs和frp為巖石飽和和單軸抗壓強度標準值;C1和C2分別為當?shù)鼗A設計系數(shù);h 為土層厚度;Ap為橫截面面積。
結合案例工程實際情況,框架-剪力墻主體結構施工流程如圖1 所示[1]。此次施工將主體結構施工作為主要框架,通過平面分段、立體分層的方式進行施工,并在主體結構施工過程中,交叉融合建筑裝飾、裝修及其他安裝工程施工,通過各專業(yè)間的相互配合協(xié)調,達到工程建設的目的。
圖1 框架-剪力墻主體結構施工流程
圖2 3 種結構的變形曲線
框架-剪力墻適用于高度在120 m 以下的辦公樓,其主要優(yōu)勢在于保障結構剛度的同時,能促使建筑主體具備一定的延性,具有較強的抗震性能,且整體結構的靈活性較強。從形變角度進行分析,框架-剪力墻在水平荷載作用下,結構形變體現(xiàn)為剪切作用,剪力墻能為主體結構提供良好的約束作用,框架結構則能為剪力墻提供可靠支持,在剪力墻和主體框架的約束和協(xié)調下,建筑整體的抗震效果相對較好。水平荷載作用下,框架-剪力墻的變形表達式如下:
水平荷載作用之下,剪力墻、框架-剪力墻以及框架3 種主體結構的變形曲線如圖2 所示。
在實際進行框架-剪力墻施工的過程中,測量放樣是整個施工過程的基礎環(huán)節(jié),對于整個工程的質量具有直接影響。實際測量放樣的過程中,需注意以下技術要點。
1)加強儀器檢查,測量放樣需要使用全站儀等高精度儀器,為保障定位準確,應提前進行儀器質量、精度等方面的檢查和校對,確保精度達標。
2)建立測量軸線,以檢測放樣結果的可靠性。
3)測定混凝土透水性,以保障框架-剪力墻主體結構施工效果。對此,需使用GWT 測量儀器,以確定不同參數(shù)、指標之間的關聯(lián)情況,并展開混凝土耐久性、滲透性等方面的試驗,進一步確定混凝土表層滲透系數(shù),主要計算公式如下:
式中,c 為混凝土表層滲透系數(shù);q 為試驗過程中的水流速度;b為混凝土當中水泥的質量分數(shù);p 為壓強;L 為密封墊片的厚度[2]。
結合案例工程實際情況,其工期較為緊張,故采用工字鋼懸挑式全封閉外腳手架,以及鋼絲繩斜拉懸吊分段卸荷的方式進行處理,要求高度控制在20 m 以內。在實際施工過程中,技術要點包括以下方面。
1)外腳手架之間的橫縱距離分別為900 mm 和1 500 mm。
2)腳手板稍低位置設置水平安全網(wǎng),并在腳手架外圍設置安全防護欄。
3)剪刀撐設置在腳手架外側,要求與地面夾角控制在45°~60°。
此次施工采用Ⅰ、Ⅱ級鋼筋,基于案例工程框架-剪力墻結構設計要求,實際鋼筋分布情況較復雜,部分區(qū)域鋼筋較密集,實際安裝施工難度較大,安裝精度難以控制,此外,混凝土澆筑施工過程中存在一定的擾動性,易出現(xiàn)鋼筋偏移情況。針對上述問題,在實際施工過程中應采取以下控制措施。
1)為避免鋼筋位移,施工過程中需沿墻體豎向及水平方向增設格筋。
2)加強模具質量控制,進行鋼筋精準安裝,確保鋼筋定位準確,安裝位置偏差符合技術要求。
3)針對梁柱位置鋼筋分布較密集的情況,在實際施工過程中應借助BIM 等信息技術提前展開模擬施工,明確碰撞點,進行設計圖優(yōu)化,并對鋼筋的布設進行精準調整,為后續(xù)施工作業(yè)提供技術支持。
4)在實際施工過程中,按照先梁后面、先主后次的順序進行鋼筋施工。此外,為避免出現(xiàn)板面筋下陷情況,應結合實際板厚度,合理選擇鋼筋,保障鋼筋強度,并將其制作為1 m 長的馬凳,綁扎牢固。
模板施工是框架-剪力墻施工過程中的重點環(huán)節(jié),為保障工程質量及技術應用效果,應加強對于模板施工的重視。
1)結合案例工程主體結構特點及框架-剪力墻技術要求,合理進行梁、柱等部位的模板選擇。例如,根據(jù)案例工程實際情況,墻模板為多層膠合模板,板材整體厚度為15 mm。在模板安裝施工過程中,首先,應確保模板完整、狀態(tài)良好,無損壞、油污等問題;其次,嚴格按順序安裝模板,確保模板安裝嚴密、結構完整;最后,保障模板安裝位置準確,整體結構穩(wěn)定、可靠,以免澆筑施工過程中出現(xiàn)位置偏移等情況[3]。
2)強化模板支架施工控制。支架系統(tǒng)是模板安裝施工過程中的重要組成部分,對模板安裝質量效果及施工安全有直接影響。在實際施工過程中應確保首層建筑支架系統(tǒng)高度至少為5.5 m,整體結構穩(wěn)定。其中,柱支模情況如圖3 所示。
圖3 柱支模示意圖
結合案例工程實際情況及施工作業(yè)的便利性,最終選擇碗扣架系統(tǒng),該支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好,且施工過程便利,可操作性較強,符合案例工程實際施工需求。不同規(guī)格碗扣架系統(tǒng)的質量和規(guī)格情況如表1 所示。
表1 不同規(guī)格碗扣架系統(tǒng)質量和規(guī)格
混凝土施工包括配比設計、澆筑施工及養(yǎng)護施工等環(huán)節(jié),關鍵技術要點如下。
1)原材料要求。石子含泥量應控制在1%以下,砂含泥量應在2%以下,加強對水質的控制,同時確保水灰比為0.4~0.6,水泥用量至少為300 kg/m3。
2)案例工程采用現(xiàn)場攪拌混凝土的方式展開施工,故選用水平、垂直運輸能力分別為500 m 和100 m 的輸送泵,以60 m3/h 的速度直接將混凝土泵送至澆筑部位。
3)在混凝土澆筑施工過程中,采用垂直澆筑振搗的方式進行分層澆筑,并在振搗完畢后將混凝土表面抹平。完成墻體和柱體澆筑后,停留1.5 h,待混凝土初步沉淀后,再進行后續(xù)澆筑施工。
4)結合案例工程實際情況,在次梁設置施工縫,保證施工縫與次梁軸線相互垂直,并使用木板等進行阻擋。待已澆筑完成部分的抗壓強度達1.2 MPa 后,方可進行后續(xù)施工。
5)做好后續(xù)養(yǎng)護管理工作,混凝土澆筑完成12 h 內,采取澆水方式進行養(yǎng)護,嚴格控制養(yǎng)護時間,對于特殊部位應適當延長養(yǎng)護時間。此外,養(yǎng)護過程中應避免人員走動或放置物品。
案例工程轉換層的層高較高,梁跨度較大,因此,實際施工過程中,混凝土用量較多,鋼筋分布更為密集,整體結構的質量極大,普通支模系統(tǒng)難以保障施工效果,為保障施工質量及施工安全,應重視支模系統(tǒng)。因對,采取以下技術措施:(1)此層模板選用厚度更高的膠合板,并加強對板面平整度及完整度方面的檢查。(2)在梁底模支撐系統(tǒng)中,選用組合門式鋼架結構,并采用方木,以保障模板的穩(wěn)定性和可靠性,其中,門架間的距離控制在500 mm 左右,并根據(jù)模板規(guī)格合理選用不同大小的方木進行輔助支撐。(3)針對梁側模的支撐,需選用拉螺桿和方斜木共同支持加固,以免模板移位[4]。
綜上所述,框架-剪力墻在辦公樓等公共建筑中有著較好的應用效果,不僅整體結構剛度較強,而且還能有效提升建筑的抗震性能,在進行框架-剪力墻主體結構施工的過程中,應加強結構受力情況的分析和計算,確保建筑設計的合理性。此外,應做好測量放樣、腳手架施工及鋼筋、模板、混凝土等施工環(huán)節(jié)的控制,明確相應技術要點及質量控制要點,確??蚣?剪力墻應用效果,保障技術有效落實。相信隨著對框架-剪力墻施工技術的研究和實踐探索,辦公樓等建筑工程的質量性能將得到更好的保障。