汪禮義
[鐵四院(湖北)工程監(jiān)理咨詢有限公司,湖北 武漢 430063]
短肢剪力墻是建筑工程的重要組成部分,需要對其施工技術(shù)進行深入研究。黃吉平[1]分析短肢剪力墻的強度系數(shù),確認模板安裝、施工程序相關(guān)工序;秦仁坤[2]將模板安裝、鋼筋安裝、混凝土澆筑等作為短肢剪力墻重點施工內(nèi)容;夏頂[3]在短肢剪力墻施工基礎(chǔ)上,設(shè)計相應(yīng)的優(yōu)化措施。本文在以上內(nèi)容基礎(chǔ)上,采用大鋼模板與頂板設(shè)置短肢剪力墻組合工藝模式,結(jié)合一次性澆筑墻柱梁混凝土工藝與單獨澆筑板混凝土單獨澆筑工藝,構(gòu)建多種施工工藝組合模式,對提升短肢剪力墻施工質(zhì)量有較大幫助。
某地擬開發(fā)高層住宅小區(qū),總建筑面積為163 000m2。因為該工程為當?shù)刂攸c工程,對于施工建設(shè)質(zhì)量擁有較高標準,需要以清水混凝土要求結(jié)構(gòu)混凝土施工作業(yè),所以設(shè)計單位與施工單位經(jīng)過詳細分析,決定采用大鋼模板+頂板設(shè)置短肢剪力墻,結(jié)合一次性澆筑墻柱梁混凝土工藝與單獨澆筑板混凝土單獨澆筑工藝,減少施工縫數(shù)量,提升結(jié)構(gòu)混凝土施工水平。同時,將原本專業(yè)化工種模式轉(zhuǎn)化成專業(yè)化工序,縮減梁模處理程序。利用墻柱外側(cè)模板+小掛架支撐的組合方式,有效分離模板支撐和挑架圍護,極大提升施工安全性。在實際操作中不會出現(xiàn)人員聚集情況,合理應(yīng)用人工、設(shè)備等資源,減少專業(yè)碰撞情況,對提升本房屋建筑項目施工效率有較大幫助。
在本房屋建筑項目中,短肢剪力墻采用一次性澆筑墻柱梁混凝土工藝與單獨澆筑板混凝土單獨澆筑工藝,在板底位置設(shè)置施工縫,既可以有效降低施工縫處理難度,規(guī)避以往先墻柱后梁板引起的施工縫位置不合理問題,又可以有效降低施工縫夾渣生成數(shù)量,讓本房屋建筑項目的結(jié)構(gòu)混凝土施工水平達到清水混凝土標準。開展短肢剪力墻施工作業(yè)時,可以參考圖1內(nèi)容,按順序完成施工任務(wù)。
圖1 短肢剪力墻施工技術(shù)運用流程
在樓層的上墻柱梁位置進行抄平放線作業(yè),需要使用電子鉛垂儀,確認底層軸線,并將其控制點以引測的方式定位到施工樓層,要求實際誤差保持在±2mm 之內(nèi)。使用經(jīng)緯儀,將施工樓層的軸線控制點引測到樓板上,要求實際誤差保持在±2mm 之內(nèi)。在軸線控制點的基礎(chǔ)上,參考施工設(shè)計圖紙,借助鋼卷尺,把各軸的墻柱邊線與梁邊線引測至施工樓層的樓面位置。使用水準儀將施工樓層的+1.0m 標高點通過引測方式進行定位,要求定位到各段墻柱的端口位置鋼筋之上。對于標高點位置,需要用涂刷紅油漆的方式進行標記,降低后續(xù)施工難度。
需要考慮到短肢剪力墻擁有相對復(fù)雜的配筋模式,數(shù)量偏多,需要在鋼筋材料進入施工現(xiàn)場之前,根據(jù)施工設(shè)計標準對鋼筋材料進行抽檢,確認合格后,轉(zhuǎn)移到預(yù)先設(shè)置的材料存儲場地。在正式進行鋼筋材料加工處理之前,需要去除表面油污、浮銹,使用專用設(shè)備進行調(diào)直,根據(jù)鋼筋材料的型號、直徑等指標,做切斷處理。結(jié)合短肢剪力墻規(guī)格、彎曲調(diào)整要求等,確認鋼筋實際下料長度。使用電渣壓力焊連接鋼筋,以1/2 焊劑罐高度為標準,略微向下偏5 ~10mm 設(shè)置鋼筋夾具。在結(jié)束鋼筋焊接程序后,需要等待20 ~30s,對沒有使用的焊劑做回收處理。在綁扎墻柱梁位置的鋼筋時,需要先設(shè)置豎筋,再使用水平筋,以逐點綁扎的方式,將豎筋與伸出搭接筋進行連接。對于轉(zhuǎn)角、十字點等重要位置,需要根據(jù)房屋建筑項目的抗震設(shè)計標準做好錨固處理。
為確保墻柱外側(cè)模板順利完成安裝任務(wù),需要對鋼筋綁扎情況進行驗收,確認合格后,在樓層外側(cè)的墻柱根部位置,安裝用于支撐模板的小掛架。在安裝時,需要保證小掛架體系最大間距保持在1 200mm 之內(nèi),以鋼模板:小掛架體系=1 : 2 作為最低設(shè)置標準。小掛架材料可以使用10 號槽鋼,借助短肢剪力墻模板的螺栓孔+螺栓進行固定。確認小掛架平穩(wěn)后,在其上方設(shè)置規(guī)格為100mm×50mm 的方木,要求放置后的方木頂面與墻柱根部保持3 ~5cm 的高度差。因為小掛架負責為墻柱外側(cè)模板提供安全支撐,所以在制作小掛架時,需要優(yōu)先考慮材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計,確保小掛架的強度與剛度符合使用要求。
在墻柱的根部位置,需要設(shè)置定位支撐,強化模板的固定效果。同時,選擇合適位置固定結(jié)構(gòu)洞口的定型模板。對于定位支撐,可以使用直徑12mm 的鋼筋材料,以墻體厚度作為定位支撐的制作長度,并在端頭位置涂刷防銹漆。在安裝定位支撐時,需要保證最大間距保持在900mm 之內(nèi),以模板:定位支撐=1 : 2 作為最低設(shè)置標準。為強化定位支撐的安裝強度,可以通過點焊工藝,將定位支撐與鋼筋進行連接。對于結(jié)構(gòu)洞口定型模板,需要使用型鋼材料支撐具有可調(diào)節(jié)特點的活動直角,根據(jù)施工設(shè)計圖紙的結(jié)構(gòu)洞口規(guī)格,使用厚度為15mm 的多層板制作定型模板的其他組成部分。要求定型模板的制作寬度小于墻體厚度,以2mm 作為設(shè)置標準。在定型模板中間位置,設(shè)置規(guī)格為100mm×50mm 的方木,要求支撐間距控制在600mm之內(nèi)[4]。因為結(jié)構(gòu)洞口的定型模板性質(zhì)為工具類模板,所以在每次使用后都需要進行清理,并在定型模板的表面涂刷隔離劑,避免模板腐蝕。在澆筑混凝土?xí)r,需要對定型模板洞口以對稱方式進行澆筑。
根據(jù)房屋建筑項目的標準層平面布置圖,繪制墻柱位置的大鋼模板配置圖。在本房屋建筑項目中,擬使用86 型大鋼模板體系,根據(jù)施工樓層的結(jié)構(gòu)層高,減去大鋼模板厚度,加上50mm 的固定數(shù)值,即可獲得大鋼模板設(shè)計高度。對于大鋼模板的設(shè)計長度,則根據(jù)施工現(xiàn)場機械設(shè)備的吊裝能力與施工設(shè)計圖紙,進行多方面考量。在起吊大鋼模板時,需要在合適位置鉤掛起重吊環(huán),大鋼模板抵達安裝位置后,需要使用鉛絲,將大鋼模板和墻柱位置的鋼筋進行綁扎處理,以此達到臨時固定大鋼模板的效果。現(xiàn)場技術(shù)人員需要做好大鋼模板的吊裝指揮工作,避免出現(xiàn)人員傷亡。當施工段的墻柱大鋼模板抵達安裝位置后,通過統(tǒng)一校核方式處理安裝誤差。需要先將鉛絲解開,由施工人員通過撬棍對大鋼模板位置進行細微調(diào)整。對于每段墻體的兩側(cè)模板,需要兩個施工人員同步調(diào)整,確認大鋼模板已經(jīng)達到預(yù)設(shè)位置后,需要通過螺栓+螺母的方式進行可靠固定。確認施工段的墻柱大鋼模板位置后,通過調(diào)整支腿絲扣,讓支腿承受相對均勻的荷載。對于梁位置的大鋼模板,可以考慮使用多層板配模模式,以規(guī)格100mm×50mm 的方木作為次龍骨,次龍骨的設(shè)置間距保持在200mm 之內(nèi)。如果梁高低于500mm,需要通過鋼管扣件工藝進行加固處理;如果梁高超過500mm,需要通過對拉螺栓工藝進行加固處理[5]。設(shè)置短肢剪力墻的墻柱梁位置大鋼模板后,根據(jù)施工設(shè)計標準進行驗收,達到合格標準后,著手混凝土澆筑操作。
本房屋建筑項目使用商品混凝土,在施工現(xiàn)場做混凝土試模處理。正式開展墻柱梁位置的混凝土澆筑作業(yè)時,需要先向基層、木質(zhì)模板進行澆水,做預(yù)先潤濕處理,再向澆筑位置澆筑和混凝土相同配置模式的泥漿,厚度控制在30 ~50mm 之間。進行混凝土澆筑作業(yè)時,可以考慮使用分層澆筑工藝,通過標尺量測控制每層厚度,單層混凝土澆筑厚度控制在300 ~500mm 之間。在泵送混凝土?xí)r,需要做好模板、鋼筋骨架的保護工作,避免影響短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。避免混凝土出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象,影響短肢剪力墻穩(wěn)定性,需要通過混凝土振搗處理,釋放混凝土中殘留的空氣。要求將振動棒插到上下層混凝土交界位置,單次振搗時間控制在15 ~30s 之間,最大振動棒移動距離保持在400mm 之間。對于鋼筋數(shù)量較多的位置,例如短肢剪力墻與梁結(jié)構(gòu)接觸位置,需要更換為工作直徑更小的振動棒做二次振搗處理?;炷琳駬v作業(yè)時,需要保持快插慢拔的工作模式,強化混凝土膠結(jié)材料的均勻度,提高混凝土密實性。開始泵送混凝土?xí)r,需要保持相對較慢的速度,在之后的泵送作業(yè)中,逐步提升泵送速度。如果在墻柱梁位置不允許出現(xiàn)施工縫,需要以混凝土初凝時間作為上下層混凝土澆筑間歇時間控制標準。通常情況下,墻柱梁位置的混凝土澆筑高度,需要以板底標高+10mm 作為設(shè)置標準。在拆除模板后,清理混凝土頂面浮漿。通過向混凝土表面灑水,進行混凝土的養(yǎng)護處理,避免因混凝土水化放熱引起表面裂縫,混凝土養(yǎng)護時間持續(xù)7 ~15d。
在結(jié)束混凝土養(yǎng)護程序后,檢查混凝土構(gòu)件,確認其棱角位置不會因模板拆除擾動發(fā)生損壞,著手墻柱梁位置的模板拆除作業(yè)。先抽出穿墻螺栓,再抽出模板支腿螺栓,讓施工人員通過撬棍分離模板與混凝土?,F(xiàn)場技術(shù)人員需要組織塔吊,以施工設(shè)計圖紙,將大鋼模板按照順序進行拆除,并轉(zhuǎn)移到集中堆放區(qū)域。施工人員需要向拆除后的大鋼模板涂刷油性隔離劑,以便未來進行二次使用。在放置大鋼模板時,最大自穩(wěn)角保持在75°之內(nèi)。如果是沒有支腿結(jié)構(gòu)的大鋼模板,需要根據(jù)編號,按順序轉(zhuǎn)移到專用的插架內(nèi)。對于梁側(cè)的木質(zhì)模板,需要在拆除后清理表面殘留物,在施工樓層按順序進行堆放,方便下個施工樓層重復(fù)利用木質(zhì)模板,避免出現(xiàn)不同樓層短肢剪力墻施工質(zhì)量不匹配的情況。
在設(shè)計短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時,可以考慮使用“T”“L”等形式,以此提升短肢剪力墻的抗扭水平,提升平面的穩(wěn)定性能。對于房屋建筑項目的核心區(qū)域,可以考慮適當增加樓板厚度,與核心區(qū)域相連的短肢剪力墻,需要保持均勻分布,避免出現(xiàn)軸向應(yīng)力差距過大的問題。對于平面外邊緣位置,或是外凸區(qū)域,需要通過設(shè)置短肢剪力墻的方式,提升這些位置的平面剛性。在設(shè)計短肢剪力墻時,需要保證對齊、拉直,并將其與連梁進行組合,以此形成具有較多跨數(shù)的抗側(cè)力片,進一步強化房屋建筑項目的抗側(cè)剛度。對于連梁,優(yōu)先選擇設(shè)置在短肢剪力墻的豎平面內(nèi)部,以短肢剪力墻厚度設(shè)置連梁寬度即可[6]??紤]到短肢剪力墻可能會和同異形柱產(chǎn)生混淆問題,在設(shè)計短肢剪力墻的墻肢時,需要保證一側(cè)墻肢的截面高度與厚度之比超過4.2。
對短肢剪力墻施工進行優(yōu)化,可以將工作重心放在事前、事中控制。對于事前控制,需要在技術(shù)交付時,施工單位從實踐應(yīng)用的角度,分析施工設(shè)計圖紙的合理性,與設(shè)計單位現(xiàn)場分析一些存在疑問的內(nèi)容,對問題內(nèi)容做合理調(diào)整,避免后續(xù)大范圍修改施工設(shè)計圖紙,增加施工建設(shè)成本。對施工材料、機械設(shè)備等進行嚴格檢查,做好施工人員的專業(yè)培訓(xùn)工作;對于事中控制,需要做到每日巡視檢查,由監(jiān)理單位根據(jù)施工設(shè)計圖紙與當日施工任務(wù),對各個施工節(jié)點進行分析。如果發(fā)現(xiàn)問題,監(jiān)理單位需要及時通知施工單位,對問題內(nèi)容做好整改,及時處理短肢剪力墻施工質(zhì)量問題,從源頭解決房屋建筑項目的施工質(zhì)量隱患。在完成一道施工程序后,需要由監(jiān)理單位進行驗收、簽字,如果沒有達到預(yù)期施工標準,需要通知施工單位處理問題,避免影響下個施工程序正常進行[7]。
模板質(zhì)量是影響短肢剪力墻混凝土澆筑質(zhì)量的重要因素,若想達到優(yōu)化短肢剪力墻施工質(zhì)量的目標,就需要對模板結(jié)構(gòu)做合理優(yōu)化。模板結(jié)構(gòu)設(shè)計需要優(yōu)先考慮最大側(cè)壓力問題,可以參考公式(1)、(2),以最小數(shù)值確定模板結(jié)構(gòu)設(shè)計標準:
其中,γ為混凝土重力密度,取25kN/m3;t為混凝土初凝時間,可以參考t=200/T+15,T為混凝土澆筑溫度;β1為混凝土外加劑影響修正系數(shù),如果混凝土不添加外加劑,β1取l,混凝土添加外加劑,β2取1.2;β2為混凝土坍落度影響修正系數(shù),混凝土坍落度小于30mm,取0.85;V為混凝土澆筑速度;H為混凝土澆筑高度[8]。
確認短肢剪力墻模板最大側(cè)壓力后,設(shè)計相應(yīng)的模板支撐體系。
本房屋建筑項目采用大鋼模板+頂板設(shè)置短肢剪力墻,結(jié)合一次性澆筑墻柱梁混凝土工藝與單獨澆筑板混凝土單獨澆筑工藝,有效降低常規(guī)短肢剪力墻施工工藝產(chǎn)生的施工縫數(shù)量,有效提升短肢剪力墻的施工質(zhì)量,縮短施工周期。以本房屋建筑項目的6 號住宅樓為例,主體結(jié)構(gòu)提前90d 完成封頂處理,有效降低施工建設(shè)成本投入??紤]到本房屋建筑項目施工程序多,存在專業(yè)施工交叉情況,會增加施工建設(shè)安全風(fēng)險,開展短肢剪力墻施工作業(yè)過程中,施工單位在施工前進行有效預(yù)防,在施工中做有效排查,合理消滅施工建設(shè)安全隱患,施工周期內(nèi)并未發(fā)生任何形式、規(guī)模的安全事故,為施工人員的人身安全提供保障。
本文通過大鋼模板與頂板設(shè)置短肢剪力墻組合工藝模式,結(jié)合一次性澆筑墻柱梁混凝土工藝與單獨澆筑板混凝土單獨澆筑工藝,設(shè)計短肢剪力墻施工方案。本文總結(jié)以下兩條結(jié)論:
(1)優(yōu)化短肢剪力墻施工,需要從設(shè)計方案、施工模式、模板等角度展開相關(guān)工作;
(2)短肢剪力墻施工方案可以讓建筑電視主體結(jié)構(gòu)提前90d 封頂,在降低施工建設(shè)成本方面有良好表現(xiàn)。