李志強(qiáng)

中鐵建工集團(tuán)廣東有限公司 廣東 廣州 511400

現(xiàn)代大型公共建筑越來越傾向于弧線形的設(shè)計(jì)，文化館、體育館、影劇院等大都采用不規(guī)則的弧形混凝土結(jié)構(gòu)形式。弧形剪力墻目前的加固方式有2種：一是采用定型鋼模；二是將傳統(tǒng)木模切割成長條狀單元后散拼加固。第1種方式模板剛度大、強(qiáng)度大、穩(wěn)定性好，但只能在工廠定制加工，工程現(xiàn)場無法調(diào)整弧度，周轉(zhuǎn)率低、成本高。第2種方式可在工程現(xiàn)場制作加工，可調(diào)整弧度弧形，操作方便，但模板加工拼裝量大、加工費(fèi)用高，此外大量拼縫導(dǎo)致墻面成形效果差，無法達(dá)到圓弧形墻面線條順滑流暢的質(zhì)量要求，且模板切成長條狀后無法周轉(zhuǎn)，浪費(fèi)嚴(yán)重[1-3]。

為避免上述2種施工方式的局限性和缺陷，通過對弧形剪力墻模板體系的構(gòu)造、加工、拼裝等步驟進(jìn)行反復(fù)研究，設(shè)計(jì)出了一種可調(diào)式弧形剪力墻模板。

1 工程概況

仲元中學(xué)工程建筑總面積約195 910.19 m2，共有18棟單體建筑。其中一棟單體建筑為科技綜合樓，結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)＋局部弧形剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻厚度20 cm，內(nèi)弧有效半徑55 m，曲率18%，剪力墻縱向面積3 600 m2。

2 可調(diào)式模板設(shè)計(jì)

在弧形剪力墻施工過程中，通過BIM技術(shù)建模，生成弧形剪力墻配模圖。以強(qiáng)度和韌性適中的厚15 mm膠合板作面板，雙面覆優(yōu)質(zhì)塑料膜以增加其耐久性，根據(jù)配模圖現(xiàn)場切割加工為模板單元。主背楞為截面40 mm×100 mm方木，按計(jì)算間距定位后，用酚醛樹脂膠與面板黏合，加以鋼釘機(jī)械固定，形成帶楞覆塑模板單元。再在方木背楞之間開橢圓形寬孔。內(nèi)弧采用螺桿互拉，收緊背楞使模板外拱。外弧采用螺桿頂撐，使模板內(nèi)凹。通過橢圓形寬孔及對拉螺桿的組合形成模板弧度調(diào)節(jié)體系。再將帶楞覆塑模板單元平放在按圖放樣的圓弧形模具上，利用覆塑模板自身優(yōu)質(zhì)的韌性，彎曲模板單元直至與圓弧形模具弧度一致。然后依次上緊調(diào)節(jié)螺母，使調(diào)節(jié)螺桿充分受力固定方木，直到調(diào)節(jié)的面板弧度與模型弧度一致為止（圖1）。

圖1 可調(diào)模板設(shè)計(jì)示意

根據(jù)計(jì)算機(jī)配模軟件生成的配模圖編號(hào)，各模板單元間水平方向采用長100 mm的M16螺栓緊固連接；豎直方向模板間采用63 mm×40 mm×6 mm角鋼壓合。組合多個(gè)調(diào)節(jié)好弧度后的模板單元，加固后即形成可調(diào)式弧形剪力墻模板體系[4-5]。

3 模板特點(diǎn)

通過帶楞覆塑模板單元與對拉螺桿式模板弧度調(diào)節(jié)體系的配套使用，可實(shí)現(xiàn)弧度現(xiàn)場調(diào)整。該方法適應(yīng)能力強(qiáng)，有效解決了定制鋼模、木模只適用一種弧度帶來的低周轉(zhuǎn)、高成本的問題，也解決了傳統(tǒng)木?，F(xiàn)場切割后帶來的周材浪費(fèi)難題。

可調(diào)式弧形剪力墻模板強(qiáng)度與剛度高，穩(wěn)定性好、承載力強(qiáng)，拆模后混凝土成形效果好，解決了傳統(tǒng)弧形剪力墻木模散拼帶來的脹模、跑模、拼縫過密等常見質(zhì)量問題。采用可調(diào)式弧形剪力墻模板施工的剪力墻，墻體幾何尺寸、實(shí)測實(shí)量數(shù)據(jù)、弧面成形效果等可達(dá)清水混凝土效果，免剔鑿及二次抹灰找平。

可調(diào)式弧形剪力墻模板單元構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，操作簡單，覆塑帶楞模板單元組合和對拉螺桿式模板弧度調(diào)節(jié)體系可在施工現(xiàn)場批量化生產(chǎn)，可推廣性強(qiáng)。

4 模板應(yīng)用

4.1技術(shù)準(zhǔn)備

運(yùn)用BIM等模板設(shè)計(jì)軟件生成模板施工圖。利用智能模板設(shè)計(jì)軟件，導(dǎo)入相應(yīng)剪力墻單元信息，自動(dòng)生成模板施工圖，形成平面配模圖、三維建模圖，同時(shí)生成加固大樣。集成優(yōu)化模板下料，導(dǎo)出模板單元詳細(xì)材料清單。

4.2 配模

4.2.1 帶楞覆塑模板單元配模

主背楞采用截面40 mm×100 mm方木。面板模板厚度為15 mm，最大尺寸為1 220 mm×2 440 mm。

模板雙面覆優(yōu)質(zhì)塑料膜處理，以保證弧形剪力墻混凝土成形質(zhì)量，同時(shí)提高面板韌性，增大面板弧度的適用范圍。方木背楞按軟件計(jì)算間距定位，用進(jìn)口酚醛樹脂膠與面板黏合，加以鋼釘機(jī)械固定，形成帶楞覆塑模板單元。

4.2.2 對拉螺桿式模板弧度調(diào)節(jié)體系

方木背楞上等間距設(shè)置橢圓形調(diào)節(jié)孔（圖2），為調(diào)節(jié)螺桿在調(diào)節(jié)模板弧度時(shí)提供了充分的空間，加大了對拉螺桿式模板弧度調(diào)節(jié)體系的調(diào)節(jié)空間。

圖2 橢圓形調(diào)節(jié)孔

4.3弧度成形

1）根據(jù)模板單元所處弧形剪力墻的部位，分為外弧、內(nèi)弧。內(nèi)弧安裝楞間對拉螺桿，外弧安裝楞間頂撐螺桿。

2）利用弧形模具調(diào)節(jié)模板單元弧度。按照施工圖紙中設(shè)計(jì)的弧形剪力墻1∶1放樣，制作弧度模具，同樣分為外弧模具與內(nèi)弧模具。將模板單元平放在按圖預(yù)制的圓弧形模具上，利用覆塑模板自身優(yōu)質(zhì)的韌性，彎曲模板單元直至與圓弧形模具弧度一致。依次上緊調(diào)節(jié)螺母，使螺桿充分受力固定住方木，直到面板弧度與模型弧度一致。

4.4組裝單元模板

1）各模板單元間水平方向采用長100 mm的M16螺栓連接，相鄰模板間方木拼接時(shí)凹凸5 mm，錯(cuò)位疊合，用螺栓緊固，防止漏漿。

2）模板上下搭接采用方木模板錯(cuò)位搭接，上層模板方木凸出2 cm，下層模板凹入2 cm，豎直方向模板間采用63 mm×40 mm×6 mm角鋼壓合，防止漏漿。

4.5模板體系加固

在模板上等間距開孔，穿M14對拉螺栓，采用弧形鋼管或鋼筋為主龍骨與山形卡相連。鋼筋作為龍骨時(shí)，采用直徑大于20 mm的HRB400級(jí)鋼筋。

4.6檢查驗(yàn)收

用線錘和鋼卷尺對模板垂直度進(jìn)行全數(shù)檢測，保證模板垂直度偏差≤6 mm，對不滿足要求的模板進(jìn)行調(diào)整。

4.7混凝土澆筑

弧形剪力墻混凝土澆筑下料厚度每層0.5 m，振搗棒振搗半徑＜250 mm，振搗時(shí)振搗棒應(yīng)快插慢拔，振搗到混凝土氣泡變少為止，當(dāng)墻高度大于2 m，混凝土澆筑時(shí)利用串筒或泵送軟管向下送料。

4.8拆模及清理

豎向模板在混凝土強(qiáng)度能保證其表面及棱角不因拆模而受損壞時(shí)，方可拆除模板。覆塑模板脫模時(shí)不能采用鋼釬強(qiáng)拆，以免破壞模板表面塑料膜，影響模板壽命。拆下來的模板單元清理表面混凝土后，架空碼放，避免受潮。剪力墻弧度發(fā)生變化時(shí)，拆模后及時(shí)調(diào)松楞間螺桿，以便二次弧度調(diào)節(jié)。

5 效益分析

與目前市場上采用的定制鋼模、木模和傳統(tǒng)木模切割后加固的模板體系相比，可調(diào)式弧形剪力墻模板體系可多次周轉(zhuǎn)、可調(diào)節(jié)弧度，節(jié)約模板材料消耗量及因脹模、拼縫漏漿、弧度不自然而產(chǎn)生的踢打、修補(bǔ)、二次抹灰找平費(fèi)用。以背景工程仲元中學(xué)弧形剪力墻為例（模板接觸面積7 200 m2），具體施工成本參數(shù)為周轉(zhuǎn)次數(shù)8次，單次配模數(shù)量900 m2，每段（50 m）平均施工時(shí)間10 d，單價(jià)51元/m2，總費(fèi)用為36.72萬元。對比傳統(tǒng)小條拼接木模單價(jià)約121元/m2，以及定制鋼模板單價(jià)約107元/m2，可調(diào)式弧形模板成本節(jié)約了50%，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語

可調(diào)式弧形剪力墻模板通過橢圓形寬孔及對拉螺桿的組合形成弧度可調(diào)的模板單元，拼裝加固后形成可調(diào)式弧形剪力墻模板，解決了弧形剪力墻模板精確配模的難題。經(jīng)過工程項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)踐，弧形剪力墻成形效果優(yōu)良，弧度自然，線條流暢，觀感較好。

工程項(xiàng)目施工完成后，弧形剪力墻的驗(yàn)收合格率為100%，實(shí)測實(shí)量合格率達(dá)到96%以上，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

可調(diào)式弧形剪力墻模板除適用于弧形剪力墻外，在水池、筒倉、泵站弧形外墻等構(gòu)件中均可適用。