張子寒

（同圓設(shè)計集團股份有限公司，山東 濟南 250101）

隨著科技的快速發(fā)展和建筑工程的不斷創(chuàng)新，框架剪力墻結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中[1]?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)是一種將框架和剪力墻有機結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)體系，其既有框架結(jié)構(gòu)的柔性，又有剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度，這種雙重優(yōu)點使框架剪力墻結(jié)構(gòu)在工程中被廣泛推廣[2]。因此，研究并掌握框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，不僅能提高施工效率，保證工程質(zhì)量，還能保障工程安全，減少安全事故[3]。在實際施工中不僅需要關(guān)注框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，還要關(guān)注相關(guān)的各種因素，例如設(shè)計、材料選擇、施工工藝和施工管理等。這些因素相互影響，相互制約，共同決定框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量和效果[4]。該文深入研究框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，探索其在實際工程中的應(yīng)用，解決實際施工中遇到的問題，以期為我國的建筑工程技術(shù)發(fā)展貢獻一份力量。

1 工程概況

某中央大廈是一座基于框架剪力墻結(jié)構(gòu)的高層建筑，總高度為230m，共50層。項目占地面積為20000m2，建筑面積達100000m2。該大廈的構(gòu)造包括框架剪力墻結(jié)構(gòu)，用C60高強度混凝土，鋼筋混凝土柱的規(guī)格為500mm×500mm～800mm×800mm，剪力墻高度為3m，長度為5m，厚度為0.6m，標準層高度為4.2m，底層大廳高度為6m。項目計劃施工周期為36個月，其中框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工期12個月。項目施工人員約500人，其中包括工程師、技術(shù)人員和施工人員等。項目遵循嚴格的質(zhì)量和安全標準，進行全程監(jiān)控和質(zhì)量控制，以保障工程安全。

2 建筑工程施工前準備

基于框架剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑工程施工，施工前的準備工作包括設(shè)計、工程測量、地基處理、基坑開挖及安全防護設(shè)施的安裝和材料選擇[5]。結(jié)構(gòu)工程師需要根據(jù)地質(zhì)勘察報告、建筑使用性質(zhì)和地震烈度進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計。項目開工前需要通過工程測量確定建筑的位置、高度和深度。該項目高度為230m，根據(jù)地質(zhì)勘察報告，選擇合適的地基處理方法，地基土質(zhì)較軟采用樁基處理，根據(jù)設(shè)計深度開挖基坑。在開挖過程中，要嚴格監(jiān)控基坑周邊的地表沉降情況，保障周邊建筑物安全。施工現(xiàn)場要安裝圍擋、安全網(wǎng)等安全防護設(shè)施以保障施工人員的安全[6]。

施工前的重要環(huán)節(jié)是材料準備，需要根據(jù)設(shè)計要求和施工計劃，準備足夠的建筑材料?；炷潦侵饕慕ㄖ牧现?。該項目中，混凝土的強度等級為C60。每立方米C60混凝土的配比見表1。

表1 C60混凝土配比表

表1中，材料占比是該材料在總配比中的比例，總需求是基于10萬m3混凝土需求計算的總材料用量，1m3混凝土的質(zhì)量約2550kg。每層樓的混凝土用量為2000m3，50層樓的總混凝土用量約10萬m3。鋼筋是混凝土的重要配件，主要用于增強混凝土的抗拉和抗剪能力。在該項目中，鋼筋混凝土柱的規(guī)格為500mm×500mm～800mm×800mm，平均1m3混凝土需要120kg鋼筋，鋼筋總需求量約1200萬kg。用模板澆筑混凝土，形成所需的形狀和尺寸，剪力墻厚度為0.6m，平均1m2墻面需要2m2的模板（正反兩面），則模板總需求量約20萬m2。

3 框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工

3.1 安裝及確定模板面積

在框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工中，澆筑鋼筋混凝土墻是施工的基礎(chǔ)[7]。鋼筋混凝土墻需要按照順序澆筑以確保其強度和穩(wěn)定性，同時要注意避免裂縫。針對框架剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻澆筑流程的第一步是模板安裝，確保剪力墻的尺寸和形狀滿足設(shè)計要求，模板的面積計算如公式（1）所示。

式中：A為模板面積或覆蓋的濕布面積；h為剪力墻的高度；w為剪力墻的寬度；t為剪力墻的厚度。對工程中高度為3m，長度為5m，厚度為0.6m的剪力墻，需要準備面積為39.6m2的模板，模板的尺寸和位置需要嚴格按照設(shè)計圖紙，誤差控制在±5mm。在模板安裝的過程中，需要按照安裝順序保證安裝質(zhì)量，確保墻體的安裝精度和牢固程度。由于是基于下層剪力墻的位置定位的，因此按照設(shè)計圖紙和施工計劃，安裝剪力墻模板要從底層開始逐層向上，以確保上層剪力墻的位置精度。該施工中具體的創(chuàng)新性模板安裝流程如圖1所示。

圖1 模板安裝流程

在框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工過程中，安裝模板非常重要，能夠提供支撐和引導，確保墻體施工的準確性和穩(wěn)定性。該工程中創(chuàng)新性安裝模板的具體步驟如下：1）在開始模板安裝前，需要確保施工現(xiàn)場的準備工作已經(jīng)完成，包括清理地面、確定墻體位置和尺寸以及檢查施工圖紙和相關(guān)規(guī)范。2）根據(jù)施工圖紙上的標注，安裝底部的模板。底模板通常由木板制成，尺寸應(yīng)與剪力墻底部的尺寸一致。將底模板放置在墻體位置上，用螺栓或者釘子將其固定在地面上，并確保其平整并與施工圖紙對齊。3）安裝側(cè)模板須根據(jù)墻體的高度，選擇合適尺寸的側(cè)模板。側(cè)模板可以用木板或者金屬模板，其高度應(yīng)與墻體高度一致。將側(cè)模板放置在底模板上方，與底模板緊密連接，使用螺栓或者釘子將其固定在底模板上。4）固定模板須確保側(cè)模板的位置垂直，并使用水平儀校準。使用木樁或支撐桿等支撐物，將側(cè)模板固定在正確的位置上以確保其穩(wěn)定性和垂直度。5）側(cè)模板安裝完畢后安裝頂模板，頂模板的尺寸應(yīng)與墻體頂部的尺寸一致，并與側(cè)模板緊密連接。將頂模板固定在側(cè)模板上，確保其水平和平整。6）安裝完模板后，使用水平儀和垂直儀等工具進行檢查和調(diào)整，確保模板的水平度和垂直度。必要時進行調(diào)整以確保模板的準確性和穩(wěn)定性。

安裝模板要與框架結(jié)構(gòu)的施工配合，避免相互影響。剪力墻模板的安裝質(zhì)量直接影響建筑的安全性和耐久性。質(zhì)量控制的關(guān)鍵是制作和安裝模板、綁扎鋼筋和澆筑混凝土。該工程中，模板安裝拼接的尺寸誤差要在3mm內(nèi)，模板拼縫嚴密，可以防止混凝土漏漿，因此制作時要使用精確的工具和設(shè)備，安裝時要使用定位器和固定器。

3.2 鋼筋捆扎及安裝

模板安裝完成后，要綁扎和安裝剪力墻的鋼筋，包括墻內(nèi)的主筋、箍筋和分布筋[8]。綁扎鋼筋應(yīng)均勻分布，嚴格按照設(shè)計的尺寸和間距，安裝鋼筋可以提高混凝土的抗拉和抗剪能力。鋼筋的直徑和間距應(yīng)該符合設(shè)計要求，具體的確定步驟如下。

首先，確定需要使用的鋼筋的強度等級和截面形狀，該工程選擇使用直徑為20mm的圓鋼筋。

其次，根據(jù)設(shè)計要求確定鋼筋的截面面積，使用相關(guān)公式計算所需鋼筋的面積。該工程中，鋼筋的配筋率為0.02（鋼筋的體積占混凝土體積的2%），1m3混凝土需要的鋼筋體積為0.02m3，鋼筋截面積Ar的計算如公式（2）所示。

式中：d為鋼筋直徑。該工程中使用直徑為20mm的圓鋼筋，其截面積為0.000314m2，因此每立方米混凝土需要的鋼筋長度為63.6m。剪力墻的混凝土總體積為9m3，所需的鋼筋長度約573.4m。

剪力墻的設(shè)計剪力和高度決定所需鋼筋的數(shù)量，具體的計算如公式（3）所示。

式中：r是配筋率；d是鋼筋直徑。根據(jù)設(shè)計要求和所選鋼筋的直徑計算鋼筋間的間距，因此該工程鋼筋的間距為100mm。

最后，根據(jù)所選鋼筋的直徑和間距確定鋼筋的布置方案，鋼筋的布置方案應(yīng)符合設(shè)計要求，并確保在施工中易于安裝。該工程中第一根鋼筋與剪力墻的底部距離為100mm，其余鋼筋間距均為200mm，所有鋼筋與剪力墻兩側(cè)的距離應(yīng)保持相同。

綁扎模板的鋼筋要使用專用的綁扎工具，綁扎點均勻分布且牢固，防止在澆筑過程中位移。需要使用泵車和塔吊這兩種合適的澆筑設(shè)備均勻澆筑混凝土，在澆筑的過程中使用振搗器進行振搗以保證混凝土的密實度。

3.3 澆筑混凝土

澆筑混凝土是至關(guān)重要的步驟，會直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和性能。澆筑混凝土要按照一定的順序和方法，確保混凝土的均勻性和密實性，具體步驟如圖2所示。

圖2 澆筑混凝土流程圖

首先，要確定最佳的混凝土配合比。工程中水泥∶砂∶石∶水=1∶1.5∶3∶0.5。混凝土攪拌的時間為1min～2min，要確保混凝土均勻，但時間不應(yīng)過長以免影響混凝土的性能。混凝土澆筑的深度在1m～2m，保證混凝土均勻密實?；炷恋臐仓叨炔怀^1.5m，防止混凝土分層和偏心，高3m的剪力墻需要澆筑兩次。

在混凝土振搗的過程中，應(yīng)該正確使用振搗設(shè)備，當使用內(nèi)振器時，振搗頭應(yīng)垂直插入混凝土中，振搗范圍是以振搗頭為中心，半徑為振搗頭直徑的3～4倍的圓形區(qū)域。振搗頭不能接觸模板和鋼筋以免損傷模板和鋼筋，也不能直接接觸已經(jīng)振實的混凝土以免引起混凝土分層。振搗混凝土的時間應(yīng)該適度，時間過長或過短都會影響混凝土的性能，具體振搗作業(yè)流程如圖3所示。

圖3 混凝土振搗過程

混凝土振搗是混凝土澆筑后的重要工序，通過振動消除混凝土中的空隙和氣泡，提高混凝土的密實性和強度。該工程中混凝土振搗的具體過程如下：1）在開始振搗前，確?；炷烈呀?jīng)倒入模板，并保持平整。清除模板上的雜物和積水，確保振動器的順暢操作。2）根據(jù)施工需要，選擇合適類型的振動器。通常有內(nèi)置振動器和外置振動器兩種類型。將振動器插入混凝土中，并確保其完全沉浸在混凝土中。3）啟動振動器開始振搗，逐步插入混凝土中，使其沉入混凝土內(nèi)部。振動器的插入速度應(yīng)控制在8cm/s～15cm/s。振動器應(yīng)均勻地插入混凝土中，避免與模板或鋼筋發(fā)生碰撞。4）在振搗過程中，振動器應(yīng)該逐漸升至全深度，并在每個插入點保持一定時間，通常為10s～15s。振動器應(yīng)該緩慢勻速移動，避免在振動過程中迅速抽出振動器。5）應(yīng)該根據(jù)混凝土類型、厚度和施工要求調(diào)整振搗的時間和頻率。振搗時間應(yīng)控制在30s～120s，頻率應(yīng)該保持在6000次/min～9000次/min。6）振搗過程應(yīng)該覆蓋整個混凝土澆筑區(qū)域，確?；炷恋拿軐嵭?。振搗完成后，應(yīng)該緩慢抽出振動器，避免混凝土表面坍塌和不均勻。

振搗時間過長會導致混凝土分離、水泥漿流失和混凝土強度降低；振搗時間過短會導致混凝土密實度不足，產(chǎn)生孔隙，同樣會降低混凝土的強度。當混凝土表面不再冒出大氣泡，呈鮮亮狀態(tài)時可以停止振搗，澆筑混凝土的速度應(yīng)與振搗的速度相匹配，要確?；炷脸浞置軐?，但不應(yīng)該過長以免混凝土分離。完成振搗后，應(yīng)該檢驗混凝土的振搗效果，通過觀察混凝土表面是否平整、是否有大的氣泡等來判斷振搗效果，如果發(fā)現(xiàn)混凝土振搗不足，應(yīng)該立即返振。澆筑混凝土后要通過養(yǎng)護確保混凝土的強度和耐久性。養(yǎng)護的方法包括覆蓋濕布或使用噴霧器，養(yǎng)護的時間通常需要至少7d，具體的時間取決于混凝土的種類和環(huán)境條件。

4 建筑工程施工后維護

工程施工后維護剪力墻建筑能確保建筑物的安全性和使用壽命，后期維護建議及步驟如下：1）施工后每年至少一次全面檢查，專業(yè)人員要檢查剪力墻的整體狀況，包括裂縫、破損和水分入侵等問題，早期發(fā)現(xiàn)和修復結(jié)構(gòu)問題可以延長剪力墻的使用壽命。2）裂縫寬度＞0.2mm應(yīng)該立即修復，使用環(huán)氧樹脂混凝土修復材料，填充和封閉裂縫。3）每5～10年應(yīng)該更換或者維護剪力墻的防水層，確保剪力墻不受水分的侵蝕。4）如果剪力墻的抗震性能不足需要抗震加固，施工后，工程師要根據(jù)建筑物的年齡、地理位置和建筑材料等因素評估是否需要加固以及加固的具體方法和程度。5）每3～6個月清潔應(yīng)該清潔裝飾性剪力墻。使用溫和的清潔劑和軟布，避免硬質(zhì)刷子和腐蝕性清潔劑以防損壞墻面。

5 結(jié)語

通過該文的研究，對框架剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑工程施工技術(shù)應(yīng)用有了更深入的了解。該文介紹了框架剪力墻結(jié)構(gòu)的基本原理和優(yōu)點，詳細闡述其施工前準備、施工過程以及后期維護的具體步驟和技術(shù)要點。只有通過精細化的施工前準備，嚴謹?shù)氖┕み^程控制以及有效的后期維護，才能充分發(fā)揮框架剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，提高建筑工程施工效率，保證建筑施工質(zhì)量。同時需要不斷學習和創(chuàng)新，提高施工技術(shù)水平和解決問題的能力，解決施工中出現(xiàn)的各種問題。隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑工程施工將更安全、高效和環(huán)保。